- •Предисловие
- •Оглавление
- •Глава 1. Водные ресурсы и водопользование 8
- •Глава 2. Регулирование водного стока 30
- •Глава 3. Контроль и планирование водопользования 35
- •Глава 4. Контроль качества вод 71
- •Глава 5. Гидроэнергетика 81
- •Введение
- •Глава 6. Водоподпорные сооружения 101
- •Глава 7. Юридические и экономические вопросы водопользования 118
- •Глава 1. Водные ресурсы и водопользование
- •Сущность водной проблемы и пути ее решения
- •1.2. Круговорот воды в природе и понятие о водном стоке
- •1.3. Понятие о водных ресурсах
- •1.4. Понятие о природопользовании в целом и водопользовании в частности
- •1.5. Понятие о водном хозяйстве и водохозяйственном комплексе
- •1.6. Задачи, решаемые водным хозяйством, и средства для их реализации
- •1.7. Компоновка вхк и состав компонентов водохозяйственного комплекса
- •Глава 2. Регулирование водного стока
- •2.1. Виды регулирования.
- •2.2. Косвенное и прямое регулирование
- •2.2.1. Прямое или непосредственное регулирование
- •2.2.2. Косвенное регулирование
- •2.3. Регулирование водохранилищами.
- •2.4. Значение водохранилищ по отраслям:
- •2.5. Истощение подземных и поверхностных вод
- •Глава 3. Контроль и планирование водопользования
- •3.1. Классификация вхк
- •3.1.1. Автоматизированная система управления вхк (асуб)
- •3.2. Водное хозяйство – вх
- •3.3. Основные направления использования водных ресурсов
- •3.4. Структура водного хозяйства
- •3.4.1. Единая водохозяйственная система страны - евхс
- •3.4.2. Региональная водохозяйственная система (рвхс)
- •3.4.3. Бассейновые водохозяйственные системы (бвхс)
- •3.4.4. Водохозяйственные комплексы (вхк)
- •3.5. Водохозяйственное районирование территории рф и стран снг
- •3.5.1. Принципы районирования
- •3.5.2. Методология водохозяйственного районирования
- •3.6. Схема Комплексного использования водных ресурсов - киовр
- •3.7. Задачи комплексного использования и охраны водных ресурсов
- •3.8. Основные задачи генеральной схемы киовр
- •3.9. Участники водохозяйственного комплекса
- •3.9.1. Особенности коммунально-бытового водоснабжения
- •Высокие требования к качеству воды по физико-химическим показателям:
- •Третья особенность коммунального водоснабжения
- •3.9.2. Промышленные предприятия как участники вхк
- •3.7.2.1. Водоснабжение промышленных предприятий
- •3.9.2.2. Системы промышленного водоснабжения
- •3.9.2.3. Требования к качеству воды в промышленности и виды промышленного загрязнения
- •3.9.2.4. Эффективность использования водных ресурсов в промышленности
- •3.9.2.5. Рациональное использование водных ресурсов в промышленности
- •3.9.2.6. Пути экономии воды в промышленности
- •3.9.2.7. Влияние промышленности на других участников вхк и окружающую среду
- •3.10. Комплексное регулирование и водохозяйственный баланс
- •3.10.1. Выполнение плана водохозяйственного комплекса (вхк)
- •3.10.1.1. Расчет водного баланса для прямоточной системы (1 вариант)
- •3.10.1.2. Расчет водного баланса с использованием очищенных сточных вод при замкнутых циклах водоснабжения (2 вариант)
- •3.10.1.3. Составление балансовой схемы водопотребления и водоотведения промышленного предприятия железнодорожного узла, населенного пункта
- •3.10.2. Примеры составления водохозяйственного баланса воды
- •3.10.2.1. Пример составления баланса воды для варианта 1
- •1.10.2.2. Анализ водного баланса 1 и 2 вариантов
- •3.10.2.3. Расчет степени разбавления сточных вод для первого и второго
- •Глава 4. Контроль качества вод
- •Мониторинг антропогенных загрязнений биосферы
- •Критерии оценки состояния среды
- •Контроль качества окружающей природной среды
- •Государственный учет вод и их использования
- •Организация системы наблюдения и контроля за качеством воды
- •4.6. Организация работ по наблюдению и контролю качества поверхностных вод
- •Глава 5. Гидроэнергетика
- •Суточный график нагрузки
- •Гидроэнергетический потенциал рек
- •Мощность и энергия речного потока
- •Мощность гэс и ее энергоотдача (выработка).
- •Оборудование гидроэлектростанций. Состав оборудования
- •Турбины и их установка на гэс.
- •Наиболее распространённые типы турбин
- •Реактивные гидротурбины
- •Технические схемы выработки энергии
- •Приплотинные здания гэс
- •Компоновка гэс при деривационной схеме использования энергии:
- •Принципиальные схемы гидроэлектростанций
- •Безнапорная деривация
- •Напорная деривация
- •Гидроаккумулирующие электростанции (гаэс)
- •Работа гаэс:
- •Приливные электрические станции (пэс)
- •Глава 6. Водоподпорные сооружения
- •6.1. Основные виды классификации плотин:
- •6.2. Взаимодействие река-плотина
- •6.2.1. Основные проектные уровни в водохранилище
- •6.2.4. Фильтрация
- •6.3. Типы плотин
- •6.3.1. Бетонные и железобетонные плотины
- •6.3.2. Массивные гравитационные плотины
- •6.3.3. Устройство плотин
- •6.3.4. Особенности при скальном основании
- •6.4. Арочная плотина
- •6.5. Плотины из грунтовых материалов
- •6.5.1. Земляные насыпные плотины:
- •6.3.5. Особенности на мягких основаниях
- •6.5.2. Земляные намывные плотины
- •6.6. Каменная наброска и сухая кладка плотины
- •6.7. Деревянные плотины и из прочих материалов
- •6.8. Гидротехнические затворы
- •Глава 7. Юридические и экономические вопросы водопользования
- •Основные документы, отражающие экологические права
- •7.1.1. Лимитирование природопользования
- •Основы водного законодательства
- •Водный кодекс
- •Государственный водный кадастр (гвк)
- •7.2.2.1. Структура издания гвк
- •Плата за пользование водными объектами
- •Понятие платы за пользование водными объектами
- •Расчет платы за использование водных ресурсов
- •Плата за загрязнение окружающей природной среды
- •Понятие платы за загрязнение окружающей природной среды
- •Расчет платы за сбросы загрязняющих веществ в водные объекты
- •Расчет платы за размещение отходов
- •Расчет различных видов ущерба от загрязнения водных объектов
- •Эффективность водоохранных мероприятий
- •Оценка ущерба от загрязнения водных объектов
- •Экологическое страхование
- •Минимально допустимые изъятия воды из речной системы
- •Чрезвычайные экологические ситуации
- •Использованная литература
- •Приложения Приложение 1. Выписка из программы учебной дисциплины
- •I. Организационно-методические указания
- •II объем и распределение часов курса по видам занятий. Формы контроля
- •Общая трудоёмкость дисциплины 109 часов
- •III. Содержание курса
- •Раздел 1. Введение (2л)
- •Раздел 2. Водные ресурсы и водопользование (2л 2с)
- •Раздел 7. Юридические и экономические аспекты водопользования (3л 3с)
- •Iy самостоятельная работа
- •Автор программы:
- •Рецензенты:
- •Приложение 2. Экзаменационные вопросы (первые-общие и вторые-краткие) к лекционному курсу:
- •Приложение 3. Экзаменационные вопросы (третьи для гидрологов) к лекционному курсу:
- •Приложение 4. Чертежи и рисунки элементов гидроузлов к лекционному курсу:
Глава 2. Регулирование водного стока
2.1. Виды регулирования.
Различные формы регулирования могут быть разделены на два вида:
Непосредственного, когда изменения в режиме наступают сразу после осуществления мероприятия;
отъем воды из рек и водоемов
создание водохранилищ
переброска стока
аккумулирование местного стока
Косвенного, когда изменения проявляются через значительное время.
обработка и использование почвы
орошение
осушение
лесоразведение.
2.2. Косвенное и прямое регулирование
2.2.1. Прямое или непосредственное регулирование
Отъем - для удовлетворения потребностей водоснабжения, рыбоводства, орошения, обводнения (для энергетики). Для чего открытые водозаборы (шлюзы, регуляторы или плотины) или насосные станции
Водохранилища – наиболее распространенный вид. Позволяют аккумулировать большие объемы воды для многих участников.
Переброска стока из других районов - для покрытия дефицита водных ресурсов в районах с возрастающими потребностями в воде. С помощью каналов, туннелей и других средств.
Аккумулирование местного стока - в зонах неустойчивого и недостаточного увлажнения для использования поверхностного стока/весеннего снеготаяния и летне-осенних дождей. Используют невысокие плотины и дамбы или низкие земляные валы (для образования лиманов).
Изменение морфометрических элементов рек - в интересах судоходства для обеспечения необходимых размеров поперечного сечения и радиусов закругления речных русел. При строительстве осушительных систем. Спрямление, углубление, расчистка, выправительные дамбы, разгрузочные каналы.
2.2.2. Косвенное регулирование
Оно определяется изменением: климатических, гидрогеологических, гидрологических и почвенных условий.
Важны виды и состояние растительности. Регулирование не должно ухудшать гидрологического режима водных объектов.
2.3. Регулирование водохранилищами.
Возведение плотин и дамб в руслах рек и временных водотоков позволяют аккумулировать большие объемы воды, которые используются многими участниками водохозяйственного комплекса.
Водохранилища фактически единственное средство для борьбы с вредным воздействием вод.
Кроме того водохранилища создают благоприятные условия для рекреационных целей.
Водохранилища возводятся в следующих случаях:
при обеспечении орошения и обводнения земель в засушливых районах.
Для создания напора и аккумуляции воды (выработка электроэнергии)
При необходимости перебросок водных ресурсов в другие районы
Для обеспечения водой населения, промышленности, ТЭС, АЭС
Для борьбы с наводнениями
Для организации зон отдыха населения
Водохранилища бывают: равнинные, предгорные и горные.
По условиям использования:
-комплексные,
-энергетические,
-ирригационные,
-рыбоводные и др.
Однако во всех случаях использования основная цель использования водохранилища - это регулирование стока, которое подразделяется на
- многолетнее,
- годичное,
- сезонное
- недельное,
- суточное.
Суточное - для перераспределения равномерного притока воды согласно изменению потребностей участников комплекса, В часы с малым потреблением идет аккумуляция стока.
Недельное - для обеспечения неравномерности потребления воды в течение недели. В выходные дни накопление.
Сезонное или годичное - регулирование производится для перераспределения стока из многоводных сезонов года в маловодные. Наполнение в период весенних или летне-осенних паводков, а в остальное время вода срабатывается.
Многолетнее - регулирование для выравнивания стока на протяжении ряда лет.
Накопление производится в многоводные годы, а сработка в маловодные. Такое регулирование требует создания гораздо больших полезных объемов водохранилищ, что ведет к затопление больших площадей.
Сейчас на земном шаре насчитывается свыше 10 000 крупных водохранилищ (объем более I млн. м3). Их суммарный полный объем 5 000 куб. км., полезный - 3000 куб. км, площадь водного зеркала 400,000 кв. км, а с учетом озер в подпоре 600000 куб. км. У нас 10% от мирового числа. Наиболее крупные водохранилища созданы за последние 25 лет при строительстве комплексных гидроузлов.
Самые крупные из них:
Братское, Красноярское, Куйбышевское, Бухтарминское, Иркутское. Они имеют полный объем от 169 до 48 куб. км, а полезный колеблется от 30 до 48 куб. км.
Примерно 70% полезной емкости /от 340 куб. км/ приходится на три речных бассейна: Днепровский, Волжский, Енисейский. 80% всех водохранилищ расположено в ETC, так как 70% промышленного, 75% сельскохозяйственного производства страны сосредоточено в ETC. Планируется увеличить суммарную полезную емкость до 900 куб. км. в 2,5 раза.
Цели регулирования стока по хозяйственным районам совпадают с целями создания водохозяйственных комплексов.
Водохранилища в нашей стране имеют 1/4 водного зеркала от пресноводных внутренних водоемов и позволяют на 1/3 увеличить объем устойчивого речного стока (тем самым и снизить максимальный сток).
Свыше 100 куб. км вод половодий и паводков в прошлом вместо вреда используются в различных отраслях народного хозяйства.