автореферат диссертации по геодезии, 05.24.01, диссертация на тему:Обоснование точности топографо-геодезических работ для проектирования и строительства противоселевых сооружений

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО и водного ХОЗЯЙСТВА РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ ИРРИГАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА (ТИИИМСХ)

РГ 3 од

На правах рукописи УДК 528.46:626.8

АБУ ХЕСБАТ АБДУЛ НАСЕР А Ж

ОБОСНОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ТОПОГРАФО-ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СТРОИТЕЛЬСТВА ПРОТИЕОСЕЛЕВЫХ СООРУЖЕНИЙ

Специальность 05.24.01 - Геодезия

А В Г О Р 12 Ф 15 Р Л Т

диссертации на соисканиа учзней степени кандидата технических наук

Ташкент -1997

Работ выполнена в Ташкентском архитектурно-строител нем институте имени Абу Ранхана Беруни (ТАСИ)'

Научные руководители : к.т.н..доцент ТАСИ Н.М.НИШАНБАЕ1

к/г.н., заслуженный до цент ТИИИМС Э.Х.НУРМАТОВ

Официальные оппоненты, доктор технических наук, профассс

Ю.К.НЕУГЛЫВАКИЬ

кандидат технических наук.доцент З.Д. ОХУНОВ.

Ведущая организация - Институт "УЗДАВСУ ВЛ ОЙИ.\А"

Защита диссертации состоится ¡0_ 1997

в ¡У час. на заседании Специализированного Сове-К. 120.06.0 в Ташкентском институте инженеров ирригации механизации сельского хозяйства по адресу: 70000 Ташкент, ул.Кары-Ниязова, 39, ТИИИМСХ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и ститута.

Автореферат разослан " / /" £>§_1997г.

Ученый с&фегарь Специализированного Совета до», гор технн'юских н<1ук,профессор

М.Р.БАКИЕВ

ОБОГЛ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теки. В Постановлении Кабинета Министров Рес-стбликк Узбекистан от 14.02.1934 г. !{ 70 "О кера:с по предупреж-;еш;т5 я ликвидации катастрофических последствий паводковых, сетевых потоков и оползневых явлений", патерналах обсуждения ходе, шгполнекия Постановления и о- мерах предотвращения таких явлений I Иудушек откечается. что "ежегодно чрезвычайные ситуации, воз-тжшцие'в'результате, селей. паводков, обвалов « оползней, -вызы-зшзт ■значительные разрушений, причиняют большой ущерб 'Народнопу <озяйстер, тогда -приводят -к гибели людей".

В щелях предотвращения ущерба народному хозяйству павояковы-1И, селевнии 'потоками, эрозией тгочв и реализации постановления, проводятся организацистнне, 'агролесонелио-ратитадз и пгаротехни-4еские мероприятия на селеапасных и. иодвермяпивх эрозии торных и предгорных зонах, площадь которых закипает 22'/. всей. территории Республики, в Сирии - 187.. Гид р о .теки ггтсскте тгероттряятия связаны с п. оектированиен и строительства» 'гтрот;шоселеБых сооружений, для чего проводятся топографические, -лнжэнерно-тео-дезические и другие изыскания.

Научно-обоснованные нетодики ;и 'критерии 'Оценки точности вы-' полнения топографо-геодезичеегкх 'извгеканий для проектирований и строительства противоселевых соор'уизиий тга .лишен этапе не Разработаны и 'не ■освещена т (геодезической щ -специальной литературе; а возномиость приненении 'сущестзуоткх методик для этой цели требует дополнительного их изучения."

'Понтону изучение, анализ и обобиенио нетодики и точности производимых ¡работ, обоснование -необходимой точности и разработка 'рекомендаций по выбору рациональных методов топографо-геоде-зических работ способствует качественному -проектированию, строительству и надёияой эксплуатации противоселевых сооружений и представляет одну из задач, имегаау» народнохозяйственное значение.

Цель диссертационной работ». Анализ, обоснованна точности и разработка рекомендаций по совершенствованию технологии топогра-^о-геодезических. изысканий для проектирования, строительства и, эксплуатации противоселевых сооружений. '

Задачи исследований: •

- изучение, обобдание и обоснование применения рациональных сп9собов топографо-геодезических работ для пр.оект1фрвадия: и строительства; ■

- анализ точности гидрологических и гидравлических расчётов противоселевых гидротехнических сооружений, обусловливающих требуемую точность топографо-геодезических работ;

- анализ точности материалов' топографических и инженер-но-геодезическик изысканий; , . •

- обоснование выбора лараиетров топографических • съёмок для проектирования, точности нивелирования для строительства прщ-воселевых сооружений;

- исследование возиожности применения специализированного способа сгёики чавд селе- и водохранилищ;

- разработка рекомендаций по обоснованию эффективности прк-.ранения расчётных форкул, масштабов, высот сечений рельефа планов к карт, класса нивелирования 'при проектировании ^ . стро«-» тельтво и оценке состояния при эксплуатации пр'отивоселевьи соо-ругкгний.

рбге^уои исследований являются отчётные производствзаииз иа-топографические кар-де. исходите и ; об«?вл8кнш плаки чад продс/льшв и поперечит профиля плогчш заароехскроаслит: а {¡устроенны:? и содокрашииц,' состаьлзкныз по результата»

игизулыцй и Фоготспогра-Фическик съёпок, & тавдз ааадогичиыз Териалы по руслам сздекосних водотоков, получений при участи

£БТОра.

Кэтэкикр };гс.пэг,о^дпя1?. реиарие постаплзшш ' в диссертации задач бйзироиалэсь на теоретически* разработках к аксперяпзи-Тг-'шшл ммийьвытх. Исслздоаакиг по указакныи Еопрасем в иг. о л ^ (Шляс11 пу1бк гзодезкч&скик иэкерекий и анализа точности плано-

во-картографических материалов топографо-геодезических и . другим видов изысканий с использованием вероятностно-статистических методов обработки полученных и имеющихся данных.

Научная новизна работы заключается в обосновании:

- необходимой точности определения по планам и картам линии, плопади селевого бассейна, отметок, превышений, средних уклонов линяй и участков топографической поверхности;

- выбора вида расчётный Формул вычисления объёмов земляного полотна плотины, дамб, каналов, чаши селе- и водохранилища:

- методики оценки точности определения параметров селебого паводка, высот характерных уровней и объёма, селехранилищ;

- эмпирических зависимостей погрешностей вычисления объёмов селехранилищ от высоты уровня воды, сечений, характера рельефа и масштабов планов;

-выбора параметров топографических съёмок, применения Номограмм для проектирования, класса нивелирования для строительства и специализированного способа топографической съёмки чаши селе- и водохранилищ.

Практическая ценность работы состоит в той, что применение предлагаемых в диссертации разработок и рекспендаиий позволит обеспечить необходимую точность проектирования, повысит качество строительсва и способствует надетой эксплуатации противосе-левых сооружений.

Достоверность работы - достоверность экспериментальной части работы обусловлена общепринятой схемой оценки точности функций измеренных величин, обоснованы повторностью и обработкой полученных и имеющихся данных методами математической статистики на нескольких объектах исследования.

Реализация результатов исследования. Основные разработки диссертационных исследований могут быть использованы в качестве практического руководства при анализе и обоснован»« точности материалов топограФо-геодезических изысканий для проектирования и строительства объектов мелиоративного « водохозяйственного строительства, полезны студентам и аспирантам вузов при изучр-

НИИ курса инженерной геодезии.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на расширенно« заседает каФедры "Прикладная геодезия" ТАСИ'- совместной заседании кафедр "Геодезия" и "Гидротехнические сооружения" ТИИИМСХ, а также на расширенной заседании кафедры "Прикладная геодезия" СамГАСИ в 1997 г.

Публикации. По теме диссертации опубликованы пять научный работ.

Об ёи работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов я рекомендаций, списка использованной литературы. Материал изложен на 150 страницах машинописного текста, включая 20 рисунков и 11 таблиц.

- .'содержание работы

Во введении обоснована актуальность выбранной тепы, определен'-! основные направления исследований, описано содержание I: Построение диссертации, сформулирован« основные и практически« задачи и пути к я решения.

В перрпп глэпе приведены обшю сведения о селях, селевых потопах, условиях их Формирования, наносимых ими уцорбах и мерах бдрь^ы с селевыми потоками.'

К настоящему времени в научад:, производственных организациях Республики накоплены обшлрнью отчётные, статистические материалы, характерл.зушие закономерности образования селевых я1-г лероятные сроки, частоты,' повторяемость, расходы, объёмы, очаги, зону затопления населённых пунктов,,.народнохозяйственных объектов.

По этил данным можно получить паучныз и практические сведения способствующие рацяона.иноЛ организации цротНЕОседевых пе-(■опрнятий в дополнение к икешиися. Исходя из этого соображения, сделен ошэлиз вкутригодоеого распределения в 651 случае селепро-«цленнА, зафиксированных на сеЕере Ферганской долины почти за

50 лет.. сгруппированный с интервалом в один : эсяц.

Полагая пр ; этом, что нормальный закон' является предельным законом для''суммы большого числа независимых или слабозэвисипьк случайных величин, характеризующих число селепроявлений на отдельных водотоках, каждая из которых подчинена какому угодно закону распределения, проверена гипотеза о нормальности внутриго-дового распределения селей с помощью асимметрии Я и эксцессаЕ* Сравнение вычисленных их значений со значениями вспомогательных коэффициентов дисперсии их величин П0,15^ 3 / й(й') = 1,95; Е = 0,6В ^ V с С 4,55 показывает, что рассматриваемое распределение повторяемости и числа случаев селевых потоков Ферганской долины можно считать нормальным.

Поэтому, исходя из доверительных интервалов нормального распределения, сделано предположение, что вероятный средний срок поступления селевых потоков приходится на 10 мая, среднее квая-ратическое отклонение составляет 32 дня и из общего числа селеп-роявлений 68/. наблюдается в период 8.05-12,06, 95'/. - 5.03-15.07, а остальные ЪУ. наблюдаются за пределы указанного периода, что способствует правильной организации противоселевых мероприятий.

Во второй главе на основе*изучения технической литературы, разработок научно-исследовательских институтов и опыта проектирования противоселевых сооружений институтами системы Минсель-водхоз : обобшено содержание и назначение топографо-геодезических изысканий с учётом возможности применения современных достижений геодезической техники.

Третья глава посвяшена анализу Факторов, обусловливающих точность материалов топографо-геодезичгских изысканий, связанных с анализом точности гидрологических и гидравлических расчётов.

При этом на основе ревеиия прямой задачи теории погрешностей измерений с использованием значений аргументов, округлённых или заданных в табличной Форме, средние квадратические погрешности которых определены на основе Формулы закона равномерной плотности, вычислены относительные средние квадратические погрешности

- ь -

определения!

максимального расхода селевого паводка Цр расчётной обеспеченности /£}р« 0.13, то »в самое определено экспериментально по оставленный следам уровней на четырёх селеносных водотоках (Белдерса^, Аксакотасай и др. ) составило

тц/£} « 0.14; ( 1 )

объёма селевого паводка V*

Щ / V/ ^ 0,12; ( 2 )

объёма выноса твёрдого материала \уг в рыхлом тел» и объёма аккумулируемого твёрдого стока до уровня мёртвого объёна селех-ранилиша

т /Мт ъ 0,33 . ( 3 )

Используя эти значения, определены относительные средние квадратические погрешности вычисления дополнительного объёма отложений наносов л IVформирующиеся при удлинении кривой твёрдого подпора вверх по течению и образовании устойчивого уклона русла

^ 0,20. С 4 3 "

С учётом того, что нормальный объём селехранилища у/н равен или более объёма стока за селевой паводок расчётной обеспеченности Ц] и соответствует нормальному подпорному уровни, установлено

/V« ** 0,12; ( 5 )

получена относительная средняя квэдратическая погрешность предельного объёма селехрзнилиша Жир для конкретного селехранилищд

т^Пр/^оло. с б )

Четвёртая глава по.зяшена анализу точности топографо-геоде-зических данных для проектирования-и строительства противоселе-ешх сооружений, используемых также в качестве основы других видов изысканий.

Одними из основных данных при проектировании противоселевы:; сооружений является площади селеносного бассейна, очагов селей, участков регулирования, почвенных разностей и т.п., точность определения которых зависит от параметров топографических карт, аспользовенны;-: при их опрелеленчи.

В случае определения плошади седеносного бассейна F по топографический чартам на её точность влияют погрешности интерполирования водораздельной линии ftip, , измерения плошди планиметром №рг, носящих случайный характер, редуцирование плошали в проекции Гаусса Ор, , за проектирование пунктов государственной геодезической сети на поверхность эллипсоида Spi , и отличие Физической поверхности .от горизонтальной за счёт крутизны i слонов 6р5 , илеюашх систематическое влияние.

В работе на основе Формул проф. ft. В, Наслова и лр. анализировано влияние каждой из указанных погрешностей иа точность определения площади бассейна р. Сарничсзй F = 64? кк* со средним уклоном I = 0,087 по топографическим картам «зсштзба 1:25000 с

h = 5 «, Суммарная величина случайных погрешностей составила 2

£ Юс. = 3,36км'; систематических погрешностей с учётом того, 1--I Г<- 3 г-

что они не обладают свойством кокпенсация, оказалась ^ ор^ =

1,92км»; общая погрешность в площади бассейна не превысила

д Fs » 5,5км«, тогда д Fy ГЛ

При определении плошади селеносного бассейна по топографическим картам с параметрами 1:М = 1; 50000, h= Юм; 1:100000. h « 20м эта погрешность может увеличиться до 3,4"/. и 13,6/, от F. С такими *в погрешностями может определяться максимальный расход селевого паводка в зависимости от величин параметров, используемых при определении плошди топографической карты. Тогда, сравнивая полученные a?(/FMco значением С б ). можно обосновать выбор параметров используемой карты - Is Н » 1:50000, h = 10 к.

При проведении гидрологических и гидравлических расчётов, обосновании точности топографических съёмок, вычислении объема селехранклища. выноса твёрдого материала за селевой паводок, планировочных работ и земляных касс, трассировании линейных про-тивоселевых сооружений возникает задача определения превышений уклонов линий и участков местности по горизонталям топографического плана и оценка их точности.

Существующие способы оценки точности полояёння горизонтали по высот .•. , отметки точки ГИн • пресыетния линий между

точками /г?/) , уклона линии (71, частного среднего уклона плошади ,-;,№£• и общего среднего уклона топографической поверхности /пг. по горизонталям плана вычисляемого по Формуле

То = Ш / * < 7 )

где С 3 ~ символ суммирования однородных слагаемых по Гауссу, = + О/.2 - /1-1 ) - полусумма

длин горизонталей, основаны на применении формул прямой задачи теории независимых погрешностей измерений.

Однако исследованиями проф. Ю. К. Неумывакин.а установлено,'что погрешности высотного положения смежных горизонталей при расстояниях Ь^втрх между пикетами, допускаемых инструкцией при производстве топографических сгеиок зависимы,

Исходя из сказанного, анализированы- погрешности вычисления уклона линии, частного и среднего уклонов участка топографической поверхности с учётом коэффициентов корреляции высот смежных горизонталей, результаты которых показали, что точность вычисления определяемых величин повышается примерно на 30/., что способствует более качественному проектированию противоселевых сооружений, Кроме того, в большинстве случаев практики при определении среднего уклона участка топографической поверхности Формула (7) заменяется Формулой' I', -[¡>}1 Ь,/[] из-за чего возникает систематическая погрешность вычисления, что для исследованных средних уклонов чацш четырёх селехр&нилла составило: £>¡,»3*71»% Поэтому при вычислении среднего уклона участка желательно пользоваться Формулой (7.1,

При проектировании линейных противоселевых сооружений объём земляных работ- вычисляют способом поперечных профилей по призматоидам, ограниченный шириной дамб и,плотин-по верху, по низу и их подоаиам, а для выемок каналов наоборот - откосами и двумя 'поперечными с«»чеш?яии по Формула Винклера

где Р, к Р. - плоеши. поперечных сечений. Ь - расстояние между поперечники сечокияии. Ь. и - рабочие откатки а первой и вто-

рои поперечных сечениях. 171 - коэффициент заложения откосов.

ПоПравочноя часть Винклера 0(у. =~ Оь-НгГть/б приобретает значение при неравенстве площадей Р, и Рг поперечных сеченкй как следствие продольного уклона местности, и её учитывают при 11,- н. Объём призматоида, вычисленного без учётабудет всегда больше истинного, т.е. она имеет систематическое Ьличнке на точность вычисления объёма.

Для бортовой части плотины при И, = 13я п ^ 30м 20Х, а для общего объёма плотины /б) 2-ЗИ.

Кроме того, если при камеральном трассировании з целях вычисления объёмов земляного полотна используются рабочие отметки, полученные интерполированием горизонталей плака с высотой сечения 1м. то случайная погрешность вычисления объёма приэйаток-вэ. етотет составить ~ для плотины, дамбы длиной

аоояМ^Л/» з-%.

Для уменьшения величин §¿/¿/£0^ ."Ч^Л^ следует пользоваться Фортголой продольными я поперёчнини профилями, составленными по результатам геометрического купелирования.

t нелъп увеличения надёжности проектирования плотины приводятся исследования дда правильного выбора потребного объёма сё-лекраии-тгаа. отяеток язрактерных «уровней и высоты пмтины. Недостаточная точность этих пэрапет-Ров при определённых условиях 1тот®т вызвать перелив вода через плотину, невмещение расчётного объёяа. селевого паводка и прорыв плотины, что создаст Сблевой поток"енё большей пспшости.

Бозжттой причиной прорыва плотины, Удорожаемого стоикос11> её строительства, мояэчт являться Недоссточная точность определения объёма селехрашшта по топографическим планам, что требует дополнительного изучения, исследования и обоснования их масштабов и высот сечений рельефа, принимаемых при их составлении.

При определении объёмов чаш водо- и селехранилпа, объём слоя воды, толщиной равной высоте сечени- рельефа Ь» , через плоаади р». . £¿»1 двух обобщённых по высоте смегаых горизонталей с от-

метками вычисляют по Фордулзг * .

ч/. ( 9 }

Которую в большинстве случаев практики проектирования заменяют

упрощенной Формулой!

= П + и . С 10 )

о 0)1 » *—^- п« •

Из^за. этого возникает систематическая погрешность (Г^ всегда увеличивающей объём селехранилища на величину, которую в процентах к о1.$ёну слоя «ожно вычислить по Формуле:

Анализ этой Формулы показывает, что при «алых соотношениях площадей смежных сечений, характерных для пойиенной части селехр^ н«лнщ, например F¿ /f¿f( ? 0,2; я 8%что существенно может

повлиять на точноть определения мёртвого объёма селехранилища и наоборот при больших'значениях Fi./F¿*| * по Формуле С 1J. ) ролу чин 6 2Z, чем можно пренебречь при рассчётах предель-

ного объёма селехранилища.

Средняя квадратическая погрешность определения объёма селехранилища на' основе выражения < 9 ) цожет быть подсчитана по

И? этого выражения следует, что погрешность определения объема селехранилииа пряио пропорциональна шсдте сеченця рельефа и за-РИСит от погрешностей определения площадей tnpt , иараонозиачни» (10 гысоте частей селехранилища и соотношения ллоаадей смежных дечени^. '

Н^ основе формулу С 12 ) могут быть исследованы погрешности определения об-ьэдов отдельно взятых селзхрапили'л, ^следствии 'действия погрешностей ШF¿ • слагаемых из погрешностей определения площадей планиметром -ttlj:^ и главным образон, от погрешности f-jlp^ из-за смешения горизонталей за счёт их погрешностей по вы-

cote, зависших от высоты сечения рельефа.плана, уклона цветности, Форш очертания горизонталей, ограничивавших плошали и ' раз-перы плотней, величину которой можно предрассчитать по Формуле:

m'h=0,es¥i(l ' CIS)

Расчёты по этой Формуле показнваот» что соотношение* площадей снежных сечений, характерной для пойменной части, чаи селек-ранилиа (~i/F(+i = 0,5? ftrp^/Fj ® 25'/, и для склоновой части при Fi/Fl*\ ^ „

Всё это свидетельствует, что величина погрешаете trip- cytie-ственно вл;?яет на точегость-определения объёмоз селехранилииа и её следит исследовать для каждого конкретного селехранилмда.

Для экспериментальной проверки выдвинутых предположений анализировав погрешности определений объёма селехранилкща по плану с шрзлетрами It И = 1:1000. h = 1 к, Полученные данные-свидетельствуют о существовании' статистической зависикос^й rix ветчин от высоты уровня воды и большие значения систематических Oüi /¿J £, и случайных fri|7¡^/V/t погрешностей соответствуют к объётг чаши близких к уровню мёртвого объёма, что Является следстврсе« влияния большего соотношения площадей смежных сечёнкй при fr = 1 rt. Поэтому применение в большинстве случаев практик» - 0,5 rt г .'И съёмке пойменной частв селехратшю является вполне оправданной. Следовательно, ее ля то результата» топографической- съёмки планируется уточнение параметров селевого- паводка - объёмов жидкой и твёрдой составлядаих закономерностей образование устойчивого' утсляка русла реки в зст-е распространения кривой твёрдого- гто-дло^а при стёяке пойиенаой част» cevrexpa-liif-•лит следует применять h = 0.25 к, ттвеляроваяэе т квадратам или поперечника», с частотой 10-20 м-,

Для анализа в-ли-яттоя" масштабов и- высот сеясИмА рельефа планов, применявHBtx- пр» проектирован;«» селехрашшшг я погрешностей обобщения рельефа пр» съёмке н® точность определения объемна, использованы планы чада амтх * тех же- селехр ami-raa-с параметра» 1»М. h - t 50001 fo «■ 5 Mi Üt2QOOk Ь * 2 в I» ШООО. Et * Itf.

'¡ЙОЯМ*ЦЕННЫЕ ГРАФИКИ ЗАВИСИМОСТЕЙ а-СЛУЧШ'{НШ и' б'-СИСТЕГШиЧЬСНиХ ПОГРЕШНОСТЕЙ ГШРЕЛЕПЕНИЯ ОБЪЕМОВ ЧЯШИ" Г-ЫЙХВЯФЕДСНВГО И 2-СЛРМЫЧСНОГО СЕЛШШЛЩ ОТ ВЫСОТЫ УРШЯ Ы)ДЬ\ й , МА&ШАШ ПЛАШ Г-М й ВЫМП СЕШШЙ РЕЛМФЯ.&.

Графическое изображение случайных и систематических погрешностей определения объёмов по Формулам в зависимости от высоты уровня Н сечения ре,«?ефа ь и масштаба плана (рисунок!) свидетельствуют о существовании гиперболической зависимости IV ^ / V/ •« & СН) и линейной ^ /о) - (ц> .

Эмпирические Формулы, описывающие эти зависимости цщ Иахса-федского селехранилиша с параметрами определёнными методом наименьших квадратов, приведены в таблице,

Систематическая погрешность вычисления объёма / (О »^(Н) уменьшается пропорционально увеличению значений Ц ц раляется погрешностью метода определения и её влияние на точность вычислен Ния объёма можно ослабить или исключить, применяя при вычислении объёмов Формулу С 9 ) взамен СЮ),

'1 ........ (Параметры пп | плана | ЬН, }) 1 1 1 .......... "" :..................... (Вид зависимости погрешностей вцчисления | объёма селэхранилища 1

Г 1 ПЧ/ /У = и СН), % 1 ' 1 ■ ....... 1 (и), * 1

1 1 1 2 1 1 1 , 3 1 1 1 4

1 1 |1«1000,!>1и 1 41 1 ГПц * 26.7Н у, | бу,Р2М

о | 2 11«2000,2м 1 |т(/8»бз,он У» ! | 24/,/и Ж 1 1

1 3 |1»5000,Гр5М . 1 ..... I ^ .'(0,!!2Н-9,00)*0? 1 ............... .............

Возможное влияние случайных погрешностей на точность вычисления объбиа и выбора отметок характерных уровней и высоты плотины для каждого конкретного селехранилиша должно быть иссдедова-' но па основе Формул, аналогичных полученным, например, при применении плана 1! И - 115000, Ь = Б м, при Ь » 20 м по Формуле,

приведённой в 3 строке 3 столбца, получим ? = 12/., с учётом погрешности определения объёма селехранилита на основе гидрологических расчётов согласно (6) составляет 1СК,

тогда суммарная погрешность т ^ ! ' 16'/., что может оказывать существенное влияние на снижние качества проектирования. При применении плана 1а И = 1:2000, Ь = 2 м её величина уменьшается до 1Ш1/^что свидетельствует о незначительном влиянии погрешностей определения объёма по плану с такими параметрами на точность определения объёма и доказывает обоснованность такого решения, а применение плана 1:И = 1:1000, Ь = 1 м для этой цели неоправданно повышает стоимость инженерных йзысканий.

В пятой главе дано обоснование точности топографо-геодези-ческих работ для проектирования к строительства противоселевых сооружений.

При выборе параметров топографических съёмок для проектирования каналов доказано, что вь'личина погрешности уклона местности ггЦ / ¡д $ 127, определяемого по горизонталям планА, не оказывает существенного влияния на точность гидравлических расчётов.

Исходя из этой величины. 3 * 100 и и Формулы средней квадра-тической погрешности определения высот точек по горизонталям Плана. - М1« с учётой зависимости Ь»» 3.2 тн получена приближённая ФориКла для расчёта высоты сечения рельефа

Ь, « (¿1 I тис, /О"5), м 'г>\ ( и )

где 1 тыс. - средний уклон местности, вырахеккий в тысячных. .

Вопрос выбора масштабов топографических съемок для проект«-' ровэния инженерных сооружений обусловлен Необходимостью учёта многих масштабов образующих Факторов.

Основным Фактором при выборе масштаба съёмки является - требуемая точность инженерных и гидравлических расчётов, которые обеспечиваются при использовании.топографического плана, знамена гель которого вычисляется по Формуле

- 17,> Jl±-

М s Lb ' С 15 ) :

здесь 3 - среднее заложение между горизонталями.

Расчётные значения h и К, вычисленные по формилан (143,(15) для различных значений уклонов местности и по другим формулам, приведённые в работе Д9кэ.зываот, что точности инженерных расчётов. требуемая точность проектирования и перенесения проектов в натуру противоселевыч сооружений обеспечивается при использовании плана масштаба 1:1000, р = 0.5-1 м. трассирование водоу-держивающих дамб, плотин и нагорных каналов при применении планов масштабов 1; 1000 Ь 0,5/ 1 к- ¡.»500Q h * 1/2 И, ■ ,

Полученные 1 : Н = 1Я000 с h " 0,5/1 н, li2000, h = 1/2 ц'\ подтверждают обоснованность масштаба и высрты сечения рельефа топографической съёмки, принятых Уздадсувлойика инстмтути , душ проектирования селехранилищ и плотин.

Далее, учитывая это и необходимость повышения точности ТРГш-графо-геодезических работ по стадиям проектирования - технический проект, рабочий .проект, перенесение & натуру реи трасс, детальная разбивка от оси, рассмотрен» методика обоснования точности высотной основы для строительства линейных противоселевы}{ сооружений.

Точность гидравлических расчётов и величина уклонов являются исходными при назначении высотного обоснования для их строительства. В геодезической литературе этот вопрос имеет различное решение, т.». он связан с решенкен обратной задачи теории погрешностей измерений.

Сушюсть этой задачи заключается в том, что каковы должны быть средние квадратическив погрешности аргументов функ-

ции Г * f (к,, х2,...,, кп), чтобы её средняя квадратическая погрешность .не превышала заданную величину

Г Л , 3/ ^ JtI

- [¿Iv C-afr mn) ]■* • tie)

Зга задача математически не определённа, т. к. заданную погреги-ность функции можно обеспечить, установив по разному значения

аргументов и её решение невозмояяо без дополнительных условий, в качестве которых наиболее часто применяют! принцип равных влияний, принцип равной точности, принцип ничтожного влияния.

В диссертации применён принцип ничтожного влияния, при 5том доказано, что влияние точности разбивочных работ на точность строительства протйвоселевых соотношений будет ничтожным, если выполняется условие

mip £ 0,33 ttUnp ( i? )

с учётом того miftp /1Пр - а,12 , выведена Формула для расчёта средней квадратической погрешности нивелирного хода длиной I км

М ® 4' 10 7ь /Г I мм • t !3 )

Сравнив результаты получаемых по этой Форпуде при I = I и с данными инструкции по нивелированию 1, П. III и IV классов, сделан вывод, что для строительства каналов, дамб с уклонами ¿< 0.00015 необходимо нивелирование Ш класса: 0.00015 .у L ч< 0,0003- IV класса, i> 0,0003- нивелирование технической точности.

Существующие способы топографических съёмок водо- и селехра-Нилищ практически трудно осуществимо, экономически » технически нецелесообразны, не Позволяет надежно определить параметры селевого паводка. Поэтому для оперативной топографической съёмки селе- и водохранилищ при благоприятных условиях исследована возможность использования специализированного способа съёмки, основанного на применении тригонометрического нивелирования в сочетании с водным нивелированием, выполняемой эксплуатационным персоналом.

Сущность этого способа состоит' в том, что поелг установки теодолита в пункте, лимб ориентируется по стороне съёмочного хо-tH. затем лоследовательно наводя зрительную трубу на характерные точки линии уреза воды J « 1,2.»...n, берут отсчёты по горизонтальным и вертикальным кругам и записывают их в журнал, где гакае отмечают моменты времени съёмки tj точки J . Осуществляя : ъг_:пку точек ) На этом и других пунктах до их замыкания в ок-!"стностях начальной точки, завершают первую серию наблюдений.

Рассчитав ориентировочное число наблюдений, исходя из средней скорости перемещения уреза при наполнении или убавлении слоя воды, производят последующие серии наблюдений.

Плановое положение каждой точки характеризуется её полярными координатам» - горизонтальным углом уЗ ^ и расстоянием вычисляемым по формуле:

гдей} - превышение горизонтальной оси теодолита относительно высоты уровня, определяемого по данным самописца уровня, отсчётов по рейке полученных по положению уровней на водомерном посту; 0 - угол наклона.

. Значение Б устанавливается в результате анализа точности его определения по Формуле

исходя из конкретных значений Н;.; и .""О . измеренных со средними квадратическими погрешностями т^ и Ш|) и сравнения с требуемой точность» съёмки контуров или рельефа в принятом масштабе и высоте сечения рельефа.

В работе для наглядности этого сравнения Формулы (19), (20) номографированы в наиболее вероятных значениях изменения их аргументов и по ним.установлено, что для топографической съёцки Сармичского седеуловителя з 1:Г1 = 1 г 2000, ГЛ ^ = Зм, допустимый радйУС съёмки Б » 600 ми съёмка может быть выполнена с одной съёмочной точки .

Составление плана осуществляется аналогично тахеометрическое иу на. основе решения общеизвестных задач, по его горизонталям вожйо установить объём, расход и форму гидрографа селевого паводка.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований, выполненных диссертанток, позволяют сделать' слеяушие вшкмпм

ъ) сЦ I)}

( 19 )

( 20 )

В Ы В О Д Ы

1. Селевые потоки возникают внезапно, бывают кратковременны, повторяются в данной русле один раз в 2-3 года, катастрофического характера один раз в 10-12 лет. Вероятный срок поступления селевых потоков приходится на 10 мая. среднее квалратическое отклонение составляет 32 дня и из общего кожчества 68"/ наблюдается в период 8.04-12.06, 957 - 5.03-15'. 0?, а остальные за пределы указанного периода, что может способствовать правильной организации противоселевых мероприятий, в частности, временного переселения населения с селеопасных зон.

2. Погрешность определения максимального расхода селевого паводка по расчётным Формулам и по следам уровней составляет около 13/ от его величины, с погрешностью 127. от V/ определяется объём селевого паводка. Наибольшей, до 33/. от погрешностью определяется объём твёрдой составляющей селевого паводка, с такой же погрешностью определяется мёртвый объём селехрэнилищ. Расчётный объём селехрэнилища определяется с погрешностью около 10/ от и/пр .

3.'Доказано, что относительная погрешность определения плошали водосборного бассейна по топографической карте масштаба 1;М * 1:50000, Ъ = 1,0 и составляет около 3,4/. от Р,0, на которую

, большее влияние оказывают погрешности определения границ и бассейна и измерения её планиметром и из-за отличия Физической поверхности от горизонтальной. Причём величина этой погрешности может достигать до 13"/ от величины площади, гае находятся очаги твёрдой составляющей селевых паводков и проектируйте» противосе-левые защитные мероприятия.

4. Установлено, что уклоны лйний и площадей участков топографической поверхности по горизонталям плана определяются с погрешностью _до 30/ от их величины. Ичёт коррелированное™ погрешностей высот смежных горизонталей повышает точность определяемы:-; величин до 40/. от их Евличины. Вычисление среднего уклона топографической поверхности по осреднённым значениям длин горизонталей исключает систематическую погрешность метода определения, СОСТ-ЭВЛЯШУЮ 3-7/ ОТ 1е .

5. Относительная погрешность вычисления объёма земляных- работ при проектировании каналов лайб, плотин по данным, полученный с топографического плана масштаба 1:1000 с высотой сечения рельефа Ь = 1 м, составляет до 10У. от его величины. Наибольшую, до 20/. систематическую погрешность могут иметь в объёмах земляных работ на участках, где площади смежных поперечных сечений различаются более, чей в 2 раза, в таких случаях следует избегать упрощения Формулы Винклера.

6. Точность вычисления объёма селехранили^а зависит от масштаба высоты сечения и характера рельефа его чаши. Самые существенные относительные погрешности имеются в объёме ниже УНО, где уклоны поймы не превышают 2-5У. I и площади, ограниченные смежными горизонтлями, значительно различаются. Случайная составляю- , щая погрешности объёма селехранилища от высоты сечения рельефа, масштаба плана описывается гиперболической зависимость!.), а систематическая составляющая линейной зависимостью от высоты уровня воды.

7. Для рабочего проектирования селехранилища рекомендуется использование топографических планов масштабов 1:1000 и 1:2000 с высотой сечения 0,5 и для пойменной, 1 и 2 м для склоновой части. В стадии технический проект следует использовать топографические планы масштабов 1:10000 и 1:5000 масштабов с высотами сечения до 5 м, что обеспечивает относительную погрешность объёма до 257..

9. Полученные эмпирические формулы позволяют предрассчитать относитедьне погрешности вычисления объёма в зависимости от высоты урорня воды в селехранилише и'еысоты сечения рельефа. Чтобы исключить вли.;..ше систематических погрешностей при проектировании. следует пользоваться более, точной формулой. .

9. В целях изучения параметров расхода, объёмов жидкой и твёрдой составляющих и гидрографа селевого паводка топографические планы исследуемых селехрэнилиш необходимо составить в масштабе 1:1000 с высотой сечения 0,25 - 0,5 и для пойменной части и 1 и в склоновой или произвести геометрическое нивелирование

поймы с частотой поперечников 10-20 м.

10. Для топографической съёмки по трассам линейных противоселевых защитных сооружений, воло- и селезащитных дамб в зависимости от уклона местности следует применять топографические планы масштаба высоты сечения рельефа до 1:1000, h = 0,5 м; до 20 1:1000 -1:2000, h = 1.0 м; до 50 1:5000, .h = 2 и.

11. Для строительства каналов различного противоселевого назначения высотное обоснование необходимо создавать нивелированием III класса при уклонах трассы i < 0,00015,1V класса при уклонах трассы 0,00015 < i < 0,0003 и технически« - при уклонах трассы более 0.Ü003.

12. Оперативную специализированную топографическую съёмку чаши селехранилиша при благоприятных условиях возможно осуществить тригонометрическим способом, основанным в сочетании с водным нивелированием. При этом допустимый радиус съёмки определяется по номограммам, по которым также могут быть решены отдельные вопросы проектирования и исследования противоселевых сооружений.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Абу Хесбат Абдул Насер. Анализ точности определения линий и площадей топографической поверхности для проектирования противоселевых гидротехнических сооружений. - Ташкент: ТГТУ. Актуальные вопросы в области гуманитарных, социально-экономических и технических наук.- Иежвуз. сб. научн. тр. ,1996. - с. 125-129.

2. Нишанбаев Н. М., Абу Хесбат Абдул Насер. О точности материалов гидрологических и топографо-геодезических изысканий для проектирования противоселевых гидротехнических сооружений.- Ташкент: ТГТУ. Чтуальные вопросы в области гуманитарных, социально-экономических и технических наук. - Межвуз. сб. научн.'тр.. 1995.- с. 130-133.

3. Абу Хесбат Абдул Насер. О топографической съёмке селехра-

нилищ. - т<"рент; ТГТУ. Актуальные вопросы р области гурацитар-нык, социально-экономических . и техническим ц§ук,- Меж-ЗУЗ. сб. научн. тр., 1996,- с, 133-13?,

4. Абу Хесбат Абдул Насер, О выборе параметров топографических съёмок для проектирования противоселевщ зрштных соорухзенлй. - Ташкент! ТГТУ, Актуальные вопроси 9 области технических и Фундаментальных наук. Иежвуз.сб, научн, тр.- 1997,с. 27-31,

Б. Нурматов Э. X., Абу Хесбат Абдул Насер, О точности высотного обоснования при строительстве линейных противосе^евых защитных сооружений. - Ташкент» ТГТУ. Актуальные вопросы в облас^ тн технических и фундаиентальцых на^к.-Иежвуз. сб, научн. тр., 199?. - с. 58-62. "

Абу Хесбат А6лул Насер

Седгз инюотларни лойихалэд вэ ^уришда топогрэфик -

геодззик ищлар энимигици асослаш

Тощин, сед' оциилари халн хужалигига натта зарзр колтиради, келгусида брндай хоянсаларнинг олдини олиш, талофатсиз оцизиб кбориш, зарарини камайтириа учун ташкидий, дехцончилик - урмон пэлчор'аиияси, гидротехник каби чора тадбкрлар утцазилади.

Гияротзяиин таабирларни амалга оширишда топографии ге'одезик исшиишар олиб борилади, уларнинг нахсилотлари селга к.арш',1 ин-юотлерни лойихалаида, ннжэнерлик-геологик, иншюр.нш-гилроло-

ф ■

гик ва-Сюа^а и-злаиишлзрни утцазийда, лойи^д.парни жойг-а крчириш ва инаштдарни к,уришда ¡»¡Зллэнилади.

Шунга кура селга царш иншоотлардан «юЯдгмашш сдпарадорлиги, уларни дойшдоаш.еа к.уришучуи бая»рила§трэ». топографии - геодезии иылар сиФатига у,ли кОп »их&тлан боглш; булади.

Хозкргм цунда бундагё иитгф.чи бажаричнинг ичмий зсосланган ус:улл:-.ри, аншингини тацлил этиш, асослаш иезонлари чик,и.л-

сагни, иачсус алабийтларла ёритилнагэн. Мавжуд усулльрни бу нл:

can учун к,уллаш эса уларни урганиш, таджик, калига, упунлаштирни, аницлигини бахолаш ва асослашни талаб к,илади.

Назкур ишдэ техник адабиёт, хисобот3И1алабчи!{эриш нахсулотла-рк, сув хужзлиги ва гидротехника к,урилиши учун бажарилаётган то-погрэфик - геодезик ишлар таркиби, занонавий геодезик асбоб ва усулларни к,улланилиим урганилди; умунлаштирклди,

Жойда иуаллиф иштирокида бажарилган сел онборлари. ту'гонлар» сойлар узанлэри съёнкалари натижалари, селга. парши иншоотларни гидрологик ва гидравлик хисоблари аншумги та^лил г^илинди.

Бажорилган илпий изланишлар натижасидэ. селга г^арши иншоотларни лойи^алаш учун топографик сгёккалар насытаблари. рельеф кесиидари баландликлирини танлаш, нонограниаларни куллаш. г,уриш учун нИЕелирлаш аии^лигини асослаш. сел онборлари съёнкасида нахсус усулни к^ллаш каби насалалар ечиик берилди.

Келткрилган хулйса ва тавскяларки аиалга ошириш селга к,арши иншоотларниЛойи^алаш, цуриш сиФатини ва улардан Фойдаланиш сапа-радордигини оширишга хисса кушди.'

Abu Hesbat Abdul Naser

Substantiation

of The Accuracy of Topoqraphis-and-Geodotic Uorks To Project ttud-Rock Flood Controlling Constructions

Freshets and mud-rock floods represent a great damaging factor for the economy. Ih order to prevent such phenomena to occur In future and make then pass without detrimental, consequences as well as to decrease the damage there Is 4 scope of measures taken In terms of organization, agricultural and forest' lands improvement and hydro-engineering.

Hydro-technical measures are taken based on

topographic-and-geodetlc surveys, whose findings are used to

project raud-rock flood controlling constructions, prepare geological-engineering, hydrological-engineering surveys and other types of surveys, apply projects to the specific sites and build constructions.

Therefore, the efficiency of using mud-rock flood controlling constructions by far depends on the quality of topographlc-and-geodetic works being done.

Presently there is on any scientifically proved methodology or criteria, either developed or described in special literature, for analyzing and substantiating' the accuracy of such works, ftpplicatlpn of existing methods requires same to be explored,, analyzed, suramarlset and ths accuracy thereof to be evaluated and proved.

The proposed thesis has explored and summarised technical' literature, reports, production materials, the structure of topographic-and-godetic works carried out for water sector and hydro-technical constructions, application of ffiodern geodetic tools and methods.

fin analysis has been carried out to the result of mud-rock flood reservoir, dare and water-bed surveys prepared with participation of the author himself at the sites thereof as usll as to the accuracy of hydrological and hydraulic calculations made for mud-rock flood controlling constructions.

3 As a result of this research a solution has been reached for such problems as the selection of topographic survey scales and relief section heights, the application of nonogrannre, the substantiation of.the levelling aCuracy in construction, the application of a specialized surveying method for wud-rcck flood reservoirs.

• Irnplenentat ion of tha results and recommendations proposed by this research gives an assistance in increasing th« quality of projecting and building reud-rock flood controlling constructions and their using effeciency.