ВСН 34.3-89/ Минэнерго СССР Инженерно-геологические изыскания для гидротехнического строительства. Часть III.

ВСН 34.3-89

_______________

Минэнерго СССР

ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ

ИНЖЕНЕРНО-ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ

ДЛЯ ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

Дата введения 1989-07-01

РАЗРАБОТАНЫ объединением "Гидропроект" имени С.Я.Жука Министерства энергетики и электрификации СССР

Руководитель темы к. т. н. Я.Л.ГОТЛИБ

ВНЕСЕНЫ объединением "Гидропроект" имени С.Я.Жука Минэнерго СССР

ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ Государственным проектно-изыскательским объединением "Энергопроект" Минэнерго СССР

СОГЛАСОВАЛИ: 1. Госстрой СССР 23 марта 1989 г. № АЧ 948-8

2. Госкомгидромет СССР 31 января 1989 г. № 10-74/81

УТВЕРЖДЕНЫ приказом Министерства энергетики и электрификации СССР от 26 мая 1989 г. № 98а

ВВОДЯТСЯ ВПЕРВЫЕ

Настоящие нормы устанавливают требования к составу и объемам инженерно-гидрометеорологических изысканий, выполняемых для обоснования отраслевых и территориальных схем развития и размещения предприятий, разработки технико-экономического обоснования строительства и на стадиях проекта и рабочей документации при проектировании и строительстве гидравлических и гидроаккумулирующих электростанций (ГЭС и ГАЭС). Настоящие нормы обязательны для всех организаций, учреждений и предприятий Минэнерго СССР.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Инженерно-гидрометеорологические изыскания для строительства ГЭС и ГАЭС должны выполняться в соответствии с требованиями действующих строительных норм и правил Госстроя СССР, нормативно-технических актов Государственного комитета СССР по гидрометеорологии (Госкомгидромет СССР), настоящих ВСН, а также других нормативных документов по инженерным изысканиям, утвержденных или согласованных Госстроем СССР.

1.2. Производство стационарных и эксплуатационных работ при инженерно-гидрометеорологических изысканиях осуществляется с разрешения территориальных или республиканских управлений по гидрометеорологии Госкомгидромета СССР.

1.3. Выполнение стандартных метеорологических и гидрологических наблюдений и работ при инженерных изысканиях осуществляется в соответствии с наставлениями, руководствами и другими руководящими документами Госкомгидромета СССР.

1.4. Инженерно-гидрометеорологические изыскания для строительства ГЭС и ГАЭС выполняются на основании технического задания, программы работ и сметы.

Техническое задание на производство гидрометеорологических изысканий определяет задачи изысканий и состав необходимых для их решения гидрометеорологических материалов. Оно должно содержать краткую характеристику проектируемых сооружений и их размещения, сроки проведения работ и выдачи материалов.

Техническое задание составляется главным инженером проекта при участии куратора гидрологических работ объекта с учетом замечаний экспертизы по предыдущей стадии проектирования.

1.5. Состав, объем, сроки выполнения и методика инженерно-гидрометеорологических изысканий обосновываются в программе работ, составляемой на основании технического задания и настоящих норм с учетом состава, компоновки, условий строительства и режима эксплуатации проектируемых сооружений, стадии проектирования, сведений о районе работ и гидрометеорологической изученности. К программе прилагаются схемы района проектируемых сооружений и участков намечаемых гидрометеорологических работ. Программа является основным документом для установления объемов работ и составления смет. Программа составляется куратором (руководителем) инженерно-гидрометеорологических работ по объекту.

1.6. Сметная стоимость инженерно-гидрометеорологических изысканий определяется по Сборнику цен на изыскательские работы для капитального строительства (Стройиздат, 1982 г.), действующему прейскуранту цен в соответствии с Инструкцией о порядке составления смет на проектирование и изыскательские работы для строительства (Стройиздат, 1973 г.).

1.7. Основные гидрометеорологические наблюдения следует проводить непрерывно, включая периоды между стадиями проектирования.

1.8. Инженерно-гидрометеорологические изыскания выполняются с применением прогрессивных методов работ, современных приборов и оборудования, с соблюдением требований государственных стандартов, норм, правил и инструкций по охране труда и технике безопасности.

1.9. Контроль за полнотой и качеством материалов инженерно-гидрометеорологических изысканий осуществляется гидрологическими службами отделений, филиалов, экспедиций и партий Гидропроекта, а также службами отделений, филиалов, экспедиций и партий Гидропроекта, а также органами Госкомгидромета СССР.

1.10. По материалам гидрометеорологических изысканий составляются ежегодные технические отчеты и отчеты о специальных исследованиях: ледотермических, русловых, гидравлических и др. Отчеты подлежат сдаче в территориальные отделы Государственного фонда данных о состоянии природной среды Госкомгидромета СССР.

1.11. Состав и объем инженерно-гидрометеорологических изысканий для проектирования линейных сооружений (железные и автомобильные дороги, линии электропередачи и связи, магистральные каналы, водопроводы, нефтепродуктопроводы и др.) в настоящих ВСН не рассматриваются и регламентируются действующими СНиП, инструкциями и ведомственными строительными нормами, согласованными Госстроем СССР.

2. ИЗЫСКАНИЯ ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ СХЕМЫ РАЗМЕЩЕНИЯ ГЭС И ГАЭС

2.1. Схема размещения ГЭС и ГАЭС имеет целью определить возможности использования водотоков, установить разбивку реки на ступени, определить технико-экономические показатели и очередность строительства.

2.2. Задачей инженерно-гидрометеорологических изысканий для составления схемы является получение исходных данных для обоснования гидрологической части схемы. В гидрологической части схемы должны быть освещены:

гидрография реки и ее бассейна с приложением продольного профиля и графика нарастания площади водосбора;

климатическая характеристика;

уровенный режим и уклоны водной поверхности;

сток воды; среднегодовые расходы; объемы половодья и паводков; максимальные и минимальные расходы. При рассмотрении каскада ГЭС определяется боковая приточность между гидроузлами;

характеристика твердого стока;

сведения о ледовом и термическом режиме;

водный баланс крупных озер, входящих в речную систему (для случаев, когда они оказывают существенное влияние на гидрологический режим).

2.3. При составлении гидрологического обоснования схемы используются, в основном, результаты выполненных ранее наблюдений на сети Госкомгидромета и др. ведомств, а также проведенные ранее проектные проработки.

2.4. Для уточнения имеющихся материалов проводится рекогносцировочное обследование и выполняется минимальный объем гидрометеорологических изысканий, состав которых определяется особенностями режима реки и изученностью, а также типом намечаемых сооружений.

3. ИЗЫСКАНИЯ ДЛЯ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО ОБОСНОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ГЭС И ГАЭС

3.1. Технико-экономическое обоснование (ТЭО) или технико-экономические расчеты (ТЭР) строительства ГЭС и ГАЭС, как правило, разрабатывается на основе "Схемы развития и размещения отрасли "Электроэнергетика", утвержденной Минэнерго СССР по согласованию с Госпланом СССР. В ТЭО (или в ТЭР) должна быть обоснована экономическая целесообразность строительства ГЭС и ГАЭС и определена расчетная стоимость строительства. Так как состав инженерно-гидрометеорологических изысканий, проводимых для ТЭР строительства ГЭС и ГАЭС, идентичен составу работ, намечаемых для ТЭО этих сооружений, то в последующем ограничиваемся освещением работ только для ТЭО строительства гидроэнергетических объектов. При этом в ТЭО ГЭС разрабатываются вопросы комплексного назначения объекта, должен быть выбран участок строительства, определены НПУ и основные параметры гидроузла, ны создаются на реке;

определение гранулометрического и минералогического состава взвешенных наносов, поступающих в бассейны ГАЭС. Отбор проб производится на входных створах в бассейны в характерные фазы половодья или наибольшего паводка на водотоках, на которых расположены бассейны (не менее 6 проб в год);

отбор проб и выполнение анализа химического состава воды водотоков, на которых будут размещены бассейны ГАЭС;

ежедневные наблюдения за температурой воды на водотоках, на которых будут размещены бассейны ГАЭС;

наблюдения за осенним и весенним ледоходами с измерениями расходов шуги и льда на этих водотоках;

наблюдения за образованием зажоров и заторов на водотоках, на которых будут размещены бассейны ГАЭС;

наблюдения за образованием внутриводного льда;

измерения толщины льда на этих водотоках.

При отсутствии в районе размещения ГАЭС метеостанции Госкомгидромета СССР на открытом ровном берегу бассейна ГАЭС оборудуется метеостанция.

5. ИЗЫСКАНИЯ, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ В СОСТАВЕ РАБОЧЕЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

5.1. В период разработки рабочей документации ниженерно-гидрометеорологические изыскания проводятся в целях:

получения материалов для решения вопросов, связанных с уточнением компоновки сооружений гидроузла и их проектированием в условиях, изменившихся в результате стеснения русла гидравлических условий потока. Для этого проводится изучение гидравлических характеристик, процессов деформации русла, ледовых условий потока в районе основных сооружений гидроузла;

организации работ по перекрытию русла реки, пропуску строительных расходов воды, льда и шуги через временные и строящиеся сооружения. В районе гидроузла и на входном створе выполняются:

наблюдения за уровнями воды,

измерения расходов воды,

изучение ледовых условий;

составления плана эксплуатации гидроузла, получения материалов, необходимых для проверки и уточнения разработанных в проекте прогнозов изменения гидравлических условий, режима уровней, стока, термических и ледовых условий, твердого стока, русловых деформаций, метеорологических условий, а также для учета влияния этих изменений на режим эксплуатации гидроузла.

5.2. В зависимости от особенностей гидрологического режима реки, климатических условий, типа и компоновки строящихся сооружений, состав и объем необходимых работ на стадии рабочей документации может быть весьма различен. В частности, существенное значение имеют: наличие, размеры и расположение водосбросных и водопропускных устройств плотины и гидроэлектростанции, судоходных устройств, степень стеснения потока перемычками, ограждающими котлованы, условия пропуска расходов воды, льда и шуги в период строительства, порядок перекрытия русла, начального наполнения водохранилища, гидроледотермического режима нижнего бьефа при наполнении водохранилища и в меняющемся при этом районе выклинивания подпора.

5.3. В районе основных сооружений гидроузла выполняются:

наблюдения за уровнями воды на участках основных и временных сооружений;

измерения расходов воды в русле, протоках и пойме в районе створа сооружений;

измерения расходов воды на притоках, впадающих в районе створа сооружений;

изучение скоростей и направлений течений в районе створа гидроузла с детализацией на участках перемычек строящихся сооружений и интенсивных русловых деформаций. Количество измерений определяется в зависимости от гидрологических условий района строительства с тем, чтобы детально осветить изменения скоростей, особенно для тех случаев, когда скорости близки к размывающим величинам;

наблюдения за режимом наносов и деформациями русла.

В районе строящихся основных сооружений измеряются расходы взвешенных наносов и производятся промеры русла и съемки берегов до бровок.

При размываемых руслах промеры выполняются 3 раза в год, при неразмываемых - 1 раз в год в межень. Пробы грунта при промерах отбираются в русле через 1/10 ширины потока. Все пробы визуально описываются, а по 30% проб производится механализ.

На участке потока, стесненного временными сооружениями, выполняется такой же объем промеров русла и проводятся наблюдения за устойчивостью откосов временных сооружений;

изучение ледового и зимнего термического режима:

ежедневные измерения температуры воды с повышенной точностью на постоянной термовертикали в осенне-зимний переходный период, при ледоставе (в свободной ото льда части потока) и весенне-переходный период.

С началом наполнения водохранилища наблюдения проводятся круглогодично в приплотинной части водохранилища,

поперечные терморазрезы по термоствору в приплотинной части водохранилища проводятся 1 раз в месяц круглогодично с начала наполнения водохранилища. Постоянная термовертикаль, на которой проводятся ежедневные наблюдения, должны размещаться на этом термостворе,

ежедневные наблюдения за осенним и весенним ледоходами,

ежедневные измерения расходов шуги и льда в переходные периоды. При внутрисуточных изменениях расходы шуги и льда измеряются учащенно,

наблюдения за образованием внутриводного льда проводятся в осенне-зимний переходный период ежедневно в районе сооружений, а при ледоставе - в полынье на стесненном перемычками участке русла 1 раз в пять дней,

зимние маршрутные обследования ледовой обстановки на 15-километровом участке, примыкающем к основным сооружениям (7,5 км вверх от створа плотины и 7,5 км вниз от створа плотины), проводятся 3 раза в период ледостава - после установления прочного ледяного покрова, при максимальной толщине льда и перед началом периода ослабления прочности льда весной,

ледомерные съемки участка реки в районе сооружений - 3 раза в период ледостава,

определение прочностных характеристик льда - 1 раз в месяц. В переходные периоды частота определений устанавливается с учетом особенностей процесса образования и разрушения ледяного покрова;

отбор проб воды и производство их химического анализа (7-10 проб в год);

ежемесячный отбор проб воды на бактериологический анализ.

5.4. Гидрологические работы при предварительном сжатии русла перемычками включают:

наблюдения за уровнями воды на водпостах, действующих в бытовых и в строительных условиях, а также на вновь открываемых водомерных постах на оголовке продольной перемычки и средней ее части, на нижней оконечности продольной перемычки на береговых примыканиях верховой и низовой перемычек;

определение приточных расходов воды в створе, расположенном выше сооружения;

измерение скоростей и направления течения на участке строитeльства основных сооружений в различные фазы гидрологического режима и при разном стеснении русла реки строящимися сооружениями;

наблюдения за деформациями русла на участке основных сооружений, выше и ниже него, где возможны размывы и намывы;

наблюдения за пропуском шуги и льда и ледовыми условиями на этих же участках.

5.5. В период перекрытия русла реки выполняются:

наблюдения за режимом уровня на всех действующих водпостах района основных сооружений, а также в верхнем и нижнем бьефах банкета перекрытия. При двухбанкетной схеме перекрытия в бьефах перемычек котлована 1 очереди, в верхнем и нижнем бьефах строящихся основных сооружений, на которые будет переключаться расход воды при перекрытии, на входе и выходе строительного туннеля или канала, в затапливаемом котловане;

при затоплении котлованов - наблюдения за образованием проранов и интенсивностью их разборки или размыва - шириной и площадью водного сечения;

измерения приточных расходов воды, наблюдения за переключением расходов воды из основного русла на сооружения. Определение расходов воды, проходящих через перекрываемый проран и на водоотводящем тракте;

измерения скорости течения в подходном створе, на оси банкета и в нижнем бьефе перекрываемого русла, в проранах верховой и низовой перемычек;

установление деформаций русла в створе перекрытия, в бьефах перекрываемого створа.

5.6. В верхнем бьефе строящегося гидроузла выполняются:

наблюдения за уровнем воды на основной реке и притоках в зоне создаваемого водохранилища;

измерения расходов воды на входных створах на основной реке и притоках;

измерения расходов взвешенных наносов на входных створах основной реки и притоков;

съемки русла на участке выклинивания подпора от ГЭС-1 раз в год в межень. Отбор проб грунтов дна производится через 1/10 ширины реки. Выполняется описание всех проб, а по 30% проб производится механический анализ;

наблюдения за осенним и весенним ледоходами в районе входного створа в водохранилище с измерениями расходов льда-шуги;

наблюдения за образованием заторов и зажоров в районе выклинивания подпора от ГЭС и за их смещением по водохранилищу;

круглогодичные наблюдения за метеорологическими элементами, а в малоизученных районах наблюдения на испарительных бассейнах с целью изучения испарения с водной поверхности.

5.7. В нижнем бьефе гидроузла выполняются:

наблюдения за уровнями воды от ГЭС и ниже по течению в пределах района, где изменения уровенного режима в результате регулирования будут существенными;

ежегодные съемки русла на участке предполагаемых русловых деформаций. Пробы грунта дна отбираются при съемках через 1/10 ширины реки. Все пробы описываются, а по 30% проб выполняется механализ;

наблюдения с повышенной точностью за температурой воды на участке от ГЭС до расчетного положения профиля стабилизации кромки ледяного покрова в условиях регулирования:

наблюдения на постоянной вертикали в нижнем бьефе ГЭС (у выхода из турбин),

поперечные термические разрезы в 3-5 створах, равномерно размещенных по длине участка ГЭС - профиль нулевых температур,

продольные термические разрезы;

наблюдения за осенним и весенним ледоходами на участке продвижения кромки льда с измерением расходов льда и шуги;

наблюдения за формированием зажоров и заторов и формированием ледяного покрова. При необходимости на участке наблюдений организуется сеть временных водпостов;

зимние маршрутные обследования на участке сформировавшегося ледяного покрова - три раза в течение зимнего периода;

ледомерные съемки (или обмеры зажорных участков). Проводятся три съемки в течение зимнего периода.

5.8. На участках размещения водозаборов и выхода каналов (деривационных, оросительных, водопроводящих) выполняются:

измерения распределения расходов воды между основным руслом, протоками и поймой;

измерения скорости и направления течения основного русла, проток и пойм в трех створах, расположенных в районе водозаборных сооружений и выхода канала. На каждом створе производится 3-4 серии измерений в различные фазы половодья или наибольшего паводка;

измерения расходов взвешенных и влекомых по дну наносов. Количество расходов должно быть достаточно для подсчета твердого стока;

съемки русла реки. При устойчивом русле - выполняется 1 съемка в год после половодья или наибольшего дождевого паводка. При размываемом русле промеры выполняются 3-4 раза. Пробы грунта дна при промерах отбираются через 1/10 ширины русла;

ежегодные измерения температуры воды с повышенной точностью в осенний и весенний переходные периоды;

наблюдения над осенним и весенним ледоходами;

ежедневные наблюдения за образованием внутриводного льда в период осеннего ледохода;

ежедневные измерения расходов льда и шуги в период осеннего и весеннего ледоходов. При резких внутрисуточных изменениях густоты ледохода измерения производятся учащенно;

зимние маршрутные обследования ледовой обстановки - 3 раза в течение зимнего периода;

ледомерные съемки на участке размещения водозаборов и выхода каналов - 3 раза за зимний период;

отбор проб воды и производство химического и бактериологического анализов в соответствии со специальными нормативными документами;

метеорологические наблюдения при отсутствии наблюдений на сети Госкомгидромета СССР.

5.9. На стадии рабочей документации гидроаккумулирующей электростанции выполняются:

наблюдения за уровнями воды в районе входных створов при размещении бассейнов ГАЭС на водотоках. С началом заполнения бассейнов организуются также наблюдения за уровнем воды у водозаборов и водоприемников ГАЭС;

измерения расходов воды на участках входного створа низового бассейна ГАЭС и в нижнем бьефе низового бассейна;

измерение расходов взвешенных наносов на входном створе низового бассейна, если бассейн расположен на реке;

промеры низового и верхового бассейна 1 раз в 3 года;

измерения скорости и направлений течений в бассейнах ГАЭС. Измерения проводятся при работе ГАЭС в режиме наполнения и сразу после наполнения. Ежегодно проводятся 3 серии. Если нижним (низовым) бассейном является водохранилище ГЭС, наблюдения на нем не проводятся;

наблюдения за температурой воды в соответствии с режимом работы ГАЭС - у водозаборов, у водоприемников, на постоянных вертикалях верхового и низового бассейнов;

терморазрезы в верховом и низовом бассейнах ГАЭС - 1 раз в 10 дней в осенне-зимний, зимний и зимне-весенний периоды;

наблюдения за толщиной льда на откосах и размерами ледяной призмы в верховом и низовом бассейнах - 1 раз в 5 дней. Если низовым бассейном является водохранилище ГЭС, наблюдения не проводятся;

наблюдения за толщиной льда на акваториях бассейнов - 1 раз в 5 дней;

наблюдения за шириной разломной зоны 1 раз в 5 дней (на верховом и низовом бассейнах);

метеорологические наблюдения, если в районе размещения ГАЭС отсутствует метеостанция Госкомгидромета СССР. На крупных ГАЭС, даже при наличии в районе ГАЭС метеостанции, образуется пункт наблюдений на верховом бассейне за следующими элементами:

температурой и влажностью воздуха,

скоростью и направлением ветра,

облачностью,

осадками;

непрерывные наблюдения за температурой воды в подводящем канале или у водоприемников ГАЭС с обеспечением записи наблюдений;

наблюдения в верховом и низовом бассейнах за волновыми явлениями на участке наибольших ветровых воздействий:

высотой волны,

накатом волн на откосы;

наблюдения за волновыми явлениями, возникающими при пуске и остановке агрегатов ГАЭС;

наблюдения за температурой ледовой призмы, грунта откосов и ложа бассейнов - 1 раз в 5 дней.