8905
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Кафедра гидравлики
В.В. Агеева, М.А. Янченко
УЧЕБНАЯ ПРАКТИКА, ИЗЫСКАТЕЛЬСКАЯ (ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ)
Учебно-методическое пособие по прохождению учебной практики
Б.2.В.03. «Учебная практика, изыскательская (гидрометеорологические изыскания)»
для обучающихся по направлению подготовки 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений
направленность (профиль) – Строительство гидротехнических сооружений повышенной ответственности
Нижний Новгород
2022
2
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Кафедра гидравлики
В.В. Агеева, М.А. Янченко
УЧЕБНАЯ ПРАКТИКА, ИЗЫСКАТЕЛЬСКАЯ (ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ)
Учебно-методическое пособие по прохождению учебной практики
Б.2.В.03. «Учебная практика, изыскательская (гидрометеорологические изыскания)»
для обучающихся по направлению подготовки 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений
направленность (профиль) – Строительство гидротехнических сооружений повышенной ответственности
Нижний Новгород
2022
3
УДК 532 (76)
Агеева В.В. / Учебная практика, изыскательская (гидрометеорологические изыскания) [Электронный ресурс]: учеб. метод. пос. / В.В. Агеева, М.А. Янченко: Нижегор.гос.архитектур.-строит.ун-т – Н.Новгород: ННГАСУ, 2022– 50 с. – 1 электрон.опт.диск (СD-RW)
Учебно-методическое пособие содержит теоретические предпосылки для получения практических навыков при проведении изысканий на реке, предусмотренных учебной программой с целью закрепления теоретических основ учебного курса «Инженерная гидрология. Гидрологические изыскания» при работе на водных объектах. Рассмотрено содержание и последовательность выполнения работы, даны рекомендации по организации и проведению основных видов гидрометрических работ, гидрографических изысканий и гидрологических наблюдений на водных объектах. Даны рекомендации по организации самостоятельной работы студентов. Приведен пример оформления отчета.
©В.В. Агеева, М.А. Янченко
© ННГАСУ, 2022
|
|
4 |
|
|
|
Содержание |
|
|
Введение |
4 |
|
1 |
Содержание учебной гидрологической практики |
4 |
|
|
1.1 |
Цели практики |
4 |
|
1.2 |
Задачи практики |
4 |
|
1.3 |
Форма проведения практики |
5 |
|
1.4 |
Организация учебного процесса на практике |
5 |
|
1.5 |
Экскурсии |
6 |
2 |
Теоретические предпосылки |
7 |
|
|
2.1 |
Предмет гидрометрии |
7 |
|
2.2 |
Организация гидрометрических работ |
7 |
|
2.3 |
Правила техники безопасности в полевой период |
8 |
|
2.4 |
Водомерные посты |
10 |
3 |
Проведение измерений и обработка данных |
15 |
|
|
3.1 |
Промерные наблюдения |
15 |
|
3.2 |
Измерение скоростей течения |
21 |
|
3.3 |
Измерение расходов |
25 |
|
3.4 |
Измерение твердого стока |
25 |
4 |
Камеральная обработка |
27 |
|
5 |
Требования по составлению отчета |
27 |
|
|
Заключение |
28 |
|
|
Литература |
28 |
|
|
Приложение. Пример отчета |
30 |
5
Введение
Вода – величайшее благо, ничем незаменимый вид природных ресурсов. Она является неотъемлемым и важным элементом окружающей среды. В отличие от других природных ресурсов водные ресурсы постоянно восстанавливаются и обновляются и поэтому представляют особую ценность для человечества. Значение гидрологии как научной дисциплины огромно и определяется ролью воды в природе.
Осуществление человеком хозяйственной деятельности теснейшим образом связано с рациональным и экономным использованием водных ресурсов, их охраной от истощения и загрязнения, предотвращением ущерба и ликвидацией ситуаций природного и техногенного характера.
Изучая настоящий курс, будущий инженер-гидротехник должен овладеть методикой измерения, обработки и прогнозирования характеристик водного объекта.
1Содержание учебной гидрологической практики
1.1Цели практики
Учебная практика по гидрологии включает два последовательных этапа: гидрологический и гидрометрический.
Целями учебной практики являются:
-закрепление теоретических основ учебного курса «Гидрология и гидроэкология» при работе на водных объектах;
-получение у студентов практических навыков и приемов по организации и проведению основных видов гидрометрических работ, гидрографических изысканий и гидрологических наблюдений на водных объектах;
-привитие студентам навыков самостоятельной работы и техники безопасности на плавсредствах в условиях судоходной реки;
-формирование навыков работы при камеральной обработке материалов и составлении отчетной документации.
1.2Задачи практики
Программа гидрологической практики предусматривает:
-закрепление и расширение знаний о воде и водных объектах, их характеристиках и параметрах;
-освоение навыков наблюдения, регистрации и описания гидрологических процессов и характеристик;
-освоение методов выявления и наблюдения антропогенных факторов
иих влияние на водные объекты;
6
-углубленное знакомство с организацией и производством полевых измерений различных гидрологических характеристик;
-знакомство с устройством, использованием и текущим ремонтом гидрометрических приборов, применяемых на сети гидрологических постов
истанций, а также в экспедиционных условиях при изысканиях;
-освоение навыков пользования полевым снаряжением, приборами и инструментами;
-сбор фактического материала по наблюдаемым гидрологическим объектам;
-обработка и систематизация полученной информации.
В задачи практики входит обучение первичной обработке материалов полевых наблюдений и их анализу, а также знакомство студентов с правилами техники безопасности при работе на различных водных объектах.
1.3 Форма проведения практики
Основная форма проведения учебной гидрологической практики – полевая. Основной способ проведения практики – стационарный. Отдельные этапы практики проводятся маршрутным способом на экскурсиях по гидротехническим сооружениям: гидроузлам, гидрологическим постам, водозаборным станциям и др., а также в аудиториях ННГАСУ.
1.4 Организация учебного процесса на практике
Наиболее удобным для гидрологических исследований является период июня - июля. Сроки проведения практики могут быть различными, однако они, как правило, не превышают двух недель.
С целью подготовки студентов к предстоящей практике в подготовительный период они информируются о целях и задачах практики, об особенностях ее проведения, необходимых инструментах и материалах, организации питания, личных вещах и т. д. На собрании уточняются списки бригад. Составляется план предстоящей работы по дням. Содержание практики следующее:
Теоретическая и техническая подготовка включает в себя следующие работы:
-выдача задания на практику;
-чтение теоретического курса, разделы которого предшествуют работе на практике;
-общий инструктаж по технике безопасности при работе на водных объектах;
-ознакомление с производством работ и инструментом. Запланированы самостоятельные маршруты, наблюдения, измерения,
включающие в себя следующие виды работ:
- сбор данных о гидрологических условиях рек Оки и Волги;
7
-наблюдения за р. Окой и р. Волгой в период ледохода;
-сбор данных гидрометрических наблюдений;
-замеры уровней воды и температуры воды и воздуха (2 раза в день);
-разбивка промерных профилей и закрепление их на местности;
-промеры глубин по створам или галсам;
-нивелирование водомерного поста, нивелирование мгновенных уровней воды;
-производство поплавочных наблюдений;
-разбивка на местности гидрометрического створа;
-измерение скоростей течения на вертикалях гидрометрической вертушкой;
-взятие проб воды и донных наносов батометром.
Обработка и анализ полученной информации в виде отчета о гидрологической практике включает в себя следующие виды работ:
-описание гидрологических условий наблюдаемого участка рек;- обработка наблюдений и заполнение табличных значений;
-построение плана участка реки с нанесением гидрометрического
створа;
-построение поперечных, продольных профилей русла реки;
-построение эпюр поверхностных скоростей течения и на промерных вертикалях;
-вычисление расходов воды, расходов наносов, определение мутности;
-отчет об экскурсиях.
Для объектов исследования ведется подготовка гидрологических исходных материалов:
-определение водосборной площади реки,
-гидрологические расчеты по картам, таблицам, эмпирическим формулам.
Производится знакомство студентов с общим планом отчета с предварительным распределением его глав.
1.5Экскурсии
Впериод практики запланированы обзорные экскурсии на гидротехнические сооружения:
- на типовой гидрологический водомерный (мониторинговый) пост, расположенный на Канавинском мосту;
- на берегоукрепление и причальное сооружение в месте впадения р. Оки в р. Волгу;
- на малый гидроузел: осмотр плотины, водосброса, водоспуска, водохранилища (на примере прудов Щелковского Хутора);
- на водопроводную станцию. Знакомство с полным циклом водоснабжения потребителей города (на примере Автозаводской водопроводной станции).
8
2Теоретические предпосылки
2.1Предмет гидрометрии
Гидрометрия - это наука о методах и средствах измерения параметров водотоков и водоёмов.
В задачи гидрометрии входят измерения:
1)геометрических параметров потока (уровней, глубин и направлений течения);
2)кинематических параметров (скоростей течения);
3)расходов воды и наносов;
4)параметров ледового и термического режимов потоков.
Эти данные необходимы для рационального проектирования, строительства и эксплуатации мелиоративных систем, гидротехнических сооружений и ГЭС, мостов, автомобильных и железных дорог.
Систематические наблюдения за водными объектами (реками, ручьями, озёрами, болотами, ледниками, водохранилищами) проводятся опорной сетью постоянно действующих метеорологических станций и гидрологических (водомерных) постов, находящихся в ведении Государственного комитета по гидрометеорологии. Кроме того, имеются станции и посты, организуемые разными ведомственными учреждениями (научными, проектными и др.), например, у мостов, на шлюзах и перекатах.
Предварительные характеристики водотоков для проектирования могут быть взяты на гидрометеостанциях, расположенных вблизи проектируемого сооружения. Расширенный объём данных получают только путём непосредственных натурных измерений в ходе проведения гидрометрических работ на месте проектируемого сооружения.
2.2 Организация гидрометрических работ
Гидрометрические изыскания проводят в три этапа (периода):
-подготовительный,
-полевой,
-камеральный.
Подготовительный период характеризуется сбором исходных данных по району изысканий:
-сведений о бассейне реки, ее системе и бытовом режиме из карт и материалов гидрологических и метеорологических станций, водомерных постов и др.;
-данных об условиях эксплуатации существующих, строящихся и проектируемых поблизости различных гидротехнических сооружений.
На основе предварительного изучения исходных данных составляется план проведения гидрометрических работ.
Полевой период включает:
9
-изыскательские работы по выбору исследуемого участка реки;
-разбивку гидрометрических створов и водомерных постов;
-следующие гидрометрические работы:
-определение уровня воды;
-подводную съемку русла и староречий;
-определение скоростей течения воды;
-определение мутности воды;
-съемку продольного профиля и уклона реки;
-наблюдения за направлением течения воды, траекториями движения льдин, судов, плотов.
Участок для наблюдений целесообразно выбирать в месте створа проектируемого сооружения. Обработка результатов наблюдений базируется на уравнениях для равномерного и плавно изменяющегося движения, поэтому участок должен быть прямолинейным без косоструйности и водоворотов с относительно постоянными формой и размерами поперечного сечения, шероховатостью и продольным уклоном. Кроме того, для упрощения измерений и экономии времени мерные сечения назначают в местах с минимальной шириной русла и пойм.
Гидрометрические работы могут проводиться во время паводка и в период между паводками. Первый случай дает более ценные данные и применяется на крупных реках со сложными условиями (при наличии протоков, неустойчивого русла и т.п.). Во втором случае работы более экономичны, в частности и потому, что обычно проводятся одновременно с другими полевыми инженерными изысканиями, но их результаты менее точны.
Камеральный период служит для обработки материалов изысканий, составления и выпуска отчетных документов.
2.3 Правила техники безопасности в полевой период
Перед выездом в поле инженерно-технический персонал сдает экзамен по технике безопасности, а рабочих изыскательских партий знакомят с нижеприведенными правилами под расписку.
Организация лагеря. Лагерь запрещается разбивать у подножия крутых
иобрывистых склонов, на дне ущелий и сухих русел, на низких затопляемых
илегко размываемых берегах, речных косах, в зонах возможного падения деревьев. Запрещается перемещение лагеря на новое место без заблаговременного уведомления отсутствующих, самовольная отлучка работников, пребывание в лагере посторонних лиц.
Санитарная безопасность. Территория лагеря должна содержаться в чистоте. Мусорные ямы располагаются не ближе 30 м от жилых и производственных помещений. Предусматриваются укрытия от дождя и жары. Палатки окапываются канавой для стока воды. Группы работников обеспечиваются медицинскими аптечками.
10
Пожарная безопасность. Запрещается хранить легко воспламеняющиеся вещества в жилых палатках, курить и пользоваться открытым огнём в огнеопасных местах, хранить легковоспламеняющиеся жидкости в открытых сосудах, оставлять без присмотра работающие двигатели внутреннего сгорания, разводить костры ближе 10 м от палаток и ближе 100 м от мест хранения горючих материалов.
Движение по маршруту. Запрещаются одиночные маршруты, передвижение в ночное время и при потере ориентировки. Обязательны сигнальная (звуковая, световая и др.) связь, отметки по ходу маршрута (затёсы, вешки). Завалы следует обходить, при появлении признаков лесных пожаров группа должна выйти к реке или оврагу.
Работа в речных долинах и на болотах. Запрещается хождение вблизи кромки обрыва, и работа на узких пляжах, примыкающих к высоким крутым берегам. Следует остерегаться топкого дна и засасывающих илов. Передвигаться по болотам нужно по проторенным дорогам или с использованием шестов, верёвки с интервалами между людьми не менее 2-3 м. При переходе через топи выполняются настилы.
Работы на воде отличаются повышенной опасностью и требуют соблюдения особых правил безопасности:
-не умеющих плавать и грести к работам на воде не допускают;
-технический персонал должен уметь делать искусственное дыхание;
-к управлению плавсредствами допускают только лиц, имеющих соответствующие права;
-плавсредства должны иметь спасательные средства по комплекту на каждого работника;
-нельзя применять лодки с превышением бортов над поверхностью воды меньше 20 см;
-якорь крепят на канате, который при необходимости может быть легко обрублен, его длина должна быть не менее двухкратной глубины реки;
-запрещается зачаливаться за мосты, движущиеся суда, плоты или обстановочные знаки на воде, подходить к близко идущим судам и пересекать их курс, пересаживаться на плаву с лодки на лодку, садиться на борта;
-при эксплуатации троса устанавливаются береговые и плавучие сигналы, а также приспособления для быстрого затопления троса при подходе судов и плотов;
-при скорости течения более 2,5 м/с запрещается выполнять работы с лодок и понтонов, направляемых по натянутому через реку тросу;
-работы приостанавливаются при ветре свыше 8 м/с и волнах более 3 баллов, а также во время тумана, ледохода, шуги и молевого сплава.
В случае аварии все участники работ должны выполнять следующее:
-не плыть от опрокинувшегося плавсредства к берегу, а держаться за плавсредство и вместе с ним подплывать к берегу;