Доклад на тему:
«Инженерно-гидрометеорологическое изыскания»

1. ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ

Гидрометеорология - это наука, изучающая физические процессы и явления в атмосфере, гидросфере и на поверхности Земли. Она включает в себя изучение погоды, климата, водных ресурсов, ледников, снегового покрова, почв и других природных ресурсов. Гидрометеорологи занимаются сбором и анализом данных о состоянии окружающей среды, прогнозированием погоды и предупреждением о возможных стихийных бедствиях.

Метеорология - это наука о погоде и климате, изучающая атмосферные явления и процессы, а также их влияние на жизнь человека и окружающую среду. Метеорологи занимаются изучением погоды, ее прогнозированием, а также разработкой методов защиты от опасных погодных явлений.

Метеорология — наука о строении и свойствах земной атмосферы и совершающихся в ней физических процессах.

Гидрология — наука, изучающая природные воды, их взаимодействие с атмосферой и литосферой, а также явления и процессы, в них протекающие (испарение, замерзание и т. п.).

Международная гидрометеорологическая сеть – Совокупность технологически взаимосвязанных национальных гидрометеорологических систем, действующих на основе международных договоров.

Гидрометеорологическая служба – Совокупность организационно и технологически взаимосвязанных между собой предприятий, учреждений, центров, станций, постов, обеспечивающих выполнение комплекса работ в области метеорологии, гидрологии и других смежных областях, включая климатологию, океанологию, агрометеорологию, мониторинг состояния окружающей природной среды и ее загрязнения, в том числе ионосферы и околоземного космического пространства, и предоставление информации о состоянии окружающей природной среды, ее загрязнении и стихийных явлениях.

Гидрометеорологические характеристики - количественные оценки элементов гидрометеорологического режима, устанавливаемые по данным наблюдений путем их анализа и расчетов.

Многолетние характеристики гидрометеорологического режима - количественные характеристики (средние, наибольшие, наименьшие) или даты отдельных явлений гидрометеорологического режима, устанавливаемые по ряду наблюдений за многолетний период.

Расчетная обеспеченность гидрологической величины - нормативное значение вероятности превышения рассматриваемой гидрологической величины, принимаемое при проектировании зданий и сооружений; устанавливается в зависимости от уровня ответственности здания или сооружения.

Репрезентативность пунктов наблюдений - степень представительности того или иного пункта наблюдений в отношении изучаемого элемента гидрометеорологического режима, как с точки зрения соответствия данного места наблюдений предъявляемым требованиям, так и с точки зрения отражения условий, характерных для более или менее значительных территорий, участков водотоков или акваторий водоемов.

Степень гидрометеорологической изученности - качественный показатель, характеризующий возможность использования материалов выполненных ранее наблюдений за характеристиками гидрологического режима водных объектов и климата территории для определения гидрологических и метеорологических характеристик в расчетном створе.

Во многих странах метеорологию называют физикой атмосферы, что в большей степени соответствует её сегодняшнему значению. Значительная часть метеорологов занимается моделированием прогноза погоды, климата, исследованием атмосферы (с помощью радаров, спутников и др.). Другие работают в правительственных и военных организациях и частных компаниях, обеспечивающих прогнозами авиацию, мореплавание, сельское хозяйство, строительство, а также передают их по радио и телевидению.

2. В КАКИХ СЛУЧАЯХ НУЖНА ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЯ

Гидрометеорология нужна в следующих случаях:

• При проектировании и строительстве зданий и сооружений необходимо учитывать погодные условия, температуру, влажность, скорость ветра и другие факторы, чтобы обеспечить комфортное и безопасное проживание людей.
• В сельском хозяйстве гидрометеорологические данные используются для прогнозирования урожайности, выбора оптимальных сроков посева и уборки урожая, а также для планирования мероприятий по защите растений от неблагоприятных погодных условий.
• В транспортной отрасли гидрометеорологическая информация необходима для обеспечения безопасности дорожного движения, авиаперевозок и морских перевозок.
• В энергетике гидрометеорологические прогнозы используются для планирования и управления работой электростанций, а также для предотвращения аварий и катастроф, связанных с погодными условиями.
• В экологии гидрометеорологические наблюдения позволяют контролировать состояние окружающей среды и выявлять негативные изменения, вызванные деятельностью человека.

3. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ

Основные задачи:

• исследование состояния водной и воздушной оболочек Земли
• изучение основных взаимосвязей между компонентами климатической системы
• исследование процессов и последствий антропогенного воздействия на атмосферу и гидросферу на глобальном, региональном и локальном уровнях
• изучение опасных природных явлений
• прогнозирование состояния климатической системы на глобальном, региональном и локальном уровнях
• обеспечение хозяйственной деятельности человека
• в военном деле — гидрометеорологическое обеспечение боевых действий

4. СОСТАВ, ВИДЫ РАБОТ И НАПРАВЛЕНИЯ

Гидрометеорология делится на два основных направления: прикладная и фундаментальная. Прикладная гидрометеорология занимается изучением конкретных проблем, связанных с погодой и климатом, и разработкой методов их решения. Фундаментальная гидрометеорология исследует общие закономерности атмосферных процессов и их влияние на климат.

Состав ИГМИ включает в себя:

• анализ материалов гидрометеорологической и картографической изученности территории (акватории);
• обследование территории и (или) акватории;
• гидрометрические, гидролого-морфологические и морфометрические работы;
• наблюдения за характеристиками гидрометеорологического режима;
• ледовые исследования;
• изучение опасных гидрометеорологических процессов и явлений;
• изучение процессов русловых и пойменных деформаций рек;
• литодинамические исследования (для морей);
• отбор проб и лабораторные исследования воды и донных отложений;
• камеральная обработка материалов;
• составление технического отчета.

Состав работ в гидрометеорологии может варьироваться в зависимости от конкретной задачи и региона исследования. Однако, обычно гидрометеорологические исследования включают в себя следующие этапы:

• Сбор и анализ данных о погодных условиях, температуре, влажности, ветре и других параметрах.
• Прогнозирование погоды на основе анализа текущих данных и исторических закономерностей.
• Разработка рекомендаций по оптимизации работы различных систем (например, транспортных, энергетических) с учетом погодных условий.
• Мониторинг состояния окружающей среды и предупреждение о возможных негативных последствиях изменения погодных условий.

Выделяют несколько видов ИГМИ в зависимости от задач.

1. ИГМИ для подготовки документов территориального планирования. Проводятся для изучения гидрометеорологического режима территории, планируемой под застройку. Далее получаются материалы и данные для последующего учета гидрометеорологических условий.
2. ИГМИ для подготовки документации по планировке территории. Данный вид изысканий обеспечивает изучение гидрометеорологических условий территории. В последствии мы получаем материалы и данные для оценки территории.
3. ИГМИ для выбора площадок (трасс) строительства (обоснования инвестиций). Выполняется при отсутствии указанных объектов в документах территориального планирования и документации по планировке территории. Такие изыскания проводят для расчета экономической целесообразности инвестирования в строительство и выбора оптимального варианта местоположения строительства.
4. ИГМИ для архитектурно-строительного проектирования при подготовке проектной документации ОКС. Выполняются в 2 этапа. На первом этапе дается оценка гидрометеорологических и гидроморфологических условий площадки, получатся расчетные характеристики и составляется прогноз развития опасных гидрометеорологических процессов. Второй этап ИГМИ такого рода выполняют, если нужны дополнительные данные для уточнения расчетных характеристик или нужен контроль опасных гидрометеорологических процессов.
5. Наконец, инженерно-гидрометеорологические изыскания проводятся при строительстве и реконструкции зданий и сооружений, если строятся особо ответственные гидротехнические сооружения, либо стройка ведется в опасных природных условиях и т.д.

5. ПРИБОРЫ ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ

Для проведения гидрометеорологических наблюдений необходимы следующие приборы:

• Термометр - для измерения температуры воздуха, воды и почвы.
• Барометр - для измерения атмосферного давления.
• Анемометр - для измерения скорости ветра.
• Гигрометр - для измерения влажности воздуха.
• Осадкомер - для измерения количества осадков.
• Снегомер - для определения высоты снежного покрова.
• Пиранометр - для измерения солнечной радиации.
• Флюгер - для определения направления ветра.
• Термограф - для записи изменений температуры во времени.
• Термозонд - для измерения температуры на разных глубинах в водоемах.
• Эхолот - для определения глубины водоемов.

6. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ

Основные методы гидрометеорологии:

• полевые и экспедиционные наблюдения
• дистанционное зондирование
• численное и лабораторное моделирование

7. ОРГАНЫ УПРАВЛЕНИЯ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИМ ОБЕСПЕЧЕНИЕМ

Российские государственные органы управления гидрометеорологическим обеспечением

Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет)

Гидрометеорологическая служба Вооружённых сил Российской Федерации

Гидрографическая служба России

гидрологическую характеристику данного водного объекта.

Необходимо будет делать запросы:

• в ФГБУ «Уральское УГМС» Екатеринбурга помимо климатическим параметрам, гидрологической характеристике реки Исеть по ближайшему гидропосту.
• Отдел водных ресурсов БВУ по Свердловской области, сведения из государственного водного реестра р. Исеть в соответствии существующих форм.
• запрос в ФГБУ по рыбохозяйственной характеристике.

8. ОСОБЕННОСТИ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ РАБОТ НА РЕКАХ

Отдельного внимания заслуживают гидрометеорологические исследования при возведении мостов, причалов, ГЭС и транспортных магистралей, которые проходят через водоемы. В таком случае специалисты дополнительно изучают особенности русловых процессов, донные наносы и пр. Сотрудники исследовательской компании оценивают жидкость на наличие взвешенных частиц и анализируют изменения, которым подвержена береговая линия. В инженерно-гидрометеорологические изыскания на реках входит и изучение хоздеятельности на водоеме (судоходные маршруты, наличие промышленных стоков), а также ее воздействие на особенности окружающей среды.

Особенно пристально оценивают места разработки природных ископаемых на территории водного бассейна. Такое вмешательство в экосистему оказывает значительное влияние, что следует учитывать при проектировании.

Химический анализ водоемов позволит установить их активность по отношению к изоляции и металлическим поверхностям, что дает возможность определиться с оптимальными стройматериалами. Также исследования помогают понять, подходит ли вода для питьевых и хозяйственных целей, рассчитать граничные объемы потребления без нанесения вреда окружающей среде.

Оценка гидравлических параметров и режима рек поможет при проектировании мостов и прочих объектов, пересекающих водоем. В комбинации с анализом геологических процессов это позволит возвести прочные опоры, а также продумать защиту конструкции от трения песком.

Своевременное проведение гидрометеорологических изысканий на реках позволит оценить, с какими опасностями объект столкнется в долгосрочном периоде. Это существенно упростит дальнейшие монтажные работы и эксплуатацию строения, позволит обезопасить объект и предотвратить вероятные аварийные ситуации.

9. ЧТО ДОЛЖНА СОДЕРЖАТЬ ПРОГРАММА ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ

Программа инженерно-гидрометеорологических изысканий содержит сведения о:

1. гидрографической сети;
2. факторах гидрологического режима водных объектов и возможности проявления опасных процессов и явлений;
3. использовании водных ресурсов, водосборов, побережий, прибрежных морских зон и акватории морей;
4. наличии материалов наблюдений по постам Росгидромета, а также материалов ИГМИ прошлых лет с оценкой возможности их использования;
5. участках размещения временных постов и створов наблюдений;
6. категориях сложности природных условий;
7. методах определения гидрологических и метеорологических характеристик.

Для линейных объектов – ведомость пересечений трассой временных и постоянных водных объектов.

Результаты изысканий оформляются в виде технического отчета в соответствии с СП 47.13330.2016 и СП 482.1325800.2020 с учетом задач конкретных исследований.

10. ПОЧЕМУ ВАЖНО ПРОВОДИТЬ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ

В ряде ситуаций привлечение профильных специалистов – это обязательный этап подготовки к строительству. Необходимость проводить гидрометеорологические изыскания указана в СП 11-103-97, поэтому легально возвести некоторые объекты без проведения исследовательских работ не получится.

Согласно СП 11-103-97 п. 3.2 В соответствии с установленным порядком проектирования инженерно-гидрометеорологические изыскания проводятся для разработки:

• градостроительной документации;
• обоснований инвестиций в строительство;
• проекта строительства;
• рабочей документации.

Также услуги гидрометеорологов помогут:

• определиться с оптимальной стройплощадкой для размещения жилых и нежилых объектов любого типа (включая и линейные сооружения большой протяженности);
• разработать техническую документацию для монтажа основания, цокольного монтажа или подвального помещения с учетом уровня промерзания почвы и распространения подземных вод;
• выбрать стены оптимальной толщины и фасадные материалы, исходя из агрессивности окружающей среды;
• определиться с углом уклона кровли и ее типом
• продумать планировку балконов и окон, приняв в расчет особенности солнечной активности и доминирующие ветра;
• продумать дренажную систему;
• разработать защитные меры (это требуется, если есть определенные неблагоприятные гидрологические факторы);
• провести вертикальную планировку участка.

Все это положительно скажется на сроке службы конструкции и ее эксплуатационных характеристиках. Даже если в вашей ситуации инженерно-гидрометеорологические изыскания для строительства не являются обязательными, привлечение специалистов на предпроектной стадии позволит упростить и удешевить монтажные работы, что делает такие исследования актуальными для всех инвесторов.

11. КАКИЕ СТАДИИ ПРОХОДЯТ ВО ВРЕМЯ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ МЕСТНОСТИ И КАК ДОЛГО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЯ СОХРАНЯЕТ АКТУАЛЬНОСТЬ

На подготовительной стадии специалисты работают с документацией. На этом этапе сотрудники исследовательской компании занимаются изучением технического задания, составленного клиентом, а также изучают документы из архивов. Анализ таких сведений играет огромную роль, поскольку позволяет оценить экстремальные показатели (максимальный уровень воды, опасные природные явления и пр.), которые маловероятно зафиксировать во время полевых наблюдений.

На основе собранной информации составляется программа гидрометеорологических изысканий, выбираются оптимальные методы и приборы для проведения исследований. Во время подготовительного этапа рассчитывается смета. Цену и сроки фиксируют в контракте, поэтому клиент точно знает, когда получит требуемую техническую документацию, а также во сколько это обойдется.

Полевая стадия – это комплекс измерений, которые позволяют оценить особенности водного и климатического режимов. Для организации исследований используются исключительно сертифицированные приборы, что исключает вероятность системных сбоев и ошибок.

На камеральном этапе собранные образцы изучаются в современных лабораториях. После этого гидрометеорологи приступают к разработке технических отчетов и рекомендаций, которые помогут с монтажом прочной, надежной и долговечной конструкции.

Как долго гидрометеорология местности сохраняет актуальность?

Инвесторам нужно учитывать, что гидрометеорологические изыскания для строительства сохраняют свою актуальность в течение определенного промежутка времени. Если исследования были нацелены на анализ режима водных объектов, техническая документация может быть использована для проектирования на протяжении 2 лет. Изыскания, связанные с изучением метеорологических особенностей местности, актуальны 5 лет. После указанных временных промежутков технические отчеты требуют актуализации.

12 ПРИЛОЖЕНИЕ