Пособие к СНиП 2.05.03-84 "Мосты и трубы" по изысканиям и проектированию железнодорожных и автодорожных мостовых переходов через водотоки (ПМП-91)

     2.11. Линейные аэрогидрометрические изыскания

1. До начала полетов необходимо детально изучить по картам М 1:100000 положение трассы и районов мостовых переходов. Делаются выкопировки проектируемой линии мостового перехода, особо отмечают все местные ориентиры в районе оси моста и направление течения водотока. Такая выкопировка будет необходима при последующей камеральной обработке аэрофотосъемочных материалов.

2. При подготовке технологической схемы очередности залетов следует учитывать метеорологические условия. Для аэрогидрометрических измерений наиболее благоприятно производство аэрофотосъемки при наличии сплошной высокой облачности.

При значительном протяжении трассы в меридиальном направлении начало работ планируют в направлении с юга на север, следуя за фазами гидрологического режима.

3. Для получения площади малых бассейнов слаборельефной местности в областях высоких широт аэрофотосъемку в масштабе 1:10000-1:20000 следует выполнять в мае при сходе снежного покрова не менее чем с 50% снимаемой территории. В этом случае на аэроснимках наиболее полно отображается мелкая гидрографическая сеть, которая легко дешифрируется по возвышенным местам, освобожденным от снега. В тех же масштабах, но после прохождения паводка, выполняют аэрофотосъемку навалов льда на излучинах рек и места наледей, которые сохраняются до середины-конца июня.

4. Для отождествления местоположения и правильности производства аэрогидрометрических измерений по вариантам переходов, намеченных по картам М 1:100000, выполняют мелкомасштабную аэрофотосъемку (обычно в М 1:10000-1:20000).

Мелкомасштабная аэросъемка (каркасная) служит промежуточным звеном при уточнении положения мостовых переходов при аэрогидрометрических измерениях, которые производят при масштабах 1:500-1:300.

По каркасным мелкомасштабным аэрофотоснимкам оценивают процессы переформирования русла, определяют места заторов льда и другие характерные русловые явления. Каркасные маршруты особенно ценно выполнить в период прохождения ледохода или через некоторый промежуток времени после прохождения льда. На крупномасштабных аэрофотоснимках определяют количественные показатели процессов деформаций в случаях, если таковые будут установлены при анализе материалов мелкомасштабной аэрофотосъемки.

Если русло сильно меандрирует, то прокладывают параллельные маршруты или последовательные маршруты располагают под некоторым углом с расчетом получить непрерывное изображение реки на аэроснимках в границах изучаемого района перехода.

5. При расчете общего времени для выполнения всего объема аэрогидрометрических работ учитывают время долета до самого удаленного от аэродрома базирования района работ , время на производство мелкомасштабных каркасных маршрутов и время аэрогидрометрических наблюдений. Последнее, как правило, не занимает более 0,5 ч на один мостовой переход. Тогда:

,

где - число вылетов.

Общий срок выполнения аэрогидрометрических работ задается гидрологическим циклом, который определяется для северных и средних широт в весенний период - половодьем; в летний период - паводком для южных районов, примыкающих к горным районам с ледниковым питанием; в летне-осенний - дождевым паводком в регионах с муссонным климатом.

6. Для освещения полного цикла гидрологического режима на мостовом переходе должны быть выполнены: одна-две съемки ледового режима; одна-две съемки подъема воды в русле; два-три наблюдения в период максимального наполнения поймы; одно наблюдение на спаде воды.

Таким образом, требуется от 5 до 8 полетов над районом перехода, чтобы полностью охватить все фазы паводка.

Время между датами аэрофотосъемок уточняют по конкретным наблюдениям водпостов на реках. В среднем для прослеживания всех фаз режима рек северной и средней широт требуется 40-50 суток.

7. При выборе самолетов предпочтение следует отдавать летательным аппаратам, имеющим возможность выполнять полет на сравнительно небольшой скорости (180-200 км/ч) и хорошие взлетно-посадочные данные (700-1000 м при посадочной скорости около 80 км/ч). Такими данными обладает одномоторный биплан АН-2, который со временем будет заменен однотипным АН-3.

Стоимость аэрогидрометрических работ в значительной мере определяется типом летательного аппарата. Наиболее экономичным представляется использование транспортного вертолета типа МИ-8 или легких бипланов типа АН-2 (АН-3).

Применение самолетов типа ИЛ-14 для целей аэрогидрометрии ограничено из-за значительной стоимости его эксплуатации и экономически оправдано при большом радиусе действия.

8. При выборе аэрофотоаппарата (АФА) следует иметь в виду, что короткофокусные (50 мм) позволяют производить работы в неблагоприятных климатических условиях (частая низкая облачность), но имеют более ограниченную полезную площадь снимка.

Наибольшим распространением пользуется аэросъемочная камера с фокусом 100 мм. Однако при аэроснимках переходов шириной 1,5-2,0 км и более для производства аэрогидрометрических работ требуется высокая облачность, которая наблюдается реже, чем низкая. Это ограничивает применение широкофокусной аэрофотоаппаратуры.

9. При аэрогидрометрических работах возможны два принципиально различных способа определения расходов воды в водотоке: с применением сосудов-индикаторов; с использованием стереоскопического эффекта.

Метод с использованием стереоскопического эффекта получаемых снимков желательно применять при подъеме уровня воды и на пике паводка, когда водный поток несет на поверхности естественные маркирующие предметы (пену, коряги, щепу и др.). Он в свою очередь подразделяется на два способа: первый включает определение расхода воды только дистанционным методом и используется на реках с шириной русла не менее 200 м; второй - с одновременным или раздельным выполнением гидрометрических работ (контактным методом) при аэрофотосъемке района перехода с вертолета. Последний способ применяют на всех реках без ограничения ширин русел.

10. Аэрометод с применением сосудов-индикаторов наиболее простой. С самолета на небольшой высоте (200-250 м) равномерно сбрасывают поперек водотока вдоль створа достаточное количество сосудов-устройств с маркирующей жидкостью, а затем, набрав высоту, выполняют 2-3 полета с расчетом изображения обоих берегов на аэрофотоснимке по и против течения с фотографированием следов выхода индикатора на поверхность воды при минимальном интервале аэрофотосъемки (90% перекрытия кадров).

Достигнув дна водотока, устройство выпускает жидкость-индикатор. Величина сноса жидкости при выходе ее на поверхность зависит от удельного расхода воды . Опытным путем получено .

Аэрометод определения расхода воды с использованием глубинных поплавков-интеграторов не получил применения в практике гидрологических изысканий.

Его применение ограничивается также тем, что в качестве специальной жидкости-индикатора используют различные масла, отработанный керосин и другие красители, которые загрязняют реку.

11. Первый способ, основанный на использовании стереоскопического эффекта, требует применения статоскопа и радиовысотомера при выполнении аэрофотосъемки водной поверхности и использования фотограмметрических измерений поверхностных скоростей течения воды, получаемых по аэрофотоснимкам с последующим переходом к средним скоростям на каждой из выбранных вертикалей.