Общие сведения о сельскохозяйственных мелиорациях

Сельскохозяйственными мелиорациями называют комплекс мероприятий, направленных на ослабление неблагоприятных природных условий, отрицательно влияющих на получение устойчивых высоких урожаев.

Ведущее место среди этих мероприятий принадлежит гидромелиоративному строительству, т. е. строительству сооружений, способствующих созданию в активном слое почвы оптимальной влажности.

Объектами гидромелиоративного строительства являются оросительные и осушительные системы.

Стадии проектирования и состав изысканий при гидромелиоративном строительстве

Проектирование объектов гидромелиоративного строительства обычно осуществляется в одну или две стадии.

Если площадь мелиорируемой территории не превышает 1500 га, проект составляется в одну стадию (одностадийный проект). В остальных случаях разрабатываются технический проект и рабочие чертежи.

Помимо своей общей цели – выяснения технической возможности, экономической целесообразности и сметной стоимости строительства, технический проект должен определить общие размеры и размещение мелиорируемых земель, источники снабжения водой оросительных и водоприемники осушительных систем. Технический проект должен установить источники и количество получаемой энергии и стройматериалов, необходимых для строительства, дать основные технические решения проектируемых работ и сооружений, объемы работ и очередность строительства.

Для составления проекта гидромелиоративного строительства по всей площади, подлежащей мелиорации, проводятся изыскания. В материалах изысканий отражаются топографические, геологические, гидрогеологические, гидрологические условия района строительства, знание которых необходимо для разработки системы мелиорации и агротехнических мероприятий, для сельскохозяйственного освоения и использования мелиорируемых земель, а также сведения по экономике землепользования и условиям производства строительных работ.

В этом обширном комплексе изысканий ведущее место принадлежит инженерно-геодезическим работам, которые обеспечивают исходным материалом все стадии проектирования и одновременно создают топографическую основу для всех остальных видов изысканий.

В соответствии с основными этапами гидромелиоративного строительства его инженерно – геодезическое обслуживание включает следующие виды работ:

1. геодезическое обоснование и топографические съемки территории строительства, нивелирование поверхности для проектирования вертикальной планировки, съемка рек и нивелирование их уровней, промерные работы, регулирование русел водоприемников;

2. привязка инженерно-геологических выработок;

3. проектирование и разбивка элементов оросительных и осушительных систем;

4. определение на местности границ затоплений;

5. исполнительная съемка объектов гидромелиоративного строительства, наблюдения за их деформациями и оползневыми явлениями.

Изыскания для осушения.

В нашей стране имеется около 160 млн. га земель, которые мало используются для сельского хозяйства из-за переувлажнения. Такие земли нуждаются в осушительной мелиорации.

Для составления проектов осушения болота и заболоченные земли тщательно изучаются и выясняются причины возникновения болот, заболачивания и источники водного питания изучаемого района.

Все исследования основываются на геодезических данных в виде планов или карт с горизонталями, в виде нивелирных профилей и др. Осушительные мелиорации должны проводиться на точном знании тех условий местности, которые образуют избыточную влажность. С этой целью в районе осушения проводятся подробные и тщательные гидрологические работы. Они заключаются в изучении и определении степени влияния на переувлажнение всех водных пространств и источников: рек, озер, канав, водосборной площади, осадков и др. Так как движение поверхностных и подземных вод теснейшим образом связано с рельефом местности, то в таких работах топографическая изученность местности является необходимой. Для разработки проекта осушения карты составляются на основе аэрофотосъемки, мензульной съемки и нивелирования поверхности.

Проект осушения должен предусмотреть, на основе геодезической изученности местности, ряд мероприятий: спрямление русел рек, образование запасных водоемов для регулирования стока в разные сроки и в разных местах, перехват каналами или валами излишнего стока с соседних возвышенных мест, систему осушительных каналов и канав и др.

С этими целями все заболоченное пространство подвергается нивелированию ходами, обычно пересекающими район болота в поперечном направлении к течению воды. Все существующие реки, ручьи, канавы и каналы нивелируются в продольных (рис. 25) и поперечных (рис. 26) направлениях; озера и пруды измеряются в плане и в них определяются глубины, объемы, источники питания и др.

 

 

Рис. 25, Рис. 26

 

В случае близости к болоту действующих оврагов их следует пронивелировать вдоль по дну и поперек в нескольких местах.

Изыскания для орошения.

В России имеется свыше 200 млн. га земель, нуждающихся в дополнительном орошении или обводнении. Орошение требует правильного использования большого количества воды на основе хорошо разработанных и осуществленных проектов. Для орошения земель вода направляется преимущественно из рек по каналам самотеком и затем распределяется по отдельным участкам целой системой каналов, канав, борозд и др. Для орошения также применяются дождевальные приборы, в которые вода поступает из водоприемника под напором. В том и другом случае требуется изучение реки, из которой подается вода, и подготовка (планировка) орошаемых участков. Чтобы изучить реку, ее тщательно снимают и нивелируют в продольном и поперечном направлениях, определяют расход воды и другие качества реки.

Район орошаемых земель подвергается топографической съемке в крупном масштабе для составления планов с хорошо выявленным рельефом.

По планам производится проектирование всей системы оросительных каналов и канав, составляется проект земляных планировочных работ и различных гидротехнических сооружений. Так как для движения воды по канавам и каналам необходимы и достаточны только малые уклоны, порядка 0,001 – 0,002, это обязывает к тому, чтобы нивелирные работы были выполнены хорошо и обеспечивали требуемую точность. Точно также для планировки орошаемых участков требуются очень тщательно составленные планы вертикальной съемки с горизонталями через 0,1 – 0,25 м.

Проектирование и разбивка в натуре оросительной сети производится по геодезическим данным, на плане с горизонталями, с учетом рельефа местности.

При мелиоративном проектировании и строительстве местность по рельефу подразделяется на категории по сложности, трудности и точности работ.

Первая категория (хорошие условия) – уклоны местности от 0,015 до 0,02 га.

Вторая категория (удовлетворительные условия) – уклоны от 0,001 до 0,004.

Третья категория (плохие условия) – слишком малые (меньше 0,001) или слишком большие (более 0,2) уклоны.

Такая характеристика местности обязывает выбирать под орошение ровные участки земли, без резких разностей по высоте (рис. 27).

 

Рис. 27

Орошение земель производится несколькими способами. В числе других есть способ «лиманного орошения». Лиманное орошение участков земли основано на задержании на этих землях талых весенних вод земляными валами. Если почва не очень плотная, то валы нужно располагать точно по горизонталям, чтобы вода не имела стока. Таким образом, у вала глубина воды будет наибольшей, и будет постепенно уменьшаться вверх по склону местности (рис. 28).

Рис. 28.

Применять лиманное орошение приходится на местности с очень пологими склонами, так как иначе площадь орошения будет очень мала.

По таблице заложений можно видеть, что при глубине воды у вала 0,3 м ширина орошаемой земли вверх по склону определится в зависимости от угла склона и уклона (см. табл. 6.1).

Таблица 6.1

Таблица заложений

Угол склона	Заложение, м	Уклон
0º10' 0º20' 0º30' 0º40' 0º50' 1º00' 1º30' 2º00'	115 57 38 29 23 19 13 9	0,003 0,005 0,008 0,010 0,013 0,016 0,023 0,033

 

При другой высоте вала получается:

Таблица 6.2

Уклон   Высота вала	0,002	0,004	0,006	0,01	Примечание
55 см	200 м	100 м	70 м	40 м	Глубина воды у вала 40 см

 

Как видно из таблицы, даже при очень малом уклоне в 0,003 или при угле склона в 0º10' ширина полосы затопления при глубине воды у вала в 0,3 м равняется только 115 м, а при угле склона 1º00' или при уклоне 0,016 ширина уменьшается до 19 м.

Эти цифры обязывают при проектировании лиманов располагать хорошими топографическими планами с точными горизонталями; расположение вала в натуре обязательно обозначать по инструменту, задаваясь отметкой установленной горизонтали. Поэтому приходится лиманное орошение устраивать многоярусное, расширяя полосу орошаемой земли (рис. 29).

 

 

Рис. 29

 

Топографические съемки территории гидромелиоративного строительства

Для составления топографических планов и цифровых моделей местности (ЦММ) необходимо выполнение целого комплекса мероприятий: проектирование, производство геодезических измерений и их камеральная обработка. Этот комплекс мероприятий, в результате выполнения которого получают план местности и ЦММ, называют топографической съемкой.

К топографическим картам, используемым при проектировании оросительных и осушительных систем, предъявляются особые требования в части детализации и точности изображения рельефа.

Рельеф определяет всю схему построения мелиоративной системы, поэтому топографическая карта должна правильно отражать его общую структуру и содержать качественные характеристики, позволяющие с требуемой точностью определять направления и величины уклонов поверхности. Недопустимая ошибка при определении уклона неизбежно вызовет несоответствие действительного уклона проектному. В результате потребуется исправление проектной схемы – смещение каналов в плане, дополнительные изломы в профиле или заглубление сверх нормы.

Различные малозаметные детали рельефа – бугры, западники, блюдца, не учитываемые при обычной съемке, должны изображаться на топографических планах, предназначенных для составления проектов орошения и осушения. Значительно увеличивается количество подписываемых отметок; например, для масштаба 1:5000 вместо принятых 5 отметок на 1 дм² плана подписывается 20 отметок. Возрастает и плотность высотной геодезической основы, доводимая в этом случае до 1 – 2 реперов нивелирования на 1 км² площади.

В то же время расположение элементов мелиоративных систем может быть определено со сравнительно небольшой точностью. Так, допустимая ошибка определения длины поливных борозд составляет 3 – 4 метра, конфигурация закрытой дренажной сети должна быть определена с точностью до 2 м. Указанные особенности определяют характер топографических съемок мелиорируемых территорий; в зависимости от их размеров и рельефа эти съемки можно разделить на три группы:

1. Для массивов орошения и осушения площадью до 3000 га выполняется мензульная или комбинированная съемка в масштабе 1:5000 с высотой сечения рельефа 0,5 – 1,0 м. Для удобства проектирования, а также при большой густоте реечных точек планы масштаба 1:5000 увеличиваются в 2,5 раза, т. е. до 1:2000. Съемка площадок под головные водозаборные сооружения производится в масштабе 1:1000 с высотой сечения рельефа 0,5 – 1,0 м.

2. На территории площадью от 3000 до 10000 га выполняется сплошная комбинированная съемка в масштабе 1:10000 с высотой сечения рельефа 1,0 м и съемка участков водозабора и площадок под сопрягающие и водосборные сооружения в масштабе 1:1000 – 1:2000 с высотой сечения рельефа 0,5 – 1,0 м.

3. Проектирование гидромелиоративного строительства на площади свыше 10000 га осуществляется по картам масштаба 1:25000 с высотой сечения рельефа 1,0 – 2,0 м. Для проектирования мелкой сети производится съемка типового участка в масштабе 1:10000 с высотой сечения рельефа 0,5 – 1,0; топографическая основа для составления проекта вертикальной планировки создается нивелированием по квадратам типовых участков площадью 100 – 150 га. Планы таких участков составляются в масштабах 1:1000 – 1:2000 с высотой сечения рельефа 0,25 – 0,5 м.

Кроме того, независимо от площади орошаемых или осушаемых массивов, выполняются топографические съемки трасс: магистральных каналов в масштабе 1:5000 с высотой сечения рельефа 0,5 м; участков водозабора и водоприемника в масштабах 1:1000 – 1:2000 с той же высотой сечения; площадок под гидротехнические сооружения в масштабах 1:500 – 1:2000 с высотой сечения рельефа 0,5 – 1,0 м, а также съемки существующих рек и сооружений на них.

В последние годы получено значительное сокращение объемов полевых работ путем применения материалов аэрофотосъемки в начальной стадии проектирования гидромелиоративного строительства. Проекты оросительных и осушительных систем составляются на стереоприборах по крупномасштабным аэроснимкам. После фотограмметрической обработки по снимкам строят продольные и поперечные профили каналов и вычисляют объемы земляных работ. Полевое трассирование осуществляется по данным, взятым с фотопланов, путем линейных промеров до точек трассы от хорошо опознанных контуров местности.

Каждый инженерный проект разрабатывается на топографическом плане. В зависимости от содержания проекта и будущих размеров сооружения для проектирования применяются планы различных масштабов – от 1:200, 1:500 до 1:10000 и более мелких.

Так как каждому масштабу свойственна определенная графическая точность, то проектирование непосредственно по плану (графически) может сопровождаться соответственными ошибками. Эти ошибки могут быть в линиях, углах и координатах точек, определяемых с плана.

Если с проекта переносятся в натуру размеры сооружений такого качества, при котором можно пренебрегать графическими ошибками, то в таких случаях можно пользоваться графическими данными. Но при высоких требованиях к обозначению в натуре расположения и размеров сооружений необходимо исходить из аналитических, числовых данных, получаемых путем вычислений.

Кроме того, при графическом определении по плану исходных данных приходится наблюдать искажения линий, углов и координат из-за деформации бумаги плана.

Для учета деформации бумаги следует исходить из определений деформации линий координатной сетки, тщательно определив коэффициент деформации в пределах каждого квадрата в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Точное определение длин линий, координат пунктов и углов (направлений) нужно производить из натурных определений и вычислений координат опорных точек.

Точность такого определения полностью зависит от точности предшествующих геодезических работ, что и должно предусматриваться при организации геодезических работ для разработки соответствующего проекта и строительства.

Помимо планового расположения различных частей сооружений, их необходимо проектировать и строить со строгим учетом рельефа местности и высот отдельных точек.

 

Геодезические работы при проектировании и разбивке элементов оросительных и осушительных систем

Направление трасс оросительных и осушительных каналов старшего порядка (магистральные, распределительные, транспортирующие, нагорные) в нескольких вариантах выбирают по планам и картам масштабов 1:5000 – 10000 с высотой сечения рельефа 0,5 – 2,5 м.

При выполнении камерального трассирования намечают уклоны трассы канала, примерное местоположение гидротехнических сооружений и насосных станций, рассчитывают габариты канала и вычисляют объемы земляных работ для каждого варианта по формуле

,

где S₁; S₂ – площади поперечных сечений канала; h₁; h₂ – глубина канала на первом и втором поперечных сечениях; d – расстояние между поперечными сечениями канала; m – коэффициент откоса.

Площадь P поперечного сечения канала определяется из формулы

P=(b+mh),

где b – ширина канала по дну; h – глубина канала.

Окончательный вариант трассы канала принимается после обследования всех вариантов на местности.

По полученным графически с карты координатам вершин углов поворота трассы вычисляют длины ее прямых участков по формуле

.

В процессе полевого трассирования устья канала по трассе прокладывают теодолитный ход, разбивают пикетаж и кривые. Трассу привязывают к пунктам опорной геодезической сети; вне зоны земляных работ, на расстоянии 5 км друг от друга, закладывают грунтовые реперы.

Все вершины углов поворота, а также пикеты через каждые 500 м закрепляют створными знаками на расстоянии 20 – 50 м от трассы; на каждом пикете и в характерных местах рельефа разбивают поперечники. Разбивку трасс осушителей, распределителей, межхозяйственных и других каналов младшего порядка производят по измеренным на карте длинам и углам, составленным с осью основного канала.

Оси гидротехнических сооружений выносят на местность также от точек, лежащих на оси канала. На рис. приведены данные разбивки створных знаков, закрепляющих оси камер дюкера и точки его излома в профиле.

Все пункты уложенной на местности трассы канала нивелируют по программе ІV класса. По результатам нивелирования составляют профиль (горизонтальный масштаб 1:5000 – 1:10000, вертикальный – 1:100), на котором намечают проектные линии дна канала и нормального горизонта воды, дамбы, места и вид гидротехнических сооружений, указывают типовое сечение канала и приводят результаты подсчета объемов земляных работ.

Рис.

Геодезические работы при перенесении проекта в натуру.

Цель геодезических разбивочных работ – определить на местности положение запроектированных на топографическом плане сооружений. Разбивочные работы делятся на основные и детальные.

Основные разбивочные работы заключаются в переносе и закреплении в натуре основных осей сооружений (осушительных и оросительных каналов, плотин и др.), нанесенных на топографический план крупного масштаба.

Детальные разбивки производят от основных осей, определяя в плане и по высоте положение отдельных точек и габаритов сооружения в целом. Порядок и способы разбивочных работ рассмотрим на примере перенесения на местность проекта осушения болота. На рис. изображены в плане каналы магистральный ЕКF и распределительные: Н₁О₁; Н₂О₂…, запроектированные для осушения болота и отвода воды в реку.

В первую очередь на местность выносят оси магистральных, а затем распределительных каналов. Положение каналов на местности определяют проложением по их осям теодолитных ходов между точками поворота, которые закрепляют на местности столбами. Длины горизонтальных проложений отмеряют в натуре мерной лентой. Углы поворота осей каналов (например, ЕКF=150°) строят на местности с помощью теодолита в следующем порядке:

1. Устанавливают теодолит над точкой поворота К в рабочее положение и на лимбе горизонтального круга устанавливают отсчет, равный величине угла поворота (150°). Затем ориентируют лимб на заднюю по ходу точку поворота Е.

2. Открепляют алидаду и устанавливают отсчет на лимбе горизонтального круга 0°00´.

3. По направлению визирной оси трубы выставляют веху F. Повторяют построение угла при другом положении вертикального круга и снова выставляют веху F₁ на таком же расстоянии от точки К, что и веха F. Если вехи F и F₁ не будут совмещены в одной точке, то окончательно выставляют веху посередине между ними.

Вынесенные в натуру линии по оси канала, затем провешивают и по ним разбивают пикетаж. На пикетных и промежуточных точках строят поперечники перпендикулярно к оси канала.

По разбитому пикетажу производят продольное и поперечное нивелирование. По результатам нивелирования составляют профиль и вычисляют проектную линию дна оси канала (рис.). На профиле указывают все необходимые данные для детальной разбивки канала в плане и по высоте: отметки, глубины выемок, размеры ширины канала по дну и верху и др.

Так как все знаки временного характера, которыми закрепляют углы поворота и пикетные точки и которые располагаются в полосе строительства канала, будут уничтожены в процессе земляных работ, то их закрепляют за пределами земляных работ. Для этого от закрепляемой точки перпендикулярно к оси канала отмеряют по обе стороны от нее отрезки до вспомогательных точек, закрепленных столбиками и расположенными вне зоны земляных работ.

Привязку изображают на абрисе со всеми данными измерения.

Разбивочные работы при сооружении каналов сводятся к перенесению на местность границ выемок, закреплению их временными знаками и определению направления откосов с помощью специальных шаблонов. Работы по разбивке насыпей и выемок были рассмотрены при изучении дисциплины «Инженерное обустройство территорий».

Для детальной разбивки канала в плане от его оси по перпендикулярным направлениям откладывают расстояния в обе стороны до правой и левой бровок канала. Длина откладываемых расстояний от оси канала до бровок равняется половине ширины дна канала плюс заложение откоса канала (рис.). Если откос одинарный (1:1), то заложение откоса равняется глубине канала в данной точке; при откосах полуторных (1:1,5) и двойных (1:2) заложения откосов соответственно равняются полуторной и двойной глубине выемки. Границы выемок на местности обозначают вехами и по линии бровок прокапывают канавки.

По мере выработки выемки определяют нивелиром отметки пикетных точек на продольной оси канала. Для этого передают отметки от рабочих реперов, устанавливаемых вдоль строящихся каналов, на дно канала в местах пикетных точек.

На рисунке показана передача отметки на дно канала в пикетной точке 11 от рабочего репера (Rp) с отметкой 75,200 м. Нивелир установлен между репером и точкой 11, приведен в рабочее положение, и взяты отсчеты по рейкам: на репере 0,300 м и на пикетной точке 2, 150 м.

По этим данным вычисляют ГИ=75,200+0,300=75,500 м и отметку дна канала в точке 11 – Н₁₁=75,500-2,150=73,350 м. Отметка пикетной точки 11 на дне канала (73,350 м) получилась больше, чем проектная в той же точке (73,000 м). Поэтому дно канала надо углубить на 0,350 м. Для этого в точке забивают колышек на такую высоту, чтобы отсчет по рейке на нем получился равным 2,500 м, при котором отметка колышка будет равна проектной (75,500-2,500=73,000 м). Излишняя выемка грунта от проектной отметки при рытье каналов не допускается. Если выемку грунта ведут экскаватором, то обеспечивают недобор грунта на 10 – 20 см. Остальной слой выбирают планировочными машинами или вручную. Проектный уклон дна канала на всех промежуточных точках между пикетными, через 10 – 20 м друг от друга, закрепляют тремя визирками (вертикальная планка имеет размеры 100×10×2 см, поперечная 40×10×2 см). При помощи визирок строят линию заданного уклона (рис.). Боковые откосы канала зачищают также по визиркам.

Объем земляных работ по рытью каналов вычисляют по поперечным сечениям (профилям) канала и расстояниям между ними. В таблице приведено вычисление объема земляных работ для нескольких поперечных профилей.

Таблица

№ пикетных точек	Площади поперечных сечений (S), м2	Средние площади (Sср.), м2	Расстояния между смежными сечениями (d), м	Объем V = Sср.·d, м3
ПК 11	8,59
		9,54	60,00	572,4
ПК11+60	10,49
		9,95	40,00	398,0
ПК12	9,41
		10,89	30,00	326,7
ПК12+30	12,37
		11,84	20,00	236,8
ПК12+50	11,30
		9,52	50,00	476,0
ПК13	7,74
		и т.д.

 

Геодезические работы при сооружении лотковой оросительной сети имеют целью обеспечить правильность монтажа сборных конструкций: лотковых звеньев, свайных опор и их фундаментов (см. рис.). Соответственно повышаются и требования точности, предъявляемые к разбивкам элементов сети этого вида. При выносе в натуру поперечных сечений каналов допустимые погрешности определяются точностью земляных работ – величиной порядка ±50 мм. Разбивка лоткового канала должна быть выполнена с ошибками, не превышающими ±20 мм в плане и ±10 мм по высоте.

Через каждые 8 м трассы (длина одного лоткового звена) разбиваются поперечные оси фундаментов свайных опор; проектное расстояние между их центрами должно быть выдержано с точностью ± 5 мм; с такой же ошибкой должно быть обеспечено положение плиты фундамента по высоте.

От центров фундаментов производится разбивка котлованов, дно которых планируется с точностью ±20 мм. На установленную по периметру котлована обноску теодолитом переносят оси фундаментов. Монтаж свайных опор также контролируется теодолитом: уклонение верха опоры от вертикали допускается не более ±15 мм.

Исполнительная съемка смонтированной лотковой оросительной сети состоит в проверке створности осей свайных опор и контрольной нивелировке уложенных на опорах седел.

Геодезические работы по переносу в натуру проекта закрытой дренажной сети начинаются с полевого трассирования коллекторов. Вдоль оси каждого из них (ось будущей траншеи) разбивают пикетаж с таким расчетом, чтобы пикеты совпали с устьями дрен, т.е. примерно через 20 м. Согласно пикетажу по трассе коллекторов разбивают центры смотровых колодцев и по углам, заданным в проекте, выносят направления отдельных дрен. От этих дрен линейными промерами разбивают оси промежуточных дрен. Допустимое отклонение действительного расстояния между дренами от проектного составляет ±1,0 м, а расхождение параллельных дрен на концах не должно превышать 1:500 длины дрены.

По осям дрен через 20 м разбивают пикетаж, после чего трассы дрен и коллекторов нивелируют с точностью ІV класса.

Параллельно оси каждой траншеи разбивают линию с уклоном, равным проектному уклону коллектора. Вдоль этой линии через каждые 10 м на одинаковой высоте по нивелиру забивают колья с натянутой проволокой, называемой копирным тросом. Отметка верхушки каждого столба должна быть равна отметке соответствующей точки дна траншеи плюс постоянное расстояние ℓ от штриха А на рукоятке ковша до режущей кромки зубьев ковша экскаватора (рис.). Контроль за соблюдением проектного уклона дна траншеи во время работы экскаватора осуществляется по совпадению штриха А с копирным тросом.

По окончании строительства закрытого дренажа производится исполнительное нивелирование коллекторов, дрен и открытых проводящих каналов. Отклонение фактических отметок концов труб от проектных должно находиться в пределах ±15 мм для дрен и ±30 мм для коллекторов. На рис. представлен исполнительный профиль транспортирующего собирателя.

 

 

Рис.

В некоторых, редких, случаях высоты, переносимые с проекта в натуру, могут определяться по горизонталям с учетом возможных погрешностей. Эти погрешности могут быть как в плане, так и по высоте.

Полевые геодезические работы, при переносе проекта в натуру, состоят в плановых и высотных измерениях от исходных точек до искомых в натуре точек будущего сооружения, по тем данным, которые получены с плана путем вычислений или графически. Во всех случаях геодезические работы нужно вести так, чтобы положение намеченной точки в плане и по высоте получалось с хорошим контролем, т. е. дважды.

Способы передачи необходимых размеров применяются разные: полярных координат (полярный), угловых засечек, прямоугольных координат (перпендикуляров), линейных засечек и др.

Полярный способ требует наличия в натуре опорной точки с известными координатами и исходной линии. По плану графически или аналитически предварительно должны быть определены угол между данной на месте исходной линией и длина линии от опорной точки до проектной точки.

Положение определенной таким образом точки на месте может иметь погрешность от ошибки в передаче направления и от ошибки в измерении линии. Первая погрешность зависит главным образом от точности отсчетного устройства теодолита. При одноминутной точности она может дать боковое перемещение точки, равное 1:3437 длины линии, т. е. на линию в 343,7 м ошибка будет равна 0,1 м. Ошибка в длине линии зависит от способа измерения линии. При измерении линии 20-метровой лентой с натяжением от руки, на ровной местности, может достигнуть 1:3000 длины всей линии, т. е. на ту же линию в 343,7 м – тоже около 0,1 м.

Общая ошибка в плане положения проектной точки в данном примере получится равной м. При необходимости повысить точность определения на месте положения искомой точки нужно повысить точность теодолита – 30″, 10″ и т. д. и точность измерения линии. Полученные результаты обязательно нужно проверить повторными измерениями. Повысить точность построения проектного угла при отсутствии теодолита нужной точности можно следующим образом.

Если на местности необходимо построить угол с повышенной точностью (рис. 30), то поступают следующим образом:

1. При любом положении зрительной трубы откладывают проектный угол одним полуприемом и закрепляют точку С'. Полученный угол β' не точен, так как при его построении неучтена коллимационная ошибка и точность его построения соответствует точности отсчетного устройства применяемого теодолита.

2. Полученный угол ВАС' измеряют с повышенной (заданной) точностью несколькими приемами. Число приемов n рассчитывается, исходя из требуемой точности построения угла β и точности отсчитывания t угломерного прибора. Если принять среднюю квадратическую ошибку измерения угла одним полным приемом равной t, то средняя квадратическая ошибка угла, измеренного n приемами, будет

М=±  откуда n= .

3. Находят разность ∆β=β'-β_пр. между n раз измеренным и проектным углами.

4. Вычисляют величину смещения С'С=АС'·Δβ.

 

В

                                    С'

                                        Δβ С

                                β

 

                        β'

 

                          А

               Рис. 30 

 

5. На перпендикуляре к АС' откладывают вычисленный отрезок СС' и получают искомую точку С, а следовательно и угол, с требуемой точностью.

6. Построенный угол измеряют для контроля построения.

Для повышения точности построения углов в любом случае необходимо стремиться выбирать, возможно, более длинные расстояния АВ и АС, а визирование осуществлять на шпильки или гвозди, вбиваемые в колышки.

В тех случаях, когда из-за каких-либо местных препятствий нельзя произвести непосредственного измерения линий, но видимость с точек на точки имеется, следует применять способ угловых засечек. Этот способ основан на построении взаимно пересекающихся направлений по углам между этими направлениями и исходной линией, координаты концов которой известны. Искомая точка получится как точка пересечения построенных направлений, каждое из которых в натуре должно быть отмечено двумя точками вблизи точки ожидаемого их пересечения. Желательно такие засечки делать не только с двух исходных точек, а с трех, или следует повторить все действия с двух точек. При точности определения углов засечки в 0′,5, при средних размерах линий засечек в 60 – 70 м, можно ожидать ошибку в положении определяемой точки в 2 – 3 см.

Способ перпендикуляров применяется в тех случаях, когда на месте имеется исходная линия с точно обозначенными концами и искомые точки можно определять с этой линии короткими, но точными перпендикулярами.

Высотное расположение сооружения (основание плотины, дно канала, дно котлована, верх дамбы и др.) устанавливается нивелированием от ранее заложенных реперов в районе сооружения. Эти задачи называются: вынесение точки с заданной отметкой, построение линии заданного уклона, построение плоскости заданного уклона и др. Они были изучены студентами в дисциплине «Инженерное оборудование территорий».

При перенесении в натуру проекта вертикальной планировки орошаемых площадей в соответствии с данными проекта вертикальной планировки в каждой вершине квадрата забивают кол с указанием величины и знака рабочей отметки. После выполнения землеройными механизмами планировочных работ производится их геодезический контроль путем нивелирования участка по выбранным точкам. Так, например, при планировке участка горизонтальной плоскостью должна быть выдержана заданная проектная отметка, а отсчет по рейке, установленной в любой точке участка, должен быть равен некоторой постоянной величине ΔH (рис.).

 

 

Рис.

Если по условиям рельефа достаточно выполнить только частичную планировку площади, производится планировка трасс временных оросителей. Для этого по трассе оросителя разбивают и нивелируют по программе IV класса основные (через 100 м) и промежуточные (через 20 м) пикеты. По результатам нивелирования составляют профиль трассы в горизонтальном масштабе 1:2000 и вертикальном 1:100 – 1:150. Проектную линию наносят на профиль между основными пикетами («маяками») с таким расчетом, чтобы ликвидировать обратные уклоны, обеспечить единообразный уклон в одном направлении, минимум земляных работ и их нулевой баланс. При этом проектная отметка первого маяка должна быть не менее чем на 5 см ниже отметки нормального горизонта воды в распределителе; выполнение этого условия необходимо для поступления воды во временный ороситель.

В настоящее время в гидромелиоративном строительстве все большее применение находят автоматизированные способы геодезического контроля вертикальной планировки с помощью лазерных систем (см. курс лекций «Инженерное обустройство территорий»). Сущность одного из таких устройств состоит в следующем.

В точке А планируемого участка (рис.) устанавливается излучатель 1, создающий опорную плоскость путем вращения лазерного луча 2 по всему горизонту. На каждом землеройном механизме, работающем на участке планировки, устанавливается приемное устройство 3 (фотоприемник). Высота фотоприемника ΔH устанавливается на основе следующих формул:

ΔH=H_оп.-H_пр., H_оп.=H_реп.+a,

где H_реп. – отметка репера; H_пр. – проектная отметка участка; H_оп. – отметка опорной поверхности; a – отсчет по рейке на репере.

По аналогии с нивелированием правильност