Маршрутное рекогносцировочное обследование участка реки и прилегающей к речной долине местности производится с целью первичного ознакомления с водами района, их наличием, качеством, свойствами режима и хозяйственного использования. Объектами обследования являются реки, озёра, пруды, подземные воды, заболоченные участки [7].

В результате проведенных работ должны быть получены следующие сведения о водах района обследования:

1. Общие сведения о реке.

Название реки, бассейн, место истока и устья, гидрографическая схема.

2. Описание выделенного участка.

2.1. Границы участка, его длина, притоки, прилегающие селения. Удобство подхода к реке. Способы передвижения по участку следования.

2.2. Описание местности прилегающей к долине, производится путём рекогносцировочного обследования и предусматривается получение сведений о рельефе местности, гидрографической сети, растительности, геологическом строении, грунтах, дорожной сети. Осмотр местности производится во время следования к избранному участку и с бровки долины или возвышенных мест в пределах видимости, но не менее 200-300 м полосы, прилегающей к бровкам обеих берегов долины.

2.3. растительность характеризуется кратко по основным её группировкам: лесная, кустарничковая, луговая, болотная. Отмечается размещение о обследованной местности для леса и кустарничка – видовой состав; луга – степень увлажнённости (суходольный, заболоченный), для болот – травяное, моховое, лесное.

2.4. Геологическое строение местности и грунта района определяется путём осмотра естественных (промоин, рытвин) и искусственных (канав, шурфы) обнажений. Особенное внимание следует обратить на обнажения склонов долин. Характерное из них нужно зарисовать и описать, выделяя при этом наличие водопроницаемых (пески, песчаники, трещиноватые породы) и водоупорных (глины, глинистые сланцы, массивные твёрдые породы) пластов. Грунты выделяют: суглинистые, глинистые, супесчаные, песчаные, хрящеватые, конгломераты, скальные, торфяные.

3. Описание долины реки.

Речная долина обследуется путём осмотра при передвижении вдоль бровки её с выходами на склоны. Кроме сведений, полученных визуально, производится полуинструментальная съёмка плановых очертаний. Съёмка поперечных профилей выполняется в местах отображения её типовую форму и наиболее резкие отклонения от неё. Таких профилей нужно сделать не менее двух. Съёмка поперечников производится от бровки одного до бровки другого берега долины с помощью уровня и реек. В случае широкой долины (300м и более) съёмка профилей нежней части долины (до максимального уровня воды) выполняется ватерпасовкой, верхней (до бровки) полуинструментально. Расстояние в этом случае измеряется шнуром и шагами. Превышение и крутизна – с помощью горизонтального визирования или эклиметра.

В поле помимо профилей делается его зарисовка с указанием очертаний и элементов долины. Элементами долины являются следующие: склоны долины, бровки, террасы, подошвы склонов, дно долины, пойма, русло. Плановые очертания должны наноситься на карту. На карте отмечается линия бровки, урез воды, линия максимального уровня воды. Характер склонов, их крутизна, террасированность получают отражение в нанесённых на карту горизонталях. Обнажения склонов отмечаются условными значениями. На карте отмечаются местасъёмок поперечных профилей. В процессе полевых работ должны быть получены следующие сведения о долине:

3.1. тип долины по форме поперечного профиля (каньон, V-образная, корытообразная, ящиковидная, неясновыраженная);

3.2. ширина и очертания в плане: извилистая, прямолинейная, чёткообразная (округлые котловины, расширения соединяются узкими прямыми участками);

3.3. характер склонов – их внешний вид, крутизна, высота, рассечённость, задернованность, симметричность; террасированность.

3.4. Число террас, высота, крутизна, ширина, уклоны поверхности; дно долины.

3.5. Пойма, ширина и высота над рабочим горизонтом воды, наличие берегового вала, характер поверхности грунта, заболоченность, пересечённость (наличие сухих русел – стариц, озёр-стариц, продолговатых грив, останцов).

3.6. отмечаются также оползни, осыпи, конусы выноса, места выходов грунтовых вод.

Выходы грунтовых вод на склонах долины возможны в виде сформировавшегося источника, чаще они характеризуются различной степенью увлажнения склонов и появления в местах этого увлажнения болотной растительности (мочажины). Места выходов подземных вод наносятся на карте. Описание выхода, дебита источника и качество воды отмечается в специальной анкете.

4. Описание русла реки.

4.1. Очертание русла в плане – его извилистость и разветвлённость.

4.2. Русловые образования

4.3. Проточные озёра

4.4. Ширина и максимальная глубина русла, а также скорость течения воды в реке.

4.5. Подпор и его распространение

4.6. Засорённость русла и его зарастаемость

4.7. Характер дна и берега реки

По извилистости реки подразделяют на относительно прямолинейные и меандрирующие. Меандрирующие реки часто меняют своё направление. Указать частоту излучин, их вид и размеры (длина, радиус кривизны),

А также протяжённость перешейка между меандрами.

По степени разветвлённости выделяются русла: неразветвлённые (острова отсутствуют или очень редки), умеренно-разветвлённые (острова частые, длина их до 3-5 ширин реки; основное русло резко выделяется среди проток или рукавов своей многоводностью), сильно разветвлённые (представляют сложную систему рукавов и проток. Элементы разветвлённости и русловые образования обследуются путём осмотра. К ним относятся следующие элементы разветвлённости русла: залив, староречье, протока, остров, рукав.

Определение ширины, глубины и скорости течения реки выполняется при производстве гидрометрических работ на выбранных участках и дополнительно по ходу маршрута в характерных участках русла. Места измерений наносятся на карту условными обозначениями. Места измерений наносятся на карту условными обозначениями. Данные измерений записываются в дневнике.

При характеристике засорённости указывается какие участки подвержены зарастанию (плёсы, перекаты, береговые участки или по всему руслу). Засорять русло могут брёвна-топляки, карчи и т.п.

Характер дна оценивается в общем виде (поверхность ровная, глубины плавно изменяются; или: поверхность неровная – часто глубокие ямы, отмели).

Отмечаются случаи интенсивной деформации дна русла (по опросу). Фиксируются грунты речного ложа: илистые, глинистые, песчаные, каменистые.

При описании берегов русла обращается внимание на высоту, крутизну, грунты, растительность, разрушаемость.

5. Сбор сведений по водному и ледовому режиму рек.

Основным материалом для описания водного, ледового режима реки и её хозяйственного использования являются сведения, собранные у местного населения, а также результаты проведённых гидрометрических работ во время маршрута.

В результате опроса заполняется специальная анкета по режиму рек, данные которой служат материалом для построения типового графика колебаний уровня воды.

Рекомендации по опросу населения и сбору сведений о режиме даёт руководитель практики.

6. Гидрометрические работы включают:

6.1. выбор участка для производства этих работ (см. п.1.2.1)

6.2. установка репера и свай (в воде) для фиксирования отметки уровня (см.п.1.2.2) - в учебном варианте проведения маршрутного обследования с данным видом работ знакомятся при организации свайного водомерного поста под руководством преподавателя.

6.3. определение расходы воды поплавками (по максимальной скорости) (см.п.2.3.3)

6.4. производство промеров по трём профилям (см. п.2.2.2)

6.5. проведение ватерпасовки (правила проведения см. п.1.2.3.1) склонов долины до незаливаемых мест (до бровки коренного берега, с целью построения поперечного профиля долины).

Гидрометрические работы производятся на двух участках реки, желательно в начале и в конце маршрута и в тех местах, где производятся съёмки поперечного профиля долины и производится опрос населения.

Определение отметки максимального уровня воды (см. п.1.2.3.2) на этих участках обязательно.

7. Общие сведения о подземных водах района.

Эти сведения должны включать: наличие водоносных горизонтов (верховодка, грунтовые, межпластовые воды) их водообильность, качество вод, использование, глубину залегания и характер водоносных и водоупорных пород.

Эти сведения получаются путём обследования источников, вытекающих по склонам долины или вблизи сбора сведений о колодцах. Результаты обследования источников и колодцев заносятся в специальные анкеты по сбору сведений о подземных водах района (ведомости обследования колодцев и источников).

Глазомерно снимаются контуры этих объектов, измеряются глубины (по возможности) по одному из профилей. Путём опроса населения выясняются источники питания прудов и озёр и их уровенный режим.

3.2. Порядок проведения маршрутного гидрографического обследования.

3.2.1. Построение карты-схемы неизученного участка реки (проведение глазомерной маршрутной съемки с использованием GPS-навигаторов) – порядок работы с GPS-навигатором смотри в Приложении 1 и 3).

Цель работы - начертить карту-схему участку реки в масштабе:

•     по реке Тосна – 1:5000

•     по реке Саблинка или Крапивка – 1:2000

Длина участка (в километрах) равна количеству человек в бригаде.

Наносить на карту-схему надо на расстоянии 100 м от русла реки по обоим берегам: растительность, источники, колодцы, техногенные объекты, горизонтали проводить через 5 м

В русле реки отмечать русловые формы и процессы (острова, пороги, перекаты, растительность), нанести промерные створы.

Гидрографическое обследование участка реки, маршрут составляет 4-5 км (по числу членов бригады) по правому и левому берегам ручья или участка реки. Проводимые работы можно разбить на несколько этапов:

1) сбор сведений и описание водосбора реки (по литературным данным);

2) обследование долины и поймы реки;

3) обследование русла реки;

4) выяснение режима реки.

Сбор сведений и описание водосбора реки. В начале описания водосбора указывается название географического района (области) и речного бассейна более высокого порядка, к которому он принадлежит. Приводятся сведения об истоке и устье, общей длине реки, площади водосбора. Дается краткая характеристика рельефа, почво-грунтов, растительности, гидрографической сети и заболоченности (подробнее смотри в Приложении 1). Описывается выделенный участок реки: границы, протяженность.

Обследование долины реки. В процессе полевых работ по обследованию долины реки собирают следующие сведения: о ее типе и очертаниях в плане, ширине; о склонах долины - их высоте, внешнем виде, крутизне, пересеченности, грунтах и растительности; о террасах - их количестве, высоте, почвогрунтах, растительности, изрезанности; о дне долины (пойме) - его ширине, характере поверхности, почвогрунтах, растительности, затопляемости. При обследовании долины должны быть отмечены также имеющиеся оползни, конусы выносов, выходы подземных вод, дороги и тропы, проходящие по ее склонам и дну, проходимость склонов и дна долины вне дорог.

Речная долина обследуется путем визуального осмотра. Осмотр местности производится с бровки долины или возвышенных мест в пределах видимости, но не менее 150-200-метровой полосы, прилегающей к бровкам обоих берегов долины.

Кроме сведений, полученных визуально, производится полуинструментальная съемка плановых очертаний долины. Съемка поперечных профилей осуществляется в наиболее типичных местах, отображающих форму долины. Таких профилей (от бровки до бровки) должно быть не менее двух и делаются они с помощью ватерпаса и реек.

Крутизна склона также определяется ватерпасовкой. Определив при помощи ватерпасовки превышение (h) между двумя точками, находящимися на склоне, и горизонтальное проложение (d) между ними, вычисляют значение тангенса угла по формуле tg a = h/ d, а далее по тригонометрическим таблицам угол наклона a, т.е. крутизну склона.

В случае широкой долины (300 и более метров) съемка профилей нижней части долины (до максимальных уровней воды) производится с помощью ватерпасовки, а верхней части (до бровки) - полуинструментально. Расстояние в этом случае измеряется шнуром или шагами. Превышение и крутизна - с помощью горизонтального визирования или эклиметром. Расположение профилей устанавливается и наносится на план глазомерной съемки. На профиле долины по возможности должны быть отражены все ее элементы: бровки, склоны, пойма, террасы, русло (см. Приложение 1).

На поперечном профиле речной долины показывают все ее элементы (см. Приложение 1) и приводятся отметки наивысшего уровня высоких вод (НУВВ) в период половодий и паводков. Эти уровни определяются по следам высокой воды на местности и путем опроса местных жителей. При измерениях высот в долине за нулевую отметку принимается рабочий уровень воды в русле реки, т.е. уровень, наблюдавшийся во время выполнения работ. При обработке полевых материалов высоты, вычисленные над рабочим уровнем, путем введения поправок приводятся к условному уровню воды.

Для иллюстрации описания речной долины в полевой тетради делают ее зарисовки (схематические глазомерные профили). На таких профилях показывают форму долины, вид склонов, положение поймы и русла, при этом расстояния определяются шагами, а для определения высоты и крутизны применяются простейшие приборы (вместо эклиметра для горизонтального визирования можно использовать папку, блокнот, держа их в вытянутой руке).

В полевом дневнике дается характеристика склонов долины по всему маршруту (см. Приложение 1).

При обследовании склонов устанавливается наличие речных террас и производится их описание (см. Приложение 1). Террасы нумеруются в порядке их расположения над дном долины, счет ведут снизу. Прирусловую, заливаемую при высокой воде часть долинного ложа называют пойменной или луговой террасой. Следующие вышерасположенные террасы обычно называются первой, второй и т.д. надпойменными террасами.

В полевом дневнике отмечаются все более или менее значительные выходы подземных вод, ключи, родники, встречающиеся в пределах речной долины, а также места, где грунтовые воды находятся на незначительной глубине от поверхности земли. Верным признаком близости к поверхности грунтовых вод является наличие у подножия склонов долины зеленых островков влаголюбивой растительности, в частности, тростника, камыша, различных видов осок.

Производится подробное обследование пяти наиболее значительных источников на маршруте. Указываются местоположение каждого из этих пяти источников, высота выклинивания над уровнем воды в реке или дном долины, гидрогеологические сведения и качество воды. Все эти сведения записываются в "Ведомость обследования источников".

Каждый исследуемый водный источник нумеруется; место его условным знаком наносится на план глазомерной съемки.

Расходы источника измеряются объемным способом.

На маршруте помимо сведений об источниках студенты также собирают сведения о колодцах: их местоположение, дату открытия колодца, гидрогеологические и режимные сведения. Все эти данные получаются путем непосредственных замеров колодцев и опроса местных жителей. Полученные сведения записываются в "Ведомость обследования колодцев".

Обследование поймы реки. При обследовании поймы собирают сведения о ее ширине и высоте в характерных местах, положении по отношению к реке, рельефе поверхности, глубине залегания подземных вод и наличии их выходов на поверхность, степени заболоченности, грунтах и растительности, ее затопляемости и т.д. (см. Приложение 1).

Обследование русла реки. При обследовании русла должны быть собраны сведения, характеризующие очертание его в плане (извилистость и разветвленность), русловые образования, ширину, глубину и скорость течения реки, подпоры - их распространение, засоренность и зарастаемость русла, дно и берега реки (см. Приложение 1). Данные о русле и берегах записываются в полевой дневник и анкету по режиму реки. Кроме того, составляется описание существующих на реке гидротехнических сооружений.

Ширина, глубина и скорости течения реки определяются при производстве гидрометрических работ на выбранных участках; места измерений наносятся на карту условными обозначениями, данные измерений записываются в полевом дневнике и журналах.

Во время маршрута производится глазомерная съемка участка реки. При глазомерной съемке необходимо наносить не только то, что имеет непосредственное отношение к водному объекту (бровки берегов, урезы воды, глубины, очертания болот, источники, склоны долин и т.д.), но и сельскохозяйственные угодья, искусственные сооружения, дороги, населенные пункты, мосты и т.п. Расстояния при съемке определяются шагами или с помощью рейки. Высоту точек местности - эклиметром или любым угломерным инструментом (если расстояние до точки измеряется шагами, то угол находится по формуле sin a = h/ l, где l - расстояние до точки). Все данные наносятся на план.

Кроме того, все значимые объекты и точки измерений, изменеия направления русла или долины – должны фиксироваться как глазомерно – в абрисе, так и с помощью GPS-навигатора. В результате мы должны построить кату-схему в GPS-координатах. Пример фрагментов карты представлен на рисунке 27, раздела 3.3.

3.2.2. . Организация гидрометрических работ при проведении маршрутного гидрографического обследования (в начале и конце маршрута с целью измерения глубин по всем поперечникам и скоростей течения поверхностными поплавками (экспресс-методом) – порядок проведения работ и расчёта см. п. 1.5.1., 2.2.2. и 2.3.3)

В начале (3 поперечника) и конце маршрута (3 поперечника) выбрать участки для определения скорости течения поплавками (экспресс-метод). Участок должен быть прямолинейный и равномерный на протяжении не менее 5 ширин реки.

•     Между поперечниками на р. Тосна – 10 м, на р. Саблинка – 5 м.

•     Поплавки бросаем на стрежень, всего - 5 штук. Место прохождения не фиксируем нас интересует только продолжительность хода поплавков.

Произвести промеры глубин по всем 6 поперечникам. За «ноль» отсчёта в маршруте принимаем урез воды левого берега. (Промеры на р. Тосна – через 1 м, на р. Саблинке – через 0,5 м.). Пример профиля живого сечения реки представлен на рисунке 17, раздела 3.3.

Гидрометрические работы производятся в начале и конце маршрута (на двух участках, разбиваются по три поперечника на каждом участке). Осуществляются промеры глубин на каждом поперечнике, измеряется скорость течения (наибольшая поверхностная скорость) поверхностными поплавками. При измерении расхода по наибольшей поверхностной скорости порядок и состав работ остается тот же, что и в разделе 2.3.2, но со следующими изменениями:

- поплавки забрасывают только на стрежень реки, где наблюдается наибольшая скорость течения;

- количество поплавков уменьшается до 5-7;

- положение поплавков в основном створе не фиксируют.

Определяются отметки максимальных уровней воды на исследуемых участках. При промерах глубин ведутся наблюдения за характером поверхности дна реки и слагающими его грунтами (см. Приложение 1). Во время промеров глубин ведутся наблюдения над уровнем воды на реке. В дальнейшем промеры глубин приводятся к условному уровню. С этой целью находят разницу между условным и рабочим уровнями по данным наблюдений на водомерном посту. При отсутствии на реке водомерных постов высота условного уровня устанавливается приближенно - по опросу местных жителей.

3.2.3. Проведение ватерпасовки берегов до бровки долины (с целью построения поперечных профилей долины в начале и конце маршрута (по центральным из назначенных профилей)).

По центральным из 3 поперечников проводим ватерпасовку берегов до бровки коренного берега, с целью построения поперечного профиля долины (всего будет их два: в начале и в конце маршрута). В случае если бровку найти невозможно – ватерпасовка проводится выше максимально возможного (половодного) уровня воды в реке. Ватерпасовка выполняется от уреза воды левого берега в две стороны. Проводится по упрощенной схеме – только в одном направлении, но с использованием реек, рулетки и ватерпаса (как описано в разделе 1.2.3.1). Все измерения заносятся в журнал ватерпасовки.

На основе этих данных – строим поперечный профиль долины. Примеры построения графика поперечного профиля долины представлен на рисунках 12 и 13.

3.2.4. Изучение режима поверхностных и подземных вод в районе исследований (путём проведения опроса местных жителей и заполнения анкеты по режиму рек, ведомостей обследования колодцев и источников, с определением дебета источников (порядок расчета дебета см. раздел 4.2.4)).

Сбор сведений о режиме реки осуществляется путем опроса местного населения. Опрос надо производить на берегу реки, чтобы на местности можно было установить высоту характерных уровней, указанных опрашиваемым лицом и в нескольких пунктах (не менее двух) для каждого обследуемого участка реки. Собранные путем опроса сведения заносятся в полевой дневник с указанием пункта, к которому они относятся, по этим данным заполняется также ведомость "Анкета по режиму рек". По данным этой анкеты строится типовой хронологический график (рисунок 28, 29, раздел 3.3).

Для характеристики водного режима реки собираются сведения: о половодье - времени начала подъема воды, наступлении наивысшего уровня, его высоте, продолжительности стояния высоких вод, спаде уровня, времени окончания половодья; о летней и зимней межени - ее продолжительности, времени наступления межени; о паводках - их частоте (сколько наблюдается за сезон) и продолжительности.

По ледовому режиму реки собирают данные о замерзании реки - времени появления сала, шуги и заберегов, осеннего ледохода, его продолжительности; о ледяном покрове - характере поверхности, максимальной толщине льда на плесах и перекатах; о вскрытии реки - начале весеннего ледохода, его продолжительности.

Характеристика качества воды реки может быть составлена по данным опроса и личным наблюдениям. На участках реки у населенных пунктов определяется цвет, прозрачность, вкус (только по опросу жителей для питьевой воды) и запах воды. Примеры заполненных анкет приведены в Приложении 2.

Режим подземных вод изучаем, путем обследования колодцев и источников с заполнением соответствующих журналов (ведомостей обследования колодцев и источников, с определением дебета источников) – рисунки 30 и 31, раздела 3.3.