Тема 4.2. Склад інженерно-гідрометеорологічних робіт.

4.2.2. Збір матеріалів гідрометеорологічної вивченості

4.2.4. Гідрологічні і метеорологічні спостереження

4.2.5 Камеральна обробка отриманих матеріалів

До складу інженерно-гідрометеорологічних вишукувань входять:

збір, аналіз і узагальнення матеріалів гідрометеорологічної і картографічної вивченості території;

рекогносцировочне обстеження району вишукувань;

спостереження за характеристиками гідрологічного режиму водних об'єктів і клімату, а також епізодичні роботи по їх вивченню;

вивчення небезпечних гідрометеорологічних процесів і явищ;

камеральна обробка матеріалів з визначенням розрахункових гідрологічних та метеорологічних характеристик;

складання технічного звіту (висновку).

Необхідність виконання окремих видів робіт, їх спрямованість, а також детальність і склад характеристик, що визначаються, встановлюються програмою інженерно-гідрометеорологічних вишукувань залежно від виду і призначення споруд, їх рівня відповідальності, стадії проектування, а також гідрологічних і кліматичних умов району (майданчика, траси) будівництва та ступеню їх вивченості.

При визначенні складу інженерних вишукувань для трас лінійних споруд додатково слід враховувати:

напрямок траси по відношенню до водного об'єкта;

кількість водних об'єктів, що перетинаються трасою;

групи складності переходів через водні об'єкти та особливості гідролого-морфологічної характеристики водних об'єктів.

При інженерно-гідрометеорологічних вишукуваннях за потребою виконуються спеціальні дослідження, які забезпечують вивчення:

мікрокліматичних умов;

умов розсіювання шкідливих речовин і забруднення атмосферного повітря;

особливостей гідравлічного режиму ділянок річок, водосховищ та нижніх б'єфів;

характеристик руслових і заплавних деформацій річок, водноерозійної діяльності та яружно-балкової мережі;

переробки берегів водосховищ, динаміки прибережної зони морів;

водного балансу річок, озер, водосховищ, підтоплюваних (осушуваних) територій;

умов формування стоку на еталонних басейнах і ділянках річок;

гідрофізичних і льодовотермічних умов водойм і водостоків;

особливостей гідробіологічного і гідрохімічного режимів річок, озер, водосховищ;

вплив екологічно небезпечних споруд на водну екосистему.

Об'єми інженерно-гідрометеорологічних вишукувань встановлюються програмою вишукувальних робіт в залежності від:

особливостей гідрологічного режиму водного об'єкта і його лінійних розмірів;

складу характеристик, необхідних для обґрунтування проектних рішень, детальності їх вивчення і способів визначення;

типа і компонування проектованих споруд;

умов організації вишукувальних робіт.

4.2.2. Збір матеріалів гідрометеорологічної вивченості

Робота по збору, аналізу і узагальнену матеріалів гідрометеороло¬гічної та картографічної вивченості починається після прийому до виконання технічного завдання замовника і продовжується на протязі усього польового періоду.

Збору й аналізу підлягають:

матеріали гідрометеорологічних спостережень, включаючи отримані на їх основі узагальнення і розрахункові характеристики;

матеріали вишукувань минулих років;

відомості про екстремальні значення гідрометеорологічних характеристик;

відомості про наявність та характер прояву небезпечних гідрометеорологічних процесів і явищ;

великомасштабний картографічний матеріал, матеріали аерокосмічних зйомок різних років та повторних топографічних зйомок, лоцманські карти;

відомості про режим експлуатації проектованих та існуючих гідротехнічних споруд;

відомості про взаємний вплив гідрометеорологічних умов та споруд, що експлуатуються;

відомості про судноплавство та найбільший висотний габарит суден, лісосплав, корчехід тощо.

При зборі інформації слід використовувати:

періодичні видання водного кадастру (у тому числі видання колишнього Радянського Союзу): Государственного водного кадастра, Научно-прикладной справочник по климату, а також Справочник Государственного фонда данных о состоянии природной среды та матеріали вишукувань минулих років;

дані архівів на магнітних носіях АІС ДВК (автоматизованої інформаційної системи Державного водного кадастру);

науково-технічну літературу,

архівні матеріали, що містять відомості про екстремальні гідрометеорологічні явища (великі повені, вітри тощо);

великомасштабний картографічний матеріал, топографічні зйомки, а також матеріали аерофотозйомок різних років;

відомості, отримані на основі опитування місцевих жителів, про гідрометеорологічні явища, які вони спостерігали, з екстремальними характеристиками;

опубліковані фондові матеріали різних організацій і відомств по забрудненню водного і повітряного середовища.

Отримані в результаті збору, аналізу і узагальнення матеріали гідрометеорологічних спостережень слід використовувати для:

оцінки ступеню гідрометеорологічної вивченості території;

встановлення у програмі інженерних вишукувань складу і об'ємів робіт;

попереднього вибору способів отримання потрібних розрахун¬кових характеристик і репрезентативної станції (поста)-аналога;

розрахунку гідрологічних і метеорологічних характеристик.

Вибір репрезентативних гідрологічних станцій (постів) - аналогів слід проводити з урахуванням:

однорідності умов формування стоку;

подібності кліматичних умов;

факторів, що спотворюють величину природного річкового стоку (регулювання стоку, скиди, водозабори тощо).

Вибір репрезентативних метеорологічних станцій (постів) -аналогів слід виконувати з урахуванням:

місцерозташування станції в однорідних фізико-географічних умовах (рельєф, підстеляюча поверхня, зволоження, склад ґрунтів);

захищеності метеомайданчика, характеру забудови оточуючої території, відповідності підстеляючої поверхні на метеомайданчику ландшафту оточуючої місцевості;

радіуса репрезентативності станції у відношенні того або іншого метеорологічного елемента.

Для майданчиків будівництва, розташованих у гірських районах, вибір репрезентативних метеорологічних станцій (постів) слід проводити з урахуванням:

висоти над рівнем моря,

експозії гірських схилів,

положення відносно дна долини.

За наявності в районі будівництва мікрокліматичних особливостей вибір репрезентативної метеорологічної станції, як правило, здійснюється на основі співставлення даних короткочасних спостережень, що виконані в період проведення інженерних вишукувань, з даними найближчих метеорологічних станцій.

При визначенні репрезентативності гідрометеорологічних станцій і постів, розташованих на узбережжях морів, озер та водосховищ слід враховувати:

орієнтацію берега відносно країн світу і переважаючого напрямку вітру;

розчленованість берегової лінії і глибину врізу в суходіл частини водойми, що розглядається;

гідрографічну характеристику прибережної частини водойми;

наявність островів або штучних споруд на акваторії і в прибережній зоні.

Ступінь гідрологічної і метеорологічної вивченості території слід встановлювати з урахуванням (або відсутністю) репрезентативного поста (станції).

Залежності від ступеня вивченості території і рівня відповідальності проектованої споруди в програмі інженерних вишукувань встановлюється необхідність організації спостережень за елементами гідрометеорологічного режиму і здійснюється попередній вибір способів визначення потрібних розрахункових характеристик.

Число пунктів спостережень на об'єкті будівництва слід встановлювати з урахуванням:

особливостей формування гідрологічного режиму і клімату;

просторової мінливості елементів режиму, що вивчаються, і протяжності досліджуваної ділянки;

схеми компонування проектованих споруд в межах ділянки вишукувань;

вимог до достовірності розрахункових характеристик.

4.2.3. Рекогносцировочне обстеження

Рекогносцировочне обстеження виконується при інженерно-гідрометеорологічних вишукуваннях на першому етапі польових робіт і проводиться незалежно від ступеня вивченості території.

Для великих об'єктів, або для об'єктів, у складних природних умовах, які потребують додаткової інформації для складання програми інженерних вишукувань, допускається проведення рекогносцировочного обстеження у підготовчий період.

Результати рекогносцировочного обстеження, отримані в процесі інженерних вишукувань, використовують для рішення наступних завдань:

виявлення ділянок (зон) рояву небезпечних ідрометеорологічних процесів і явищ;

попереднього районування траси (при великій протяжності) за гідрометеорологічними умовами і вибору еталонних ділянок;

вибору найбільш сприятливого за гідрометеорологічними умовами варіанту майданчика будівництва (напрямку траси) споруди;

вибору водного об'єкта або його ділянки з метою водокористування;

вибору місць розташування гідрометричних створів і постів (пунктів) гідрологічних і метеорологічних спостережень;

встановлення міток максимальних рівнів води за слідами минулих паводків;

уточнення гідравлічних характеристик русел річок та заплавних ділянок для розрахункових створів.

Рекогносцировочне обстеження проводиться, як правило, з використанням картографічних матеріалів, у тому числі матеріалів аерокосмічних зйомок, лоцманських, землевпорядних карт і планів.

При рекогносцировочному обстеженні, у разі потреби, виконуються окремі види інструментальних геодезичних і гідрометричних робіт: вимірювання окремих витрат води, відбір проб для хімічного і бактеріологічного аналізів, нівелювання міток високих вод, повздовжніх похилів води і поперечних профілів русла річки, її долини тощо.

4.2.4. Гідрологічні і метеорологічні спостереження

Спостереження за характеристиками гідрологічного режиму водних об'єктів і метеорологічними елементами передбачаються у складі інженерно-гідрометеорологічних вишукувань у разі їх проведення на недостатньо вивченій або невивченій у гідрологічному та метеорологічному відношенні території.

Спостереження за режимом річок в умовах достатньої гідрологічної вивченості виконують:

при вивченні складних гідрометеорологічних процесів (руслові процеси, селі тощо), які визначають умови розміщення об'єкта будівництва;

при детальному вивченні характеристик гідрологічного режиму, що не підлягають переносу по довжині річки (льодові умови, швидкість течії тощо);

при інженерних вишукуваннях для проектування відповідальних гідротехнічних споруд, розміщення яких у руслі річки потребує детальної оцінки гідрологічних умов у конкретному створі або на ділянці основних споруд.

Проведенню спостережень повинна передувати організація на об'єкті вишукувань гідрологічної або метеорологічної мережі, яка складається з пунктів спостережень і пристроїв, що забезпечують виконання робіт.

Спостереження за характеристиками гідрологічного режиму і клімату слід проводити за єдиною методикою, встановленій нормативними та методичними документами.

Склад гідрологічних і метеорологічних спостережень визначається у залежності від виду споруди, для якої виконуються інженерні вишукування, ступеню вивченості гідрологічного режиму водного об'єкта і кліматичних умов території.

До складу робіт, що виконуються при гідрологічних спостереженнях, як правило, включають вимірювання:

рівнів води;

похилів водної поверхні;

витрат води і визначення залежності між витратами і рівнями;

витрат завислих і донних наносів.

У ряді випадків у складі інженерних вишукувань додатково передбачають:

вимірювання швидкостей і напрямків течії води;

визначення коефіцієнтів шорсткості русла і заплави;

вивчення гідрохімічного режиму;

вивчення температурного режиму;

вивчення льодового режиму і явищ;

вивчення руслових процесів (деформацій русла і заплави);

вивчення хвильового режиму;

спостереження за прозорістю і кольором води.

До основних метеорологічних спостережень, що виконуються у складі інженерно-гідрометеорологічних вишукувань, відносяться спостереження за:

атмосферним тиском,

температурою і вологістю повітря;

швидкістю і напрямком вітру;

температурою на поверхні ґрунту і станом поверхні ґрунту;

атмосферними опадами;

хмарністю,

метеорологічною видимістю,

атмосферними явищами;

сніговим покривом.

За необхідності до складу метеорологічних спостережень включають спеціальні роботи, до яких відносяться спостереження за:

сонячною радіацією,

випаруванням з водної поверхні,

згінно-нагонними явищами і сейшами,

вивчення динаміки водних мас,

термічного режиму.

При виконанні метеорологічних спостережень слід дотримуватись таких правил:

терміни і встановлений порядок проведення спостережень;

фіксування того, що сам спостерігач бачив;

дані про небезпечні метеорологічні явища можуть бути доповнені за відомостями очевидців, при цьому слід вказувати джерело, з якого вони отримані;

перед початком спостережень проводиться огляд приборів і апаратури;

якщо немає заміни зіпсованому приладу, можна вести спостереження другими менш точними приладами, але обов'язково відмітити, як такі спостереження отриманні;

на метеомайданчику повинна зберігатися природна підстеляюча поверхня території, яка оточує станцію.

Для повсякденної роботи на станції (посту) спостерігач повинен використовувати атлас хмар, психрометричні таблиці, методичні вказівки та інструкції до метеорологічних спостереженнях, мати сертифікати приладів і таблиці поправок до приладів.

Порядок проведення вимірювань і спостережень за метеорологічними елементами (характеристиками) слід виконувати згідно з вимогами (Наставления Госкомгидромета вып. З, ч. 1 та вып. 2, ч.І).

Тривалість спостережень при інженерно-гідрометеорологічних вишукуваннях повинна визначатись часом, необхідним для встановлення з достатньою достовірністю кореляційних зв'язків між характеристиками, що вивчаються, отриманими за період одночасних спостережень на майданчику будівництва та на опорному посту-аналогу.

4.2.5 Камеральна обробка отриманих матеріалів

На заключному етапі гідрометеорологічних вишукувань проводиться камеральна обробка отриманих матеріалів, яка містить:

остаточну обробку матеріалів спостережень, які виконані за період інженерних вишукувань (первинна обробка матеріалів спостережень проводиться у польових умовах);

приведення коротких рядів спостережень до багаторічного періоду;

визначення розрахункових гідрологічних (метеорологічних) характеристик для обґрунтування проектних рішень;

оцінку гідрометеорологічних умов території (траси) будівництва.

Визначення розрахункових значень основних гідрологічних характеристик режиму річок слід виконувати у відповідності звимогами СНиП.01.14-83 "Определение расчетных гидрологических характеристик", та інших нормативно-методичних документів.

Визначення величини розрахункової характеристики, яка має імовірний характер, здійснюється на основі щорічної імовірності перевищення (забезпеченості) цієї величини; для процесів у ролі розрахункової характеристики приймається оцінка прогнозного розвитку даного процесу на кінець розрахункового періоду.

Значення розрахункових імовірностей встановлюється будівельними нормами і правилами по проектуванню окремих видів споруд з урахуванням їх надійності при експлуатації, яка визначається рівнем відповідальності і міститься в технічному завданні на інженерні вишукування.

Характеристики небезпечних гідрометеорологічних процесів і явищ повинні встановлюватись на основі:

статистичних методів оцінки - для процесів і явищ, що мають імовірний характер прояву;

прогнозу їх розвитку - для постійно діючих односпрямованих процесів.