Файл: Быков В.Д. Гидрометрия учебник.pdf

волнении и остаются в тех местах, где они оказались при про­

Рис. 32.8. Стереофотоплан поверхности водоема (толстые линии прове­ дены по наиболее низким точкам волновой поверхности).

разность волновых горизонтов. После снятия отсчетов указки при­ водят к нулевому положению; тем самым веха подготавливается к следующему наблюдению.

Можно также определить высоту самого высокого гребня и са­ мой низкой ложбины относительно статического уровня; для этого

Стереофотограмметрический метод. Для детального изучения элементов и формы волн применяется стереофотограмметрический метод, заключающийся в том, что избранный участок водной по­ верхности фотографируют одновременно двумя фототеодолитами с концов базиса длиной обычно не менее 10 м. Фототеодолитная

408

съемка волнения может производиться как с берега, так и с судна. Полученная пара снимков (стереопара) служит исходным материа­ лом для определения сфотографированного рельефа водной по­ верхности. Следует иметь в виду, что одна стереопара отражает более или менее случайное состояние водной поверхности, следо­ вательно, необходимо провести серию съемок. При съемке волне­ ния важно также обратить внимание на выбор места для уста­ новки фототеодолитов и на правильность экспозиции снимков.

Обработку стереопар производят с помощью стереофотограмметрических приборов, например стереопланиграфа с координато­ графом, позволяющего автоматически, даже при непараллельности оптических осей фотоаппаратов, строить точный план в горизон­

тов обычно не более 200 м. На рис. 32.8 приведен план поверх­ ности водоема в горизонталях, полученный методом воздушной стереофотосъемки.

Глава 33

ПРИМЕНЕНИЕ АЭРОМЕТОДОВ В ГИДРОМЕТРИИ

Аэрометоды находят широкое применение в гидрологических ис­ следованиях. Аэрометодами называют методы изучения земной по­ верхности и в том числе водных объектов (рек, озер и др.) с лета­ тельных аппаратов — самолетов, вертолетов, а в последнее время и с искусственных спутников Земли. Аэрометоды включают аэро­ визуальные наблюдения, аэрофотосъемку с последующим дешиф­ рированием и изучением снимков, а также различные виды изме­ рений на водных объектах, сопровождаемых при надобности аэро­ фотосъемкой.

Гидрологическое дешифрирование аэрофотоснимков, методика которого хорошо разработана, позволяет определять важные ха­ рактеристики долин, пойм, русел рек, а также характеристики других водных объектов — озер, водохранилищ, каналов, болот, ледников и др. Изучение аэрофотоснимков позволяет анализиро­ вать развитие руслового процесса, определять границы водосборов. Многие гидрологические явления и процессы весьма успешно изу­ чают с помощью аэрометодов, например ледовые явления, процесс заполнения и опорожнения пойм в половодье, волнение на озерах и водохранилищах, переформирование берегов водохранилищ. Спе­ циальные аэросъемки производят для определения снегозапасов. В частности, самолетная гамма-съемка позволяет получить непо­ средственно величину запасов воды в снежном покрове по линии полета самолета. Разработана и успешно применяется съемка тем­ пературы поверхности воды с самолета при помощи радиацион­ ного термометра.

409

В последние годы получили развитие и практическое примене­ ние некоторые аэрометоды гидрометрических измерений, на кото­ рых мы ниже остановимся. Большим достоинством аэрометодов является быстрота выполнения работ, возможность производить измерения в паводки, при ледоходе, а также в отдаленных и труд­ нодоступных районах.

Для проведения гидрометрических работ используют самолеты АН-2, реже ЛИ-2, оборудованные для летно-съемочиых работ. На самолете устанавливается аэрофотоаппарат. Обычно применяют топографический аппарат АФА-ТЭ с размером снимка 18X18 см. Для съемки используют короткофокусные объективы. В кадре каждого снимка фиксируются часы, что дает возможность опре­ делять промежутки времени между последовательными снимками. Кроме того, при аэрофотосъемке регистрируются высота полета (при помощи альтиметра или радиовысотомера), а также превы­ шения между точками фотографирования (с помощью самопишу­ щего прибора-статоскопа).

Некоторые гидрометрические измерения, например скоростей течения на небольших реках, можно производить, делая съемки с самолета при помощи обычного фотоаппарата типа «Зенит». Такой способ рекомендуется, в частности, «Методическими указа­

В ГГИ были разработаны и применялись специальные ураниновые поплавки, сбрасываемые с самолета при помощи механического сбрасывателя при полете поперек реки выше створа измерений. Эти поплавки представляют собой деревянные цилиндрики, утя­ желенные на нижнем конце металлическим кольцом. Поверхность их покрывается пастой из столярного клея и порошка уранина (флюоресцеина натрия). В воде паста образует флюоресцирую­ щее зеленое пятно, хорошо видимое на снимках. Кроме того, при­

зола технического, полистирола эмульсионного, нафталина и рези­ нового клея; на поверхности воды бензол быстро испаряется, а нафталин, связанный полимерами, остается на поверхности, об­ разуя хорошо заметное пятно диаметром до 10 м.

410

Если в качестве поплавков используются дощатые щиты, то их предварительно запускают на участке реки. Если используются ампулы с маркирующей жидкостью или уранпновые поплавки, то запуск их выполняют с самолета при полете поперек реки выше створа.

Аэрофотосъемку делают при продольном полете над рекой со скоростью порядка 40 м/с. Съемку ведут в автоматическом ре­ жиме с продольным перекрытием 60% и интервалами между сним­

плавков относительно постоянных береговых ориентиров будет на снимках различным: на втором снимке, сделанном позднее, по­ плавки расположатся ниже по течению, чем на первом. Расстояния между последовательными положениями поплавков пропорцио­ нальны скоростям течения.

При рассмотрении стереопары в стереоскоп смещения поплав­ ков вызовут стереоэффект, аналогичный стереоэффекту, который создается рельефом, деревьями и другими возвышающимися на по­ верхности земли предметами. При этом смещения поплавков ана­ логичны разностям продольных параллаксов Ар, соответствующим смещениям точек на снимках под влиянием рельефа местности. Продольным параллаксом р называется разность коордиат одно­ именных точек на двух последовательных снимках стереопары (рис. 33.2). Разность продольных параллаксов двух различных то­ чек местности определяет превышение одной точки над другой.

тельным снимкам воссоздается пространственная модель мест­ ности— участка реки с поплавками па поверхности воды, причем водная поверхность будет иметь отмеченный выше вид.

Путем стереофотограмметрических измерений можно опреде­ лить для каждого поплавка разность продольных параллаксов Др.

412