- •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
- •Глава 6. Водоподпорные сооружения 101
- •Глава 7. Юридические и экономические вопросы водопользования 118
- •Введение
- •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
- •6.3.5. Особенности на мягких основаниях
- •6.4. Арочная плотина
- •6.5. Плотины из грунтовых материалов
- •6.5.1. Земляные насыпные плотины:
- •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:
3.5.2. Методология водохозяйственного районирования
Методология разнообразна, но чаще всего при этом не учитывается экономическая значимость водных ресурсов. Она была учтена в 1961 – 1962 годах. При этом выделены следующие виды районов:
со свободными водными ресурсами, не нуждающимися в регулировании стока;
районы, в которых необходимо сезонное или многолетнее регулирование;
районы, нуждающиеся в переброске стока из других районов;
районы с исчерпанными водными ресурсами и ограниченными возможностями для обводнения извне;
районы, нуждающиеся в неотложных мерах по очистке водоемов;
бассейны рек, сохраняемые как резервные для водоснабжения растущих индустриальных центров.
При районировании учтена водообеспеченность территории по количеству и качеству воды и вид водного источника. В лесной и лесостепной зонах ведущую роль играют поверхностные воды, а в бессточных районах основой являются ресурсы подземных вод.
Среди экономических условий решающую роль играют размещение населения и хозяйства.
Одно из последних районирований выполнено К.В. Долгополовым и Е.В. Федоровой. Оно носит комплексный характер и включает 3 раздела, вида (блока), информацию:
общая характеристика района (территория, население);
характеристика природных водных источников;
характеристика водопотребления
Достаточность водных ресурсов оценивалась по удельной водообеспеченности, т.е. объему стока с 1 км2 на 1 жителя.
Уровень водопотребления – по фактическому объему потребляемой воды. По таксономической соподчиненности при этом районировании выделяются:
водохозяйственные зоны, объединяющие несколько водохозяйственных районов (Средняя Азия, Европейская часть СССР, Сибирь, Дальний Восток – т.е. территории с различным уровнем ограничений в использовании водных ресурсов или без ограничений);
водохозяйственные районы, т.е. территории с общностью источников водных ресурсов и структуры водного хозяйства;
подрайоны – выделяются в пределах районов к крупным водохозяйственным системам, обслуживающим промышленные узлы, большие массивы орошаемого земледелия.
Масштаб районирования: мелкий - для водохозяйственных зон, где критерии районирования генерализованы, обобщены; средний – для отдельных районов и крупный – для подрайонов или их частей. 3.5.3. Границы водохозяйственных таксонов
Границы водохозяйственных зон совпадают, как правило, с границами географических регионов; границы районов – с границами крупных экономических районов, но в пределах последних может быть выделено несколько водохозяйственных районов, имеющих различную структуру водохозяйственных комплексов. Часто водохозяйственные районы выделяются путем объединения административных единиц, подрайонов – по границам крупных водохозяйственных систем. По комплексу указанных признаков на территории СССР выделен 41 район, в том числе 21 – на территории РФ. Эти районы объединены в 6 типов – по наличию водных ресурсов, характеру их использования и перспективам обеспеченности водой.
Первый тип – районы, расположенные в пустынных и полупустынных зонах, характеризующиеся минимальной водообеспеченностью на всей исследованной территории. Поскольку это, в основном, Казахстан и Средняя Азия, мы не будем их характеризовать детальнее.
Второй тип водохозяйственных районов – это Донно-Кубанский, Терско-Кумский, Тоболо-Ишимский, Иртышский расположены в степной зоне неустойчивого увлажнения. Они характеризуются недостаточной и резко недостаточной природной водообеспеченностью. В хозяйственной структуре преобладает сельское хозяйство, преимущественно производство зерна. Из-за неустойчивого естественного увлажнения производительность сельского хозяйства резко колеблется по годам.
Из-за ограниченности водных ресурсов размещение водоемких производств в этих районах проблематично, в т. ч. расширение орошаемого земледелия.
Возможности переброски стока рек из других районов в 60-ых годах не рассматривались, а в настоящее время эта проблема актуальна.
Третий тип – это наиболее густо заселенные районы Волжско-Окский, Верхне-Окский, Центрально-Черноземный, Восточно-Уральский. Здесь множество городов, образующих крупнейшие агломерации – Москва, Урал (Свердловск-Екатеринбург).
Здесь преобладают обрабатывающая и добывающая промышленность с большим удельным весом водоемких производств в т. ч. тепловых электростанций, металлургии, текстильной и пищевой промышленности. Огромному объему водопотребления соответствует и столь же большой объем водоотведения, ухудшающий качество вод.
Природная водообеспеченность этих районов невысокая, поэтому развитие водоемких производств целесообразно ограничить. Водное хозяйство этих районов находится в очень сложном положении, т.к. в регулировании стока достигнут предел. Усиленно используются подземные воды, но в ряде районов дефицит водных ресурсов наблюдается. Для этих районов ставится вопрос о межбассейновых перебросках стока.
Четвертый тип водохозяйственных районов – это районы с наиболее разветвленной структурой водохозяйственных комплексов, расположенные в бассейнах Волги, Оби: - Волго-Камский, Верхнекамский, Верхнеобский. В них размещены общероссийские базы железорудной промышленности, металлургии, нефтяной и химической промышленности. Все эти отрасли характеризуются очень высокой водоемкостью. Здесь созданы и мощная гидроэнергетика и водный транспорт.
При высокой общей плотности населения здесь имеется много крупных городов. Хорошо развито орошаемое земледелие. Бассейны Волги имеют уникальное рыбохозяйственное значение. Все это обеспечило очень большие объемы водопотребления, которые будут возрастать и далее. Для этих районов требуется пополнение частью стока северных рек.
Пятый тип – это хорошо увлажненные районы с широким развитием заболоченности. Это Волго-Вятский, Приморский, Сахалинский районы. В их хозяйстве преобладает добывающая, нефтеперерабатывающая, химическая, целлюлозно-бумажная промышленности, имеющие высокую водоемкость. Здесь много крупных городов. Общее водопотребление велико. Речной сток достаточно велик, но неравномерен. В целом он достаточен пока для удовлетворения всех нужд в воде.
Шестой тип – это районы с наиболее высокой водообеспеченностью, слабо освоенные и редко заселенные. Это Северо-Двинский, Печоро-Вычегодский Озерный, Обь-Иртышский, Байкало-Енисейский, Ленский, Северо-Восточный, Приамурский районы. Они характеризуются огромными запасами водных ресурсов. В этих районах основные компоненты водного хозяйства – водоснабжение промышленности и населения, речной транспорт (включая лесосплав), рыбное хозяйство. Огромный гидроэнергетический потенциал этих районов почти исчерпан.
Колоссальные запасы воды, аккумулированные в больших озерах (Ладога, Онега) частично могут быть переброшены в южные маловодные районы.
Эти районы весьма перспективны для размещения водоемких и энергоемких производств, водного транспорта.
На этих территориях пока отсутствует необходимость количественных ограничений в использовании водных ресурсов. Эти районы перспективны для межбассейновых перебросок. Проект такой переброски лет 15-20 назад разрабатывался. Предполагалось часть стока из 6 типа районов перебросить в 1-ый, т.е. из бассейна реки Оби в Среднюю Азию. Он не был реализован, в том числе из-за протеста общественности по причине слабой проработки возможных последствий.
Водохозяйственное районирование позволяет выявить проблемы отдельных районов и их частей, связанные с водными ресурсами, и наметить пути их решения. Итоги водохозяйственного районирования реализованы в “Схеме комплексного использования и охраны водных ресурсов” России.
