Инженерные изыскания и строительная климатология

Ìèíñê
«Âûøýéøàÿ øêîëà»
2013

Допущено
Министерством образования 
Республики Беларусь
в качестве учебного пособия
для студентов учреждений 
высшего образования
по специальностям «Сельское строительство
и обустройство территорий»,
«Мелиорация и водное хозяйство»
 

Èíæåíåðíûå 
èçûñêàíèÿ
è ñòðîèòåëüíàÿ 
êëèìàòîëîãèÿ

В.И. Вихров

УДК 624.131.3+[551.58:69](075.8)
ББК 26.3я73
 
В41

Ре ц е н з е н т ы: кафедра «Геотехника и экология в строительстве» 
Белорусского национального технического университета (заведующий кафедрой доктор технических наук, профессор М.И. Никитенко); 
заведующий кафедрой «Геотехника и транспортные коммуникации» 
УО «Брестский государственный технический университет» кандидат 
технических наук, профессор П.В. Шведовский

Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги 
или любой ее части не может быть осуществлено без разрешения издате льства

Вихров, В.И.
В41 
Инженерные изыскания и строительная климотология :
учеб. пособие / В. И. Вихров. – Минск : Выш. шк., 
2013. – 367 с.: ил.
ISBN 978-985-06-2235-8.

Изложены классификация, задачи, состав и методы проведения инженерных изысканий для сельского, мелиоративного и водохозяйственного строительства в условиях Республики Беларусь. Даны основы 
обшей климатологии, рассмотрены способы определения метеорологических элементов и методы расчета климатических параметров для 
строительного проектирования.
Для студентов учреждений высшего образования по специальностям «Сельское строительство и обустройство территорий», «Мелиорация и водное хозяйство». Будет полезно специалистам в области 
изысканий и проектирования объектов сельского, мелиоративного и 
водохозяйственного стоительства.

УДК 624.131.3+[551.58:69](075.8)
ББК 26.3я73

ISBN 978-985-06-2235-8 
© Вихров, В.И., 2013
 
© Оформление. УП «Издательство
 
“Вышэйшая школа”», 2013

ПРЕДИСЛОВИЕ

Развитие агропромышленного комплекса Республики Беларусь предполагает новый качественный уровень проектирования объектов сельского, мелиоративного и водохозяйственного строительства. Выполнение этой важной народнохозяйственной задачи предъявляет повышенные требования к обоснованности и полноте исходных материалов инженерных 
изысканий, всестороннему учету климатических условий района строительства. 
Инженерные изыскания предопределяют качество не только этапа проектирования сельских объектов, но и этапов 
их строительства и последующей эксплуатации. Таким образом, специфическая роль и значение изысканий состоит в том, 
что они, являясь начальным звеном указанного поэтапного 
производственного процесса, составляют его информационную инженерно-экологическую основу.
Строительная климатология обеспечивает научно обоснованный учет местных климатических и метеорологических 
условий объектов сельского строительства и обустройства 
территорий, что позволяет повышать технико-экономическую 
и экологическую эффективность проектных решений. 
В подготовке инженерных кадров для сельского, мелиоративного и водохозяйственного строительства важное место занимают дисциплины «Инженерные изыскания и строительная 
климатология» и «Изыскания для мелиоративного и водохозяйственного строительства», которые входят в цикл общепрофессиональных и специальных дисциплин вузовских 
учебных планов специальностей «Сельское строительство 
и обустройство территорий» и «Мелиорация и водное хозяйство». 
Вместе с тем отсутствие современной учебно-методической литературы по указанным дисциплинам затрудняет подготовку полноценных высококвалифицированных специалистов. Это и обусловило необходимость написания данного 
учебного пособия. В его основу положен курс лекций, который читается для студентов мелиоративно-строительного факультета Белорусской государственной сельскохозяйственной 
академии.
Отличительной особенностью названных дисциплин является их выраженная комплексность. Организация и производ

ство комплексных инженерных изысканий базируется на знании целого ряда естественнонаучных, общепрофессиональных и специальных дисциплин: математики, физики, химии, 
экологии, инженерной геодезии, геологии и бурового дела, гидрогеологии, строительных материалов, механики грунтов, 
гидравлики и др. Специфика изучения изысканий как предмета предполагает поэтому прочные знания теоретических основ этих базовых дисциплин. Во избежание дублирования материала в пособии максимально сокращены те частные вопросы изыскательских работ, методика выполнения которых изучается студентами в рамках соответствующих теоретических 
курсов и практик. Сюда, к примеру, относятся геодезические 
измерения и приборы, определение свойств неводонасыщенных грунтов, буровое оборудование и т.д. Как правило, известные методы исследований лишь перечисляются, однако 
при этом излагаются технические требования и особенности 
их применения в конкретных условиях объекта изысканий.
Строительная климатология как частный вид общей климатологии помимо естественнонаучных дисциплин целиком 
базируется на метеорологии и методах статистической обработки данных многолетних наблюдений за различными метеорологическими величинами и явлениями. Поскольку базовая 
дисциплина «Метеорология» не предусмотрена учебными 
планами вышеуказанных специальностей, ее основы изложены в учебном пособии в необходимом объеме. 
Дисциплина «Инженерные изыскания и строительная климатология» является, в свою очередь, базовой для ряда изучаемых далее специальных дисциплин и их разделов, прежде 
всего таких, как «Основания и фундаменты», «Гражданские 
и сельскохозяйственные здания и сооружения», «Архитектура 
и планировка сельских населенных мест», «Благоустройство 
населенных территорий», «Технология строительного производства», «Внутрихозяйственные дороги», «Гидротехнические сооружения и рыбоводные пруды», «Насосные станции и 
сельскохозяйственное водоснабжение», «Сельскохозяйственные мелиорации».
В целом содержание учебного пособия направлено на получение студентами знаний о видах, методах и средствах проведения инженерных изысканий, а также способах определения и использования расчетных климатических характеристик 
для рационального проектирования объектов сельского, мелиоративного и водохозяйственного строительства. 

При изложении учебного материала автор опирался на общетеоретические основы и передовой опыт инженерных изысканий и климатологии с учетом природно-климатических, 
социально-хозяйственных 
условий 
Республики 
Беларусь 
и перспектив развития агропромышленного комплекса. 
Автор выражает искреннюю признательность рецензентам 
рукописи – коллективу кафедры «Геотехника и экология в 
стро ительстве» Белорусского национального технического 
университета (особо ее заведующему доктору технических 
наук, профессору, действительному члену Академии строительства Украины М.И. Никитенко) и заведующему кафедрой 
«Геотехника и транспортные коммуникации» УО «Брестский 
государственный технический университет» кандидату технических наук, профессору П.В. Шведовскому за ценные замечания и предложения по улучшению содержания учебного пособия.
Все отзывы и пожелания просьба направлять по адресу: издательство «Вышэйшая школа», пр. Победителей, 11, 220048, 
Минск, Республика Беларусь.

Автор

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АМР – аналитическая модель рельефа
ВГС – высокоточная геодезическая сеть
ВМО – Всемирная метеорологическая организация
ВП 
– весеннее половодье
ВРК – влажность разрыва капилляров
ВУЗ – влажность устойчивого завядания
ВЭЗ – вертикальное электрическое зондирование
ГГИ – Государственный гидрологический институт
ГГО – Главная геофизическая обсерватория
ГГС – Государственная геодезическая сеть
ГИП – главный инженер проекта
ГМС – гидромелиоративная система
ГСС – геодезическая сеть сгущения
ГУГК – Главное управление геодезии и картографии
ДВ 
– динамическая влагоемкость
ЗВ 
– загрязняющее вещество
ЗКН – зона капиллярного насыщения
ИГЭ – инженерно-геологический элемент
МГ 
– максимальная гигроскопичность
МС 
– метеорологическая станция
МЦ 
– метеорологический центр
НВ 
– наименьшая влагоемкость
НПУ – нормальный подпорный уровень
ОИИ – отдел инженерных изысканий
ПВ 
– полная влагоемкость
ПДК – предельно допустимая концентрация
ПДУ – передвижная дождевальная установка
ППВ – предельная полевая влагоемкость
СГС – съемочная геодезическая сеть
СГЯ – стихийное гидрометеорологическое явление
СНБ – строительные нормы Беларуси
ТМ 
– теплая масса (воздух)
ТЭО – технико-экономическое обоснование
УВВ – уровень высоких вод
УГВ – уровень грунтовых вод
ФАГС – фундаментальная астрономо-геодезическая сеть
ХМ 
– холодная масса (воздух)
ХСМ – химически связанная влага
ЦММ – цифровая модель местности
ЭП 
– электропрофилирование

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 
ОБ ИНЖЕНЕРНЫХ ИЗЫСКАНИЯХ 
И СТРОИТЕЛЬНОЙ КЛИМАТОЛОГИИ

1.1. Предмет и значение изысканий 
и климатологии для сельского, мелиоративного 
и водохозяйственного строительства

Создание и использование сельскохозяйственных и мелиоративных объектов представляют собой комплекс последовательно взаимосвязанных звеньев, или этапов: 1) изыскания; 
2) проектирование; 3) строительство; 4) эксплуатация. 
При создании сложных объектов, имеющих важное народнохозяйственное и экологическое значение, приведенным выше 
этапам может предшествовать этап научного обоснования. 
Таким образом, изыскания являются начальным и важнейшим видом строительной деятельности, с которого начинается любой процесс проектирования, строительства и эксплуатации объектов.
В целом комплексные изыскания можно определить как 
производственный процесс всестороннего изучения природно-хозяйственных условий района (участка) предполагаемого 
строительства с целью получения необходимых и достаточных исходных материалов для разработки технически обоснованных, экономически целесообразных и экологически безопасных инженерных решений при проектировании, строительстве и эксплуатации объекта. При этом для объектов 
 непосредственно инженерного строительства (зданий, сооружений) важнейшими являются проектные решения нулевого 
цикла (основания, фундаменты, подземные сооружения) 
и надземных конструкций. Это обусловлено тем, что неполнота исходных данных об иженерно-геологических условиях 
и свойствах грунтов определяет главный фактор риска в геотехнике. Поэтому основными видами изысканий для строительства наряду с инженерно-геодезическими являются инженерно-геологические изыскания. 
Для объектов обустройства сельских территорий, мелиоративного и водохозяйственного строительства также весьма существенна роль почвенных, ботанико-культуртехнических и 
гидрологических изысканий. 

Экологическая роль изысканий состоит в получении данных для составления прогноза изменений природной среды 
под воздействием строительства и эксплуатации зданий, инженерных систем и сооружений.
В целом значение инженерных изысканий для сельского, 
мелиоративного и водохозяйственного строительства следует 
рассматривать в двух аспектах: во-первых, в плане непосредственного их влияния на технико-экономическую эффективность последующих этапов производства; во-вторых – в обеспечении земельного, водного и природоохранного законодательств.
Таким образом, изыскания как первый и наиболее ответственный этап строительного производства во многом определяют его итоговое качество. Ошибочные или неполные данные изысканий неизбежно приводят к некачественному проектированию и строительству. В результате низкого качества 
изысканий увеличивается продолжительность, стоимость 
строительства и срок окупаемости объекта, снижается срок 
его эксплуатации.
Для обоснованного проектирования и эффективной эксплуатации объектов сельского строительства и обустройства 
территорий необходим объективный учет климатических 
и метеорологических условий конкретной территории. Свойства земной атмосферы, происходящие в ней процессы и явления изучаются в метеорологии.
Метеорологией называется наука о земной атмосфере, 
ее составе, строении, свойствах и протекающих в ней физических и химических процессах. Научной основой метеорологии служат общие законы физики и химии применительно 
к атмосфере. Теоретические исследования метеорологии направлены на описание состояния атмосферы в данный физический момент времени и прогноз ее состояния на будущее. 
В некоторых случаях при получении расчетных климатических характеристик возникает необходимость восстановить 
состояние атмосферы в прошлом. 
Практическими задачами метеорологии являются: 
 • обеспечение народного хозяйства метеорологической информацией с целью наиболее полного и эффективного использования благоприятных погодных условий и климатических 
ресурсов; 
 • повышение оправдываемости и увеличение заблаговременности прогнозов метеорологических условий; 

• предотвращение или сведение к минимуму ущерба от 
опасных (стихийных) метеорологических явлений. 
Климатологией называется раздел метеорологии, в котором изучаются закономерности формирования климатов, их 
распределения по земному шару и изменения в прошлом и будущем.
Климатология изучает многолетний режим погоды отдельных районов в зависимости от их географического положения 
и физико-географических особенностей.
Применительно к сельской территории строительная климатология – это отрасль науки, изучающая влияние климата 
и погоды на выбор архитектурно-планировочных решений, 
материалов и конструкций объектов агропромышленного 
и гражданского назначения, технологию и организацию строительного производства.
Практическое значение климатологии и метеорологии особенно заметно в сельском хозяйстве и строительстве, которые 
наиболее подвержены влиянию погодно-климатических условий. Учет этих условий необходим для рационального земледелия, обустройства сельской территории, проектирования 
зданий, дорог, мелиоративных систем и гидротехнических сооружений. 

1.2. Комплексность изысканий, климатологии 
и их связь с другими науками

Характерной особенностью изысканий для сельского, мелиоративного и водохозяйственного строительства является 
их специфическая комплексность, предполагающая параллельное проведение исследований различных видов. Это связано с необходимостью всестороннего учета и анализа природных условий, во взаимодействии с которыми будет находиться проектируемое сооружение или система. Условия эти, 
как правило, многообразны и относятся практически ко всем 
геосферам – физическим оболочкам Земли. Изучением каждой из геосфер занимается соответствующая область науки. 
Для исследований литосферы используются методы геологии, грунтоведения; гидросферы – гидрологии, гидрографии, гидрогеологии; атмосферы – метеорологии, климатологии; биосферы – почвоведения, геоботаники и др. Рельеф 
и форма отдельных участков земной поверхности изучаются