- •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:
Глава 1. Водные ресурсы и водопользование
Сущность водной проблемы и пути ее решения
По истории использования человеком водных ресурсов можно написать историю возникновения древних цивилизаций и историю развития техники, а также историю появления основных направлений в сегодняшней науке. Несколько примеров: Политическое объединение древнего Двуречья вокруг Вавилона было продиктовано необходимостью создания единой ирригационной системы. Массовое рытье каналов стимулировало замену бронзовых орудий труда железными. Резкий рост урожайности способствовал расцвету культуры Вавилона, ремесел, росту военного могущества.
Однако неразумное орошение привело к заболачиванию земель, катастрофическому снижению урожайности и к распаду царству Вавилонского.
Реки связывали между собой отдельные княжества Древней Руси, выводили ее на рынки богатых государств. Торговый путь из Варяг в Греки почти целиком проходил по его территории. Насколько были освоены водные пути видно из такого примера: «В 610 в Македонии Фракии и Фессалии, в 623 на острове Крит, 6в 626 подступили к Царьграду – «все море вокруг тогда наполнилось вражескими лодками, каждая из которых была выдолблена из одного цельного куска дерева», в 813 на острове Эгина, в 860 вновь осадили Царьград. Для создания таких флотов на территории тогдашних славянских племен: поляне, древляне, новгородцы, полочане, дреговичи – в непроходимых лесных местах использовались волоки. Они связывали между собой бассейны разных рек, создавали разветвленную, очень гибкую и обширную сеть водных путей сообщений. Используя их можно было от западных границ добраться до Урала, даже проникнуть за него в Сибирь, а от теплых берегов Каспия – доплыть до студеного моря. Вследствие чего по многим из них пролегли трассы искусственных водных систем. Были дворы-гавани, где стояли суда на обмен. В каждой реке свои селения, купцы, судопромышленники.».
В первые годы XIX в. в Англии угрожающе вырос уровень смертности, связанной с распространением бацилл холеры через загрязненную воду. В 1848 году был принят закон о здравоохранении.
В США потребление энергии удваивается каждые 8-10 лет, в 1980 – потребности в воде достигли на охлаждение энергоустановок почти половины среднегодового стока рек. Даже если 95% этого объема возвращать в речную сеть, то качество вод неизбежно изменится. Более высокая температура стоков снижает количество растворенного кислорода и способность речных вод к разложению органических вещей снижается, что ведет к распаду прежних пищевых цепей и это еще более снижает запас кислорода в водных экосистемах.
Привнос новых химических препаратов создает угрозу неопределенных последствий.
Нитраты, фосфоросодержащие детергенты и др. вещества, поддающиеся разложению, ускоряют эвтрофикацию рек и озер, в которых аккумулируются эти химические соединения и продукты их разложения.
Вещества неподдающиеся разложению коварны – они двигаются по пищевым цепям и накапливаются в живых организмах, подвергая угрозе жизнь людей.
Проблемы кратковременного загрязнения относительно просты и часто поддаются практическим решениям.
Длительное влияние обладает аккумулятивным характером и имеет хроническое воздействие. Экологам следует выявить действие загрязняющих веществ на все многообразие экологических связей и выявить значимость для выработки стратегий.
Поэтому вопросам использования охраны и воспроизводства водных ресурсов уделяется много внимания.
В нашей стране вопросам: учета, планирования, комплексного использования водных ресурсов, охраны поверхностных вод от загрязнения и истощения, транспортировки их к месту потребления – занимается водное хозяйство – отрасль государственного хозяйства.
Оно включает в себя: хозяйственно-бытовое водоснабжение, водоснабжение промышленных предприятий и ТЭС, использование воды с/х (водоснабжение, орошение, обводнение, осушение угодий), гидроэнергетикой, водным транспортом, для лесосплава, рыборазведения, в спортивно-оздоровительных целях; а также ведет борьбу с разрушительным действием водной стихии.
Цель производственного процесса водного хозяйства – в создании определенного режима водных источников, обеспечивающих возможность бесперебойного использования водных ресурсов потребителями
Создание такого режима достигается с помощью гидротехнических сооружений. Конечный продукт процесса – подготовленная к разным видам использования вода. Продукция водного хозяйства разный расход и уровень, разное качество и объем.
Использование воды многогранно: растворитель, носитель, теплоноситель, охладитель, средство обработки, рабочее тело турбины, непосредственно потребляемая человеком, культурно-бытовое использование.
Сущность водной проблемы – рост потребления воды и соответствующий рост ее загрязнения – водный голод.
