
- •Москва 2005
- •Формирование отрасли водного хозяйства в рамках социоэкосистемы
- •Водные ресурсы и водохозяйственные комплексы в России
- •Территориальный подход и системный анализ при решении проблем природообустройства и водного хозяйства
- •Нормативно-правовой механизм обеспечения эксплуатационных мероприятий на водохозяйственных (природоохранных) системах
- •Водопользователи и водопотребители. Эксплуатационно-правовые требования к водохозяйственным объектам и сооружениям
- •Принципы организации эксплуатационного менеджмента в водохозяйственном (природоохранном) секторе экономики
- •Иерархическая структура органов отраслевого управления водным хозяйством
- •Классификация современных водохозяйственных (природоохранных) систем
- •Общие принципы компоновки и техническое оснащение водохозяйственных (природоохранных) комплексов
- •Безопасность и надежность при эксплуатации водохозяйственных систем
- •Функции государственных органов в области мониторинга гидротехнических сооружений и окружающей среды
- •Инженерный мониторинг и организация системы контроля состояния гидротехнических сооружений и окружающей среды. Эксплуатационная обстановка
- •Организация гидрометеорологических наблюдений. Методы обработки данных и информационное обеспечение.
- •Эксплуатационная гидрометрия. Организация системы учета водных ресурсов и гидрометрической службы
- •Гидрогеологические и почвенно-мелиоративные изыскания на системах. Мониторинг мелиоративного состояния земель.
- •Создание банка данных для инженерно-экономических расчетов на эксплуатируемых объектах
- •Методы прогнозирования параметров внешней среды при составлении текущих и перспективных водохозяйственных балансов. Плановое водопользование.
- •Принципы планирования системного водораспределения.
- •Методы реализации планового водопользования и регулирования режима водоподачи.
- •Себестоимость водоподачи. Критерии эффективности работы водохозяйственной системы.
- •Повышение технологической эффективности и предотвращение ущерба при реализации эксплуатационных мероприятий.
- •Технологический контроллинг. Планирование рисков и оптимизация управления.
- •Ключевые задачи при организации технической эксплуатации объектов водохозяйственного комплекса. Регламенты технологических процессов и эксплуатационных работ.
- •Логистика и основные виды потребляемых ресурсов для реализации эксплуатационных мероприятий. Диспетчеризация и оперативное управление .
- •Средства автоматики и телемеханики на водохозяйственных системах. Автоматизированные системы управления и оповещения.
- •Консалтинговая служба и оперативно-информационные комплексы.
- •Обследование и оценка технического состояния водохозяйственных систем и ее элементов. Критерии оптимального функционирования элементов водохозяйственного комплекса.
- •Организация сервисного обслуживания . Виды технического обслуживания и ремонта на водохозяйственных системах.
- •Производственная база и средства механизации службы сервисного обслуживания объектов вхк.
- •Основные виды и технология производства регламентных работ по обслуживанию системы. Очистка водопроводящей сети.
- •Охрана труда и техника безопасности при выполнении регламентных работ и технического обслуживания.
- •Анализ чрезвычайных ситуаций на водохозяйственных системах.
- •Причины и стадии техногенных катастроф. Спасательные и первоочередные работы при аварийных ситуациях.
- •Создание финансовых и материальных резервов для ликвидации последствий аварий и стихийных бедствий. Система страхования при эксплуатации водохозяйственных объектов.
- •Мероприятия по увеличению безопасности гидротехнических сооружений и уменьшению риска возникновения чрезвычайных ситуаций.
- •Мероприятия по предотвращению катастрофических последствий стихийных бедствий.
- •Классификация потерь воды на водохозяйственных системах. Способы определения фильтрации и коэффициента полезного действия водопроводящей сети.
- •Мероприятия по повышению коэффициента использование воды на системах и предотвращению непроизводительных потерь воды в водохозяйственном производстве.
- •Водосберегающие и экологически чистые технологии при эксплуатации водохозяйственных комплексов. Ресайклинг и замкнутые водные системы.
- •Охрана водных ресурсов при эксплуатации водохозяйственных комплексов.
- •Эксплуатационные мероприятия в зоне крупных водохранилищ на реках.
- •Экологические проблемы и основные тенденции их устранения при эксплуатации водохозяйственных систем.
- •Охрана земельных ресурсов. Мероприятия по защите земель от засоления и подтопления.
- •Мероприятия по предотвращению и борьбе с водной эрозией почв. Основные меры борьбы с оврагами.
- •Охрана диких животных и рыбных запасов. Защита лесов от пожаров
- •Сохранение и улучшение природных ландшафтов. Рекультивация..
- •Критерии и оценки экономической ценности окружающей среды при эксплуатации вхк. Виды экстерналий..
- •Государственная экологическая экспертиза. Экспертные оценки на стадии разработки комплексных территориальных программ природообустройства.
- •Цели, основные задачи и организация производственных исследований на водохозяйственных системах. Проекты эксплуатации водохозяйственных систем.
- •Техническое перевооружение и дооборудование систем в процессе эксплуатации. Перспективный план развития систем.
- •10.5. Градообразующая и эстетическая функция водных объектов. Качество и режимы использования воды для питьевого водоснабжения и для промышленных предприятий
- •Совершенные водохозяйственные системы. Эксплуатационные требования к водохозяйственным объектам и сооружениям
- •Эксплуатация водозаборных узлов, насосных станций и гидроэнергетических систем.
- •Эксплуатация каналов и сооружений на них. Эксплуатация систем водоподготовки и очистки поверхностного стока.
- •Паспортизации и инвентаризация основных фондов. Определение ежегодных затрат на проведение эксплуатационных мероприятий.
- •Состав специальных оросительных систем. Основные задачи эксплуатации и технология их реализации
- •Реализация планов системного водораспределения на оросительных системах.
- •Методы и способы осушения избыточно увлажненных земель. Состав и характеристика осушительных систем.
- •Системные планы регулирования водного режима в весенний и летний и периоды. Обеспечение эффективной работы осушительно-увлажнительной системы.
Эксплуатационная гидрометрия. Организация системы учета водных ресурсов и гидрометрической службы
Интенсивное развития водного хозяйства требует более тщательной и всесторонней научной оценки природных условий и в первую очередь гидрологического режима, претерпевающего наиболее сильное изменение при функционировании этого сектора экономики. В частности, гидрологические проблемы орошаемого и осушаемого земледелия привлекают внимание как мелиораторов, так и гидрологов: первых — с точки зрения наиболее эффективного использования водных и земельных ресурсов, вторых — с позиции оценки перспективы изменения гидрологического режима, количества и качества водных ресурсов.
Различные суждения и выводы по влиянию антропогенных факторов на сток рек свидетельствуют о большой сложности рассматриваемых вопросов. Сложность заключается в том, что проводимые на речных водосборах хозяйственные мероприятия представляют собой многосторонний комплекс, отдельные элементы которого оказывают различное влияние на водный режим в зависимости от естественных циклических колебаний гидрометеорологических элементов, характера использования преобразованных территорий и местных физико-географических условий и факторов подстилающей поверхности. Кроме того, в немалой степени это обусловлено неполнотой и низкой точностью исходных данных (особенно по водопотреблению и водоотведению), а также несовершенством применяемых методов исследований и оценок.
В любом случае исходные данные для всех водохозяйственных расчетов (поверхностный и дренажный сток, бытовые расходы рек различной обеспеченности в расчетных створах, уровни в каналах и водных источниках, расходы на гидротехнических сооружениях и т.д.) получают в результате гидрологических исследований. Источником этих данных служат материалы наблюдений над стоком реки в створе гидроузла или в другом створе, где режим реки изучается в течение длительного времени. При ограниченности или отсутствии данных гидрологических наблюдений непосредственно на реке, на которой располагается водохозяйственный объект, можно использовать гидрологические характеристики рек-аналогов. Применяют также карты изолиний гидрологических параметров и эмпирические зависимости, связывающие параметры годового и максимального стока с физико-географическими условиями и топографическими характеристиками водосборного бассейна.
Кроме того, значительный объем гидрологической информации может быть почерпнут из материалов гидрометрических работ и расчетов изыскательских и проектных организаций. С точки зрения эксплуатационной гидрометрии основным вопросом исследований является учет воды, начиная от головного водозаборного узла, по всем распределительным сооружениям водопроводящей, сбросной и дренажных сетей и заканчивая водозаборными сооружениями внутрихозяйственной сети.
Учет воды на водохозяйственных комплексах необходим для организации оптимального водопользования и водораспределения. Кроме того, систематический и точный учет воды на системах – основной фактор, обеспечивающий ее рациональное использование и охрану.
Порядок ведения государственного учета вод и их использования определен нормативными актами, утвержденными постановлениями Правительства РФ. Мониторинг поверхностных вод ведется на базе государственной сети гидрометеорологических станций и постов системы Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, станций и постов других федеральных органов исполнительной власти, органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации с привлечением иных источников получения информации (искусственных спутников Земли, авиационных, экспедиционных и других наблюдений).
Учет вод обеспечивает получение данных, необходимых: для текущего и перспективного планирования использования вод и проведения водоохранных мероприятий, рационального развития и размещения производительных сил на территории страны; составления схем комплексного использования и охраны вод и водохозяйственных балансов; ведения государственного водного кадастра; прогнозирования изменений гидрологических условий - водности рек и качества вод; разработки мероприятий по повышению эффективности работы водохозяйственных систем и объектов; оперативного управления водохозяйственными системами; нормирования потребления и сброса вод, а также показателей их качества; государственного контроля за проведением мероприятий по рациональному использованию и охране вод.
Государственный учет вод и их использования осуществляется по единой для РФ системе и возложен на соответствующие Государственные органы (Министерство природных ресурсов Российской Федерации, Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды).
Для учета воды и контроля над ее расходованием на ВХК все водозаборные и водовыпускные сооружения, стационарные насосные станции оборудуют современными техническими средствами учета и измерения воды. Различают два вида водоучета: технологический и коммерческий.
На крупных ВХС предусматривают раздельный учет воды, подаваемой на территорию республики, области (края), района, хозяйства, участка, а также отводимых дренажных и сбросных вод в водоприемник. Учет воды разделяют на два вида: коммерческий (контрольный) и технологический.
Технологический водоучет осуществляют в целях оперативной управления и контроля за использованием и распределением водных ресурсов между водохозяйственными системами, хозяйствами-водопользователями и другими, более мелкими водопотребителями, а также для обеспечения плановой работы насосных станций, гидротехнических сооружений, каналов и магистральных трубопроводов.
Коммерческий водоучет проводят с целью определения платы за количество воды, взятого из водного источника или системы и поданного потребителю в заданные сроки и заданным расходом.
Средства коммерческого водоучета должны быть стационарными, а технологического - стационарными или переносными Последние допускается применять в двух случаях: на периодически действующих объектах с продолжительностью работы не более 20 % от общего времени работы системы, на объектах со стабильным в течение года расходом воды (при изменении расхода не более 10 %). Участки открытых водотоков с размещенными на них средствами водоучета должны находиться вне зоны влияния подпорно-переменного режима потока со стороны нижнего бьефа, а прямые участки трубопроводов со средствами водоучета должны иметь достаточно большую длину перед датчиками расходомера и защиту приборов и оборудования от гидравлического удара.
Для учета воды создают сеть водомерных гидрометрических постов (пункты учета воды). Порядок распределения постов определяется назначением системы и количеством потребителей. Например, на гидромелиоративных системах их размещают на источниках орошения около водозаборного сооружения; в голове магистрального канала; на крупных межхозяйственных каналах в местах вододеления; в точках выдела воды хозяйствам-водопользователям; в точках выдела воды на отделения, севооборотные и бригадные участки; на сбросных каналах; в устьях дрен и коллекторов. В зависимости от места размещения и выполняемых функций водомерные посты подразделяют на типы (табл.3.1.).
Таблица 3.1. Классификация водомерных постов
Посты |
Место оборудования |
Выполняемые функции |
Опорные |
На источниках орошения
|
Определение и учет водных ресурсов, изучение режима источника |
Главные (головные и транзитные) |
На магистральных (главных) каналах |
Учет забора воды в систему, водораспределение |
Распределительные (головные и транзитные) |
На распределительных межхозяйственных каналах |
Учет забора и распределения воды
|
Хозяйственные |
В точках выдела воды хозяйствам |
Нормирование и контроль водоподачи в хозяйства, учет воды |
Внутрихозяйственные |
На распределительной и поливной сети |
Водораспределение |
Контрольные |
На магистральных и распределительных каналах |
Наблюдение и контроль за уровнями воды, градуировка измерительных устройств, определение КПД |
Сбросные |
На сбросных каналах |
Учет неиспользованной воды |
Дренажные |
На коллекторно-дренажной сети |
Учет дренажного стока воды |
Специальные |
На различных каналах |
Исследовательские, изыскательские и другие работы |
Водомерные устройства обычно состоят из потокоформирующей и информационной частей (оборудования и приборов для измерения уровня воды, перепада уровней или напора в измерительных сечениях потокоформирующей части), вспомогательных устройств (успокоительных колодцев, шкафов для размещения измерительного оборудования).
По принципу действия водомерные устройства делят на четыре типа:
водомерные устройства со специальными потокоформирующими частями (водосливы, пороги, лотки, насадки, приставки, диафрагмы, диффузоры);
электромагнитные и акустические водомерные устройства (индукционные, ультразвуковые расходомеры);
скоростные водомерные устройства (участок водовода с гидродинамическими трубками, вертушками и др.);
гидравлические водомерные устройства (гидравлические стабилизаторы расхода, градуированные сооружения).
Водомерные посты и водомерные устройства должны отвечать следующим основным требованиям:
оперативность учета воды (данные по расходам воды должны поступать сразу после запроса);
точность учета воды (допустимая относительная среднеквадратическая погрешность измерения расходов воды не должна превышать ±5 %);
долговечность и надежность водомерных постов;
простота измерения расходов (по минимальному числу измеряемых параметров, например по напору, уровню или разности уровней, напоров);
большой диапазон измерения расходов (изменение расходов в 5...10 раз);
надежность работы и точность учета воды при малых напорах и перепадах уровня;
надежность работы при больших колебаниях температуры, высокой влажности и запыленности воздуха;
беспрепятственный пропуск наносов и плавающего мусора;
простота конструкции, невысокая стоимость, массовость производства и применения.
Гидрометрическая сеть должна находиться в рабочем состоянии: все гидрометрические створы, рейки, водомерные сооружения, механизмы и другие устройства должны быть в исправном виде и обеспечивать своевременное измерение и учет воды с установленной точностью не менее 95—97%. Отклонения от фактических величин допускаются лишь в размере не более 3—5%.
Эксплуатационный персонал, выполняющий гидрометрические работы, состоит из гидрометров, наблюдателей и регулировщиков водоподачи и образует структурное подразделение - гидрометрическую службу. Все гидрометрические данные, полученные в ходе измерений, оформляются официальными документами. К основным документам относятся следующие:
1) по наблюдениям и измерениям—полевая книжка (журнал) для наблюдения на пунктах учета, ведомость сведений о проверке, текущем ремонте, улучшении или обновлении водомерного устройства, акт о подаче воды хозяйству, дневник работ и др.;
2) по последующей обработке материалов и сводке результатов наблюдений и измерений—ведомость измеренных расходов и объемов воды, готовая таблица среднесуточных расходов воды, балансовая ведомость по расходованию воды отдельными хозяйствами, участками и системой, данные по коэффициентам полезного действия и полезного использования воды, данные по потерям воды на фильтрацию и сбросы, ведомость-сводка данных многолетних наблюдений за источниками орошения и обводнения;
3) инвентарно-технические ведомости тарировки сооружения или канала^ инвентарная ведомость гидрометрических постов, техническая карточка поста, гидрометрическая карточка водного участка, табель гидрометрических постов;
4) периодическая отчетность.
Гидрометрический персонал должен своевременно вести все наблюдения, измерения и обработку материалов измерений и наблюдений, чтобы, пользуясь этими данными, можно было обеспечить точное управление водоподачи и вододеления для правильного проведения планового водопользования. Ошибки в измерении воды, опоздание с сообщением результатов измерений и другие нарушения в учете воды мешают нормальной эксплуатации оросительных систем.
Результаты гидрологических наблюдений тесно связаны с результатами гидрогеологическими и почвенно-мелиоративными изысканий, так как служат исходным материалом для расчетов водохозяйстенных балансов и других инженерных расчетов, необходимых для информационного обеспечения эксплуатационных мероприятий.
Список используемой литературы
Даишев Т.Д. и др. Справочник по эксплуатации мелиоративных систем Нечерноземной зоны РСФСР. –Л.: Агропромиздат. Ленингр.отделение,1987 г.- 263 с.
Натальчук М.Ф., Ольгаренко В.И., Сурин В.А. Эксплуатация гидромелиоративных систем: Учебники и учебные пособия для вузов.- М.:Колос, 1995.-320 с.
Недрига В.П. и др. Гидротехнические сооружения. Справочник проектировщика:- М.:Стройиздат,1983.-543 с.
Соколов А.А., Шикломанов И.А. Межзональное перераспределение водных ресурсов. –Ленинград: Гидрометиздат, 1980 г.-375 с.
Харченко С.И. Гидрология орошаемых земель. –Ленинград: Гидрометиздат, 1975 г.-473 с.
Шаров И.А. Эксплуатация гидрмелиоративных систем. М.:Колос,1967.-384 с.
Шаумян В.А. Основы эксплуатации оросительных и осушительных систем. М.:Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1956 г.-461 с.