Группа компаний Семиречье- бурение скважин на воду, бурение артезианских скважин, водоснабжение, проектирование водозаборов   Перейти на главную страницу сайта Компании Семиречье Контакты компании Семиречье Карта сайта компании Семиречье Заявка на бурение артезианских скважин
    Телефоны группы компаний Семиречье

Вода

 

Гидрологические изыскания

 
 

 

Работы по гидрологическим изысканиям проводятся на этапе предварительного проектирования и выполняются согласно указаниям СНИП 11-02-96 «Инженерные изыскания для строительства». Их объём во многом обусловлен ранее выполненными гидрологическими наблюдениями. Гидрологические изыскания включают сбор прошлогодних изыскательских материалов, обследование водотока и описание ледового режима и руслового процесса. На водохранилищах и озёрах ведётся анализ наблюдений за воздействием ветра, который вызывает сейши (стоячие волны) и денивеляцию (перекос уровня воды).

Цель гидрологических изысканий:

  • описать морфометрические характеристики поймы, русла рек, долины;
  • исследовать общий водный режим водотока по данным литературы.

Гидрологические изыскания должны установить:

  • условия и сроки прохождения половодий и паводков;
  • возможность перемерзания и пересыхания озера либо реки;
  • описание ледового режима реки (весенние и осенние ледовые явления, максимальная толщина льда);
  • самые низкие и самые высокие уровни воды, исходя из опроса местных жителей;
  • поперечное сечение реки до незатопляемых отметок (для рек) и кривые площадей и объёмов при разных уровнях воды (для озёр и водохранилищ);
  • зафиксированные расходы воды и уклоны водной поверхности при измеренных на момент гидрологических изысканий уровнях.

При составлении проекта водозаборов, необходимо исследование района проектируемого сооружения, чтобы учитывать закономерность русловых процессов. В противном случае водозабор спустя некоторое время может быть занесён наносами или оказаться вне русла в плановом положении.

Под действием движущегося потока в русле реки могут образоваться микроформы (мелкие песчаные гряды, которые расположены вдоль дна), мезоформы (крупные грядообразные скопления) и макроформы (образования, которые охватывают пойму и русло).

Выбирая месторасположение водозаборного сооружения, следует знать тип русловых процессов на участках, прилегающих к водозабору. Выделяют:

  • Ограниченное меандрирование русел – сползание вниз по течению слаборазвитых излучин с сохранением формы и размера;
  • Свободное меандрирование – образование слабо выраженных излучин, которые в ходе сползания интенсивно развиваются и обретают ассиметричную форму.

Гидрологические изыскания в створе будущего водозабора позволяют составить кривую обеспеченности и фиксации уровней воды расчётной вероятности превышения (в зависимости от назначения водозаборного сооружения).

В ходе гидрологических изысканий собирают максимум наблюдавшихся минимальных и максимальных уровней в данном створе. Затем, по водомерным постам, окружающим створ, оценивают вероятность превышения занивелированных уровней установленных лет и вычисляют расход воды.

Уровень озера отличается от уровенного режима рек абсолютной величиной амплитуды, меньшей изменчивостью амплитуды и зависит от приточности к водоёму. Результаты обеспеченности уровня воды водохранилищ и озёр получают, опираясь на водный баланс водоёма и батиграфическую кривую, которая выражает связь между площадью водоёма и его глубиной. Во время проведения гидрологических изысканий следует провести промерные работы и сделать топографический снимок ложа водоёма до незатопляемых отметок.

При малых глубинах, большой площади и плоской форме ложа озера, благодаря фронту разгона ветра, образуется денивеляция (нагон). Степень воздействия ветровой волны на поверхностный слой воды напрямую зависит от площади акватории водоёма. Величину денивеляционного искажения уровня воды так же определяют при помощи гидрологических изысканий в створе водозабора.

При вычислении высоты ветрового нагона используют формулу:

формула1, где:

u – расчётная скорость ветра на высоте 10м над уровнем воды (м/с);

L – величина акватории, охваченной ветром (определяется по плану водоёма, м);

H – средняя глубина водоёма на наблюдаемом участке (определяется по профилю, м);

а – угол между направлением ветра и продольной осью водоёма (определяется по плану в градусах).

Для определения высоты волны можно воспользоваться эмпирическими зависимостями (при отсутствии наблюдений).

формула2 (зависимость В.Г. Андреянова), где:

формула2_1 - расчётная скорость ветра на высоте флюгера ближайшей к водоёму метеорологической станции, м/с;

D – длина разгона волны, км.

Данная формула применяется для глубоких водоёмов при длине разгона не более 30 км.

Сейши периодически изменяют уровень воды. Причины их появления – резкая смена направления и скорости ветра, внезапные изменения атмосферного давления в разных частях водоёма и др. Для водоёма с постоянной глубиной соотношение элементов сейшевого волнения выражается формулой Мериана:

формула3, где:

формула4 - сейшевый период, с;

L – длина водоёма, м;

H – глубина водоёма, м.

При понижении температуры воды ниже 0 °C образуются следующие явления – осенний ледоход, ледостав и весеннее вскрытие реки. Вследствие роста кристаллов льда образуется внутриводный лёд, разновидностью которого является шуга и донный лёд.

Скорость шуги по поверхности воды – 0,7-0,8 м/с. При 1,2-1,8 м/с шуга может заноситься до половины глубины, а достигая скорости более 3 м/с, она распределяется по всему живому сечению.

Количество шуги рассчитывают по формуле В.М. Потапова:

формула5 где формула6

m - количество шуги, кг/ м3;

QSh – расход шуги, кг/с;

Qvoda – расход воды, м3/с;

t – температура воды, С.

В водохранилищах и озёрах, где замедлен теплообмен, для определения количества шуги применяют формулу:

формула7 , где:

S – теплообмен с единицы водной поверхности кал/ (см3 / с);

F – площадь водоёма;

Ln – теплота льдообразования.

Нарастание льда наблюдается внизу за счёт примерзания шуги и теплоотдачи в атмосферу, сверху – вследствие налипания мокрого снега.

В эмпирических формулах для оценки толщины ледяного покрова используется сумма минусовых температур. Излом льда происходит из-за подъёма уровня воды и скорости течения, а так же под воздействием ветра. На крутых поворотах русла реки, при сужении русла, в местах резкого изменения уклона могут образоваться заторы.