Национальной академии наук республики казахстан

Вестник Национальной академии наук Республики Казахстан  
 
 
   
46  
Освобожденную  от  грунта  гильзу  снимают,  устанавливают  на  место  верхнюю  часть  прибора, 
плотно прижимают к поверхности грунта поршень и закрепляют его винтом.  
К  образцу  прикладывают  сначала  вертикальную,  сжимающую  нагрузку,  а  потом 
горизонтальную,  сдвигающую.  Если  испытание  проводят  только  с  целью  получения  показателей 
сопротивления сдвигу, то заданную расчетную величину вертикальной нагрузки прикладывают к 
испытуемому образцу сразу, в один прием, независимо от ее величины.  
 
а)  
 
б) 
 
в) 
 
г) 
 
Рис. 1. Использование срезного прибора ПС-10 для испытания образцов грунта на сдвиг [5]: 
а) общий вид прибора ПС-10; б) подготовка образца к испытанию; 
в) нагружение модели; г) образец породы после испытания; 
1 – основная часть прибора; 2 – рычажная система для вертикальной нагрузки с подвесками для 
грузов;    3  –  противовес  рычажной  системы  2;  4  –  струбцина  для  крепления  прибора  и  рычажной 
системы 2; 5 – рычаг для горизонтальной нагрузки с подвеской и грузами; 6 – индикатор вертикальных 
перемещений  поршня;  7  –  индикатор  горизонтальных  перемещений  нижней  каретки;  8  –  грузовой 
подвес вертикальной нагрузки; 9 – грузовой подвес горизонтальной нагрузки; 10 -  приспособление для 
перемещения образца грунта из гильзы в прибор; 11 – грунтоотборная гильза [5]. 
На образец грунта передают сразу в одну ступень нормальное давление P, при котором будет 
производиться  срез  образца.  Сразу  после  передачи  нормальной  нагрузки  приводят  в  действие 
механизм для создания касательной нагрузки и производят срез образца грунта не более чем через 
2 мин с момента приложения нормальной нагрузки. 
При  передаче  касательной  нагрузки  ступенями  их  значения  не  должны  превышать  10  % 
значения  нормального давления,  при  котором  производится  срез  и  приложение  ступеней  должно 
следовать через каждые 10-15 с. 
По  измеренным  в  процессе  испытания  значениям  касательной  и  нормальной  нагрузок 
вычисляют касательные и нормальные напряжения τ и σ, МПа, по формулам: 
A
T


, 
(
2) 

ISSN 1991-3494                                                              
№ 5. 2014 
 
 
47 
A
P


, 
(
3) 
где T и P – соответственно касательная и нормальная силы к плоскости среза, кг, А - площадь 
среза, см2. 
На  основании  проведенных  испытаний  вычисляются  основные  параметры  сдвига:  угол 
внутреннего  трения  и  сцепление.  Результаты  испытаний  представляются  в  виде  графика 
зависимости  между  давлением  и  сопротивлением  сдвигу  (2).  На  горизонтальной  оси 
откладываются  вертикальные  нагрузки  Р,  на  вертикальной  оси  -  соответствующие  им  величины 
сдвигающих  усилий  Т.  Прямая  АСВ,  проведенная  через  точки,  соответствующие  результатам 
параллельно  испытанных  образцов  грунта,  представляет  собой  линию  сдвигающих  напряжений. 
Угол  наклона  этой  прямой  к  оси  абсцисс  образует  угол  внутреннего  трения  φ,  а  отрезок, 
отсекаемый прямой сдвига на оси ординат - величину сцепления С. 
 
Рис. 2. График зависимости между давлением и сопротивлением сдвиг 
 
Вычисляют эти характеристики по следующим формулам: 
– коэффициент внутреннего трения 
           
P
P
T
T
tg
A
B
A
B




,                                                                                                        4) 
4 
– сцепления 
             

tg
P
T
c
A
B



,                                                                                                 5) 
 
На рис. 4,5 представлены графики зависимостей  образцов пород на сдвиг. 
Удельные значения угла внутреннего трения φ и сцепления С при анализе не менее 3-х проб 
каждой литологической разности, вычислялись по формулам: 
2
2
(
)
(
)
i
i
i
i
i
i
n
tg
n
 
 




  


 
, 
(
6) 
2
2
2
)
(
)
(
i
i
i
i
i
i
i
n
c
















, 
(
7) 
 
где τі - опытные значения сопротивления срезу, определенные при различных значениях σі и 
относящиеся к одному инженерно-геологическому элементу или отдельному монолиту грунта (при 
n ≥ 3), n - число испытаний. 
Влияние  влажности  на  физико-механические  характеристики  суглинков.  После  отбора 
образцов суглинков ненарушенного сложения в лабораторных условиях определены их физические 
характеристики  в  природном  состоянии.  Характеристики  исследуемых  грунтов,  определенные  по 
ГОСТ 5180-84 [6] сведены в табл. 1. 

Вестник Национальной академии наук Республики Казахстан  
 
 
   
48  
Таблица 1 – Физические характеристики природных образцов грунта 
 
Наименование 
пород 
Плотность 
грунта ρ, 
г/см³ 
Усредненные значения влажности грунта  Пористость, 
n, % 
 
Коэффициент 
пористости, 
e, дол. ед 
 
природная 
W, % 
на 
границе 
раскатывания 
Wр, % 
на  границе 
текучести 
Wт,% 
Светло-желтый 
лессовый суглинок 
1,48-1,65 
9,8 
19,23 
28,35 
41 
0,69 
Желто-бурый 
суглинок 
1,56-1,7 
11,01 
21,54 
30,79 
39,6 
0,65 
 
Для  приготовления  образцов  грунта  заданной  влажности,  изначально  проводилось 
замачивание  грунта  до  полного  водонасыщения  (рис.3, а),  затем  проводилось  постепенное 
высушивание в муфельной печи при t = 100…105ºC. После высушивания образцы выдерживались 
в герметизированной оболочке (рис. 3, б) в течение 3 дней с попеременным переворачиванием на 
разные  стороны  для  равномерного  распределения  влаги.  Степень  влажности  в  образцах 
тестировалась с помощью влагомера KERN MLB (рис. 3, в). 
 
а) 
б) 
в) 
 
 
 
Рис. 3. Подготовка образцов суглинков заданной влажности: а) замачивание образцов в грунтоотборных гильзах; б) 
выдерживание образцов в герметизированной оболочке после высушивания; в) определение  влажности образца грунта с 
помощью влагомера KERN MLB 
 
Результаты. Получить образцы мягких вскрышных  пород ненарушенного сложения заданной 
влажности  с  фиксированным  шагом  является  достаточно  сложной  задачей,  поскольку  каждый 
образец  обладает  набором  физико-механических  характеристик,  которые  варьируют  в 
определенном  диапазоне  согласно  вероятностным  законам  даже  в  пределах  исследуемой 
территории.  Тем  не  менее,  вышеописанная  методология  замачивания  образцов,  частичного 
высушивания и выдержки их в герметичных емкостях позволяет получать образцы с равномерным 
распределением влаги по всему объему и фиксированным значением. Для определения влажности 
грунта отбирались пробы от подготовленных образцов в их верхней, нижней  и средней части по 
линии среза. Результаты измерений сведены в табл. 2.  
Установлено, что за полчаса высушивания образец теряет приблизительно 4…5% от исходной 
влажности,  что  позволило  подготовить  необходимое  количество  образцов  суглинков  заданной 
влажности для их испытаний на срезном приборе ПС–10.  
 
Таблица 2 –  Определение влажности образцов желто-бурых суглинков в процессе их высушивания  
 
Время 
высушивания 
образца 
Значение влажности образцов W, % 
в 
верхней 
части 
средней  части  по 
линии среза 
в нижней части 
среднее значение 
через 0,5 часа  26,29 
25,95 
26,74 
26,33 
 
24,96 
24,70 
24,84 
24,83 

ISSN 1991-3494                                                              
№ 5. 2014 
 
 
49 
 
23,91 
23,76 
24,65 
24,11 
через 1 час 
20,75 
21,76 
20,90 
21,14 
 
21,76 
22,24 
20,47 
21,49 
 
20,2 
20,87 
20,36 
20,48 
через 1,5 часа  15,16 
15,46 
15,06 
15,23 
 
14,95 
15,99 
15,38 
15,44 
 
14,39 
14,69 
13,34 
14,14 
через 2 часа 
10,3 
11,13 
10,70 
10,71 
 
9,06 
8,78 
10,06 
9,30 
 
10,65 
11,5 
10,57 
10,91 
 
Подготовленные  образцы  с  разными  значениями  влажности  подвергались  испытаниям  на 
сдвиг по вышеописанной методике, в результате чего получены зависимости между нормальными 
нагрузками,  приложенными  к  образцу,  и  его  сопротивлением  сдвигу  (рис.  4).  Таким  образом, 
определены  прочностные  характеристики  желто-бурых  и  светло-желтых  лессовых  суглинков  от 
влажности.  На  рис. 5  представлены  зависимости  сцепления  и  угла  внутреннего  трения  от 
влажности  образцов  пород.  Так,  для  желто-бурых  суглинков  при  заданном  диапазоне  влажности 
W = 11…29 %  значения  сцепления  и  угла  внутреннего  трения  изменяются  в  пределах 
С = 0,017…0,073  МПа  и  φ = 14…35º.  Для  светло-желтых  лессовых  суглинков  при  заданных 
экспериментально  значениях  влажности  W = 9,7…35 %  значения  сцепления  и  угла  внутреннего 
трения варьируют в пределах С = 0,013…0,033 МПа и φ = 8.5…15,4º. 
 
 
 
Рис. 4. Изменение прочностных свойств желто-бурого и светло-желтого лессового суглинков от влажности 
 

Вестник Национальной академии наук Республики Казахстан  
 
 
   
50  
 
 
 
Рис. 5. Зависимости сцепления и угла внутреннего трения желто-бурого (а) 
и светло-желтого лессового (б) суглинков от влажности
 
 
Выводы. Физико-механические свойства грунтов являются важнейшим предметом инженерно-
геологических  исследований  и  прогнозов.  Они  необходимы  для  расчетов  устойчивости  и 
деформируемости  массивов  грунтов  при  оценке  устойчивости  откосов  на  карьерах  и  оценке 
прочности оснований инженерных сооружений и конструкций. 
С  целью  выполнения  серий  экспериментальных  испытаний  на  сдвиг  на  угольном  разрезе 
«Майкубенский»  были  отобраны  монолитные  образцы  пород  ненарушенного  сложения  размерами 
100x100x100 мм. В лабораторных условиях выполнена серия испытаний образцов верхних вскрышных 
пород,  представленных  светло-желтыми  лессовыми  суглинками  и  темно-бурыми  суглинками,  на  од-
ноплоскостном  срезном  приборе  ПС–10  с  целью  определения  физико-механических  характеристик: 
сопротивления пород срезу τ, угла внутреннего трения φ и сцепления С.  
Полученные  экспериментальным  путем  значения  φ  и  С  являются  важными  исходными 
данными  для  численного  моделирования  устойчивости  откосов  карьеров  и  отвалов  с 
использованием  современных  инженерных  программ,  основанных  на  методах  конечно-
элементного анализа. 
 
ЛИТЕРАТУРА 
 
[1]
 
Б.Р. Ракишев,  С.К.  Молдабаев,  Г.К.Саменов,  А.Н. Шашенко,  А.С. Ковров.  Анализ  критериев  прочности 
применительно к оценке устойчивости бортов карьеров и отвалов. //Вестник НАН РК, Алматы №5, 2013. с. 20-27. 
[2]
 
Сергеев Е. М. Инженерная геология, изд. 2. М.: Изд–во Моск. ун-та, 1982. – 248 с. 
[3]
 
ГОСТ 121248-96 «Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости». 
М., Стройиздат, 1996.  
[4]
 
ГОСТ 12071-84 «Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов». М., Стройиздат, 1985.  
[5]
 
Прибор ПС–10 для испытаний грунтов на сдвиг в полевых условиях: инструкция по эксплуатации, 1984. – 10 с. 
[6]
 
ГОСТ 5180-84 «Методы лабораторного определения  физических характеристик» . М., Стройиздат,  1984. 
 
REFERENCES 
 
[1]
 
1.B.R. Rakishev, S.K.Moldabayev, G.K.Samenov, O.M. Shashenko, O.S. Kovrov.  Analysis of the strength criteria for 
assessment of open pit walls and waste dumps stability. //The bulletin  of the National Academy of Sciences of the Republic of 
Kazahstan, Almaty №5, 2013, p.p. 20-27. 
[2]
 
2.Sergeev E.M. Engineering Geology, Vol. 2. Moscow: Moscow University Press, 1982. – 248 p.  
[3]
 
3.State standard GOST 121248-96 “Soils. Laboratory methods for determining the strength and deformability. Moscow, 
Stroiizdat, 1996.  
[4]
 
4.State  standard  GOST  12071-84  “Soils.  Sampling,  packaging,  transportation  and  storage  of  samples”.  Moscow, 
Stroiizdat, 1985.  
[5]
 
5.PS–10 equipment for shear testing soils in the field conditions: User manual, 1984. – 10 p. 
[6]
 
6.State standard GOST 5180-84 “Methods of laboratory testing physical properties”. Moscow, Stroiizdat, 1984. 
 

ISSN 1991-3494                                                              
№ 5. 2014 
 
 
51 
ЖҰМСАҚ  АРШУ  ЖЫНЫСТАРЫННЫҢ  ФИЗИКА-МЕХАНИКАЛЫҚ  СИПАТТАМАЛАРЫН 
ЗЕРТХАНАДА ЗЕРТТЕУ 
Б.Р. Ракишев1, С.К. Молдабаев1, Н.Н.Рубан2, А.С. Ковров2  
1Қ.И. Сәтбаев  атындағы  Қазақ  ұлттық  техникалық  университеті,  Алматы,  Қазақстан  Республикасы, 
2Ұлттық тау-кен университеті, Днепропетровск, Украина) 
 
Тірек сөздер: топрақ пен тау жыныстарын кесу жолындағы кедергілері, ішкі үйкеліс бұрышы, меншікті 
ілінісу,  ПС-10  жоңу  құрал-жабдығы,  Кулон-Мордың  төзімді  белгісі  (критерий),  карьер  беткейлерінің  және 
үйінділердің тұрақтылығы. 
Аңдатпа.  Мақалада  ҒЗЖ  жоспарына  сәйкес  ҚР  БҒМ  қаржыландыратын  №753  МОН  ГФ.13.  «Жайпақ-
көлбеу  және  көлбеу  негізді  жағдайларда  сандық  геомеханикалық  моделдердің  негізінде  биік  ішкі 
үйінділердің  тұрақтылығын  көпфакторлы  талдау»    жобасы  бойынша  оның  негізгі  есептерін  шешу  үшін 
жұмсақ аршу жыныстарынның физика-механикалық сипаттамаларын зертханада зерттеу жүргізілген. 
Топырақ  және  жұмсақ  аршу  жыныстарынның  физико-механикалық  сипаттамалын  анықтау  пайдалы 
қазбалар  кен  орындарын  ашық  игеруде  және  азаматтық  құрлыс  процестерінің  негізгі  элементері  болып 
табылады.   Түрлі  ғимараттардың    құрлыс  және  пайдалу  кезіндегі  тұрақтылығы  мен  беріктілігі  ілінісу,  ішкі 
үйкеліс бұрышымен тығыз байланысты. Олардың нағыз мәнін табу өте қажетті іс. 
Жұмыстын  мақсаты.  Топрақты  және  жұмсақ  аршу  жыныстарынның  физика-механикалық 
сипаттамаларын және олардың жылжып-опырлу қарсылықтарын зертханада зерттеу. 
Тәсілі.  Мақалада  топырақ  пен  жұмсақ  аршу  жыныстарынның  физика-механикалық  сипаттамаларын 
зертханада  белгілі  жазықтағы  тегіс  кеслуідің  ПС-10  құрал-жабдығын  қолдана  отырып  жүргізілген 
экперементтердің тәсілі баяндалған. Ол үшін Қазақстан Республикасының Майкөбен көмір орнының жұмыс 
беткейінен бұзылмаған топырақ қабаттарынан тұтас үлгілері зерттеу жұмыстарын жүргізуге алынған. Құрал 
–жабдықта    тау  жыныстар  үлгілеріне  тік  немесе  жанаса  салмақ  түскенде  жұмыс  істеу  орнына  жабдық 
гильзасы  жылжып  кетіп  отырады,  сонда    топырақдағы  горизантальді  кескін  түрінде  жылжу  деформациясы 
байқалады.  Тау  жыныстар  үлгілерінің    төзімділік  сипаттамасы  мен    жылжу  кедергісі  топрақтың  ылғалы  әр 
түрлі  кезде  өлшеніп  анықталған.  Қатты  ылғалды  тау  жыныстар  үлгілерінің  қасиеттері    KERN  MLB  құрал-
жабдық көмегімен өлшелген. 
Нәтижелері.  Зертханада  жүргізілген  зерттеу  жұмыстары  арқасында  әртүрлі  ылғалды    жұмсақ  аршу 
жыныстарының  физика-механикалық  сипаттамалары  анықталған.  Олар:  τ  –  тау  жыныстарын  көсіп  алу 
жолындағы кедергісі, φ – ішкі үйкеліс бұрышы және С – меншікті ілнісуі. 
Ғылыми  жаңалығы.  Көптеген  тәжірибелер  нәтижесінде  Қазақстан  Республикасының  Майкөбен  көмір 
орнының  топырақ  және  жұмсақ  аршу  жыныстарының  ылғалдылық  дәрежесіне  байланысты  кедергілік 
қасиетін  өзеруі  мөлшері  анықталған.  Ол  жұмсақ  жыныстардың  физика-механикалық  сипатамалары 
ылғалдыққа байланысты өзгеретін заңдылығын анықтайды. 
Тәжірибелік  мәні.  Топырақтың  және  тау  жыныстардың  жылжу  кедергісін  нақты  эксперименттермен 
табу  арқылы  табиғи  тау  бөктерлерінің,  техногенді  және  үйінді  массивті  жыныстарының,  сонымен  қатар 
азаматтық құрлыс объектілерінің тұрақтырықтылығын бағалауда болады. 
Кілт сөздер: топрақ пен тау жыныстарын кесу жолындағы кедергілері, ішкі үйкеліс бұрышы, меншікті 
ілінісу,  ПС-10  жоңу  құралы-жабдығы,  Кулон-Мордың  төзімді  белгісі,  карьер  беткейлерінің  және 
үйінділердің тұрақтылығы. 
 
 
Поступила      05 08.2014 г. 
 

Вестник Национальной академии наук Республики Казахстан  
 
 
   
52  
BULLETIN OF NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES  
OF THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN 
ISSN 1991-3494 
Volume  5,   Number   5(2014),  52 – 57 
 
 
УДК 628.32 
 
BATHYMETRIC RESEARCH IN DETERMINATION 
SUSTAINABILITY OF DAMS OF THE "SORBULAK" 
WASTEWATER STORAGE 
 
O.A. Kalugin, Sh.G. Kurmangaliyeva, O.V. Suldina, 
R.R. Iskanderov,  Zh.T. Tleuova 
"Institute of Hydrogeology and Geoecology  named after U.M. Akhmedsafin ", LLС 
 
Key words: wastewater storage, bathymetric study, stability of dams 
Abstract.  The  article  presents  results  of  complex  survey  of  low-pressure  dams  of  the  "Sorbulak"  wastewater 
storage, includes bathymetric survey of lakescape to determine the degree of dead volume siltation and background 
prediction of changes of its bathygraphic characteristics. 
According to the results of the bathymetric survey of the Sorbulak storage there was received bathymetric plan 
1:5000 M and installed the depth distribution of the main bathymetric characteristics: area S (H) and volume V (H). 
Comparison of survey results of Sorbulak storage in 2012 and project data showed some discrepancies. 
Thus, the maximum depth of the project consists of 25.0 m and the actual measured  - 30.6 m. Оn the map M 
1:5000  Sorbulak  wastewater  storage  in  the  central  part  is  equal  to  minimum  mark  bottom  m.B.S.  592.1  and  
appropriate rated depth consists 620.5 m.B.S., that is the difference marks bottom - 28.4 m (620.5-592.1 m.B.S.).  
Also the magnitude of dead volume storage increased from 680 million m3 to 705.5 million m3, that is on 25.5 
million m3 or 3.8%. Similar changes regarding an increase  of volumes occurred in upper part of the storage. Thus, 
the total volume increased from 900 to 941.6 million m3, that is  on 41.6 million m3 or 4.6%, with a corresponding 
increase in useful volume  from 220.0 to 236.1 million m3. In absolute expression useful volume increased by 16.1 
million m3, or 7.3%. 
According to project data storage volume is equal to 996.6 million m3 and with the bathymetric survey data  it 
was 1040.98 million m3. In absolute terms, increase of total volume amounted to 44.48 million m3  or 4.5%. 
Conducting bathymetric survey has shown the effectiveness of using this type of engineering and hydrological 
studies to clarify bathygraphic characteristics of storage. 
 
 
УДК 628.32 
 
БАТИМЕТРИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 
В ПРОЦЕССЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ 
ПЛОТИН НАКОПИТЕЛЯ СТОЧНЫХ ВОД «СОРБУЛАК» 
 
О.А. Калугин, Ш.Г. Курмангалиева, О.В. Сульдина, 
Р.Р. Искандеров, Ж.Т. Тлеуова 
 
ТОО «Институт гидрогеологии и геоэкологии им. У.М. Ахмедсафина 
 
Ключевые слова: накопители сточных вод, батиметрические исследования, устойчивость плотин 
Аннотация.  Приведены  результаты  комплексного  обследования  низконапорных  плотин  накопителя 
сточных вод «Сорбулак», включающего батиметрическую съемку акватории озера для определения степени 
заиливания мертвого объема и фонового прогноза изменения его батиграфических характеристик. 
 

ISSN 1991-3494                                                              
№ 5. 2014 
 
 
53 
Накопитель  сточных  вод  Сорбулак  относится  к  числу  наиболее  ответственных  и  сложных  с 
экологической, экономической и социальной точек зрения водохозяйственных объектов. 
Корректная  оценка  регулирующей  емкости  накопителя  и  прогноз  изменения  его  полезного 
объема  –  одна  из  главных  задач,  решение  которой  обеспечивает  надежную  и  эффективную 
эксплуатацию  не  только  водохранилища  и  водоснабжения  ирригационных  систем,  но  и  работы 
всех систем очистки сточных вод г.Алматы. 
С начала ввода в эксплуатацию накопителя  Сорбулак инженерно-гидрологические изыскания 
по решению проблем, связанных с изменением емкостных характеристик, не проводились. В 2012 
г.  начаты  комплексные  исследования  низконапорных  плотин  накопителя,  включающие 
батиметрическую съемку акватории озера для определения степени заиливания мертвого объема и 
фонового  прогноза  изменения  его  батиграфических  характеристик.  Батиметрическая  съемка 
выполнена в масштабе М1:5000 в соответствии с пп.2307-2.3.15 «СНИП 1.02.07-87» [1]. 
Обычно 
батиметрическая 
съемка 
проводится 
по 
закрепленным 
на 
местности 
створамисводится  к  промерам    с  помощью  эхолота  или  наметкой  (размеченный  трос  сгрузом),  а 
также нивелировкой осушенной части водохранилища после частичной или полной его сработки. 
В ходе исследований для измерения глубин использовался  портативный промерный эхолот, 
типа  «ПЭЛ-50»  (Россия),  предназначенный  для  промерных  (до  50  м)  работ  с  необорудованных 
плавсредств  (катеров,  шлюпок  и  др.).Эхолот  был  установлен  на  6-ти  местном  моторном  катере 
«Silverado-H40»  с  лодочным  подвесным  мотором  «Tohatsu»типа  «30А4ЕР»,  мощностью  30 
л.с.Точность измерения глубин с помощью гидроакустической системы эхолота не более ±1 см на 
глубинах до 10 м и 0,1 % на глубинах свыше 10 м. 
По результатам съемки, согласно существующей методике [2], выполнено построение планов 
и  осуществлен  расчет  кривых  зависимостей  объемов  водоема  и  площадей  водного  зеркала  от 
уровня. 
На достоверность натурных измерений глубин влияют такие факторы как: волновые нагоны, 
отображение акустического сигнала, излучаемого эхолот-датчиком и ограничения измерительных 
приборов. 
Для  решения  этих  вопросов  использовались  поправочные  коэффициенты  Международной 
гидрографической  организации  (МГО),  широко  используемые  в  международной  и  мировой 
практике при батиметрических съемках. 
Фактическая  глубина  накопителя  Сорбулак  определялась  с  учетом  погрешностей,  пределы 
которых, согласно рекомендациям рассчитывались по формуле:  
                                               
                                                         (1) 
где: a – погрешность, независимая от глубины;  
       b–фактор погрешности, который зависит от глубины; 
       d–глубина. 
Использование современного гидрографического комплекса в комплекте с применением GPS-
системы для определения планового положения промерных точек позволило исключить некоторые 
виды геодезических работ, предусмотренных традиционной методикой. 
Батиметрическая съемка акватории накопителя проводилась с применением локальной сети по 
одномугеодезическому  пункту,  имеющему  координаты  и  отметку.  На  базовой  станциибыл 
установленконтрольный приемник и полученыкоординаты этого пункта в системе WGS-84. Второй  
приемник  использовался  в  качестве  мобильной  станции  для  определения  координат  других 
базовых точек и развития локальной сети для данного объекта в целом. По акватории накопителя в 
результате рекогносцировки были определены 3 базовые точки. 
Мобильный  приемник  был  установлен  на  плавательном  средстве,  с  помощью  которого 
проводились замеры глубин, т.е. автоматически получали значения координат (X, V) для каждого 
замера глубины (Z). 
На  рисунке  1показана  схема  установки  эхолот-датчика  и  GPS-системы.  Для  определения 
фактической  глубины  добавлялась  поправка  (draft),  т.е.  расстояние  эхолот-датчика  отводной 
поверхности к измеренной эхолотом глубине [3]. 

Вестник Национальной академии наук Республики Казахстан  
 
 
   
54  
 
 
 
Рисунок 1 – Схема установки эхолот-датчика и GPS-системы 
 
В процессе организации и проведения батиметрической съемки  было  достигнуто  полное 
замыкание объекта по периметру (урезу воды) с помощью GPS-приемника.           Это определялось 
тем, что незамыкание системы, как правило, приводит к значительным ошибкам в расчете объемов 
водохранилищ. 
После  замыкания  периметра  данного  водного  объекта  рассчитывались  объем  и  площадь 
водоема  с  помощью  программы  «Credo».  Объемы  рассчитывались  с  использованием  широко 
применяемого в зарубежной практике (Финляндия, Австрия, Германия и др.) геостатстистического 
метода анализа [4]. Определение объема накопителя проводилось по схеме (рисунок 2). 
 
 
 
Рисунок 2 – Схема определения объема накопителя Сорбулак 
с использованием геостатистического метода 
 
Для  выявления  трендов  и  выбросов  значений  глубин  натурных  измерений  проведена 
первоначальная статическая обработка. 
Для  пространственного  анализа  данных  проведено  вариограммное  моделирование.  Для 
расчета  экспериментальной  вариограммы  и  подбора  математической  модели  к  ней,  с  помощью 
графического  анализа  исследовалась  анизотропия  (изменение  физических  характеристик  среды  в 
зависимости от направления их измерения) в различных направлениях. Анизотропия в численном 
значении – это соотношение между наибольшей и наименьшей дисперсией в данных. В результате  
экспериментальных  исследований  найдены  параметры  вариограммы,  которые  использованы  в 
интерполяции при создании батиметрической модели чаши водохранилища. 
Для  прогноза  значений  глубин,  где  они  отсутствуют,  использован  метод  обратного 
взвешенного  расстояния  и  выбран  научно-обоснованный  размер  ячейки  сетки  батиметрической 
модели чаши водохранилища. 

жүктеу/скачать 6 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: