7.2. Технология инженерно-гидрометеорологических изысканий

Инженерно-гидрологические изыскания для разработки проектов автомобильных дорог и мостовых переходов осуществляют в три этапа: подготовительный, полевой и камеральный. Инженерно-гидрологические изыскания проводят с учетом наличия и размещения сети опорных станций и постов гидрометеослужбы России с использованием материалов многолетних наблюдений.

В подготовительный период инженерно-гидрологических изысканий выполняют следующие работы:

изучают, анализируют и обобщают материалы гидрометеорологических изысканий, выполненных на предшествующих стадиях проектирования;

осуществляют сбор, систематизацию и обработку материалов многолетних наблюдений Гидрометеослужбы России по станциям и водомерным постам в районе проектирования объекта, которые могут быть привлечены для его гидрометеорологического обоснования. Сбору и обработке подлежат результаты многолетних наблюдений за характерными уровнями, расходами воды, скоростями течения, продольными уклонами свободной поверхности, расходами руслоформирующих наносов, толщинами снега и льда, осадками за различные интервалы времени, скоростями и направлениями ветров, ходом температур воздуха;

осуществляют изучение района изысканий на основе картографических, фондовых, литературных и архивных данных, а также материалов изысканий прошлых лет, выполненных другими организациями.

В процессе изучения этих материалов должны быть собраны сведения: о геоморфологических особенностях района изысканий; гидрологических, метеорологических условиях и размерах существующих водопропускных и других гидротехнических сооружений, характеристике и условиях судоходства и сплава, сети станций и постов Гидрометеослужбы России в районе изысканий. На основе изучения собранных материалов составляют задание и программу выполнения инженерно-гидрологических изысканий.

Состав и технология полевых инженерно-гидрологических изысканий несколько различны при традиционном и автоматизированном проектировании. Эти различия связаны, прежде всего, с объемом собираемой в поле информации и используемыми для этих целей техническими средствами. Если при традиционном проектировании сбор гидрометеорологической информации приурочен к конкретной трассе или створу (створам), то при автоматизированном проектировании в период изысканий положение трассы или конкретных створов перехода еще не известно и гидрометеорологическая информация должна быть собрана в пределах полосы размещения (варьирования) конкурентных вариантов трассы. Это обстоятельство накладывает определенные особенности на технологию и используемые технические средства сбора информации.

Однако независимо от принятой в каждом конкретном случае технологии проектно-изыскательских работ, в полевой период надлежит выполнять следующие работы:

рекогносцировочные обследования вдоль оси предполагаемой трассы либо в пределах полосы варьирования. Рекогносцировочные обследования могут быть наземными и аэровизуальными. Использование аэровизуальных обследований является обязательным при изысканиях на полосе варьирования для системного автоматизированного проектирования. Основными задачами рекогносцировочных обследований является выбор пригодных мест перехода через большие водотоки и выбор конкурентных направлений трассы с учетом гидрометеорологических особенностей района изысканий либо уточнение границ полосы варьирования при автоматизированном проектировании. В результате рекогносцировочных обследований уточняют программу и состав полевых работ;

обследование малых водосборов по всем вариантам трассы на пересечениях водотоков. При системном автоматизированном проектировании большую часть необходимой информации о водосборах получают камеральным путем с использованием аэрофотоснимков, крупномасштабных планов и цифровых моделей местности (ЦММ) на полосе варьирования. Комплекс работ, выполняемых на этой стадии, следующий: установление мест пересечений логов и малых водотоков; определение положений водоразделов и геоморфологических характеристик бассейнов; морфометрические работы; определение высоких уровней паводков прошлых лет; определение уклонов логов на расстоянии размеров ожидаемого распространения пруда и уклонов свободной поверхности на малых водотоках; определение характеристик ледохода, карчехода и образования наледей; определение характеристик формирования максимального стока на малых водосборах (залесенности, заболоченности, озерности, почвенно-грунтовых условий, искусственной зарегулированности и т.д.); выполнение топографических съемок для проектирования малых водопропускных сооружений; выявление ожидаемых изменений гидрологических и гидравлических условий в течение расчетного срока службы сооружений в результате антропогенных изменений характеристик водосборов; обследование существующих искусственных сооружений;

гидрологические обследования больших и средних водотоков. В ходе изысканий больших и средних мостовых переходов через водотоки выполняют следующий комплекс полевых работ: установление рациональных вариантов трассы мостовых переходов с учетом судоходства, лесосплава, ледохода и карчехода; разбивку и съемку морфостворов и гидростворов, размещаемых, как правило, по оси перехода; проведение краткосрочных водомерных наблюдений для установления связи уровней по оси перехода с опорным водомерным постом с длительным периодом непрерывных наблюдений; измерение уклонов свободной поверхности, скоростей течения и расходов; определение уровней исторических паводков по следам на местности и путем опроса старожилов; сбор данных по судоходству, лесосплаву, волнообразованию, ледоходу и карчеходу; сбор данных по характеристикам руслового процесса; выполнение топографических и русловых съемок для проектирования подходов, мостов, регуляционных и укрепительных сооружений; выявление ожидаемых изменений гидрологических, гидравлических и русловых условий в течение расчетного срока службы мостового перехода; обследование существующих искусственных сооружений, расположенных вблизи проектируемого мостового перехода.

Следует иметь в виду, что при системном автоматизированном проектировании гидрометеорологическую информацию о больших и средних водотоках собирают в переделах довольно широкой полосы варьирования при отсутствии конкретных створов перехода. Поэтому в таких случаях обязательным является использование высокопроизводительных и точных методов сбора информации: аэрокосмических съемок различного назначения; методов аэрогидрометрии; наземной стереофотограмметрии; электронной тахеометрии; цифровой фотограмметрии; лазерного сканирования; наземно-космических съемок с использованием систем спутниковой навигации «GPS», ультразвукового эхолотирования и т.д.

В камеральный период выполняют следующий комплекс работ:

обработка результатов обследования малых водосборов;

подготовка крупномасштабных планов и ЦММ малых водосборов;

определение расчетных максимальных расходов и объемов стока ливневых и талых вод, а при автоматизированном проектировании - расчетных гидрографов стока;

обработка материалов водомерных, морфометрических и гидрометрических работ с построением водомерных графиков, кривых связей уровней и расходов, продольных профилей реки, морфостворов, кривых скоростей и расходов, планов течений и траекторий судов и т.д.;

определение характерных уровней воды и расходов расчетной вероятности превышения;

определение характеристик судоходства, лесосплава, ледохода и карчехода;

определение характеристик руслового процесса (тип руслового процесса, количественные показатели, измеренные расходы наносов и т.д.);

обработка результатов обследований существующих искусственных сооружений;

подготовка крупномасштабных планов и ЦММ при автоматизированном проектировании.