— Все документы — Директивные письма, положения, рекомендации и др. — РУКОВОДСТВО ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИНАМИКИ РАЗМЫВА БЕРЕГОВ РЕК ПРИ ИНЖЕНЕРНЫХ ИЗЫСКАНИЯХ МЕТОДОМ НАЗЕМНОЙ ФОТОТОПОГРАФИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ

РУКОВОДСТВО ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИНАМИКИ РАЗМЫВА БЕРЕГОВ РЕК ПРИ ИНЖЕНЕРНЫХ ИЗЫСКАНИЯХ МЕТОДОМ НАЗЕМНОЙ ФОТОТОПОГРАФИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ

РУКОВОДСТВО ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИНАМИКИ РАЗМЫВА БЕРЕГОВ РЕК ПРИ ИНЖЕНЕРНЫХ ИЗЫСКАНИЯХ МЕТОДОМ НАЗЕМНОЙ ФОТОТОПОГРАФИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ И НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ИНСТИТУТ ПО ИНЖЕНЕРНЫМ ИЗЫСКАНИЯМ
В СТРОИТЕЛЬСТВЕ (ПНИИИС) ГОССТРОЯ СССР

РУКОВОДСТВО
ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИНАМИКИ РАЗМЫВА
БЕРЕГОВ РЕК ПРИ ИНЖЕНЕРНЫХ
ИЗЫСКАНИЯХ МЕТОДОМ НАЗЕМНОЙ
ФОТОТОПОГРАФИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ


Москва Стройиздат 1983

Рекомендовано к изданию решением экспертной комиссии ПНИИИС Госстроя СССР.

Содержит сведения о составе и методике выполнения комплекса инженерных изысканий, связанных с изучением динамики размыва берегов, как формы проявления русловых процессов. Приведена методика наземной фототопографической съемки по определению величины площади размыва и скорости поверхностных струй водного потока. Даны рекомендации по камеральной обработке материалов полевых работ, составу и оформлению технической документации.

Для инженерно-технических работников проектно-изыскательских организаций.

Разработано канд. геогр. наук А.Ф. Крашниковым, канд. техн. наук В.К. Львовым, инж. А.А. Тинтом.

1. ИНЖЕНЕРНО-ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Размыв берегов речных русел является следствием многолетних, а иногда сезонных переформирований дна, берегов и поверхности пойм под действием водного потока реки. Процесс изменения в морфологическом строении русла и поймы реки, обусловленный действием текущей воды, называется русловым процессом.

Происходящие при действии русловых процессов переформирования дна, берегов русел и поверхности пойм называются деформациями соответственно дна, берегов и поверхности пойм. Деформации выражаются как в размыве, так и в отложении (аккумуляции) водным потоком реки, слагающего русло и пойму материала.

1.2. Для оценки величины размыва берегов речных русл используются способы, имеющие в своей основе анализ картографических и аэрофотосъемочных материалов, а также результатов специальных работ, проводимых с целью получения натурных данных.

Картографические и аэрофотосъемочные материалы являются основными, как правило, для предварительного суждения о характере деформаций и типе руслового процесса на изучаемом участке реки. Их более детальная оценка возможна при наличии материалов крупномасштабных наземных съемок и аэрофотоснимков русла и поймы, выполненных в разные годы (для крупных рек могут быть использованы также лоцманские карты). Характер изменения русла в плане, в том числе смещение его берегов вследствие размыва наиболее объективно оцениваются при использовании данных не менее двух съемок, охватывающих период более 25 лет.

При отсутствии материалов крупномасштабных съемок, выполненных в различные годы предшествующего периода, имеющиеся картографические и аэрофотосъемочные материалы используются в совокупности с результатами натурных измерений, получаемыми при инженерных изысканиях.

1.3. Оценка величины размыва берега за период наблюдений может быть выполнена при инженерных изысканиях несколькими способами. Наиболее простым из них является способ линейных измерений, при котором через определенные интервалы времени измеряются расстояния от магистрального хода (либо от закрепленных в плане пунктов) до бровки размываемого берега. Недостатком этого способа является субъективность в оценке размыва берега между створами наблюдений вследствие интерполяции результатов измерений.

Наиболее приемлемыми для оценки величины размыва являются материалы мензульной, фототеодолитной съемок либо аэрофотосъемки, выполняемые для исследуемого участка реки через задаваемые периоды времени. При этом изменения в русле, происходящие вследствие размыва его берега, наиболее достоверно отражаются при использовании фототеодолитной съемки, обладающей преимуществами фотограмметрических методов. Большая оперативность этого способа дает возможность организовать через задаваемые интервалы времени серию последовательных съемок, что необходимо для освещения динамики изучаемого процесса в связи с обусловливающими его гидрологическими условиями.

1.4. Способ фототеодолитной съемки может быть использован также для измерения скоростей и направлений поверхностных струй речного потока, которые нередко выполняются в комплексе работ при изучении динамики размыва речных берегов.

1.5. При оценке величины размыва берегов необходимо знание типа руслового процесса, его количественных характеристик, размеров и видов деформации, их связей с обусловливающими факторами. Типы руслового процесса устанавливаются в соответствии с их определением и классификацией, которые приводятся в методической литературе Госкомгидромета (Рекомендации по учету естественных циклических деформаций русел равнинных рек при строительном проектировании, 1969 г.; Рекомендации по учету русловых, пойменных и береговых деформаций, волновых и ледовых воздействий при проектировании фундаментов опор ЛЭП на переходах через реки и водохранилища, 1973).

ЗАДАЧИ ИЗЫСКАНИЙ

1.6. Инженерно-гидрологические изыскания по изучению размыва берегов речных русл, выполняемые в комплексе с топографо-геодезическими и геоморфологическими работами, проводятся для площадок строительства, которые располагаются вблизи рек, подверженных деформационным процессам. Задачей изысканий является получение материалов для прогноза изменения положения берега в плане вследствие его размыва для обоснования выбора и расчета систем защитных мероприятий.

1.7. Для решения задачи изысканий в следующей последовательности проводятся:

подготовительные работы, включающие сбор гидрологических, топографических и геоморфологических материалов по району работ, гидроморфологический их анализ и составление программы изысканий;

полевые работы, имеющие целью получение материалов натурного обследования русла и поймы, а также результатов наблюдений за размывом берега с одновременным освещением комплекса гидрологических условий, определяющих этот процесс;

камеральные работы, включающие обработку материалов полевых наблюдений и составление технического отчета о результатах проведенных изысканий.

ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ

1.8. Целью подготовительных работ является приближенная оценка ожидаемых на участке предполагаемого строительства деформаций берега и, при необходимости, составление программы работ по изучению динамики размыва берега русла. Первоочередной задачей работ является сбор материалов по картографической, гидрологической и геоморфологической изученности района.

1.9. Картографические материалы могут быть представлены топографическими, аэрофотосъемочными, лоцманскими, а также землеустроительными картами и планами, приведенными к одному масштабу. В зависимости от назначения картографический материал должен иметь следующее содержание:

обзорная карта, показывающая взаимное расположение русла с поймой реки и площадки проектируемого сооружения; масштаб карты должен быть не мельче 1:25000;

карты и планы разновременных съемок изучаемого участка реки в масштабе не мельче 1:10000, на основе которых предварительно устанавливаются тип руслового процесса и основные характеристики деформации берега; картографическими материалами должен быть освещен участок реки, включающий не менее 2-3 излучин выше изучаемого участка и 2-3 излучины ниже его;

топографические планы масштаба от 1:500 до 1:5000 для полевого морфологического картирования; планами должен быть освещен участок русла, включающий не менее 1-2 излучин выше и ниже площадки строительства.

Сбор топографических и аэрофотосъемочных материалов производится в Центральном картгеофонде и территориальных инспекциях Государственного геодезического надзора (Госгеонадзора) Главного управления геодезии и картографии при Совете Министров СССР (ГУГК).

1.10. Основой для суждения о водном режиме рек и гидрологических условиях, при которых протекают деформационные процессы, служат материалы гидрологической изученности района работ. Информация о наличии результатов наблюдений на реках, а также других сведений об их гидрологическом режиме получается из книг серии «Ресурсы поверхностных вод» и гидрологических ежегодников, периодически издаваемых органами Государственного фонда гидрометеорологических материалов Государственного комитета СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды (Госкомгидромет).

Необходимо также использовать фондовые материалы организаций, проводивших в различное время гидрологические работы в связи с проектированием объектов строительства либо для других целей.

1.11. На стадии подготовительных работ производится сбор материалов по геоморфологии и геологии дна речной долины, которые могут дать представление о ее геоморфологическом строении и геологическом разрезе поймы и ложа русла до базального горизонта.

Материалы по геоморфологической и геологической изученности собираются в местных изыскательских и проектно-изыскательских организациях, а также во Всесоюзном и территориальных геологических фондах Министерства геологии СССР (Мингео СССР).

1.12. На основе собранного материала выполняется гидрологоморфологический анализ, в результате которого формируется представление о преобладающем типе руслового процесса, возможных скоростях смещения русла в плане вследствие размыва его берегов, а также возможность влияния процесса деформации берега русла на площадку проектируемого сооружения. Результаты гидрологоморфологического анализа, который при недостаточности материалов может быть предварительным, обосновывают необходимость и направленность изыскательских работ для более детального изучения динамики размыва берега. Изыскательские работы в этом случае проводятся по специально составляемой программе.

1.13. Программа работ предусматривает:

определение величины размыва берега русла за период наблюдений и динамики размыва в связи с изменениями гидрологических условий;

определение основных характеристик гидрологического режима реки за период наблюдений и в многолетнем разрезе (уровень и расход воды, мутность воды, взвешенные наносы, данные отложения);

распределение скоростей и направлений поверхностных течений в пределах русла и поймы изучаемого участка реки; эпюры скоростей и диаграммы направлений течений на вертикалях в характерных створах реки и вдоль размываемого берега реки;

изучение морфологического строения русла и поймы и их особенностей, влияющих па развитие русловых процессов (состав русловых и пойменных отложений, выходы трудноразмываемых пород и др.).

ПОЛЕВЫЕ РАБОТЫ

1.14. Основной задачей полевых работ является получение данных, обосновывающих расчет средней многолетней скорости размыва берега русла. Результаты расчетов используются в дальнейшем для прогноза смещения в плане бровки размываемого русла к концу прогнозируемого периода, установления зоны деформации и выводов о возможности воздействия русловых процессов на площадку проектируемого сооружения.

1.15. Полевые работы по своему составу подразделяются на следующие виды:

рекогносцировочное обследование русла и поймы, сопровождающееся картированием основных морфологических элементов реки;

серии последовательных фототопографических съемок, а также линейных измерений положения бровки берега для оценки динамики его размыва в пределах планового смещения русла;

комплекс гидрометрических работ по оценке основных гидрологических характеристик режима реки и гидравлических условий водного потока, влияющих на динамику размыва изучаемого берега реки.

1.16. Рекогносцировочное обследование русла и поймы реки имеет целью уточнение полученной при предварительном анализе схемы развития руслового процесса и намеченной программы изыскательских работ. В результате обследования производится выбор мест размещения пунктов наблюдений.

Основным элементом работ при рекогносцировочном обследовании является морфологическая съемка, сопровождающаяся картированием на топографическом плане или аэрофотоснимках, имеющих большую подробность изображения. При производстве картирования, которое сопровождается описанием морфологических образований, особое внимание уделяется выявлению факторов, обусловливающих проявление тех или иных русловых и пойменных образований. Описание должно фиксировать не только наличие, но и форму, размеры морфологических образований, а также содержать обоснованные выводы о факторах, обусловливающих образование и развитие картируемых элементов.

При обследовании берега русла на план наносятся современное положение бровки русла и границы размываемого участка реки. Картирование сопровождается описанием геологического строения берега, при котором особое внимание обращается на состав и однородность слагающего берег материала. При картировании на план наносятся также основные формы русловых образований и выявляются факторы и условия, влияющие на их развитие (влияние твердого стока притоков, развитие растительного покрова, наличие местных естественных и искусственных базисов эрозии, выходы трудноразмываемых пород, хозяйственные мероприятия и др.).

При обследовании поймы реки на топографический план наносятся ее границы с выделением редко затапливаемых участков, а также границы, за пределами которых отсутствуют следы эрозионной и аккумулятивной деятельности речного потока. На плане и в описании указываются площадь и мощность (глубина) образования, места поступления на пойму речных наносов, их состав и порядок напластования. В районах с интенсивным хозяйственным использованием пойм на плане должны быть показаны контуры различных видов сельскохозяйственных угодий, системы мелиоративных канав и др.

По результатам рекогносцировочного обследования устанавливаются участки размыва и намыва, а также направленность деформации русла в плане.

1.17. Наблюдения за динамикой размыва берега русла организуются на участке реки, границы которого намечаются на стадии подготовительных работ и уточняются по результатам рекогносцировочного обследования. Выбранный участок реки должен включать не менее трех сопряженных излучин русла, в том числе не менее чем по одной выше и ниже изучаемой площадки. В зависимости от протяженности площадки проектируемого сооружения и размеров излучин наблюдения на отдельных участках района работ могут быть как детальными, так и упрощенными.

Детальные наблюдения за размывом берега проводятся, как правило, на участке, для которого выполняется расчет размыва берега на прогнозируемый период. Измерения величины смещения линии бровки берега производятся в этом случае способом наземной фототопографической съемки.

Упрощенные наблюдения за размывом берега (при использовании фототеодолитной съемки) производятся для излучин русла, расположенных выше и ниже участка реки, для которого предусматривается прогнозный расчет. Наблюдения производятся в безледоставный период года и включают в себя серию последовательных измерений расстояний от бровки размываемого берега до закрепленной на берегу магистрали или точки. Разница в расстояниях, получаемая в результате сопоставления первого и последнего измерений, оценивается как величина размыва берега за период наблюдений, в то время как сопоставление результатов серии последовательных измерений дает представление о динамике наблюдаемого процесса размыва берега.

Частота измерений при наблюдениях за динамикой размыва берега определяется внутригодовыми изменениями в режиме реки и должна составлять как для детального, так и для упрощенного способов не менее 4-5 измерений в половодье (паводок) и 1 измерение в месяц в течение устойчивого меженного периода.

1.18. Гидрометрические работы проводятся в течение безледоставного периода (включая периоды весеннего и осеннего ледохода) и имеют целью освещение гидрологических условий, при которых протекает процесс размыва изучаемого участка берега. В результате работ должны быть получены материалы, освещающие колебания следующих элементов режима реки:

уровней воды; условий весеннего и осеннего ледохода;

расходов воды;

мутности воды; твердого стока;

уклонов водной поверхности; скорости и направления течений; их распределения на поверхности и по глубине;

данных отложений, их распределения по длине реки.

При наличии вблизи, изучаемого района действующей гидрометеостанции (поста), данные наблюдений на которой могут быть использованы для оценки режима реки, состав гидрометрических работ при изысканиях может быть сокращен. В этом случае отдельные виды наблюдений за режимом реки, которые входят в перечень номенклатуры работ, установленной Госкомгидрометом для гидрометеостанций (постов) соответствующего разряда, не выполняются. Вместо наблюдений в составе изыскательских работ предусматривается сбор материалов по действующей гидрометеостанции (посту), которая принимается при последующих расчетах в качестве аналога.

1.19. Измерение уклонов водной поверхности, скоростей и направлений течения, которые определяют гидравлические условия водного потока, производится в связи с изменениями гидрологического режима реки. В соответствии с этим комплекс работ по оценке гидравлических условий рекомендуется проводить на подъеме, пике и спаде половодья (паводка), а также 1-2 раза в течение летней межени.

Уклоны водной поверхности реки определяются геометрическим нивелированием горизонтов воды по урезовым кольям. Количество урезовых точек в нивелирном ходу зависит от величины уклона воды, но должно быть не менее 2 на 1 км длины реки при малом падении уровней воды (до 5 см на 1 км длины реки). Одновременно с определением уклона водной поверхности производится промер глубин воды по фарватеру (линии наибольших глубин). При стабильном положении перекатов и плессовых лощин промер глубин допускается производить не при каждом измерении уклонов, а два раза: на подъеме половодья (паводка) и после его прохождения.

В результате выполненных работ должны быть получены продольные профили водной поверхности изучаемого участка реки с продольным профилем дна но линии наибольших глубин, соответствующие различным фазам режима реки в свободный от льда период.

Изучение режима скоростей и направлений течения производится в виде съемки поверхностных струй водного потока, а также измерений скоростей и направлений течения по глубине, выполняемых на постоянных створах и вертикалях.

Съемка скоростей и направлений поверхностных течений (поверхностных струй) производится посредством фиксирования геодезическими способами траектории движения полупогруженных поплавков, перемещаемых водным потоком. Координирование в плане поплавков выполняется обычно прямой засечкой теодолитом или мензулой с одновременным фиксированием времени их прохождения в наблюдательных створах.

При изучении распределения поверхностных скоростей и направлений течения может быть использован способ фототеодолитной съемки, при которой на фотопластинке фиксируется траектория движения перемещаемых водным потоком поплавков. Методические указания по выполнению этого вида работ в поле и камеральной обработке материалов наблюдений приводятся в разд. 2 настоящего Руководства.

Изучение распределения скоростей и направлений течения по глубине водного потока производится посредством их многократного измерения на постоянных створах и скоростных вертикалях. Течение измеряется в точках, расположенных у поверхности на 0,2; 0,6; 0,8 глубины на скоростной вертикали и у дна. При выборе мест размещения створов и скоростных вертикалей должны руководствоваться условием равномерного освещения режима течения вблизи изучаемого участка берега русла.

ОТЧЕТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Возврат к списку
(Нет голосов)

Комментарии (0)


Чтобы оставить комментарий вам необходимо авторизоваться
Самые популярные документы
Новости
Все новости