- •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:
Экологическое страхование
В соответствии с «Законом об охране окружающей природной среды» в Российской Федерации рассматривается возможность экономического страхования. Страхование осуществляют официально действующие экологические компании на основании соответствующего Устава. Проводится как добровольное, так и обязательное государственное страхование предприятий, учреждений, организаций и граждан, объектов их собственности и доходов на случай экологических и стихийных бедствий, аварий и катастроф.
При заключении экологической страховки производятся отчисления в страховой фонд. Средства этих фондов могут использоваться на проведение экологических экспертиз, прогнозирование, предотвращение и ликвидацию экологических бедствий, аварий и катастроф.
Экологическое страхование представляет собой финансовую защиту от ущерба, причиненного в результате внезапного непреднамеренного загрязнения природной среды. В случае возникновения неожиданного загрязнения возмещение затрат осуществляется из страхового фонда страховой компании и включает в себя:
компенсацию ущерба от повреждения и гибели имущества;
убытки, связанные с ухудшением условий жизни в окружающей среде;
расходы по очистке загрязненной территории ( в том числе водных объектов) и приведение ее в состояние, соответствующее нормативам;
расходы, необходимые для спасения жизни и имущества лиц, которым причинен ущерб;
расходы на расследование и проведение судебного процесса.
Экологическое страхование является новым инструментом, предназначенным для совершенствования природоохранной деятельности. Неотъемлемыми элементами этого вида страховой деятельности являются экономические оценки ущербов от загрязнения окружающей природной среды, эффективности и надежности намеченных природоохранных мероприятий.
Минимально допустимые изъятия воды из речной системы
Как известно, использование водных ресурсов необходимо для нормальной работы различных отраслей народного хозяйства. Ежегодно количество воды на нужды промышленности, сельского хозяйства, городские инфраструктуры и т. п. все время возрастает. Там, где водных ресурсов достаточно, это не вызывает каких-либо проблем, но для регионов, где количество воды ограничено в силу географического положения, дополнительные изъятия воды из водных источников могут привести к негативным последствиям и даже вызвать экологическую катастрофу. Примеров у нас достаточно.
Говоря об охране водных ресурсов, мы имеем в виду их охрану от загрязнения деятельностью человека и предотвращение их от истощения.
Загрязнение лимитируется специальными нормами сброса загрязняющих веществ в водоемы, их ПДК. Создавая эти нормативы, мы, к сожалению, уже заведомо имели в виду загрязнение водных объектов. Ведь фактически все наши водные объекты являются не только источниками использования воды для нужд человечества, но одновременно они же являются и местом сброса отработанных сточных вод. Разработав нормы сброса, мы как бы контролируем процесс загрязнения наших водных ресурсов.
Что касается вопроса изъятия воды из водных объектов, то здесь нет каких-либо нормативов, хотя всем ясно, что основной критерий здесь - обеспечение экологического благополучия в речных и озерных экосистемах. А это благополучие связано с взаимодействием живой и неживой природы. Изменение режима водного объекта сразу же сказывается на условиях обитания и численности живой природы в водном источнике. Изменяется и географический ландшафт, формируемый текучими водами.
Различают количественное истощение водных ресурсов, обусловленное естественными природными процессами - климатическими колебаниями и антропогенным искусственным воздействием.
Антропогенное истощение водных ресурсов - это уменьшение речного стока в результате регулирования и изъятия водных ресурсов, по сравнению с естественными, как в течение года, так и от года к году. (Международный гидрологический словарь. ВМО-385. Женева, 1974. 386 с.).
Н. Ф. Реймерс, в словаре-справочнике «Природопользование» (М.: Мысль, 1990. 638 с.), понятие «истощение вод» рассматривает как уменьшение минимально допустимого стока поверхностных вод или сокращение запасов подземных вод. Согласно ГОСТу 17. 1. 01-77, минимально допустимым стоком является сток, при котором обеспечивается экологическое благополучие водного объекта и условия водопользования.
Расход воды, который необходим для охраны природы ниже створа изъятия воды, имеет большое значение в жизни водного объекта. Это не только количество воды. Ведь с изменением водности меняются многие физические и химические характеристики водного объекта, наблюдается резкое отличие его водных характеристик от характеристик естественного водного режима.
При изъятии какого-то количества воды необходимо установить величину предельно допустимого истощения (один из вариантов оценки возможного изъятия). Эта величина должна обеспечить устойчивость и надежность существования любой водной экосистемы ниже створа изъятия воды. Для речных экосистем это период весеннего половодья, осенних паводков, летней и зимней межени; температура воды и другие физические и химические свойства водного объекта.
Формулировок возможной величины изъятия, величины минимального объема воды, оставшегося в русле после изъятия, много. Количество воды, которое необходимо оставить в русловой сети для нормального существования речной системы, характеризуется различными терминами. Это - санитарный расход, предельно допустимый расход, остаточный сток, природоохранный расход и, последняя трактовка, экологический сток.
Характеризуя последнее понятие «экологический сток», необходимо пояснить, что понимается под ним, поскольку в справочной литературе место для него еще не найдено.
Под экологическим стоком понимается то количество воды, которое должно находиться в водном объекте для обеспечения условий существования гидробионтов при антропогенном воздействии на него с одновременным сохранением необходимого ее качества.
Необходимо отметить, что еще в 1977 г. были разработаны и утверждены в качестве официального документа «Указания по установлению минимально допустимых расходов воды в реках для охраны природы (временные). К сожалению, они так и не перешли в разряд постоянных.
Согласно этому документу минимально допустимый расход (МДР) воды в реках необходим для целей охраны природы, т. е. для сохранения рек как элементов ландшафта, не нарушая их экологического и гидродинамического развития. Ведь бездумный забор воды из рек на хозяйственные нужды приводит к негативным явлениям в жизни речной экосистемы.
Остановимся на основных негативных моментах чрезмерного забора воды из речной системы.
Итак, забор воды из водных источников приводит к нарушениям их естественного режима, что, в свою очередь, вызывает ряд отрицательных последствий:
уменьшение скорости движения воды в русле, что способствует раз витию процессов его заиления и зарастания;
понижение уровня грунтовых вод, уменьшение дебита естественных источников;
изменение влагообеспеченности корнеобитаемого слоя почвы и состояния растительности на прилегающей территории;
изменение биологических и гидрохимических режимов, ухудшение условий жизнедеятельности флоры и фауны рек;
увеличение концентрации примесей в воде рек, приемников сточных вод, т. е. наблюдается интенсивный процесс загрязнения речной системы;
понижение судоходных глубин;
ухудшение условий энергетического использования рек;
уменьшение водообеспеченности различных водопотребителей.
В естественном состоянии в режиме реки наблюдаются минимальные расходы зимой и в период лето-осень. При этих расходах сохраняется экологическое равновесие водной экосистемы. Но с уменьшением этих расходов появляются отрицательные моменты в жизни рек, о чем говорилось выше. Поэтому в интересах охраны природы уменьшение расхода в реках меньше минимально наблюдаемых не допустимо. Минимальный расход должен быть таким, чтобы неблагоприятные явления на речной системе отсутствовали, поэтому минимально допустимый расход (МДР) нельзя рекомендовать ниже минимального наблюденного суточного в характерных периодах года.
Учитывая это, величину МДР рекомендуется принимать для меженного периода не ниже минимального месячного расхода обеспеченностью 95 %, а для периода половодья - не ниже 75 %-ной обеспеченности от месячных расходов низкого половодья 95 % - ной обеспеченности по объему, но не менее МДР для меженного периода.
Для малых рек, имеющих среднегодовой расход до 1 м3/с, МДР рекомендуется принять в размере минимального месячного расхода 95 %ной обеспеченности.
На реках со среднегодовым расходом более 1 м3/с и незарегулированных МДР, рекомендуется принимать в размере минимального суточного расхода 95 %-ной обеспеченности, но не менее минимального наблюденного. Если Qср. год. >> 1МДР можно принять не ниже 0,75 Qмин. мес. 95%. Особый вопрос в назначении МДР при строительстве каких-либо водохозяйственных объектов связан с соблюдением ряда условий, как а) скорость воды в реке не должна быть меньше скоростей, при которых русло не зарастало бы в естественных условиях (а это, как правило, 0,20-0,30 м/с); б) концентрация загрязнений не должна превышать ПДК; в) уровни грунтовых вод должны оставаться в пределах, обеспечивающих оптимальную влажность почвы.
Особенности расчета по этим позициям и примеры расчета даны в отмеченных выше «Указаниях. . .».
Анализируя теоретические разработки по оценке допустимого изъятия воды из речной системы, Б. Ф. Фащевский приводит следующие основные виды экологического стока в речных системах: остаточный экологический сток ниже створов изъятия должен изменяться в зависимости от водности года, а не оставаться постоянным; остаточный экологический сток должен резервироваться во все се зоны и месяцы годы в виде гидрографов, а не одного расхода какого-либо сезона; нижний предел остаточного экологического стока не может быть меньше минимальных месячных расходов 99 %-ной обеспеченности; остаточный экологический сток в верхнем диапазоне колебаний может быть принят равным по величине гидрографу 50 %-ной обеспеченности; при расчетах остаточного экологического стока рассматриваются реки в целом, как речные системы.
В последние годы вопросы экологического стока рассматриваются в работах кафедры гидрологии суши РГГМИ, где эти работы ведутся под руководством зав. кафедрой проф. А. М. Владимирова.
Таким образом, учитывая вышеизложенное, при оценке возможного изъятия воды из речной системы, необходимо оценивать тот экологический сток, при котором не наблюдается каких-либо экологических отклонений и нарушений природных процессов в речной системе. Таким расходом, в зависимости от величины реки, может быть минимальный месячный или суточный расход 95 %-ной обеспеченности, являющийся нижним пределом МДР.
Поэтому оценка величины МДР основана на детальном анализе минимального стока на реках речной системы и знании ее общих водных ресурсов.
