4985
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
А.Л. Васильев
ВОДОСНАБЖЕНИЕ, КАНАЛИЗАЦИЯ, СТРОИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ОХРАНЫ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ
Учебно-методическое пособие
по подготовке к лекциям, практическим, семинарским занятиям (включая рекомендации обучающимся по организации самостоятельной работы)
по дисциплине «Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов» для обучающихся по научной специальности 2.1.4 Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов
Нижний Новгород
2022
1
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
А.Л. Васильев
ВОДОСНАБЖЕНИЕ, КАНАЛИЗАЦИЯ, СТРОИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ОХРАНЫ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ
Учебно-методическое пособие
по подготовке к лекциям, практическим, семинарским занятиям (включая рекомендации обучающимся по организации самостоятельной работы)
по дисциплине «Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов» для обучающихся по научной специальности 2.1.4 Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов
Нижний Новгород ННГАСУ
2022
2
УДК 628
Васильев А.Л. Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов: учебно-методическое пособие / А.Л. Васильев; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. – Нижний Новгород: ННГАСУ, 2022. – 19 с. – Текст: электронный.
Даются тематика лекций, их краткое содержание, планы практических, семинарских занятий, а также методические рекомендации по самостоятельной работе обучающихся по дисциплине «Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов». Указывается необходимая литература и источники, разъясняется последовательность их изучения, даются рекомендации по изучению дисциплины, приводятся темы докладов на практических, семинарских занятиях.
Предназначено обучающимся в ННГАСУ для подготовки к лекционным, практическим и семинарским занятиям и выполнению самостоятельной работы по научной специальности 2.1.4 Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов.
©А.Л. Васильев, 2022
©ННГАСУ, 2022.
3
Содержание
1. |
Общие положения .......................................................................................................................... |
4 |
|
|
1.1 |
Цели изучения дисциплины и результаты обучения ........................................................... |
4 |
|
1.2 |
Содержание дисциплины........................................................................................................ |
5 |
2. |
Методические указания по подготовке к лекциям ..................................................................... |
6 |
|
|
2.1 |
Общие рекомендации по работе на лекциях ........................................................................ |
6 |
|
2.2 |
Общие рекомендации при работе с конспектом лекций ..................................................... |
6 |
|
2.3 |
Тематический план лекций..................................................................................................... |
7 |
3. |
Методические указания по подготовке к практическим и семинарским занятиям .............. |
12 |
|
|
3.1 |
Общие рекомендации по подготовке к практическим и семинарским занятиям ........... |
12 |
|
3.2 |
Примерная тематика рефератов ........................................................................................... |
12 |
4. |
Методические указания по организации самостоятельной работы........................................ |
13 |
|
|
4.1 |
Общие рекомендации для самостоятельной работы ......................................................... |
13 |
|
4.2 |
План самостоятельной работы по дисциплине .................................................................. |
15 |
|
4.3 |
Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы.......................................... |
16 |
|
4.4 |
Контрольные вопросы для самопроверки........................................................................... |
18 |
4
1. Общие положения
1.1 Цели изучения дисциплины и результаты обучения
Целями освоения дисциплины Б.1.1.3 Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов являются: формирование и развитие у аспирантов универсальных, общепрофессиональных и профессиональных компетенций, уяснение общих принципов научноисследовательской деятельности в области водоснабжения и водоотведения; ознакомление с последними достижениями отечественной и зарубежной науки и техники в данной отрасли науки.
В результате успешного освоения дисциплины необходимо:
Знать:
основные методы проведения теоретических и экспериментальных исследований;
-основные методы проведения теоретических, экспериментальных и натурных исследований систем водоснабжения и водоотведения;
-последние достижения в области водоснабжения и водоотведения;
-современные методы исследования систем водоснабжения и водоотведения;
-существующие методы обработки результатов теоретических, экспериментальных, натурных исследований систем водоснабжения и водоотведения;
-педагогические технологии и представлять возможности их применения для подготовки кадров в области водоснабжения, канализации, строительных систем охраны водных ресурсов;
-знать российские и международные научные достижения в области водоснабжения и водоотведения; Уметь:
составлять план проведения теоретических и экспериментальных исследований,
проводить обработку результатов исследований с помощью современных программ;
применять основные методы проведения теоретических, экспериментальных и натурных исследований систем водоснабжения и водоотведения;
применять навыки анализа и оценки научных исследований и достижений в области водоснабжения и водоотведения;
применять новые научно-исследовательские решения для совершенствования систем водоснабжения и водоотведения;
- анализировать результаты проведенных исследований, формулировать практические выводы;
- применять педагогические технологии в учебном процессе, реализуемом в высшей школе для подготовки кадров в сфере водоснабжения, канализации, строительных систем охраны водных ресурсов;
- грамотно излагать недостатки и преимущества объекта исследования; Владеть:
методами теоретических и экспериментальных исследований в области водоснабжения и водоотведения;
- современными информационно-коммуникационными технологиями для проведения экспериментальных и натурных исследований систем водоснабжения и водоотведения;
- умением постановки исследовательских и практических задач с применением новых идей по их решению;
- умением разрабатывать и применять новые методы исследования систем водоснабжения и водоотведения;
- умением формулировать научные и практические выводы по результатам проведенных исследований; составлять научные отчеты, доклады, статьи по вопросам водоснабжения и водоотведения;
- арсеналом педагогических средств, применяемых для подготовки кадров в области водоснабжения, канализации, строительных систем охраны водных ресурсов;
5
- методологией работы российских и международных исследовательских коллективов; Формой промежуточной аттестации по данной дисциплине является экзамен.
1.2 Содержание дисциплины
Материал дисциплины сгруппирован по следующим разделам:
1.Водопотребление.
2.Системы водоснабжения и режимы их работы.
3.Водоприемные сооружения.
4.Обработка природных вод.
5.Водоводы и водопроводные сети.
6.Водоснабжение промышленных предприятий.
7.Системы и схемы водоотведения.
8.Сети систем водоотведения.
9.Характеристика сточных вод и условия их сброса в водоемы.
10.Механическая очистка сточных вод.
11.Биологическая очистка и доочистка сточных вод.
12.Физико-химическая очистка производственных сточных вод.
13.Очистка поверхностных сточных вод.
14.Обработка и использование осадков.
6
2. Методические указания по подготовке к лекциям
2.1 Общие рекомендации по работе на лекциях
Лекция является главным звеном дидактического цикла обучения. Ее цель — формирование основы для последующего усвоения учебного материала. В ходе лекции преподаватель в устной форме, а также с помощью презентаций передает обучаемым знания по основным, фундаментальным вопросам изучаемой дисциплины.
Назначение лекции состоит в том, чтобы доходчиво изложить основные положения изучаемой дисциплины, ориентировать на наиболее важные вопросы учебной дисциплины и оказать помощь в овладении необходимых знаний и применения их на практике.
Личное общение на лекции преподавателя со студентами предоставляет большие возможности для реализации образовательных и воспитательных целей.
При подготовке к лекционным занятиям необходимо ознакомиться с основной и дополнительной литературой, предлагаемой преподавателем, отметить непонятные термины и положения, подготовить вопросы с целью уточнения правильности понимания. Рекомендуется приходить на лекцию подготовленным, так как в этом случае лекция может быть проведена в интерактивном режиме, что способствует повышению эффективности лекционных занятий.
2.2Общие рекомендации при работе с конспектом лекций
Входе лекционных занятий необходимо вести конспектирование учебного материала. Конспект помогает внимательно слушать, лучше запоминать в процессе осмысленного записывания, обеспечивает наличие опорных материалов при подготовке к семинару, зачету, экзамену.
Запись лекции можно вести в виде тезисов – коротких, простых предложений, фиксирующих только основное содержание материала. Количество и краткость тезисов определяется индивидуально. Естественно, что такая запись лекции требует впоследствии обращения к дополнительной литературе.
Кроме тезисов важно записывать примеры, доказательства, даты и цифры, имена. Значительно облегчают понимание лекции те схемы и графики, которые вычерчивает на доске преподаватель. По мере возможности необходимо переносить их в тетрадь рядом с тем текстом, к которому эти схемы и графики относятся. Следует помнить, что яркий запоминающийся пример является добавочным элементом к основному материалу лекции и не может его полностью заменить
Полезно оставить в рабочих конспектах поля, на которых делать пометки из рекомендованной литературы, дополняющие материал прослушанной лекции, а также подчеркивающие особую важность тех или иных теоретических положений. Конспект лекции целесообразно дополнить собственными мыслями, суждениями, вопросами, возникающими в ходе прослушивания содержания лекции. При составлении конспектов важно выработать индивидуальную систему записи материала, научиться рационально сокращать слова и отдельные словосочетания.
Вслучае неясности по тем или иным вопросам необходимо задавать преподавателю уточняющие вопросы. Следует ясно понимать, что отсутствие вопросов без обсуждения означает в большинстве случаев неусвоенность материала дисциплины. Кроме того, можно попытаться ответить на возникающие вопросы самостоятельно в процессе подготовки к практическим занятиям либо обсудить их с преподавателем на консультации.
Вцелом, необходимо помнить, что качественно записанные лекции оказывают существенную помощь в овладении материалом.
7
2.3 Тематический план лекций
|
Тематический план и примерное содержание лекций представлены в таблице 1. |
||
|
|
Таблица 1 |
|
|
Содержание разделов учебной дисциплины |
||
|
|
|
|
№ |
Наименование раздела дисциплины |
Содержание раздела |
|
п/п |
дисциплины |
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
|
СЕМЕСТР № 4 |
|
|
|
1. |
Водопотребление |
Социальное и экономическое значение |
|
|
|
водоснабжения. Проблема рационального |
|
|
|
использования водных ресурсов. Краткая |
|
|
|
характеристика водных ресурсов России как |
|
|
|
источников водоснабжения. Основные категории |
|
|
|
водопотребления. Нормы водопотребления. |
|
|
|
Характеристика источников водоснабжения и |
|
|
|
методы их оценки. |
|
2. |
Системы водоснабжения и режимы |
Классификация систем водоснабжения, научные |
|
|
их работы |
основы и инженерные методы выбора систем и |
|
|
|
схем водоснабжения. Критерии оценки и методы |
|
|
|
повышения надежности и экономичности систем |
|
|
|
водоснабжения. |
|
|
|
Режимы водопотребления, подачи и работы систем |
|
|
|
водоснабжения. Роль регулирующих и запасных |
|
|
|
емкостей систем водоснабжения в обеспечении их |
|
|
|
надежности и экономичности. Основные типы |
|
|
|
водо-питателей (насосов), используемых в |
|
|
|
системах водоснабжения, их расходно-напорные |
|
|
|
характеристики. Технико-экономическое |
|
|
|
обоснование требований к количеству и качеству |
|
|
|
воды, расходуемой на производственные нужды. |
|
|
|
Особенности систем оборотного водоснабжения. |
|
|
|
Последовательное использование воды в |
|
|
|
производстве. Замкнутые системы водного |
|
|
|
хозяйства промышленных предприятий. |
|
|
|
Противопожарное водоснабжение. Управление |
|
|
|
процессами водоподготовки и системами подачи и |
|
|
|
распределения воды, использование современных |
|
|
|
информационных технологий. |
|
3. |
Водоприемные сооружения |
Сооружения для приема воды из поверхностных |
|
|
|
источников, водоприемники берегового и |
|
|
|
руслового типов, плавучие и другие |
|
|
|
водоприемники. Мероприятия по рыбозащите. |
|
|
|
Сооружения для приема подземных вод. |
|
|
|
Водозаборные скважины и шахтные колодцы. |
|
|
|
Фильтры водозаборных скважин. Горизонтальные |
|
|
|
и лучевые водозаборы, сифонные водозаборы, |
|
|
|
водоподъемное оборудование. Восстановление |
|
|
|
дебита скважин и шахтных колодцев. |
|
|
|
Мероприятия по защите поверхностных и |
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
подземных вод от загрязнения. Восполнение |
|
|
запасов подземных вод. |
4. |
Обработка природных вод |
Основные показатели качества природных вод, |
|
|
требования к качеству воды, используемой для |
|
|
хозяйственно-питьевого и промышленного |
|
|
водоснабжения, обоснование принципиальных |
|
|
схем комплексов водоподготовительных |
|
|
сооружений. Коагулирование, коагулянты и |
|
|
флокулянты, физико-химические и |
|
|
технологические основы очистки воды |
|
|
коагулированием. Дозаторы коагулянтов, |
|
|
смесители, камеры хлопьеобразования. |
|
|
Закономерности осаждения взвесей в воде. |
|
|
Горизонтальные, вертикальные, радиальные |
|
|
отстойники. Тонкослойное отстаивание воды. |
|
|
Принцип работы и конструкции осветлителей со |
|
|
слоем взвешенного осадка. Гидроциклоны, |
|
|
принцип работы, область применения. |
|
|
Теоретические основы и техника очистки воды |
|
|
фильтрованием. Барабанные сетки и |
|
|
микрофильтры. Конструкции и расчет скорых, |
|
|
медленных фильтров, префильтров. Фильтрующие |
|
|
материалы. Контактные осветлители. |
|
|
Обеззараживание воды. Хлорирование воды, |
|
|
озонирование, ультрафиолетовое облучение и |
|
|
другие способы обеззараживания воды. |
|
|
Устранение привкусов и запахов воды. |
|
|
Сорбционные методы очистки воды от |
|
|
органических веществ. Стабилизационная |
|
|
обработка воды. Реагентные методы умягчения |
|
|
воды, установки для реагентного умягчения воды. |
|
|
Умягчение и обессоливание воды ионным |
|
|
обменом. Очистка воды от железа, марганца, |
|
|
сероводорода, фтора. Опреснение воды |
|
|
дистилляцией, электродиализом и обратным |
|
|
осмосом. Подготовка особо чистой воды |
|
|
Транспортирование, обработка, складирование, |
|
|
переработка и утилизация осадков станций |
|
|
очистки природных вод. Интенсификация работы |
|
|
действующих водоочистных сооружений. |
|
|
Математические методы оптимизации процессов |
|
|
водоподготовки, критерии оптимальности, методы |
|
|
поиска экстремума целевых функций. |
5. |
Водоводы и водопроводные сети |
Типы водопроводных сетей. Современные методы |
|
|
гидравлического и технико-экономического |
|
|
расчета систем подачи и распределения воды. |
|
|
Сравнительная характеристика труб из различных |
|
|
материалов. Выбор типа и класса прочности труб. |
|
|
Способы укладки водопроводных труб. Защита |
|
|
труб от коррозии и гидравлических ударов. |
|
|
Запорная, регулирующая и предохранительная |
|
|
арматура и ее использование в системах подачи и |
|
|
9 |
|
|
|
|
|
распределения воды. Управление процессами |
|
|
подачи и распределения воды. Ремонт и |
|
|
восстановление водопроводных сетей |
|
|
бестраншейными методами. |
6. |
Водоснабжение промышленных |
Особенности использования воды на нужды |
|
предприятий |
промышленности. Охлаждающие устройства |
|
|
систем оборотного водоснабжения, пруды- |
|
|
охладители, брызгальные бассейны, градирни. |
|
|
Обработка охлаждающей воды для борьбы с |
|
|
зарастанием и коррозией систем оборотного |
|
|
водоснабжения. Основы сельскохозяйственного |
|
|
водоснабжения, системы водоснабжения поселков, |
|
|
пастбищ. |
7. |
Системы и схемы водоотведения |
Социальное, техническое и экономическое |
|
|
значение систем водоотведения и защиты |
|
|
водоемов от загрязнений. |
|
|
Системы водоотведения. Схемы отвода воды от |
|
|
населенных пунктов и промышленных |
|
|
предприятий. Научные основы и инженерные |
|
|
методы выбора систем водоотведения, критерии |
|
|
оценки и методы повышения надежности и |
|
|
экономичности систем водоотведения и их |
|
|
элементов. Управление процессами отведения и |
|
|
очистки сточных вод, использование современных |
|
|
информационных технологий. Математические |
|
|
методы оптимизации систем водоотведения, |
|
|
критерии оптимальности, методы поиска |
|
|
экстремума целевых функций. |
8. |
Сети систем водоотведения |
Гидравлический и технико-экономический расчет |
|
|
сетей для отвода бытовых, производственных и |
|
|
ливневых (поверхностных) сточных вод. |
|
|
Сравнительная характеристика труб из различных |
|
|
материалов. Выбор типа и класса прочности труб. |
|
|
Способы укладки труб и строительство |
|
|
коллекторов. Прокладка канализационных каналов |
|
|
на большой глубине. Конструкции каналов, |
|
|
перепадных колодцев и других сооружений на |
|
|
сетях глубокого заложения. Конструкции |
|
|
сооружений на сетях различных систем |
|
|
водоотведения. Перекачка сточных вод при |
|
|
обычных условиях заложения сети и при сетях |
|
|
глубокого заложения. Основные типы |
|
|
оборудования и устройств для перекачки сточных |
|
|
вод, их напорно-расходные характеристики. |
|
|
Запорная, регулирующая и предохранительная |
|
|
арматура, ее использование в системах |
|
|
водоотведения. Условия приема сточных вод в |
|
|
сети систем водоотведения. Регулирование |
|
|
поступления дождевых вод. |
9. |
Характеристика сточных вод и |
Виды сточных вод (хозяйственно-бытовые, |
|
условия их сброса в водоемы |
производственные, поверхностные). Дисперсность |
|
|
загрязняющих примесей и химический состав |