Файл: Быков В.Д. Гидрометрия учебник.pdf

Если точки легли с большим разбросом и провести кривые опи­ санным способом нельзя, то при наличии большого количества из­ меренных расходов донных наносов, равномерно распределенных в году, можно определять расходы донных наносов в периоды ме-

р. Клязьма г. Ковров

Рис. 25.7. Вычисление расхода донных наносов графическим способом.

жду измерениями путем интерполяции между измеренными значе­ ниями. Такой способ можно применять, когда режим стока нано­ сов не изменялся в периоды между измерениями.

Определенные тем или иным способом средние суточные рас­ ходы донных наносов заносят в годовую таблицу, в которой про­ изводят подсчет стока наносов за год. По данным таблицы можно построить хронологический график расходов донных наносов, пло­ щадь которого выражает величину годового стока донных наносов.

25.3. Учет стока наносов суммарным способом с использованием отстойников гидротехнических сооружений и водохранилищ

Рассматриваемый способ в настоящее время применяется глав­ ным образом в условиях горных рек, где донные батометры не обе­ спечивают достаточной точности учета стока донных наносов. Сущ­ ность способа заключается в том, что определяется объем и вес

329

наносов, отложившихся в отстойных сооружениях гидроузлов пли в водохранилищах за определенные периоды времени.

Для определения объема отложившихся наносов делают систе­ матические промеры глубин по поперечникам, разбиваемым пер­ пендикулярно оси отстойника или водохранилища. Число попереч­ ников п промерных точек на них устанавливают в зависимости от местных особенностей рельефа дна. Во время промеров на по­ перечниках необходимо отмечать положение рабочего уровня воды. Для определения отметок дна по результатам промеров необхо­ димо данные каждого промера приводить к одному условному уровню путем введения срезки, величина которой равна разности отметок условного и рабочего уровней.

Для определения веса наносов берут пробы в различных точках дна, чтобы охватить этими определениями все категории наносов, осаждающихся в разных частях водохранилища. В верхней части водохранилища осаждаются более крупные наносы (галька, гра­ вий) с объемным весом около 2 т/м3 , а в приплотинной — более мелкие (илы) с объемным весом немного более 1 т/м3 . По взятым пробам определяют объемный вес наносов. Пробы берут три-че­ тыре раза в год, обычно на подъеме и на спаде паводка н в ме­ жень.

При промывках отстойника, т. е. очистке от наносов, необхо­ димо проводить промеры до промывки и сразу после нее.

Для учета стока наносов определяют вес отложившихся нано­ сов за отдельные периоды. При этом объемы отложившихся нано­ сов находят по данным промеров, а для получения веса наносов используют результаты определения объемного веса. Для этого необходимо предварительно вычислить единичные весовые дефор­ мации для каждой промерной вертикали

где А/г — разность глубин на данной вертикали за время между промерами; у 0 тл — объемный вес отложений.

Суммарный вес отложившихся наносов за период между проме­ рами определяют по значениям единичных весовых деформаций и частичным площадям дна с одинаковыми величинами этих дефор­ маций.

При равномерном распределении промерных точек по всей пло­ щади водохранилища или отстойника суммарный вес отложив­ шихся наносов определяют из соотношения

где Арср— средняя единичная весовая деформация в т/м2 , опреде­ ляемая делением суммы единичных весовых деформаций Apt на всех промерных вертикалях за данный период на общее число вер­ тикалей; Q — площадь водохранилища или отстойника в м2 ; Р 0 тл — в тоннах.

330

Для полного учета как донных, так и взвешенных наносов не­ обходимо дополнительно измерять расходы взвешенных наносов на выходном створе. Если, кроме того, учитывать сток взвешенных на­ носов на входном створе, т. е. на реке выше водохранилища, то можно выделить из общего стока наносов данной реки сток дон­ ных наносов.

По имеющимся данным, погрешность определения стока дой­ ных наносов суммарным способом по отложениям в отстойниках и водохранилищах составляет в среднем +(20 — 50)%, а в отдель­ ных случаях +100%.

Глава 26

ИЗУЧЕНИЕ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

26.1. Общие сведения

При изучении процесса формирования речных русел, каналов, ложа стоячих водоемов и заиления водохранилищ, а также при гидрохимических и гидробиологических исследованиях необходимо знать строение и состав отложений на дне водоемов.

Донные отложения в реках можно рассматривать как временно неподвижные наносы, формирующие дно. В определенные фазы гидрологического режима может происходить размыв ранее отло­ жившихся наносов, в другие фазы — их аккумуляция.

Донные отложения в водохранилищах и особенно в озерах на­ капливаются в течение длительного времени, отличаются по со­ ставу от речных отложений и представлены более мелкими фрак­ циями.

Донные отложения могут быть как минерального, так и орга­ нического происхождения. Минеральные грунты бывают представ­ лены главным образом различными комбинациями ила, глины, пе­ ска, гравия, гальки.

Органогенные грунты состоят обычно из различного рода сапропелей, входящих, как правило, в состав озерных отложений. Сапропель в сыром состоянии представляет собой студенистую, различной консистенции, однородную и мелкозернистую массу различных цветов: коричневого, серого, желтоватого и пр. После сушки сапропель становится твердым и в воде не размокает.

Изучение донных отложений проводится путем взятия проб. На гидрометрических створах пробы донных отложений берутся одновременно со взятием проб взвешенных наносов, предназна­ ченных для определения их крупности, и при измерении расходов донных наносов на всех скоростных вертикалях створа.

Взятые пробы донных отложений анализируются в лаборато­ риях, где определяется механический состав, т. е. крупность фрак­ ций, а при надобности и минералогический состав.

331

На внутренней стороне одной из створок укреплен конец тон­ кого троса, который далее пропущен через ролик, укрепленный на внутренней стороне другой створки, а затем через ролик па оси

в ГГИ и предназначается для взятия проб из поверхностного слоя дна в несвязных и слабосвязных глинистых, песчаных и песчаногравелпстых грунтах. Рассчитан на применение с дистанционными гидрометрическими установками ГР-64 п ГР-70, а также с лебед­ ками. Объем забираемой пробы до 300 см3 . Проба забирается ков­ шом, приводимым в действие натяжением несущего троса в мо­ мент начала подъема отборника. При этом ковш поворачивается

333-

вокруг своей оси, врезается в грунт, забирая пробу. После забора пробы режущие кромки ковша прижимаются к резиновой про­ кладке, предохраняя пробу от вымывания. Полный вес отборника около 40 кг.

При работе с драгой необходимо вытравливать трос на длину, равную трех-пятикратной глу­ бине. При больших скоростях перемещения шлюпки для предупреждения отрыва драги ото дна необходимо в 2—3 м перед драгой прикре­ плять к тросу груз. При подъеме драги шлюпка должна стоять над драгой. Собранный грунт выбирают через нижний конец мешка.

стаканом вниз (рис. 26.5 а), при этом поршень с фиксирующим кольцом должен находиться в нижнем положении для удержания стакана от перевертывания.

334