Методические рекомендации Методические рекомендации по оформлению материалов инженерно-гидрологических обоснований и расчетов мостовых переходов

Линию нулевых глубин (урез воды) закрепляют урезными кольями, забитыми до поверхности воды, отметки верха которых определяют нивелир-теодолитным ходом от репера или ближайшего водомерного поста.

Для систематических измерений расходов воды направление гидроствора назначается после определения направления течения поверхностными поплавками, измерителем течения или морской вертушкой.

Для определения направления гидроствора поверхностными поплавками на участке реки параллельно берегу прокладывается магистраль и перпендикулярно к ней разбиваются три створа, средний из них является гидрометрическим створом. В 5¸10 м выше верхнего створа пускается последовательно 8¸10 поверхностных поплавков, равномерно распределяя их по ширине реки. Для каждого поплавка определяется время прохождения расстояния от верхнего до нижнего створа, и места пересечения всех створов. Место пересечения поплавками створов фиксируется на реках шириной до 100 м по размеченным тросам, а на более широких реках засечками теодолитом или мензулой.

Обработка результатов определения направления гидроствора производится на копии плана участка реки, где по точкам прохождения поплавков через все створы проводятся траектории движения поплавков. Затем для каждого поплавка вычисляется скорость движения делением расстояния между верхним и нижним створами на соответствующее время прохождения. На линии среднего створа в точках пересечения его поплавками откладываются в выбранном масштабе векторы скоростей по касательным к траектории движения поплавков. Результирующий вектор показывает среднее направление течения на данном участке, а перпендикуляр к ней принимается за правильное направление гидрометрического створа.

На больших реках направление течения обычно определяется с помощью бифилярного подвеса, измерителя течения или морской вертушки. Эти приборы дают возможность производить измерения не только в поверхностном слое, но и на различных глубинах, это значительно увеличивает точность определения гидроствора.

В правильно выбранном створе направление течения на отдельных вертикалях не должно отклоняться от нормали к нему не более чем на 30 градусов, если косоструйность превышает, местоположение гидрометрического створа признается неудовлетворительным, и он выбирается на новом месте.

ПРОМЕР ГЛУБИН

Одним из основных видов гидрометрических работ является промер глубин по створам, которые являются основой для построения поперечников и плана дна реки в изобатах(линиях равных глубин).

Глубина – это расстояние по вертикали от свободной поверхности воды до дна. Существующие приборы и методы дают возможность измерять глубины как в отдельных точках, так и непрерывно. К простейшим приборам, с помощью которых измеряют глубины, относятся намётка и ручной лот.

Намётка представляет собой круглый шест длиной 5¸7 м и диаметром 5¸6 см (рис. 4), размеченный на метровые и дециметровые деления. Изготавливается из лёгкого и прочного дерева (ели, бамбука, орешника). Дециметровые деления окрашиваются попеременно белым и чёрным (красным) цветом и отмечаются цифрами. На нижний конец намётки надевается металлический башмак, который придаёт ей устойчивость и предохраняет от разрушения при ударе о грунт. При измерении глубин намётка выставляется нижним концом вперёд с таким расчётом, чтобы она стала вертикальной к моменту достижения ею дна. Намётка даёт погрешность измерений 2%.

Для измерения глубин больше 5 м используют ручные или механические лоты.

Ручной лот представляет собой свинцовый или чугунный конусообразный или пирамидальный груз весом до 4 кг, длиной 25¸40 см (рис. 5). При сильных течениях употребляются лоты весом 10 кг и более. В вершине груза расположено металлическое ушко, служащее для крепления лотлиня (троса), а в основании груза – углубление для взятия образцов грунта.

Лотлинь изготавливается из плетёного пенькового или капронового линя диаметром 6¸8 мм. Для повышения точности измерения глубин применяют лотлинь из стального тросика диаметром 2¸4 мм, который разбивают марками из латунной или другой цветной проволоки, с их последующей опайкой оловом.

Начало счёта при разбивке лотлиня устанавливается от нижней поверхности лота. Лотлинь разбивают от 0 до 10 м через 0,1 м, а от 10 м и более – через 0,2 м.

Пеньковый линь перед разбивкой должен быть хорошо вымочен и вытянут, а капроновый и стальной – только вытянуты.

При использовании на промере ручного лота глубины отсчитываются по ближайшей, погруженной в воду марке в момент, когда лотлинь натянут и принимает вертикальное положение, а груз лота касается грунта.

Компарирование (поверка) плетёного лотлиня производится ежедневно перед началом и после окончания промера, причём до первоначального компарирования пеньковый линь вымачивается и вытягивается, а капроновый – только вытягивается.

Проверка стального лотлиня производится три раза за полевой сезон (в начале, середине и в конце). Поправки лотлиня записываются в журнал промера с точностью до 1 см: со знаком минус – если лотлинь короче компаратора, со знаком плюс – если длиннее. Марки, сместившиеся более чем на 5 см, переставляются.

Основным недостатком измерения глубин с помощью лота является отклонение троса (лотлиня) от вертикали и его прогиб при обтекании потоком. Поправки на относ и прогиб определяют по таблицам, приведённым в специальной литературе или справочниках [9]. Кроме того, при работе с ручным лотом рекомендуется останавливать лодку на каждой промерной вертикали.

Более точно действительную глубину можно установить по рекомендациям Д.Я. Ратковича с помощью механического лота. Предложенный способ безостановочной фиксации глубин на промерных вертикалях в большой степени ускоряет процесс полевых работ, и при соответствующем подборе грузов и размеров сечения троса погрешность измерений находится в пределах 1%.

Эхолот – это прибор для определения глубин способом гидроакустики. Для целей инженерно-гидрографических работ на реках, озёрах и в прибрежных зонах морей с глубинами более 10 м наибольшее применение нашли отечественные промерные эхолотыПЭЛ-4М, ПЭЛ-5, ЭИР, а также зарубежные: Hydrostar 4300, Sonar Lite, Baty-500 MF, Navisound 100D, многолучевой эхолот SEA BEAM 1180 фирмы ELAC Nautik GmbH и др. Из малогабаритных эхолотов переносного типа применяются эхолоты «Кубань» и «Язь».

Комплект промерного эхолота в переносном варианте состоит из центрального прибора и забортного устройства. Кроме того, в комплект эхолота входят соединительные кабели, крепежные детали и источники питания – аккумуляторные батареи.

Центральный прибор смонтирован в переносном корпусе и содержит: механизм самописца, блок питания, блок посылки и усилитель. Все средства управления эхолотом размещены на верхней крышке центрального прибора.

Забортное устройство содержит излучающий и приемный вибраторы, заключённые в одном общем корпусе – обтекателе. Устройство снабжено приспособлениями для крепления его к борту катера.

Центральный прибор устанавливается на катере в удобном для обслуживания месте и мягкими тросами надёжно крепится к жёстким конструкциям катера. При этом, прибор не должен быть удалён от забортного устройства на расстояние, превышающее длину соединительных кабелей. Искусственное удлинение кабелей не допускается.

Забортное устройство эхолота с помощью крепёжных деталей устанавливается за бортом катера в средней его части на расстоянии не менее 10 см от обшивки. Рабочая часть вибраторов должна быть параллельна поверхности воды и углублена, в зависимости от осадки катера, на 20÷80 см. При этом необходимо предусмотреть, чтобы впереди забортного устройства не было выступающих частей корпуса катера, создающих завихрения. После установки забортного устройства и центрального прибора производят соединение этих узлов и подключение к источнику питания.

Тарирование промерного эхолота должно выполняться в дни промера дважды – перед началом измерения глубин и после их окончания. Категорически запрещается приступать к производству измерения глубин без выполнения тарирования эхолота. Перед тарированием производят регулировку числа оборотов электродвигателя эхолота, которые доводят до номинала с точностью ±0,5 %.

Тарирование эхолота производится в дрейфе с помощью тарирующего устройства, состоящего из лебедки, мерного металлического линя и контрольного диска или доски (рис. 6).

а) б)

Рис. 6. Тарирующие устройства эхолота:

а) доска: 1 – контрольная доска; 2 – лотлинь; 3 – вибратор;

б) диск: 4 – контрольный диск; 5 – лотлинь; 6 – вибратор

Тарирование выполняется в характерных участках обследуемого за день района и при состоянии водоёма, которое позволяет получить поправки эхолота для всех горизонтов с установленной точностью.

При выполнении тарирования отражатель опускается на мерных линях последовательно на различные глубины так, чтобы он располагался под вибраторами эхолота, а марка линя, соответствующая нужному горизонту тарирования, касалась поверхности воды. Контрольный диск или доска на каждом горизонте задерживается дважды (при опускании и подъёме) на время, необходимое для записи на эхограмме чёткой линии длиной не менее 1 см. Результаты двойного сравнения измеренных глубин осредняются.

На эхограмме записываются следующие сведения: дата, время, место тарирования, погода (ветер, волнение), качка. В начале и конце тарирования фиксируются и отмечаются напряжение питания эхолота и число оборотов электродвигателя.

Режим работы эхолота при измерении глубин выбирается с таким расчётом, чтобы преимущественно использовался крупномасштабный диапазон записи глубин при промере.

При выполнении замера глубин эхолот обслуживается оператором, в обязанности которого входит:

– включение и выключение эхолота;

– регулировка усиления;

– регулировка лентопротяжного механизма и смена ленты;

– определение числа оборотов электродвигателя и напряжения в сети;

– выполнение необходимых оперативных отметок и записей на эхограмму;

– наблюдение за фактической глубиной погружения вибраторов.

Оператор следит также за равномерным движением ленты (эхограммы) и, в случае обнаружения её перекоса, выключает эхолот и производит необходимую регулировку.

Оперативными отметками фиксируется:

– начало и конец промерного галса (направления);

– глубины, места которых определяются прямыми и обратными инструментальными засечками;

– моменты изменения режима (скорости) движения катера;

– привязки к пунктам радиогеодезического обоснования (если промер выполняется с помощью радиодальномерных и фазовых систем);

– траверзы знаков плавучей обстановки;

– характерные глубины и предметы, представляющие собой навигационную опасность.

Положение промерных (глубинных) вертикалей определяют:

– измерением расстояний лентой или тросом с метками;

– засечками углов с помощью мензулы, теодолита, буссоли или секстанта с берега или лодки (катера);

– навигационными приборами (GPS);

– радиогеодезическими методами.

Современными акустическими приборами, позволяющими измерять глубины от 0,3 м и более, являются ручные эхолоты (рис. 7). Датчик эхолота излучает узконаправленный ультразвуковой сигнал в воду и получает обратно отражённый сигнал от плавающих предметов и донной поверхности. Процессор прибора обрабатывает и отражает полученную информацию на экране. Практически все выпускаемые сегодня эхолоты позволяют определить текущую глубину и отобразить на экране рельеф дна.

Как правило, гидрометрические наблюдения за скоростями потока в реках с весенним половодьем (от снеготаяния) начинаются со вскрытия реки, охватывают подъём уровня воды до пика и заканчиваются в период устойчивой межени. На реках с летне-осенними и зимними паводками (от ливней, таяния ледников в горах и затяжных дождей) необходимо охватить наблюдениями подъём и спад первого пика полностью. При последующих пиках можно производить наблюдения только на уровнях воды, превышающих первый пик.

Измерение скоростей потока необходимо как для вычисления расхода воды, так и для построения плана течения реки, который используется для правильной компоновки сооружений мостового перехода, выбора их размеров и очертаний, защиты от размыва и пропуска ледохода. Построение изотах (линий равных скоростей) в створе мостового перехода даёт возможность прогнозирования развития руслового процесса.

В силу вязкости воды и шероховатости дна скорость течения меняется по глубине потока. Максимум у свободной поверхности называют поверхностной скоростью. Минимум у дна принимают за донную скорость. Для определения средней скорости на вертикали необходимо построить эпюру местных скоростей(в конкретной заданной точке на скоростной вертикали), определить её площадь и разделить на глубину.

Существующие приборы и способы в большинстве случаев ориентированы на измерение местных скоростей и основаны на определении либо скорости движения плывущего тела, либо количества оборотов лопастного винта в минуту.

Поплавком называют тело, свободно перемещаемое текущим потоком. Поплавки бывают точечные и интеграционные. Точечные измеряют скорость по длине заданного слоя жидкости, перемещаясь вдоль него. Точечный поплавок может быть поверхностным (рис. 8), если движется на свободной поверхности потока, и глубинным, если скорость измеряют на заданной глубине (рис. 9).

а) б) в)

Рис. 8. Поверхностные поплавки:

а – из деревянного диска; б – из бутылки; в – из деревянной крестовины

Поверхностные поплавки обычно изготавливаются из дерева в виде круглого диска диаметром 25 см и толщиной около 5 см. В центре диска укрепляется вертикальный стержень высотой до 15 см с белым или красным флажком. Для придания поплавку устойчивости в ветреную погоду к нему прикрепляется небольшой груз. При сильном ветре производство поплавковых наблюдений не допускается. В случае плохой видимости поплавки сопровождаются лёгкой гребной лодкой.

Поверхностные поплавки могут применяться как при больших, так и при малых скоростях течения, а также во время редкого ледохода, когда применение других приборов затруднительно. В этом случае поплавками могут служить отдельные льдины.

К недостаткам поверхностных поплавков можно отнести непосредственную зависимость проведения работ от погодных условий, меньшую по сравнению с другими приборами точность результатов (5÷10%) и невозможность измерения скоростей течения в конкретных точках.

Поплавки являются простейшими приборами для измерения скорости течения. При этом одновременно определяются и направления поверхностных течений по траекториям движения поплавков.

На равнинных реках, как впрочем, и на горных скорости имеют максимум у динамической оси потока, убывая к берегам за счёт относительно большего сопротивления у них. В соответствии с уравнением Бернулли, возникает некоторый перепад уровней в поперечном сечении потока: они выше у берегов и ниже в средней части реки. В итоге появляются вторичные течения в виде двух винтовых потоков, где поверхностные скорости направлены от берегов к оси, а донные – в обратном направлении. Это искажает траектории поверхностных поплавков, сбивая их к стрежню реки. Но это искажение заметно на длине в несколько километров, что гораздо больше участка гидрометрических работ.

Глубинный поплавок (рис. 9) должен быть немного тяжелее воды: проваренный в олифе деревянный шар или крестовина, бутылка, заполненная больше, чем для поверхностного поплавка.

а) б) в)

Рис. 9. Глубинные поплавки:

а – из деревянного шара; б – из бутылки; в – из деревянной крестовины

На нужной глубине его удерживает поверхностный поплавок, соединённый с глубинным тонкой нитью. Поверхностный поплавок является указателем планового положения глубинного поплавка. Обычно поверхностный поплавок-указатель делают в 4÷5 раз меньше глубинного и придают ему плохообтекаемую форму с высоким коэффициентом сопротивления.

Глубинные поплавки наиболее эффективны при измерении скоростей до 0,15 м/с, которые не всегда можно замерить вертушкой.

Обычная длина участков поплавковых наблюдений:

для рек с шириной русла до 200 м – 0,5÷1,0 км;

для рек с шириной русла до 500 м – 1,0÷2,0 км;

для рек с шириной русла свыше 500 м – 2,0÷3,0 км.

Участок наблюдений выбирается так, чтобы около 2/3 его протяжения располагались выше и примерно 1/3 ниже трассы мостового перехода. Запуск поплавков осуществляют в пусковом створе, который находится на 5÷10 м выше первого верхового гидроствора. Это необходимо для того, чтобы перед вхождением в створ поплавок уже приобрёл реальную скорость течения потока.

При запуске стараться распределить поплавки равномерно по всей ширине потока.

Число поплавков в каждом наблюдении должно быть не меньше:

для рек с шириной русла до 200 м – 7÷9 шт.;

для рек с шириной русла до 500 м – 9÷11 шт.;

для рек с шириной русла до 1000 м – 11÷13 шт.;

для рек с шириной русла свыше 1000 м – 13÷15 шт.

Поплавки пускают последовательно по одному.

Плановое положение поплавка в гидростворе устанавливают засечкой кипрегеля при мензульной съёмке, фиксируют горизонтальным углом между базисной линией и нахождением поплавка в гидростворе теодолитом или буссолью, закреплёнными на репере магистрали (базиса). Одновременно секундомером определяется время прохождения поплавком расстояния между створами.

Всплывающие поплавки-интеграторы используют для определения средней скорости потока на вертикали. Их изготавливают в виде лёгких шариков диаметром 30÷35 мм из дерева, целлулоида, пенопласта и т.д., используют лёгкие жидкости, например нефтяные масла, или пузырьки закачиваемого по шлангу воздуха. Как и глубинные поплавки, поплавки-интеграторы чаще всего применяют для измерения малых скоростей (до 0,2 м/с).

Метод жидких поплавков-интеграторов в сочетании с аэрофотографированием выхода поплавков на поверхность воды обеспечивает определение поверхностных скоростей потока с точностью 2÷3%.

Расход воды в реке можно определить как объёмное количество жидкости, проходящее через живое сечение (гидроствор) в единицу времени. Существует несколько методик определения расхода, и большинство из них основано на измеренных глубинах в живых сечениях и скоростях потока.

Метод «скорость – площадь» является разновидностью косвенных измерений расхода воды. При этом в результате наблюдений в фиксированном гидрометрическом створе определяются следующие элементы расхода:

– глубины на промерных вертикалях и их удаление от постоянного начала по линии гидрометрического створа, для определения площади живого сечения (с точностью до трёх значащих цифр, но не точнее 1 см);

– продольные (нормальные к гидрометрическому створу) составляющие средних скоростей течения на вертикалях или распределённые по ширине русла поверхностные скорости, на основе которых рассчитываются средние скорости в отсеках между ними (с точностью до трёх значащих цифр, но не точнее 1 см/с).

Расход воды вычисляют по его элементам одним из следующих способов (с точностью до трёх значащих цифр):

– аналитическим методом, как сумму частных расходов воды, проходящих через отсеки живого сечения потока, ограниченные скоростными вертикалями;

– графическим методом, как площадь эпюры распределения элементарных расходов воды по ширине потока.

Расход, вычисленный с использованием скоростей, измеренных гидрометрической вертушкой считают действительным расходом.Погрешность определения расхода воды различна и зависит от способа измерения скорости:

6% – при детальном способе;

10% – при основном способе;

12% – при сокращённом способе.

Расход, определённый по поплавкам,считаютфиктивным расходом, т.к. для его расчёта использованы не средние на вертикалях скорости потока, а только поверхностные (поплавковые).

Метод смешения предполагает определение расхода по степени разбавления раствора какого-либо вещества-индикатора, который выпускается в поток в известном количестве и с известной концентрацией. В качестве индикатора применяются красящие вещества, например, флуоресцеин, либо соль NaCl. Концентрацию раствора индикатора в потоке можно определить колориметрическим (по цвету раствора), химическим или электромеханическим способом (по электропроводности раствора).

Для измерения расхода воды выбирают участок реки, имеющий хорошее перемешивание на коротком расстоянии (100÷1000 м). Различают два метода смешивания:

– при длительном выпуске в поток раствора индикатора, расход которого известен;

– при мгновенном выпуске (всплеске) в поток определённого количества раствора индикатора.

Метод смешения применяют на горных реках с бурным течением при изменении расхода не более 3÷5 м/с. Погрешность определения расхода оценивается в 10÷20 %.

Аэрометод используют при определении расхода в створах, расположенных в малообжитой, труднодоступной местности. В основу аэрометода положены стереоскопические определения скоростей потока на фотограмметрических приборах и интеграционный способ определения элементарного расхода всплывающими со дна поплавками.

УКАЗАНИЯ ПО ОРГАНИЗАЦИИ И ПРВЕДЕНИЮ

УЧЕБНОЙ ГИДРОЛОГИЧЕСКОЙ ПРАКТИКИ

Содержание и организация практики

Программа учебной гидрологической практики предусматривает выполнение студентами следующих видов работ:

– инструктаж по технике безопасности при проведении инженерно-гидрологических изыскательских работ с отметкой в соответствующем журнале;

– подготовка оборудования для проведения полевых гидрометрических работ;

– ознакомление с местом прохождения практики и последующее описание его в отчёте на основании визуально-глазомерного обследования;

– разбивка базиса и гидростворов;

– замер глубин по створам;

– измерение скорости течения поверхностными поплавками;

– измерение скорости течения гидрометрической вертушкой;

– чистка и мелкий ремонт оборудования после выполнения полевых работ;

– камеральная обработка результатов полевых наблюдений;

– овладение методами определения средних скоростей потока на основании полевых измерений;

– овладение методами определения расходов с использованием скоростей, измеренных поплавками и гидрометрической вертушкой;

– сравнение визуальной характеристики поверхности с рекомендациями, соответствующими вычисленному коэффициенту шероховатости;

– составление отчёта по практике;

– защита отчёта по практике с предварительной проработкой основных контрольных вопросов.

Время проведения практики устанавливается в соответствии с «Правилами по охране труда при изысканиях и проектировании автомобильных дорог» – конец июня, первая половина июля месяца, когда температура воды в реке не ниже 12 °С.

В связи с тем, что участок реки Иртыш, на котором проводится учебная гидрологическая практика, является судоходным, гидрометрические работы выполняются не по всей ширине потока, а в целях безопасности только до фарватера.

Выполнение работ осуществляется рабочим звеном, состоящим из 6÷8 студентов. При проведении гидрометрических наблюдений и измерений студенты отрабатывают навыки слаженной работы в звене.

Бригадир звена отвечает

– за соблюдение правил техники безопасности и охраны труда при выполнении всех видов полевых работ;

– за сохранность оборудования, предназначенного для проведения полевых гидрометрических работ;

– за сохранность журналов полевых наблюдений.

Бригадир звена контролирует участие в составлении отчёта по практике каждого члена звена.

Отчёт по гидрологической практике составляется в соответствии с требованиями по оформлению курсовых работ, курсовых и дипломных проектов. Разделы отчёта должны включать описание всех видов проведённых рабочим звеном работ, журналы полевых наблюдений, чертежи, выполненные на миллиметровке или на листах писчей бумаги формата А4 с помощью стандартных компьютерных программ (например, AutoCAD, Компас), подробные расчёты определяемых величин с пояснениями и ссылками на рекомендуемые источники.

Гидрометрические работы на выбранном участке реки всегда начинаются с разбивки базиса (магистрали) и гидростворов. Требования к выбору участка для гидрологических наблюдений подробно изложены в разделе 6 данного учебно-методического пособия.

Оборудование и инструменты: буссоль со штативом, шесть вех, мерная лента.

Буссоль Стефана (рис. 11) предназначена для определения магнитных азимутов, румбов и горизонтальных углов. Устанавливается на штативе (треноге) с помощью втулки 1. Втулка соединена с внешним лимбом 2, который может вращаться после открепления зажимного винта 3. На скошенном крае внешнего лимба нанесена шкала от 0° до 360° с делениями через 10°.

К внешнему лимбу прикреплён внутренний лимб 4. На шпиле внутреннего лимба вращается магнитная стрелка 5, которая в рабочее положение приводится поворотом коробки 6 до упора 7, с последующим выходом арретира 8 в широкую часть прорези 9. На поверхности внешнего лимба вращается алидадная линейка 10 с глазным 11 и предметным 12 диоптрами.

Горизонтальные оси 13 обеспечивают пригибание диоптров после окончания измерений. На скошенных краях алидадной линейки нанесены варньерные шкалы 14. Нулевые штрихи варньеров совмещены с визирной плоскостью, проходящей через волосок и прорези диоптров. Количество делений на варньере 12, цена деления 5. Влево и вправо от нулевого штриха расположено по шесть делений. Значение минут возрастает влево до 30´, а затем от крайнего правого штриха до 60´.

Формирование базисной линии начинается с установки буссоли. Горизонтальное положение лимба проверяется наведением алидадной линейки на ближайшую вертикальную дымоходную трубу или опору моста. В случае отклонения нити предметного диоптра от вертикального положения следует подрегулировать ножки штатива. Нулевой штрих под глазным диоптром совмещается с положением 0° на внешнем лимбе. Направление, заданное глазным и предметным диоптрами должно соответствовать основному направлению течения реки. В этом положении буссоль закрепляется на штативе.

Линия базиса (магистрали) должна быть параллельна основному направлению течения реки. Поэтому, установив первую веху в заданном направлении на расстоянии от буссоли, в створе буссоль – вешка на расстояниях и закрепляем ещё две вехи (рис. 12). Прямая линия, соединяющая буссоль и три вешки, сформировала базис (магистраль), от которого при выполнении последующих гидрометрических работ будут устанавливаться положения промерных и скоростных вертикалей. Все измерения привязываются к базису.

Рис. 12. Схема базиса с расположением буссоли слева от гидростворов

Гидростворы формируются нормально (перпендикулярно) базису. Для выполнения этого условия рекомендуется от ближайшей к буссоли базисной вехи в сторону от реки мерной лентой отложить расстояние b равное l₀. На лимбе буссоли установить угол α₀ = 45°. На пересечении луча-направления, заданного глазомерным и предметным диоптрами, и отмеренного расстояния установить вешку. Таким образом, ближайший к буссоли гидроствор будет закреплён. Следующие два гидроствора закрепляются аналогично, предварительно рассчитав углы α₁ и α₂.

При проведении гидрологической практики на полевые работы, как правило, выходит вся учебная группа, разбитая на два или три рабочих звена. Из соображений удобства компоновки рабочих мест одно-два звена устанавливают буссоль слева от гидростворов (рис. 12), третье звено – справа от гидростворов (рис. 13).

Гидростворы всегда нумеруются по течению реки. Расстояние от буссоли до ближайшей вешки рекомендуем принимать l₀ = 10,0 м. Соответственно, расстояние между базисной линией и вехами, закрепляющими гидростворы, тоже будет равно b = 10,0 м. Расстояния между створами l_1-2 и l_2-3рекомендуем назначать равным 20÷50 м. При работе с GPS-навигаторами, определяя координаты промерных вертикалей, эти расстояния следует увеличить до 100 м.

Рис. 13. Схема базиса с расположением буссоли справа от гидростворов

Линия уреза воды закрепляется в гидростворах урезными кольями. Мерной лентой измеряются расстояния от базиса до уреза воды l_1-УВ, l_2-УВ, l_3-УВи заносятся на схему базиса и гидростворов.

При наличии нивелира можно определить отметки урезных кольев, связав их нивелирным ходом с ближайшим репером водомерного поста. Используя эти данные можно определить продольный уклон свободной поверхности I на участке гидрометрических работ:

, (1)

где L – длина участка от первого до третьего гидроствора:

; (2)

– отметка урезного кола в первом гидростворе; – отметка урезного кола в третьем гидростворе.

Используя данные табл. 3 строят поперечные профили в каждом гидростворе. Пример построения поперечного профиля в гидрометрическом створе № 1 приведён на рис. 15.

Рис. 15. Поперечный профиль гидрометрического створа № 1

В завершение данного вида работ строят план участка реки в изобатах через 0,5 м, предварительно сняв положение соответствующих глубин с поперечных профилей гидростворов (рис. 16).

Рис. 16. План участка реки в изобатах

Современные методы ведения гидрометрических работ позволяют получить план реки в изобатах без угломерных работ. До этого вида работ допускаются студенты, отлично управляющие лодкой: способные удержать при помощи вёсел лодку в одном координатном положении как минимум в течение одной минуты. Этого времени достаточно для определения местоположения промерной вертикали GPS-навигатором и замера глубины с помощью эхолота.

Для переноса на векторную карту путевых точек и треков из памяти GPS-навигатора используется компьютерное приложение GPSMapEdit, которое выдаёт трехмерное изображение подводного рельефа реки в изобатах. На рис. 17 приведён пример результата обработки данных GPS-навигатора при выполнении гидрометрических работ в районе метромоста (г. Омск).

Рис. 17. План участка реки Иртыш

Выполнение промерных работ с помощью эхолота и GPS-навигатора не является обязательным для рабочего звена.

Поперечные профили вычерчиваются строго в масштабе, который указывается на чертеже. Вертикальный масштаб рекомендуем принимать 1:50, в редких случаях 1:100. Горизонтальный масштаб выбирается в зависимости от охвата акватории, но в любом случае должен соответствовать ГОСТ 2.302-68: 1:100; 1:200; 1:400; 1:500. При построении трёх поперечников желательно соблюдать единые масштабы. Вертикальный масштаб плана реки в изобатах рекомендуется принимать таким же, что и горизонтальный масштаб при построении поперечных профилей.

Измерение скорости течения реки

Методика измерения скорости течения реки поверхностными поплавками подробно изложена в разделе 8 данного учебно-методического пособия.

Оборудование и инструменты: буссоль со штативом, шесть вех, 10÷12 поплавков, секундомер, лодка.

В качестве поплавков студентам предлагается использовать пластиковые бутылки на третью часть заполненные песком. Желательно, чтобы цвет пластика был тёмный (зелёный, коричневый), т. к. блики на поверхности воды мешают наблюдать за светлым поплавком в глазной диоптр буссоли.

Бригадир распределяет обязанности между членами звена. Наблюдатели стоят за вторыми вешками в каждом гидростворе и подают сигнал при попадании поплавка в створ. Помощник бригадира при помощи секундомера измеряет время прохождения поплавка между створами , , . Бригадир алидадной линейкой буссоли следит за поплавком от пускового створа и снимает показания с внешнего лимба при сигналах наблюдателей. Полученные данные наблюдений заносят в журнал. Пример заполнения журнала приведён в табл. 4.

Рис. 18. Траектории движения поплавков

Расстояние от базиса до поплавка x определяют так же, как и расстояние от базиса до промерной вертикали по формуле 3. При движении от створа к створу поплавок всегда проходит расстояние больше, чем и . Этот путь и можно определить по теореме Пифагора, используя построенные по данным табл. 4 траектории движения поплавков (рис. 18) или графически. Для этого траектории движения поплавков вычерчиваются при условии равенства горизонтального и вертикального масштабов. Линейкой замеряется отрезок пути между створами на чертеже. Путь, пройденный поплавком и , вычисляется как произведение длины отрезка пути и масштаба чертежа. Точность такого метода входит в допустимые пределы поплавкового способа определения скоростей.

Таблица 4

Журнал измерения скорости поверхностными поплавками

№ поплавка	Время прохождения поплавка между створами , с	Отсчёт по лимбу в створе a, град.	Расстояние от базиса до поплавка в створе x, м	Скорость поплавка при движении между створами, м/с
			I	II	III	I	II	III
							55,5	42,6	59,2	1,17	0,48	0,66
							36,8	47,4	41,4	0,83	0,36	0,52
							47,4	38,5	59,2	0,92	0,49	0,61
				76.5			45,8	55,4	59,2	0,85	0,34	0,50
							39,0	47,4	27,2	0,86	0,47	0,58
							47,4	42,6	47,0	0,79	0,33	0,46
					57,5		44,2	43,3	47,0	0,79	0,32	0,45
							51,1	41,2	45,5	1,00	0,34	0,53
							39,0	39,8	44,1	0,54	0,33	0,40
					54,5		41,4	39,1	42,7	0,66	0,30	0,41

Для заполнения некоторых столбцов в табл. 5 потребуются следующие вычисления:

; (4)

, (5)

, (6)

. (7)

За правильным заполнением журнала измерения скоростей поверхностными поплавками следит бригадир звена.

Измерение скорости течения реки

Методика измерения скорости течения реки гидрометрической вертушкой подробно изложена в разделе 8 данного учебно-методического пособия.

Оборудование и инструменты: буссоль со штативом, шесть вех, гидрометрическая вертушка, лодка, якорь.

Для выполнения данного вида гидрометрических работ студентам предлагается использовать гидрометрическую вертушку ИСП-1 (измеритель скорости потока) в комплекте с преобразователем скорости вертушки ПСВ-1 (рис. 19).

Рис. 19. Измеритель скорости потока ИСП-1

с преобразователем скорости вертушки ПСВ-1

Измерения скорости производятся, как правило, с лодки, положение которой в гидростворе закрепляется якорем. Поскольку участок реки, на котором проводится учебная гидрологическая практика, свободен от растительности, рабочее звено должно выполнить один одноточечный замер, два трёхточечных замера и два пятиточечных замера. Положение скоростной вертикали в створе фиксируется буссолью или в последующем определяется по вычерченному поперечному профилю.

Перед началом измерений необходимо ознакомиться с инструкцией по работе с измерителем ИСП-1 и преобразователем ПСВ-1, закрепить вертушку в нижнем положении на штанге, а на верхнем конце штанги закрепить визир для обеспечения ориентации вертушки в потоке. Продольная ось визира должна лежать в одной плоскости с продольной осью вертушки. Соединить сигнальным проводом вертушку с преобразователем.

Закрепившись на промерной вертикали, измеряют рабочую глубину и вычисляют отсчёт по штанге. Устанавливают вертушку на штанге, погружают в воду до упора её конца в дно водотока, и поворачивают штангу так, чтобы визир, а следовательно и продольная ось вертушки, были направлены перпендикулярно гидроствору. Включают преобразователь, устанавливают режим работы индикатора, снимают показания с дисплея по окончании измерения скорости водного потока и заносят их в журнал. Пример заполнения журнала приводится в табл. 5.

При работе с ИСП-1 для получения результатов с погрешностью не больше 5% необходимо выполнение следующих условий:

– продолжительность времени измерения скорости должна быть не менее 60 с;

– количество оборотов, сделанное лопастным винтом за время измерения должно быть не менее 20.

Снявшись с якоря, лодку переправляют вглубь по гидроствору. При выполнении многоточечных замеров на скоростной вертикали вертушка устанавливается на штанге в нескольких положениях, и измерения скорости производятся в той же последовательности.

Для заполнения шестого столбца журнала измерения скоростей при помощи гидрометрической вертушки (табл. 5) потребуются некоторые вычисления в зависимости от вида замера. Средняя скорость на вертикали может быть определена двумя методами: аналитическим и графическим. Так, аналитическим методом средние скорости на вертикали определяются по формулам:

для одноточечного замера

; (8)

для трёхточечного замера

; (9)

для пятиточечного замера

. (10)

Вычисленные аналитическим методом средние скорости заносят в журнал измерения.

Таблица 5

№ скоростной вертикали	Рабочая глубина h, м	Глубина опускания вертушки, м	Отсчёт по штанге, м	Местная скорость u, м/с	Средняя скорость на вертикали, м/с
	0,80	0,6 h	0,32	0,046	0,046
	1,10	на поверхности	1,00	0,053	0,130
0,6 h	0,44	0,184
у дна	0,10	0,097
	1,30	на поверхности	1,20	0,254	0,208
0,6 h	0,52	0,197
у дна	0,10	0,184
	1,70	на поверхности	1,60	0,194	0,261
0,2 h	1,36	0,296
0,6 h	0,68	0,354
0,8 h	0,34	0,185
у дна	0,10	0,091
	2,60	на поверхности	2,50	0,194	0,261
0,2 h	2,08	0,296
0,6 h	1,04	0,354
0,8 h	0,52	0,185
у дна	0,10	0,091

Для определения средних скоростей на вертикали графическим методом по данным табл. 5 строятся эпюры местных скоростей. Вертикальный масштаб для построения принимают, как правило, 1:20 или 1:40. Горизонтальный масштаб в данном случае должен показывать какое числовое значение скорости вложено в 1 см чертежа. Масштаб скоростей всегда записывается словами (рис. 20).

Рис. 20. Эпюры местных скоростей на скоростных вертикалях

Средняя скорость графически определяется по формуле

, (11)

где – площадь эпюры скоростей, вычисляется как сумма площадей геометрических фигур, в частности, треугольника, трапеции, или с помощью стандартных компьютерных программ Excel, ACAD; h – рабочая глубина.

Определение расхода воды с использованием скоростей,

Измеренных поплавками

Расход воды с использованием скоростей, измеренных поплавками, определяют аналитическим методом. Так как на поверхности водотока скорость всегда больше средней скорости по глубине, то и расход воды будет завышенным, т.е. фиктивным Q_ф. Согласно уравнению неразрывности потока расход воды равен произведению площади живого сечения ω на среднюю скорость V:

. (12)

Для вычисления составляющих расхода необходимо построить поперечный профиль среднего створа (гидроствора № 2) с эпюрой скоростей, измеренных поплавками (рис. 21). По данным журнала промеров глубин в гидростворах строят поперечный профиль створа № 2. Из журнала измерений скорости поверхностными поплавками выбирают значения скоростей и откладывают их вверх от свободной поверхности на соответствующих расстояниях в створе № 2 в порядке удаления поплавков от базиса. Если самый дальний поплавок находился в створе на расстоянии большем, чем расстояние от базиса до последней промерной вертикали, то поперечник увеличиваем до охвата всех поплавков, если меньшем, то поперечник обрезаем. Эпюра скоростей и поперечный профиль створа должны ограничиваться одним и тем же расстоянием от базиса.

Рис. 21. Поперечный профиль створа № 2 с эпюрой скоростей,

измеренных поплавками

Масштабы для построения поперечного профиля и эпюры принимают в соответствии с предыдущими рекомендациями.

, (13)

где – площадь эпюры скоростей, измеренных поверхностными поплавками; B – расстояние от уреза воды до самого дальнего поплавка в гидростворе № 2.

Площадь живого сечения ω вычисляют как сумму площадей геометрических фигур, составляющих поперечный профиль гидроствора № 2, соответствующего эпюре скоростей.

Для определения действительного расхода требуется ввести поправочный коэффициент K:

, (14)

где C – коэффициент Шези для среднего створа.

По формуле Шези средняя скорость определяется как

(15)

Отсюда

, (16)

где R – гидравлический радиус, принимаемый для незамкнутого русла равным средней глубине по живому сечению в створе ; i – средний уклон дна русла.

. (17)

На участке проведения гидрологической практики средний уклон дна русла р. Иртыш составляет 0,00009.

, (18)

где Q – действительный расход воды в реке.

Измеренных гидрометрической вертушкой

Для определения расхода с использованием скоростей измеренных гидрометрической вертушкой воспользуемся графическим методом, который предполагает построение эпюры действительных удельных расходов q. Эта эпюра является итогом перемножения эпюры средних скоростей на вертикалях и соответствующих глубин.

, (19)

где – средняя скорость на вертикали, вычисленная графическим методом; h – рабочая глубина.

Эпюры средних скоростей и удельного расхода строятся на базе поперечного профиля створа, в котором производились данные измерения. Рекомендации по выбору масштабов сохраняются. Поперечный профиль и эпюры ограничиваются одинаковым расстоянием от базиса до последней скоростной вертикали. Пример построения приведён на рис. 22.

Рис. 22. Поперечный профиль створа № 1 с эпюрами средних скоростей

и удельного расхода

Действительный расход Q определяется как площадь эпюры удельных расходов :

. (20)

Площадь эпюры удельных расходов вычисляется суммированием площадей геометрических фигур, составляющих эпюру.

Аналитическим методом действительный расход определяется по формуле

, (21)

где V – осреднённая скорость, вычисляемая по площади эпюры средних скоростей на вертикали :

, (22)

где B – основание эпюры средних скоростей, т.е. расстояние от уреза воды до последней скоростной вертикали.

Определение коэффициента шероховатости русла

В период проведения полевых работ студентам рекомендуется внимательно исследовать прибрежный участок русла и дать визуальную характеристику поверхности дна.

Для более точного определения шероховатости поверхности воспользуемся формулой Маннинга, по которой коэффициент Шези C для естественных русел определяется как

, (23)

где n – коэффициент шероховатости.

Отсюда

. (24)

Ранее вычисленные значения коэффициента Шези и гидравлического радиуса используем для определения коэффициента шероховатости дна русла исследуемого участка.

В настоящее время имеется ряд рекомендаций по назначению коэффициента шероховатости для различных поверхностей, в том числе и для естественных русел. Студентам каждого рабочего звена предлагается дать характеристику дна русла реки на основании рекомендаций Срибного М.Ф. (табл. 6) и Носова Н.М. (табл. 7), сравнить описания с полевыми наблюдениями и проанализировать возможные расхождения.

Таблица 6

Значение коэффициента шероховатости естественных русел и пойм

По М.Ф. Срибному

Таблица 7

Вопросы для подготовки к защите отчёта

По учебной гидрологической практике

При подготовке рабочего звена к защите отчёта по учебной гидрологической практике следует обратить внимание на знание ответов на следующие вопросы:

1. Назовите основные нормативные документы для инженерно-гидрологических изысканий.

2. На какие этапы разделены инженерно-гидрологические изыскания?

3. Назовите перечень работ, выполняемых в полевой период.

4. В чём необходимо убедиться перед использованием плавсредства (лодки)?

5. Какие условия требуется выполнять при загрузке лодки?

6. Какие правила следует соблюдать при посадке и высадке из лодки?

7. Какие правила следует соблюдать в период плавания лодки?

8. Что необходимо предусмотреть перед забрасыванием якоря?

9. Каковы основные правила техники безопасности при выполнении гидрометрических работ с лодки?

10. Каковы основные правила спасения утопающих с использованием плавсредств?

11. Как правильно подавать спасательный круг утопающему?

12. Как правильно транспортировать утопающего к берегу с использованием лодки?

13. Каковы основные правила спасения утопающих без использования плавсредств (вплавь)?

14. Назовите основные приёмы буксировки пострадавшего без использования плавсредств (вплавь)?

15. Что необходимо сделать перед проведением искусственного дыхания пострадавшему?

16. Описать способы искусственного дыхания.

17. Описать методику выполнения непрямого массажа сердца.

18. Описать методику оказания помощи при ранении пострадавшего.

19. Описать методику оказания помощи при солнечном и тепловом ударе.

20. Для чего предназначены водомерные посты?

21. Что понимают под нулём графика поста?

22. Перечислите характерные уровни воды в реке.

23. Что такое гидроствор?

24. Каковы конкретные требования для проведения гидрометрических работ?

25. Что называют урезом воды?

26. Что называют глубиной в реке?

27. Что такое изобаты?

28. Назовите приборы, с помощью которых измеряют глубину.

29. Что такое изотахи?

30. Назовите характерные скорости течения в реке.

31. Назовите приборы, предназначенные для измерения скорости течения.

32. Назовите достоинства и недостатки поплавкового метода.

33. Назовите достоинства и недостатки измерения скорости при помощи гидрометрической вертушки.

34. С какой целью вычерчивают траектории движения поплавков?

35. В чём заключается аналитический метод определения средней скорости?

36. В чём заключается графический метод определения средней скорости?

37. В чём заключается аналитический метод определения расхода воды с использованием скоростей, измеренных поплавками?

38. В чём заключается графический метод определения расхода воды с использованием скоростей, измеренных гидрометрической вертушкой?

39. Какой расход воды считается фиктивным расходом?

40. Какие гидравлические характеристики необходимо знать для вычисления коэффициента шероховатости русла?

Библиографический список

1. Указания по инженерным изысканиям для внегородских автомобильных дорог общей сети СССР,/ Союздорпроект. – М., 1969. – 113 с.

2. СНиП 11-02-96: Инженерные изыскания для строительства. Основные положения.

3. СП 11-103-97: Инженерно-гидрометеорологические изыскания для строительства.

4. Методические рекомендации по технологии автоматизированного выполнения гидрометрических работ на изысканиях мостовых переходов / ВНИИ Транспортного Строительства. – М., 1984. – 24 с.

5. СП 11-104-97: Инженерно-геодезические изыскания для строительства. Часть III: Инженерно-гидрографические работы при инженерных изысканиях для строительства / Госстрой России. – М.: Производственный и научно-исследовательский институт по инженерным изысканиям в строительстве (ФГУП «ПНИИИС») Госстроя России, 2004.

6. РСН 76-90: Инженерные изыскания для строительства. Технические требования к производству гидрометеорологических работ.

7. Правила по охране труда при изысканиях и проектировании автомобильных дорог. – М.: Изд-во Союздорпроекта, – 1987. – 20 с.

8. МИ 1759-87: Расходы воды на реках и каналах. Методика выполнения измерений методом «скорость-площадь». методические указания государственной системы обеспечения единства измерений.

9. Константинов Н. М.Гидрология и гидрометрия: учебное пособие для студентов вузов / Н. М. Константинов. – М.: Высш. Школа, 1980. – 199 с.

10. Дорожно-мостовая гидрология: справочник / Б.Ф. Перевозников, С.М. Бликштейн, М.Л. Соколов и др.; под ред. Б.Ф. Перевозникова. – М.: Транспорт, 1983. – 199 с.

Приложение 1

1. Водные транспортные средства

1.1. При пользовании водными транспортными средствами: катерами, моторными, вёсельными и резиновыми лодками, плотами, баржами, понтонами, именуемыми в дальнейшем «плавсредства», необходимо выполнять требования Правил техники безопасности на судах морского флота, Правил плавания по внутренним судоходным путям, Правил навигационного надзора за маломерными судами, Правил Регистра РСФСР, Устава речного флота РСФСР и настоящих Правил.

1.2. Ответственность за эксплуатацию плавсредств, выполнение всех требований и обеспечение безопасности плавания несут владельцы, а также капитаны, шкипера и старшие плавсредств.

1.3. Перед пользованием плавсредствами следует убедиться:

– в отсутствии течи в корпусе как выше, так и ниже ватерлинии;

– исправности вёсел, уключин, якорей, багров;

– наличии средств для водоотлива: ковши и вёдра – на лодках, помпы и насосы – на судах; для заделки пробоин: пакля, смола, брезент;

– в обеспеченности спасательными и сигнальными приборами: круги, шары, спасательные жилеты, пояса и нагрудники – в зависимости от количества посадочных мест; флажки, фонари, рупор, сирена или колокол – по одному комплекту на каждое плавсредство.

1.4. Запрещается пользование мотором «Вихрь» и другими подобного типа на лодках грузоподъёмностью менее 1500 кг.

Мощность моторов всегда должна соответствовать грузоподъёмности судна и не превышать следующих пределов:

до 300 кг………………………………………………………………………….. 6 л.с.

от 301 до 500 кг……………………………………………………………….12 л.с.

от 501 до 1000 кг……………………………………………………………..13 л.с.

от 1001 до 1500 кг………………………………………………………….. 22 л.с.

от 1501 кг и выше………………………………………………………….. 25 л.с.

1.5. При загрузке плавсредств необходимо соблюдать установленные для них грузоподъёмности. Во избежание опрокидывания или затопления плавсредств люди и груз должны быть правильно размещены.

1.6. Запрещается перегрузка плавсредств. Грузоподъёмность лодок устанавливается исходя из среднего веса одного пассажира в 80 кг и выписывается краской на борту носовой части лодки.

Высота бортов загруженной лодки над водой в тихую погоду должна быть не менее 20 см.

В ветреную погоду при высоте волн до 20 см норма загрузки лодки уменьшается с таким расчётом, чтобы высота борта загруженной лодки над водой была не менее 30 см. Высота груза над бортом лодки не должна превышать 20¸25 см.

1.7. Подвесные моторы должны дополнительно крепиться к лодкам страховочными канатами.

1.8. Запрещается пользоваться парусными лодками.

1.9. При посадке в лодку следует соблюдать равновесие и рассаживаться симметрично. Входить в лодку и выходить из неё по одному.

1.10. При посадке и высадке людей плавсредства следует ставить вдоль берега или причала (если позволяет глубина реки, озера и т.п.).

1.11. При плавании на плавсредствах запрещается:

– передвижение по водным путям при молевом сплаве леса;

– курение на плавсредствах при наличии на них горючих и взрывчатых материалов;

– купание с бортов лодок и катеров во время их движения;

– передвижение с неисправными моторами;

– пользование маломестными лодками и клиперботами в бухтах, заливах, проливах, лагунах, на порожистых реках, озёрах и равнинных реках шириной свыше 0,5 км, лодками с малой осадкой и легкоопрокидывающимися (долблёнки, челны и т.п.);

– нахождение в аварийной лодке, причаленной к катеру во время его движения;

– во время движения лодки, плота (за исключением случаев передвижения с помощью шестов) перемещаться без необходимости, делать резкие движения, сидеть, свесив ноги за борт, пересаживаться из одной лодки в другую;

– ночевать на плотах и лодках;

– при передвижении по судоходным рекам проходить в непосредственной близости от судов;

– подплывать на лодках и плотах к баржам, бакенам, перетянутым через реку плотам по течению.

1.12. При плавании следует опасаться песчаных берегов, подверженных обрушениям, а также коряг и плавающих брёвен.

1.13. При возникновении во время работ значительного ветра и появлении волн высотой более 20 см работу с лодок и понтонов следует прекратить и идти к берегу, при этом во избежание опрокидывания лодки или захлестывания её большой волной необходимо идти вразрез волне. Спасательные средства должны быть наготове.

1.14. При передвижении по неисследованным рекам необходимо остерегаться порогов, перекатов, водопадов, лесных завалов и прочих препятствий. Через пороги и стремнины в лодке переправляться запрещается; в таких местах лодку вытаскивают на берег, а люди и грузы переправляются по берегу. Подвесной мотор в этом случае следует выключить и приподнять над водой.

1.15. При швартовке катера следует остерегаться затягивания швартовыми рук и ног.

1.16. Причаливание лодки к борту катера должно производиться при неработающем винте катера и против течения.

Отталкивать лодку от катера следует шестом с рогатиной, упирая её в нос лодки.

1.17. Передвижение на резиновых (секционных) надувных лодках допускается по незасоренным водоёмам и рекам со спокойным течением. Использование бессекционных (резиновых) лодок допускается для переправ через спокойные водоёмы и реки шириной не более 20 м.

Резиновые лодки должны быть снабжены необходимыми принадлежностями (вёсла, насос или мех со шлангом, запасной вентиль, лепестковый клапан, ключ, материалы для ремонта) и спасательными кругами (сиденьями).

1.18. На моторных лодках и катерах горючее должно храниться отдельно от остального груза и пассажиров.

1.19. На катере должны быть не менее одного огнетушителя, ведро, ящик с песком, железная лопата и кошма.

1.20. Во время плавания спасательные средства должны быть расположены на видном и легко доступном месте. Запрещается закладывать их грузом.

Перед прохождением опасных участков (пороги, перекаты и т.п.) спасательные средства должны быть надеты на людей.

1.21. Поднимать человека из воды допускается только с кормы или носа лодки.

1.22. В случае бедствия при работе на воде ответственный за безопасность на судне, лодке или на установке должен принять меры к спасению людей и имущества и подать сигнал о помощи.

1.23. Во всех случаях, не предусмотренных разделом «Водный транспорт» настоящих Правил, судоводитель обязан принимать все меры, диктуемые практикой судовождения или особыми обстоятельствами, обеспечивающие безаварийное плавание, имея в виду, что настоящие Правила не освобождают его от ответственности за последствия, происшедшие в результате непринятия этих мер.

2. Работа и передвижение по льду

2.1. Движение по льду или работа на нём разрешается руководителем подразделения после обследования состояния ледяного покрова, определения его прочности, ограждения опасных мест с установкой необходимых указательных знаков (вехи, дорожные знаки, сигнальные огни).

2.2. Необходимая толщина льда в зависимости от веса груза брутто определяется по табл. П.1.1.

Таблица П.1.1

Примечания. 1. Данные приведены для осеннего льда. Весенний лёд слабее осеннего в 1,5¸2,5 раза.

2. При расчёте принимается только толщина прочных слоёв льда, слои смежного и пористого льда, пропитанного водой, из общей толщины исключаются. Следует также учитывать, что с удалением от берега прочность льда снижается.

3.В случае появления на льду воды под действием прилива или нагона льда расчётная нагрузка на лёд должна быть снижена на 50¸80 %.

2.3. Значение допускаемой толщины льда следует увеличивать в 1,1 раза при средней температуре воздуха -5 °С за последние 3 суток; в 1,4 раза при 0 °С; в 1,5 раза при температуре выше 0 °С.

2.4. Лёд должен быть прозрачным. Если лёд наморожен или мутный, допустимая толщина льда увеличивается в 2 раза. При нарушении кристаллической структуры льда езда по нему запрещается.

2.5. Для стационарных нагрузок допускаемая толщина льда увеличивается в 1,5 раза.

2.6. Обследование ледяного покрова при выборе места переправы должно производиться двумя работниками, передвигающимися в веревочной связке на расстоянии 10 м друг от друга, с шестами. Запрещаются пробные переходы одного человека с целью определения прочности льда.

2.7. Место переправы по льду должно иметь:

удобные и пологие спуски на лёд, не требующие больших работ по расчистке снега;

хорошее сопряжение льда с берегом;

ровный и надежный по прочности ледяной покров без полыней и трещин.

2.8. Запрещаются переправы по льду при появлении наледной воды, торосов, промоин, трещин по заберегам.

2.9. Трасса переправы по льду рек должна пролегать выше открытых участков воды (полыньи, разводы).

2.10. Трасса переправы должна быть обозначена вехами или другими знаками в 3 м от оси трассы и в 30 м друг от друга.

На переправах по льду допускается одновременное движение только одиночных транспортных средств и только в одну сторону.

2.11. Во время переправы по льду пассажиры должны сойти с транспортных средств и идти пешком за ними на расстоянии не менее 25 м. Водитель должен ехать с открытыми дверцами кабины.

2.12. Скорость движения автомобилей и тракторов по ледяной переправе должна быть не более 10 км/ч, гужевого транспорта 4÷5 км/ч.

2.13. Проверка трассы ледового пути на реках и водоёмах должна производиться регулярно – один раз в декаду, а на реках со скоростью течения более 1,5 м/с – не реже двух раз в декаду, в сильные морозы и весенние оттепели – ежедневно.

2.14. Спуск (подъём) транспортных средств на лёд должен производиться на малой скорости, без резкого торможения. При наличии у берегов разломов и трещин должен устраиваться бревенчатый настил.

2.15. Съезд с берега на лёд без трапов допускается только в том случае, если лёд у берега не имеет трещин и размывов, не зависает над водой и прочно соединён с берегом. Зависание льда следует проверять через пробитые в нем лунки. Появившаяся в них вода должна закрывать нижнюю часть стенок пробитых лунок на высоту, равную 0,8¸0,9 толщины льда. Если вода в лунках не появляется или уровень ее ниже указанного, то переправа в этом месте запрещается.

2.16. Спуск на лёд должен иметь уклоны не более 11¸12° для гусеничного транспорта и 5¸6° для колесного.

2.17. Если туман и пурга застигли в пути, то движение необходимо прекратить, а транспорт и груз равномерно рассредоточить по льду.

2.18. Запрещается при движении по льду резко тормозить. На гладком льду при торможении и поворотах следует остерегаться заносов.

2.19. Запрещается заправлять машины на льду во избежание его разрушения пролитым топливом и смазочными материалами.

3. Общие положения (требования безопасности при выполнении гидрометрических работ)

3.1. Гидрометрические работы на судоходных реках разрешается производить только после согласования с бассейновым управлением пути.

Техническое состояние плавсредств, используемых при выполнении гидрометрических работ, должно отвечать требованиям п. 3.5.3 настоящих Правил.

3.2. Все виды гидрометрических работ следует выполнять с соблюдением требований безопасности разделов 3.5 и 4.12 настоящих Правил.

3.3. Все рабочие и инженерно-технические работники, выполняющие гидрометрические работы, обязаны уметь обращаться со спасательными средствами и соблюдать правила безопасности при пользовании плавсредствами.

3.4. Понтоны и мостики, оборудованные для производства гидрометрических работ, должны иметь перила высотой не менее 1,2 м.

3.5. При производстве гидрометрических работ во время паводка, сплава леса или при волнении более трех баллов все работники, находящиеся на плавучих средствах, обязаны надеть спасательные пояса. На месте работ должна находиться в полной готовности дежурная спасательная лодка, обслуживаемая не менее чем двумя лицами и обеспеченная вёслами, шестами, верёвкой и спасательными принадлежностями.

3.6. При работе на больших заросших поймах работники, ведущие наблюдения, должны иметь при себе ракетницы с комплектом ракет, уложенных в непромокаемые футляры.

3.7. При работах на реках со скоростью течения больше 1,5 м/с якорь должен крепиться к плавучему средству канатом, который в случае необходимости может быть обрублен.

При бросании якоря необходимо трос или канат предварительно сложить в правильные круги и следить, чтобы в момент разматывания троса или каната нога или рука работника не попала в уложенные кольца.

Трос или канат должен иметь длину не менее двукратной глубины реки.

3.8. Запрещается производство работ в районе заторов как выше, так и ниже их.

3.9. При производстве гидрометрических работ ниже временных перемычек должны быть предусмотрены мероприятия, обеспечивающие безопасность на случай прорыва воды.

3.10. При наличии ниже по течению опасных для судоходства мест (порогов, водопадов, плотин, мостов), особенно на реках с быстрым течением более 3 м/с, правила поведения на воде при гидрометрических работах определяются на месте руководителем работ по согласованию с Управлением службы пути речного флота.

4. Промеры глубин

4.1. Промеры глубин разрешается производить: на реках со скоростями течения до 1,5 м/с с гребных лодок и катеров; на реках со скоростями течения 1,5¸2,5 м/с – с лодок и понтонов, передвигаемых по тросу, а также с катеров; на реках со скоростями течения более 2,5 м/с – с катеров соответствующей мощности; на небольших реках со скоростями течения более 2,5 м/с – с люлек, передвигаемых по тросу, и с гидрометрических мостиков.

4.2. Промеры глубин по проложенным по дну реки кабелям и дюкерам запрещаются.

4.3. Промерные работы с самоходных судов следует производить на тихом ходу.

4.4. При работах на реках со скоростью течения более 1,5 м/с носовая часть лодки должна быть наглухо закрыта тонкими досками или брезентом на уровне бортов.

4.5. При работе с лотом запрещается выполнять промерные работы, стоя на борту или на сидении лодки, перегибаться через борт лодки, производить спуск и подъём лота весом более 10 кг без лебедки или ворота и наматывать линь (снасть лота) на руку.

4.6. При глубине водоёма до 6 м промерные работы должны производиться намёткой (шестом). Лицо, проводящее эти работы, должно работать в спасательном поясе и быть застраховано от падения в воду. Намётку необходимо держать по течению.

Намётка должна быть лёгкой, прочной и не иметь трещин и других изъянов, могущих повредить руки.

Для промеров намёткой следует использовать лодки, грузоподъёмностью не менее 0,5 т. В лодке должно находиться не менее 3-х человек (промерщик, сигналист и гребец), промерщик – в носовой части лодки.

5. Промеры глубин со льда или при ледоходе

5.1. Гидрометрические работы со льда должны производиться только после тщательной проверки его прочности, с соблюдением требований раздела 4.13 настоящих Правил.

5.2. Запрещаются какие-либо работы непосредственно со льда в руслах рек и на озёрах, если толщина льда не удовлетворяет требованиям табл. 1 п. 4.13.2 настоящих Правил.

5.3. При производстве работ с припая от берега или от основной кромки льда руководителем подразделения должны разрабатываться в каждом отдельном случае меры безопасного ведения работ.

5.4. При выборе места для постоянного гидроствора и морфоствора (живого сечения) следует избегать участков реки, где образуются полыньи.

5.5. При маршрутных обследованиях и ледомерных съёмках подразделение должно иметь лыжи, верёвки и длинные шесты.

5.6. Наблюдения за кромкой льда и формированием затворов необходимо вести с незатопляемого берега, приближение наблюдателя к кромке льда запрещается.

5.7. Лунки диаметром более 20 см необходимо ограждать вехами. Вблизи дорог на льду и населённых пунктов лунки диаметром более 20 см прорубать запрещается.

Все лунки необходимо периодически очищать от снега, а лёд вокруг них посыпать песком.

5.8. При уборке колотого льда шестом под ледяной покров рабочие не должны упираться корпусом тела в конец шеста, следует держать шест на вытянутых руках.

5.9. Запрещается производство работ со льда при появлении (при весенних оттепелях) больших трещин или происшедших подвижек льда.

6. Водомерные работы

6.1. На подходах к водомерному посту при крутых береговых склонах более 20° необходимо устраивать лестницы, сходни, ступенчатые трапы, подходные мостики, оборудованные перилами.

6.2. Подходы к водомерному посту (трапы, дорожки, лестницы и др.) должны быть очищены от грязи, снега, льда и при необходимости посыпаны песком или золой.

К гидрометрическим работам допускаются только лица, прошедшие соответствующий инструктаж и твёрдо усвоившие названные выше правила. Знание правил проверяет специальная комиссия в виде зачета и оформляет соответствующими протоколами и выдачей удостоверения.

Приложение 2

При несчастных случаях и заболеваниях

Спасение утопающих

При спасении пострадавшего с использованием плавсредств необходимо приблизиться к нему как можно ближе. При этом нужно учитывать то, что волнение воды, вызванное самим плавсредством, может ухудшить положение пострадавшего и ускорить его утопление. При приближении к утопающему необходимо следить за тем, чтобы не задеть его винтом, вёслами или корпусом плавсредства. Для поддержания пострадавшего на воде и извлечения его из неё применяются специальные спасательные средства (круги, концы, шары верёвки и др.), а также подручные средства (шесты, лестницы, сети и др.).

Для подачи спасательного круга надо взяться за него одной рукой, второй рукой взяться за леер, сделать два-три круговых размаха вытянутой рукой на уровне плеча и бросить круг плашмя в сторону пострадавшего так, чтобы он упал справа или слева от человека на расстоянии не более 0,5¸2,0 м. Подача круга с катера осуществляется со стороны борта, который находится ближе к утопающему. С лодки, для избежания её опрокидывания, круг лучше всего подавать в сторону кормы или носа. Бросать круг прямо на утопающего не рекомендуется, так как он может ударить человека по голове или перелететь через него. Иногда к спасательному кругу привязывают конец Александрова[1], с помощью которого пострадавшего подтягивают к плавсредству. Пострадавший должен подтягиваться к берегу (плавсредству) осторожно, без рывков. Конец Александрова можно бросить на расстояние до 25 м.

Если до берега недалеко, то пострадавшего не обязательно втягивать в лодку: он может буксироваться, если позволяет его состояние, удерживаясь за корму или за привязанную к плавсредству верёвку. Если пострадавший не способен самостоятельно удерживаться за корму, то его втаскивают в лодку через тело спасателя, севшего на корму и свесившего в воду ноги. Такой приём позволяет избежать повреждения кожных покровов у пострадавшего о неровные края лодки. Подъём пострадавшего в плавсредство с высокими бортами может осуществляться по трапу, лестнице, а также с помощью каната или сети.

Если нет возможности использовать плавсредство, то спасатель приближается к утопающему вплавь. Плыть лучше кролем, так как этот стиль плавания позволяет развить наибольшую скорость. При нахождении в воде спасатель должен уметь противостоять опасным факторам, характерным для водоёмов. Особенно опасны для спасателя и пострадавшего судороги, вызванные охлаждением тела или переутомлением мышц.

При судорогах кистей рук нужно резко сжимать пальцы в кулаки и разжимать их. Если свело одну руку, то следует лечь на бок и работать другой рукой под водой. При судорогах мышц живота необходимо, лёжа на спине, энергично подтягивать колени к животу. Если свело икроножную мышцу, то следует, вытянув ногу над поверхностью воды, энергично подтягивать руками стопу к себе. При судорогах мышц бедра надо, резко согнув ногу в колене, сильно сжать пятку руками.

Опасность представляют собой и водоросли: запутавшись в них, можно захлебнуться. Зацепившись за них, необходимо, не делая резких движений, попытаться освободиться свободной рукой и осторожно покинуть опасное место.

Попав в водоворот, спасатель должен, быстро и глубоко вдохнув, погрузиться в воду, сделать рывок в сторону (по течению) и всплыть на поверхность. Оказавшись на волне, надо следить, чтобы вдох приходился на промежуток между ударами волн. Плывя против волны, необходимо спокойно подниматься и скрываться под ней. При большой волне нужно глубоко вдохнуть и нырнуть под неё. К пострадавшему всегда следует подплывать сзади. Если сделать это невозможно, то необходимо поднырнуть под утопающего, захватить левой рукой под колено его правую ногу, а ладонью правой руки сильно толкнуть левое колено спереди и развернуть пострадавшего спиной к себе. Этот приём применяют в тех случаях, когда пострадавший совершает беспорядочные движения или оказывает сопротивление спасателю. Оказавшись за спиной пострадавшего, спасатель пропускает свою правую руку под подмышку его правой руки и, крепко захватив его руку и плечо, всплывает с ним на поверхность.

Приёмы буксировки пострадавшего подразделяются на две группы: без закрепления рук, когда пострадавший спокойно подчиняется спасателю, и с закреплением рук – в случае сопротивления утопающего.

При буксировке за голову спасатель, вытянув руки, берёт голову пострадавшего так, чтобы большие пальцы легли на щёки, а мизинцы – под нижнюю челюсть пострадавшего. Приподняв его лицо над поверхностью воды, плывя на спине и работая ногами, спасатель транспортирует утопающего к катеру, шлюпке или берегу.

При буксировке с захватом под подмышки спасатель крепко подхватывает пострадавшего под подмышки и буксирует его с помощью ног.

При буксировке с захватом под рукуспасатель, приблизившись сзади, просовывает свою левую (правую) руку под соответствующую руку пострадавшего. Затем берёт его левую (правую) руку выше локтевого сустава, прижимает человека спиной к себе и буксирует на боку в безопасное место. Плавание на боку, когда свободна одна рука и ноги, даёт возможность спасателю ориентироваться, выбирать направление при транспортировке пострадавшего и буксировать его на большие расстояния.

При буксировке с захватом выше локтей спасатель обхватывает обе руки утопающего за локти, оттягивает их назад, затем просовывает свою левую (правую) руку спереди под подмышку и проводит её за спину человека. Затем левой (правой) рукой захватывает правую (левую) руку утопающего выше локтя и сильно прижимает человека спиной к себе.

При буксировкес захватом за волосы или воротник спасатель,захватив рукой волосы или воротник одежды утопающего, плывет на боку,работаясвободной рукой и ногами. Буксировать человека надо выпрямленнойрукой, поддерживая его голову над поверхностью воды так, чтобы вода не попала в дыхательные пути.

На берегу утопленника освобождают от стесняющей одежды, очищают ему рот и нос от песка и ила, затем кладут на валик из одежды, на скамейку или перебрасывают через колено, чтобы голова свешивалась вниз и была повернута набок. Сдавливают обеими руками нижнюю часть грудной клетки, чтобы удалить воду из лёгких и желудка. Надавив на корень языка, пытаются вызвать рвотный рефлекс. Этот приём также стимулирует дыхание. После прекращения выделения пенистой жидкости из носа и рта пострадавшего укладывают на спину и делают искусственное дыхание. Тело обкладывают грелками, нижнюю часть укрывают тёплым одеялом.

Искусственное дыхание

Искусственное дыхание следует проводить в случае, когда пострадавший не дышит или дышит с длительными интервалами между вдохами.

Начинать искусственное дыхание необходимо сразу же после несчастного случая.

Прежде чем приступить к искусственному дыханию, необходимо:

а) быстро освободить пострадавшего от одежды, стесняющей дыхание: расстегнуть ворот, развязать шарф и т.п.;

б) освободить рот от слизи, удалить вставные челюсти, если таковые есть;

в) при плотно сжатых челюстях выдвинуть нижнюю челюсть; для этого надо пальцами обеих рук (рис. П.2.1) за углы нижней челюсти выдвинуть её так, чтобы нижние зубы стояли несколько впереди верхних.

Рис. П.2.1. Раскрывание рта

Искусственное дыхание и непрямой (наружный) массаж сердца должны уметь выполнять все работники.

Первый способ: проведение искусственного дыхания одним человеком (рис. П.2.2).

Нужно положить пострадавшего на живот, голову повернуть набок и положить её на руку пострадавшего. После этого следует встать на колени над пострадавшим (рис. П.2.2, а), лицом к его голове так, чтобы бёдра пострадавшего были между коленями оказывающего помощь, и положить ладони на спину (на нижние ребра) пострадавшего, охватив их с боков сложенными пальцами. Наклоняясь вперёд и опираясь на свои вытянутые руки, нажимать на нижние рёбра пострадавшего (выдох), затем (рис. П.2.2, б) не отнимая рук от спины пострадавшего, быстро откинуться назад (вдох). Все движения повторять через 2¸3 сек.

Второй способ: проведение искусственного дыхания вдвоём с помощником (рис. П.2.3).

Положить пострадавшего на спину, подложить под лопатки мягкий валик (одежда и др.) так, чтобы голова пострадавшего запрокинулась назад (рис. П.2.3, а), вытянуть язык и удерживать его, слегка оттягивая вниз к подбородку.

а)

б)

Рис. П.2.2. Искусственное дыхание по первому способу:

а) – выдох; б) – вдох

После этого, встав на колени над головой пострадавшего, следует захватить его за руки у локтя и прижать их без особого усилия к боковым сторонам его груди (выдох). Затем (рис. П.2.3б) поднять руки пострадавшему вверх и закинуть их за его голову (вдох). Все движения повторять через 2¸3 сек.

Жёсткие сроки по времени для оказания первой доврачебной помощи с целью спасения пострадавшего вызывают необходимость применения новых, более эффективных средств оживления на месте происшествия: искусственное дыхание по способу «изо рта в рот» и искусственное дыхание «изо рта в нос» выполняют одновременно с непрямым (наружным) массажем сердца.

Искусственное дыхание «изо рта в рот» выполняют следующим образом: пострадавшего укладывают на спину, лицом кверху. Лицо покрывают марлей или платком. Проводящий искусственное дыхание становится у головы пострадавшего, делает глубокий вдох и затем сильно через марлю или платок вдувает воздух непосредственно в рот пострадавшего.

а)

б)

Рис. П.2.3. Искусственное дыхание по второму способу:

а) – выдох; б) – вдох

Нос пострадавшего должен быть зажат, а губы проводящего искусственное дыхание через платок должны быть плотно прижаты ко рту пострадавшего (рис. П.2.4).

Рис. П.2.4. Искусственное дыхание по способу «изо рта в рот»

После того как грудная клетка пострадавшего вследствие вдувания достаточно расширилась, следует прекратить вдувание, и грудная клетка будет спадать (выдох). Таких вдуваний необходимо сделать 12¸14 в минуту.

Если под руками есть мягкая резиновая трубка с достаточным сечением, то искусственное дыхание можно проводить, введя трубку в один из носовых ходов. Другой носовой ход зажать и вдувать воздух через трубку в лёгкие.

Резиновую трубку вводят в нос на глубину 10¸12 см.

При имеющейся специальной воздуховодной трубке (рис. П.2.5) можно проводить искусственное дыхание по методу «изо рта в рот».

Рис. П.2.5. Воздуховод

Оба конца воздуховода одинаково изогнуты по форме языка и любой из них можно вводить в рот пострадавшего; свободный конец берёт в рот проводящий искусственное дыхание.

Искусственное дыхание выполняют при запрокинутой голове пострадавшего. Воздуховод вводят одним концом в рот пострадавшего и по изгибу языка проводят до носоглотки. Дыхание проводят вышеописанным способом. Для избежания утечки воздуха нос пострадавшего следует сжать, а щиток воздуховода прижать к губам.