- •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:
1.10.2.2. Анализ водного баланса 1 и 2 вариантов
На основании произведенных расчетов можно сделать вывод, что с внедрением только на одном промышленном предприятии оборотной системы водоснабжения расход воды на технологические нужды промышленного предприятия снижается на 89 %, а общая экономия воды составит около 860 м3/сутки.
3.10.2.3. Расчет степени разбавления сточных вод для первого и второго
вариантов системы водоснабжения
Для расчета разбавления в средних реках наибольшее распространение получил метод Фролова-Родзиллера.
Согласно этому методу коэффициент смешения определен по формуле:
где: Qр - расход воды в створе реки у места выпуска сточных вод, м3/с;
Qст.вод - расход сточных вод, сбрасываемых в водоисточник (из таблицы 4 или 5), м3/с,
L - длина русла от места выпуска сточных вод до следующего водозабора (по заданию), км;
α - коэффициент, зависящий от гидравлических условий смешения.
На рисунке 4 представлена схема к расчету необходимой степени разбавления.
Коэффициент α вычисляют по формуле:
где: ξ - коэффициент, учитывающий место расположения выпуска, для берегового выпуска ξ =1,0, для руслового ξ = 1,1;
φ - коэффициент извилистости русла (по заданию);
Е - коэффициент турбулентной диффузии, определяют по формуле:
Е = vсpНср / 200.
Здесь vcp - средняя скорость течения воды в реке на участке между выпуском и расчетным створом, м/с; Нср- средняя глубина реки на том же участке, м.
Для определения необходимой степени очистки сточных вод перед ее спуском в реку необходимо определить кратность разбавления очистки у ближайшего пункта водопользования. Кратность разбавления определяют по формуле:
Рис. 8. Схема для расчета степени разбавления:
1 - выпуск, 2 - очистные сооружения, 3 - ближайший водозабор
Глава 4. Контроль качества вод
Основной задачей в борьбе за сохранение качества природной среды является предотвращение таких отрицательных последствий, и в первую очередь вызванных загрязнениями.
Полное предотвращение антропогенных загрязнений биосферы возможно лишь в результате разработки и массового внедрения безотходных, малоотходных или вписывающихся в естественный природный цикл технологических процессов в промышленном, сельскохозяйственном производстве и на предприятиях коммунального хозяйства. До такого массового внедрения необходимо принимать меры по частичной перестройке технологических процессов, введению в строй новых и совершенствованию уже существующих сооружений для очистки стопных вод и фильтров для очистки выбрасываемых газов.
При этом важно обосновать приоритетность принимаемых мер по ограничению вредных воздействий исходя из допустимости и "критичности" таких воздействий на здоровье человек, состояние экологических систем и биосферу в целом.
Таким образом требуется выработка определенной стратегии регулирования качества окружающей среды - стратегии, позволяющей выбрать наиболее эффективный вариант развития народного хозяйства, сочетающий высокие темпы развития с учетом сохранения и даже улучшения качества природной среды при оптимальных затратах на охрану природы. Подход к выработке такой стратегии поясним на следующем примере.
Составные части (звенья) таких стратегических действий могут быть сформулированы следующим образом:
-организация мониторинга загрязнений; определение полей загрязнения - опасных зон в прошлом и настоящем;
-определение экологической нагрузки, сравнение ее с допустимой и критической нагрузками. Выработка критериев допустимости и "критичности" воздействий на различные 'элементы биосферы, различные экосистемы;
-оценка экологического и эстетического ущерба;
-оценка экономического ущерба;
-прогноз антропогенных воздействий (связанных с загрязнением) на биосферу, включая ее биологическую составляющую, а также на погоду и климат;
выявление приоритетных направлений принимаемых мер с учетом фактического состояния природной среды, экономического и эстетического ущербов в настоящем и будущем;
-разработка схем очистки сбросов и выбросов от загрязняющих веществ;
-разработка безотходных и малоотходных технологических процессов;
-выбор различных вариантов технических и технологических решений, оптимальное размещение предприятий, воздействующих на окружающую среду;
-планирование развития всех отраслей народного хозяйства в различных регионах с учетом экологического резерва и возможных экономических последствий;
-определение пределов развития некоторых направлений народного хозяйства с учетом экологических и экономических пределов допустимости их воздействия на окружающую среду (включая ограничения, связанные с возможными необратимыми климатическими последствиями.
