Программа курса (syllabus)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Казахский национальный технический университет имени

Институт геологии и нефтегазового дела им. К. Турысова

Кафедра гидрогеологии и инженерной геологии

«УТВЕРЖДАЮ»

директор института

________________ Е. Бисембаев

«_____»___________2013 г

ПРОГРАММА КУРСА

(SYLLABUS)

По дисциплине «Искусственное восполнение запасов подземных вод»

для специальности 6М075500 - «Гидрогеология и инженерная геология»

Форма обучения - очная

Срок обучения - 2 года

Кредиты - 3

Лекции 30 часов

Практические занятия 15 часов

СРМП 45 часов

СРМ 135 часов

Алматы, 2014

Программу курса составил , кандидат геолого-минералогических наук, доцент.

Составлена на основании изданных учебников по дисциплине «Искусственное восполнение запасов подземных вод», для специальности 6М075500 - «Гидрогеология и инженерная геология»

Рассмотрена на заседании кафедры гидрогеологии и инженерной геологии

«____»__________ 2014 г. Протокол № ____

Зав. кафедрой ________________

Программа рекомендована учебно-методическим Советом института геологии и нефтегазового дела им. К.Турысова

«_____»________2014 г. Протокол №____

Председатель _________________Е. Бисембаев

Cведения о преподавателе:

, кандидат геолого-минералогических наук, закончил КазПТИ им. Ленина в 1966 г. по специальности «Гидрогеология и инженерная геология»,Читает лекций по курсу «Мелиоративная гидрогеология» и др.

Кафедра гидрогеологии и инженерной геологии

Адрес: ,

1.Цель и задачи дисциплины

1.1 Цель преподавания дисциплины.

Целью преподавания курса является ознакомление магистрантов с общими и специальными вопросами искусственного восполнения подземных вод.

1.2 Задачи курса:

В результате изучения дисциплины магистрант должен получить следующие знания, умения и навыки:

-знать теоретические основы курса по организации ИВЗПВ.

-знать методы исследований для получения полной и достоверной информации о состоянии объектов ИВЗПВ.

-уметь анализировать и обрабатывать материалы по организации ИВЗПВ.

-иметь навыки выполнения расчетов по увеличению производительности водозаборов за счет организации ИВПВ.

1.3 Пререквизиты: «Геодезия», «Высшая математика», «Информатика», «Гидрогеология», «Гидроэкология», «Гидрогеодинамика», «Использование водной энергии».

1.4. Постреквизиты: «Гидрогеология и инженерная геология», «Водный кадастр», «Оценка запасов подземных вод», «Мелиоративная гидрогеология», «Гидротехнические сооружении», «Гидравлика», «Гидрометрия».

2. Система оценки знаний

Таблица 1

Распределение рейтинговых % по видам контроля

Вид итогового контроля	Виды контроля	%
Экзамен	Итоговый контроль	100
Рубежный контроль	100
Текущий контроль	100

Таблица 2

Календарный график сдачи всех видов контроля

Недели	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Виды контроля	П	СР	П	СР	П	СР	П	РК	П	СР	П	СР	П	СР	РК
Кол-во контролей	1	1	1		1	1	1	2	1	1	1	1	1	1	2
Виды контроля: П – практические занятия; СР – самостоятельная работа; РК – рубежный контроль

Таблица 3

Оценка знаний студентов

Оценка	Буквальный эквивалент.	В процентах %	В баллах
Отлично	А	95-100	4
А -	90-94	3,67
Хорошо	В +	85-89	3,33
В	80-84	3,0
В -	75-79	2,67
Удовлетворительно	С +	70-74	2,33
С	65-69	2,0
С -	60-64	1,67
D +	55-59	1,33
D	50-54	1,0
Неудовлетворительно	F	0-49	0

3. Содержание дисциплины

Распределение часов по видам занятий

Таблица 4

Наименование темы	Количество академических часов
Лекции	Практ. работы	СРМП	СРМ
1	2	3	4	5	6
1	Введение. Основная проблема ИВЗПВ. Состояние решения проблемы ИВЗПВ. Задачи решаемые с помощью методов ИВЗПВ.	1	1	2	4
2	Гидравлика фильтрационного потока. Процессы кольматации и заиливания.	1	1	2	4
3	Гидрогеологические исследования для обоснования ИВПВ.	1	1	2	4
4	Режимы инфильтрации из бассейнов. Условия использования бассейнов открытого типа. Подземные сооружения.	1	1	2	4
5	Основные задачи типизации. Показатели иерархической классификации.	1	1	2	4
6	Критерии выделения классов. Характеристики емкости и приемистости.	1	1	2	4
7	Гидрохимические условия. Источники ИВПВ.	1		2	4
8	Типовые схемы граничных условий. Стадии работ при изысканиях.	1	1	2	4
9	Проектирование систем ИВПВ для водоснабжения. Схемы систем ИВПВ и их выбор,	1	1	2	4
10	Предварительное улучшение качества поверхностной воды.	1	1	2	4
11	Аэрирование. Отстаивание. Микрофильтрация.	1	1	2	4
12	Сверхскорые Фильтры. Хлорирование.	1	1	2	4
13	Улучшение качества воды в бассейнах. Роль илистой пленки.	1	1	2	4
14	Улучшение качества воды в водоносных горизонтах.	1	1	2	4
15	Химическое взаимодействие. Санитарная охрана систем ИВПВ.	1	1	2	4
	Итого	30	15	45	60

СРМП - занятия в аудитории

СРМ - занятия в офисе

3.1 Содержание лекций

1. Введение. Основная проблема ИВЗПВ. Состояние решения проблемы ИВЗПВ. Задачи решаемые с помощью методов ИВЗПВ.

Общая проблема ИВПВ. История развития ИВЗПВ в Казахстане. Состояние решения проблем ИВПВ. Перечень задач требующих решения. Основные понятия и определения. 1-3 осн.(3-15).

2. Гидравлика фильтрационного потока. Процессы кольматации и заиливания.

Экономические факторы при ИВПВ. Гидравлика фильтрационного потока. (15-20)

3. Гидрогеологические исследования для обоснования ИВПВ.

Гидрогеологические исследования для обоснования ИВПВ, 1 осн. (20-29).

4. Режимы инфильтрации из бассейнов. Условия использования бассейнов открытого типа. Подземные сооружения.

Режимы инфильтрации из бассейнов. Условия использования бассейнов открытого типа.

Подземные сооружения. Нагнетательные скважины, мелкие шахты и горные выработки. 1 осн. (30-37).

5. Основные задачи типизации. Показатели иерархической классификации.

Гидрохимические условия. Источники ИВПВ. Типовые схемы граничных условий. Стадии работ при изысканиях. 1 осн (69-84)

6. Критерии выделения классов. Характеристики емкости и приемистости.

Критерии выделения классов. Характеристики емкости и приемистости. Типизация гидрогеологических и гидрологических условий. 1 осн. (39-68)

7. Гидрохимические условия. Источники ИВПВ.

Гидрохимические условия подразделяются на:

-простые(изменение качества подземных вод несущественно или может быть надежно определено расчетным путем).

-сложные(воды некондиционного качества имеют сложные границы, расчеты возможны только приблизительные).

-весьма сложные (сложные границы некондиционных вод сочетаются с весьма неоднородными породами, оценка изменения качества ориентировочная).

8. Типовые схемы граничных условий. Стадии работ при изысканиях.

Типы систем ИВПВ.

1-определение условий, позволяющих производить выбор способа ИППВ.

2-определение условий, позволяющих выявлять основные составляющие искусственно формируемых эксплуатационных запасов подземных вод.

3-схематизация природных условий для целенаправленного проведения исследований и оценки ИЗПВ.

4-определение дополнительных условий, влияющих на методику геологоразведочных работ.

9. Проектирование систем ИВПВ для водоснабжения. Схемы систем ИВПВ и их выбор.

Системы ИВПВ подразделяют на три основных типа:

1тип - для инфильтрации применяют бассейны или открытые каналы(рис1).

2 типа (закрытого)

Простые системы 3-го типа (открытого)

10. Предварительное улучшение качества поверхностной воды.

Улучшение качества воды в водоносном горизонте. Химическое взаимодействие. Санитарная охрана систем ИВПВ.

11. Аэрирование. Отстаивание. Микрофильтрация.

Аэрирование. Отстаивание. Микрофильтрация.

Аэрация может производиться путем подачи воды по каскадам, через разбрызгиватели, простым изливом из трубы.

Отстаивание применяется чаще как предварительное улучшение качества воды перед фильтрованием.

Микрофильтрация применяется самостоятельно или в комплексе с другими методами очистки

12. Сверхскорые Фильтры. Хлорирование.

Сверхскорые фильтры

Работают без реагентов при скорости фильтрации до1200м/сут, задерживают до 80% взвешенных частиц. Сложны в эксплуатации.

Хлорирование

Проводят для обеззараживания воды, для борьбы с водорослями и для окисления органических веществ, цветность, запах и привкус воды(для их снижения).

13. Улучшение качества воды в бассейнах. Роль илистой пленки.

Роль илистой пленки. Для предварительной водоподготовки , в зависимости от исходных качеств воды и требований к её улучшению применяют следующие методы: аэрацию, отстаивание, микрофиьтрацию, скорое и предварительное фильтравание, хлорирование, коагулирование для интенсификации отстаивания и фильтрования, а также другие методы в зависимости от конкретных условий и в частности обезжилезивание и пр.

14. Улучшение качества воды в водоносных горизонтах.

Равномерное распределение осаждения мути возможно радикально улучшить при дождевании. В этом случае получится наиболее равномерная пленка по всей площади бассейна(в зимнее время в холодном климате используют другие методы-сегнерово колесо и т. д.).

15. Химическое взаимодействие. Санитарная охрана систем ИВПВ.

Улучшение качества воды в результате химического взаимодействия

Если при взаимодействии загрязнителя поверхностной воды с подземной водой или с горными породами образуется нерастворимое соединение, то качество воды может улучшаться.

Для выходящих от системы ИВПВ водоводов к потребителю назначают обычные охранные санитарные мероприятия, а водоносный горизонт за пределами первого пояса может быть включен в зону ограничений (второй пояс) в зависимости от местных санитарных условий.

3.2 Содержание практических занятий

1. Определение допустимого максимума ухудшения качества воды водозабора при залповом загрязнении.

Имея информацию о концентрации загрязняющего компонента и продолжительности воздействия компонента на водоносный горизонт рассчитываем допустимый предел ухудшения качества воды. 3 осн (81).

2. Анализ изменчивости минимальных расходов реки для целей ИВПВ.

По многолетнему гидрографу рассчитывают меженные расходы за многолетний период.

Определяем возможность использования меженного расхода для ИВПВ. Качество воды должно быть пригодным для целей ИВПВ. 3 осн. (26)..

3. Определение продолжительности периодов работы бассейна.

Занятие проводят на материале по инфильтрационному бассейну с непроницаемыми откосами. 3 осн (95).

4. Определение общего объема воды, инфильтруемой за фильтроцикл и средней скорости инфильтрации из бассейна.

Занятие проводят в продолжение и на материалах практического занятия 3. 3 осн (95).

5. Определение способности песка поглощать взвешенные частицы из воды.

Определяют параметр грязеемкости. 3осн (99).

6. Определение комплексного параметра «А».

Определение параметра «А» по графику и по формулам.

3 осн (102).

7.Прогнозный расчет системы «скважина-насос-водовод» в условиях ИВПВ.

Расчет выполняют по формулам, а также применяют графоаналитический метод. Требуется подобрать насос и назначить режим его работы.

3.3 Содержание СРМП

1. Дать анализ использованию речных вод для ИВПВ.

2. Дать анализ использованию повехностных вод для целей ИВПВ в Казахстане.

3. Дать анализ развитию ИВПВ в Казахстане.

4. Дать анализ задач ИВПВ, требующих решения..

5. Дать анализ процессов и факторов уменьшающих производительность инфильтрационных сооружений.

6. Дать анализ фильтроциклов.

7. Экономическая целесообразность ИВПВ.

8.Поверхностные открытые сооружения.

9 Бассейны капитального типа.

10. Гидрогеологические исследвания для ИВПВ.

11. Бассейны облегченного типа.

12. Дать анализ преимуществ инфильтрационных сооружений открытого типа.

13. Дать анализ работы подземных сооружений второй группы.

14. Дать анализ режимов фильтрации при сложном питании.

15. Дать анализ обеспеченности расхода реки

3.4. Содержание СРМ

Для закрепления полученных теоретических знаний предусматривается выполнение реферата по пройденному материалу. Магистрантам предлагаются следующие примерные темы реферата:

1. Виды и задачи типизации при ИВПВ.

2. Принципы районирования источников восполнения при ИВПВ..

3. Принципы районирования емкостей для ИВПВ.

4. Картирование для целей ИВПВ.

5. Организация работ по ИВПВ на месторождении подземных вод.

6. Организация работ по ИВПВ на действуюшем водозаборе.

7. Организация мероприятий для улучшения инфильтрации.

8.Организация улучшения качества воды в бассейнах.

9. Анализ источников ИВПВ по степени пригодности.

10. Характеристика типовых схем граничных условий при ИВПВ.

11.Предварительная подготовка сильно загрязненных вод.

12.Анализ графиков колебаний УГВ для прогноза работы системы «скважина-насос-водовод»..

13. Проведение улучшения качества воды в водоносном горизонте.

14. Принципы и целесообразность использования скорых и сверхскорых фильтров.

15. Характеристики мер санитарной охраны при ИВПВ.

Выполнение реферата потребует использования дополнительной литературы и серьезного библиографического поиска в библиотеках и ресурсах интернета.

3.5 График проведения занятий

№ п/п	Дата	Время	Наименование тем
1			Введение. Основная проблема ИВЗПВ. Состояние решения проблемы ИВЗПВ. Задачи решаемые с помощью методов ИВЗПВ.
2			Гидравлика фильтрационного потока. Процессы кольматации и заиливания.
3			Гидрогеологические исследования для обоснования ИВПВ.
4			Режимы инфильтрации из бассейнов. Условия использования бассейнов открытого типа. Подземные сооружения.
5			Основные задачи типизации. Показатели иерархической классификации.
6			Критерии выделения классов. Характеристики емкости и приемистости.
7			Гидрохимические условия. Источники ИВПВ.
8			Типовые схемы граничных условий. Стадии работ при изысканиях.
9			Проектирование систем ИВПВ для водоснабжения. Схемы систем ИВПВ и их выбор.
10			Предварительное улучшение качества поверхностной воды.
11			Аэрирование. Отстаивание. Микрофильтрация.
12			Сверхскорые фильтры. Хлорирование.
13			Улучшение качества воды в бассейнах. Роль илистой пленки.
14			Улучшение качества воды в водоносных горизонтах.
15			Химическое взаимодействие. Санитарная охрана систем ИВПВ.

3.6 График проведения практических занятий

№ п/п	Дата	Время	Наименование тем
1			Определение допустимого максимума ухудшения качества воды водозабора при залповом загрязнении
2			Анализ изменчивости минимальных расходов реки для целей ИВПВ
3			Определение продолжительности периодов работы бассейна
4			Определение общего объёма воды инфильтруемой из бассейна за фильтроцикл и средней скорости инфильтрации
5			Определение способности песка поглощать взвешенные частицы из воды
6			Определение комплексного параметра «А».
7			Прогнозный расчет системы «СКВАЖИНА-НАСОС-ВОДОВОД»

4. Учебно-методические материалы по дисциплине

Материал для обязательного изучения

1. Методические рекомендациипо применению систем ИППВ в различных

Природных условиях территории СССР. М.1985г

2 Н. И Плотников, , Гидрогеологические основы искусственного восполнения запасов подземных вод М.1978

3 Проектирование систем искусственного восполнения подземных вод для водоснабжения М1983

.

Материал для дополнительного ознакомления

4. Исследование и обоснование эффективности и перспектив искусственного пополнения запасов подземных вод в условиях Центрального Казахстана. Алматы,1979г

5. , Гидрогеологические условия применения искусственного восполнения запасов подземных вод в СССР, М. 1976.

6 , Обобщение и анализ материалов с целью районирования территории Казахстана по условиям создания искусственных запасов подземных вод. Алматы, 1973г.

Содержание

			Стр.
1	Цели и задачи дисциплины............................................................................	3
	1.1	Цель преподавания дисциплины ……………………………………	3
	1.2	Задачи курса……………………………………….	3
	1.3	Пререквизиты..........................................................................................	3
	1.4	Постреквизиты.......................................................................................	3
2	Система оценки знаний…………………………………………………….	3
3	Содержание дисциплины …………………………………………..………	4
	3.1	Содержание лекций…………………………………………………	5
	3.2	Содержание практических занятий……………………………….....	8
	3.3	Содержание (СРМП)………………………………………..………	9
	3.4	Содержание (СРМ)…………………….…	9
	3.5	График проведения занятий и	9
	3.6	График практических занятий……………………………………..……	10
4	Учебно-методические материалы………………………………………….	11