Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Выпуск 6. Часть I. Гидрологические наблюдения и работы на больших и средних реках (3-е издание, переработанное и дополненное)

6.2. РАЗБИВКА И ОБОРУДОВАНИЕ ГИДРОМЕТРИЧЕСКОГО СТВОРА

6.2.1. Гидрометрический створ представляет собой закрепленный на местности поперечник через реку, в водном сечении которого ведутся измерения расхода воды и наносов.

На участке станции (поста) должен быть, как правило, один гидрометрический створ, совпадающий со створом гидрологического поста или находящийся в непосредственной близости от него.

Для постов, на участке которых не представляется возможным назначить только один створ, удовлетворяющий в равной степени техническим условиям производства работ при любых возможных состояниях режима реки, необходимо устраивать несколько створов для работы при низком и высоком уровне воды, наличии ледяных образований или водной растительности в русле и при отсутствий их и пр., но так, чтобы между отдельными створами не было сколько-нибудь заметного увеличения потерь стока.

Если река имеет протоки, то гидрометрические створы должны быть устроены как в главном русле, так и в протоках.

При значительной отдаленности створа от гидрологического поста и в том случае, если участки основного поста и гидроствора заметно различны по ширине и глубине, в гидрометрическом створе оборудуется дополнительный пост, на котором производятся наблюдения за уровнем лишь при измерении расхода воды.

При наличии нескольких обособленных проток, если уровень воды в них отличается от уровня в главном русле, то, кроме поста в главном русле, во всех протоках, пропускающих более 20% общего расхода воды в половодье или паводок, также оборудуются дополнительные посты, по которым ведутся наблюдения за уровнем во время измерения расхода воды.

6.2.2. Местоположение гидрометрического створа при неизменных условиях течения потока должно, как правило, оставаться постоянным. В случае заметных изменений условий течения, например, увеличения косины струй потока, образования у берегов водоворотных зон или мертвых пространств, надвигания осередков и побочней и т.п., ухудшающих технические условия работы и снижающих точность измерения расхода воды, изменяется направление створа или он переносится на новое место, удовлетворяющее требованиям пп.2.1.1-2.1.3, с занесением в Техническое дело и последующим извещением ГМО.

На реках с блуждающим руслом изменение направления пли перенос створа осуществляется сразу же, как только гидрометрический створ оказывается непригодным для достаточно точных определений расхода воды.

Наблюдатель и ИТР станции, обслуживающие гидрометрический створ, должны следить за всеми изменениями условий течения потока и немедленно извещать станцию о необходимости изменения направления или переноса гидроствора, указывая и новое место, куда целесообразнее его перенести.

Если гидроствор окажется в зоне переменного подпора от расположенного ниже гидротехнического сооружения или в зоне неустановившегося режима при суточном регулировании вышерасположенной установки (ГЭС, гидроузел), то должно быть произведено обследование участка реки и названных сооружений; в некоторых случаях по согласованию с ГМО створ целесообразно перенести на новое место, где эти нарушения режима сказываются в меньшей степени, либо учет стока перенести на сооружение.

6.2.3. На вновь организуемых гидрологических постах постоянному гидроствору, находящемуся в створе основного поста, или самому близкому к нему придается N 1.

При переносе гидроствора новому створу, а также другим створам, разбиваемым для работ при каком-то определенном состоянии режима реки, присваиваются следующие порядковые номера. Для рек с неустойчивым руслом, когда гидроствор приходится переносить очень часто, нумерация створов ведется в пределах календарного года, т.е. нумерация створов ежегодно начинается с N 1. На реках с блуждающим руслом, где гидростворы с постоянным оборудованием вообще отсутствуют, нумерация створов не производится. Дополнительным гидростворам в протоках придается тот же номер, что и створу в основном русле.

6.2.4. Гидрометрический створ назначается перпендикулярно среднему направлению течения, которое определяется следующим образом.

Первоначально створ назначается на глаз перпендикулярно общему направлению течения реки, ориентируясь на очертания берегов. Затем в 8-10 точках, равномерно распределенных по ширине реки, определяется направление течения при помощи измерителя течений ГР-42, бифилярного подвеса (ГР-6), привязными поверхностными поплавками или по траекториям движения поверхностных поплавков. Наилучшим способом будет являться тот, который обеспечивает получение осредненного по вертикали направления течения (приборами ГР-42 или ГР-6). Одновременно измеряется скорость течения вертушкой.

Значения полученных скоростей наносятся на план в определенном масштабе, выбранном для скорости течения, в виде векторов, т.е. под соответствующим углом к линии гидроствора АБ, полученным при измерениях направления течения указанными выше способами (рис.6.1). Затем к первому от берега вектору пристраиваются последовательно с сохранением измеренного направления и линейных размеров все остальные векторы. Прямая ВГ, соединяющая начало первого и конец последнего векторов, и будет являться равнодействующей и показывать среднее направление течения.

Рис.6.1. Разбивка гидрометрического створа с учетом направления течения

Перпендикуляр АД к равнодействующей ВГ будет означать правильное положение гидроствора, которое при оборудовании гидроствора и должно быть закреплено на местности.

Если после назначения створа по линии, перпендикулярной среднему направлению течения, на некоторых скоростных вертикалях останется косина, то в зависимости от ее величины принимаются следующие решения.

1) Направления скоростей на отдельных вертикалях отклоняются от среднего направления не более чем на 10°. При этом косина струй может не учитываться, так как возможная погрешность в определении расхода не превысит 1,5%. Все же в данном случае предпочтительно производить измерения скорости вертушкой, закрепленной на штанге перпендикулярно гидроствору.

2) Направления скоростей на отдельных вертикалях отклоняются от среднего направления более чем на 10°, но не свыше 30°. В этом случае обязательно измеряется угол между направлением течения и перпендикуляром к гидроствору (одним из способов, указанных в начале данного пункта).

3) Направления скоростей на отдельных вертикалях отклоняются от среднего направления более чем на 30°. В этом случае местоположение гидроствора признается неудовлетворительным и створ выбирается на новом месте, где могут быть достигнуты условия, соответствующие пунктам 1 и 2.

6.2.5. На участках рек, расположенных в долинах с широкой поймой, могут встретиться случаи, когда при затопленной пойме общее направление течения в ней и в коренном русле не будет совпадать, а составит угол более 10°, или же когда в пойме будут намечаться несколько обособленных токов воды, отличающихся по направлению течения более чем на 10°.

В этих случаях принимаются следующие решения:

1) если средние направления течения в пойме и главном русле различаются менее чем на 30°, то гидрометрический створ разбивается перпендикулярно течению в главном русле, не считаясь с направлением течения в пойме;

2) если средние направления течения в пойме и главном русле различаются более чем на 30°, то гидрометрический створ разбивается в виде ломаной линии, участки которой в пойме и в главном русле перпендикулярны к соответствующим направлениям течения.

В обоих случаях скорости течения в пойме следует измерять вертушкой, закрепленной на штанге перпендикулярно гидроствору или подвешенной на канате.

6.2.6. Для проверки правильности положения створа на всех существующих створах периодически в зависимости от степени устойчивости русла в паводок и в межень определяется направление течения на всех скоростных вертикалях.