Opis wzoru Przedmiotem wzoru uzytkowego jest niwelator do pomiaru wysokosci spietrzenia wody, utworzo- nego przez niewysokie przelewy, a takze przez niewielkie naturalne i sztuczne obiekty w korytach cie- ków, stanowiace przeszkode, powodujaca pietrzenie przeplywajacej wody. Niwelator umozliwi wykona- nie pomiaru wysokosc spietrzenia wody (spadu) nie wiekszej niz ok. 1,0–1,5 m wywolanej obiektem (przeszkoda), której wysokosc wynosi nie wiecej niz 1,0–1,5 m. Naturalne i sztuczne przeszkody, w postaci zatorów z rumoszu drzewnego (konarów, pni i klód), rumoszu skalnego, duzych kamieni i glazów, a takze budowle wodne, takie, jak progi i przelewy znaj- dujace sie w korycie cieków wplywaja na warunki hydrauliczne przeplywu wody. Naturalne przeszkody stanowiace pojedyncze obiekty lub tworzace bariery przegradzajace czesciowo lub calkowicie koryto cieku powoduja zwiekszenie oporów przeplywu wody i w efekcie zwiekszenie napelnienia przy danym przeplywie wody. Moga równiez, tak, jak budowle wodne (progi i przelewy), powodowac spietrzenie zwierciadla wody górnej. Okreslenie powstajacej wysokosci spietrzenia wody na przeszkodzie w korycie cieku, bedacej róznica rzednej wody górnej i rzednej wody dolnej, stanowi podstawowa informacje umozliwiajaca okreslenie przepustowosci koryta w przekroju przeszkody. W rozwazaniach teoretycz- nych róznice poziomów wody mozna zalozyc, co ma miejsce w przypadku obliczenia natezenia prze- plywu wody przez przekrój, w którym zlokalizowana jest przeszkoda, lub dysponujac danym przeplywem i wysokoscia przeszkody, mozna obliczyc róznice poziomów wody górnej i dolnej. Natomiast w przy- padku warunków naturalnych lub w laboratoryjnych badaniach modelowych (na modelach fizycznych) zachodzi koniecznosc wykonania pomiarów poziomów zwierciadla wody. W standardowych pomiarach geodezyjnych wysokosci spietrzenia wody, bedacej róznica pozio- mów zwierciadla wody przed i za przeszkoda, wykonuje sie za pomoca geodezyjnych przyrzadów po- miarowych, takich jak niwelator geodezyjny i tachimetr. Pomiar wykonuje sie technika geodezyjna tzw. ze srodka, albo technika wciecia wstecz lub wprzód. Jednakze pomiar poziomów zwierciadla wody za pomoca klasycznych metod pomiarowych wymaga bardzo dokladnego ustawienia szpilki tyczki z pry- zmatem lub dolnej krawedzi laty geodezyjnej na poziomie zwierciadla wody. Ze wzgledu na falowanie, a w przypadku nawet niezaburzonego poziomu zwierciadla wody, wplyw napiecia powierzchniowego, a takze brak mozliwosci stabilnego ustawienia tych przyrzadów geodezyjnych, determinuje uzyskanie bledu pomiarowego. Z japonskiego zgloszenia patentowego JPH07243852A, znane jest rozwiazanie, w którym aby automatycznie i obiektywnie zmierzyc sredni poziom wody na powierzchni wody, stan fali i przejscie sredniego poziomu wody w czasie, stosuje sie pomiar odleglosci pomiedzy urzadzeniem do pobierania obrazu a obiektem plywajacym, oparty na wizualnej róznicy miedzy dwoma obrazami uzyskanymi przez dwa urzadzenia do pobierania obrazu. Urzadzenie monitorujace, kamera i obiekt plywajacy sa zamonto- wane na slupku, który jest zainstalowany tak, ze górna czesc jest wyeksponowana na powierzchni wody. Znane jest z japonskiego zgloszenia patentowego JP2015111097A rozwiazanie, w którym aby zapewnic bezkontaktowa metode pomiaru, wykorzystuje sie nadajnik-odbiornik mikrofalowy do pomiaru, z pozycji odleglej od krawedzi wody na stromym nadbrzezu rzeki, kanalu wodnego o przeznaczeniu przemyslowym lub rolniczym, zbiornika wodnego, jeziora lub bagna, zachowania powierzchni wody na poziomie powierzchni wody i natezenia przeplywu wody powierzchniowej, bez bezposredniego budo- wania konstrukcji na nadbrzezu. W rozwiazaniu tym nadajnik-odbiornik mikrofalowy jest zainstalowany w pozycji poziomej odleglej od brzegu wody w celu nadawania/odbioru mikrofali, przy czym nadajnik- -odbiornik mikrofalowy wykorzystuje system sygnalu FM-CW i system sygnalu Dopplera, przy czym system sygnalu FM-CW mierzy poziom powierzchni wody, a oba systemy (FM-CW i Doppler) mierza zarówno poziom powierzchni wody, jak i natezenie przeplywu wody powierzchniowej, poprzez szybkie, bezkontaktowe przelaczenie pomiedzy systemami. Znane jest równiez z koreanskiej publikacji patentowej KR101283363B1 rozwiazanie, w którym do obserwowania poziomu wody sluzy prosta jednostka do obserwacji poziomu wody za pomoca urza- dzenia obserwacyjnego zdolnego do pomiaru odleglosci za pomoca lasera. Jednostka do obserwacji poziomu wody sklada sie z prowadnicy, korpusu plywajacego, urzadzenia obserwacyjnego i kontroli poziomu. Pret prowadzacy jest zamocowany pod woda. Korpus plywajacy unosi sie na powierzchni wody i porusza sie wzdluz prowadnicy. Urzadzenie obserwacyjne jest polaczone z górna czescia pro- wadnicy i obserwuje odleglosc do ciala plywajacego. Korpus plywajacy unosi sie wzdluz prowadnicy horyzontalnie, dzieki elementowi kontrolujacemu utrzymywanie tej pozycji Znany jest takze z polskiego opisu wzoru uzytkowego PL71626 przyrzad do precyzyjnego po- miaru poziomu i spadku zwierciadla wody w kanalach otwartych i zamknietych charakteryzujacy sie tym, ze tyczka geodezyjna w górnej czesci ponizej pryzmatu, na tym samym poziomie ma przytwierdzony z jednej strony detektor ultradzwiekowy lub laserowy, a z drugiej strony jednostke systemowa, przy czym w dolnej czesci tyczka geodezyjna ma stopke z grotem. Celem zglaszanego rozwiazania jest wyeliminowanie bledów pomiarowych wynikajacych z nie- dokladnosci lub braku mozliwosci bardzo precyzyjnego, dokladnego ustawienia szpilki tyczki z pryzma- tem lub dolnej krawedzi laty geodezyjnej na poziomie zwierciadla wody. Istota niniejszego wzoru uzytkowego jest niwelator do pomiaru wysokosci spietrzenia wody zawie- rajacy statyw, do którego przykrecona jest spodarka charakteryzujacy sie tym, ze spodarka polaczona jest srubami nastawczymi z alidada posiadajaca libella pudelkowa, a ramie teleskopowe polaczone jest z alidada jednym z jego konców w sposób trwaly tak, aby jego polozenie bylo poziome, przy czym na drugim koncu ramienia teleskopowego zainstalowany jest instrument pomiarowy, zawierajacy drazek ze wskaznikiem i wzdluznymi otworami, osadzony w rurze obsadowej, u góry zakonczony zabezpieczeniem, a na dole wyposazony w plywak, przy czym do drazka, na zewnetrznej sciance rury obsadowej przymo- cowany jest przymiar liniowy, natomiast rura obsadowa znajduje sie w rurze oslonowej. Zaleta niwelatora do pomiaru wysokosci spietrzenia wody jest wyeliminowanie oddzialywania sil hydrodynamicznych na drazek z plywakiem, wywolanych przeplywem wody poprzez umieszczenie in- strumentu pomiarowego w przezroczystej rurze oslonowej, a dzieki przezroczystosci rury oslonowej mozliwe jest dokonanie odczytu z przymiaru liniowego. Ponadto, ramie teleskopowe z instrumentem pomiarowym umozliwia ustawienie tego instrumentu w dowolnym punkcie pomiarowym w wyniku obrotu alidady i w wyniku wydluzania lub skracania zasiegu ramienia teleskopowego. Zaleta jest równiez jed- noosobowa obsluga niwelatora do pomiaru wysokosci spietrzenia wody w przeciwienstwie do klasycz- nych pomiarów geodezyjnych, w których musza uczestniczyc dwie osoby, z których jedna obsluguje niwelator (tachimetr) geodezyjny, a druga late geodezyjna (tyczke z pryzmatem). Niwelator do pomiaru wysokosci spietrzenia wody wedlug wzoru uzytkowego przestawiony jest na rysunku, na którym fig. 1 uwidacznia zglaszany niwelator w ujeciu schematycznym w widoku z boku, a fig. 2 ilustruje zglaszany niwelator w ujeciu schematycznym w widoku z góry, natomiast fig. 3 jest schematycznym uszczególowieniem instrumentu pomiarowego niwelatora. Niwelator do pomiaru wysokosci spietrzenia wody sklada sie ze statywu 1, do którego przykre- cona jest spodarka 2 polaczona srubami nastawczymi 3 z alidada 4 posiadajaca libella pudelkowa 5. Ramie teleskopowe 6, polaczone jest z alidada 4 jednym z jego konców w sposób trwaly tak, aby jego polozenie bylo poziome. Ramie teleskopowe 6, stanowiace integralna czesc wraz z alidada 4, jest poziomowane wraz z alidada 4 za pomoca srub nastawczych 3 zgodnie ze wskazaniem ulozenia oczka libelli pudelkowej 5. Na drugim koncu ramienia teleskopowego 6 zainstalowany jest instrument pomia- rowy 7, który w wyniku rozsuwania lub zsuwania ramienia teleskopowego 6 moze byc ustawiany w dal- szej lub blizszej odleglosci od statywu 1 niwelatora. Instrument pomiarowy 7, sluzacy okresleniu wy- sokosci polozenia zwierciadla wody, zawiera drazek 12 ze wskaznikiem 13 i wzdluznymi otworami 14, osadzony w rurze obsadowej 18, u góry zakonczony zabezpieczeniem 15, a na dole wyposazony w plywak 16. Na zewnetrznej sciance rury obsadowej 18 przymocowany jest przymiar liniowy 17. Wskaznik 13 moze byc czujnikiem z mozliwoscia automatycznego odczytu wysokosci polozenia drazka 12 i z mozliwoscia przeslania danych do odbiorników zintegrowanych z plywakiem 16 lub au- tonomicznych. Zewnetrzna oslone rury obsadowej 18 z drazkiem 12 i plywakiem 16 stanowi przezro- czysta rura oslonowa 19. Na fig. 1 ramie teleskopowe 6 przedstawione jest w takim polozeniu, które umozliwia instrumen- tem pomiarowym 7 pomiar poziomu zwierciadla wody na stanowisku górnym (SG) w dowolnym punkcie pomiarowym, co jest mozliwe dzieki obrotowi alidady 4 z ramieniem teleskopowym 6 i dzieki rozsuwaniu i zsuwaniu ramienia teleskopowego 6, a po przesunieciu ramienia teleskopowego 6 do polozenia przed- stawionego linia przerywana na fig. 2, instrument pomiarowy 7 umozliwia pomiar poziomu zwierciadla wody na stanowisku dolnym (SD). Róznica pomierzonych poziomów zwierciadel wody jest wysokoscia spietrzenia, utworzonego przez przeszkode 8, znajdujaca sie na dnie cieku 9. Statyw 1 niwelatora ustawiany jest w poblizu przeszkody 8 spietrzajacej przeplywajaca wode, tj. w odleglosci nie wiekszej niz zasieg jego ramienia teleskopowego 6, obracajacego sie w plaszczyznie poziomej, której os obrotu jest osia pionowa statywu 1. Jeden z konców ramienia teleskopowego 6 znaj- duje sie w tej osi, natomiast drugi koniec ramienia teleskopowego 6 posiada zainstalowany instrument pomiarowy 7, umozliwiajacy dokonanie pomiaru polozenia zwierciadla wody przed i za przeszkoda 8 Po stabilnym ustawieniu trzech nóg statywu 1 w dnie cieku 9 dokonuje sie poziomowania ali- dady 4 z jej ramieniem teleskopowym 6 za pomoca srub nastawczych 3 kontrolujac poziome ustawienie za pomoca libelli pudelkowej 5. Regulacje poziomego ustawienia za pomoca srub nastawczych 3 kon- czy sie, gdy banka libelli pudelkowej 5 zostanie ustawiona w punkcie glównym libelli pudelkowej 5, tj. w punkcie srodkowym kólka. Po wypoziomowaniu alidady 4 z ramieniem teleskopowym 6 ustawia sie koniec ramienia teleskopowego 6 nad punktem pomiarowym stanowiska górnego SG i dokonuje sie pomiaru poziomu wody za pomoca instrumentu pomiarowego 7, przedstawionego na fig. 3. Plywak 16 zanurzony w wodzie, utrzymujac sie na poziomie zwierciadla wody (ZW) powoduje ustawienie drazka 12 w rurze obsadowej 18 w stalej pozycji, umozliwiajacej odczytanie wartosci liczbowej z przymiaru linio- wego 17, znajdujacego sie na zewnetrznej sciance rury obsadowej 18. Wartosc liczbowa na przymiarze liniowym 17 jest wskazywana przez wskaznik 13, który jest integralnym elementem drazka 12. Kazda zmiana wysokosci polozenia plywaka 16 jest wskazywana przez wskaznik 13 na przymiarze linio- wym 17. W celu zmniejszenia oporów przesuwu drazka 12 w rurze obsadowej 18, spowodowanego lepkoscia wody zwilzajacej drazek 12, w rurze obsadowej 18 znajduja sie wzdluzne otwory 14, zmniej- szajace powierzchnie stylu drazka 12 i rury obsadowej 18. Na górnym koncu drazka 12 znajduje sie zabezpieczenie 15 zapobiegajace wsunieciu drazka 12 z rury obsadowej 18 w trakcie przenoszenia i ustawiania niwelatora. Wykaz oznaczen statyw (1) spodarka (2) sruby nastawcze (3) alidada (4) libella pudelkowa (5) ramie teleskopowe (6) instrument pomiarowy (7) przeszkoda (8) dno cieku (9) linia brzegowa cieku (10) polozenie ramienia teleskopowego nad zwierciadlem wody dolnego stanowiska (11) drazek (12) wskaznik (13) wzdluzne otwory (14) zabezpieczenie (15) plywak (16) przymiar liniowy (17) rura obsadowa (18) rura oslonowa (19) stanowisko górne (SG) stanowisko dolne (SD) zwierciadlo wody (ZW) PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL