Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет-УПИ
Имени первого Президента России »
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Комплексное использование водных ресурсов
СД.06
Рекомендована Методическим Советом УГТУ-УПИ
Для направления 270100 «Строительство»
Специальности 270112 «Водоснабжение и водоотведение»
Екатеринбург 2009
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению 270100 - Строительство, утвержденным Заместителем Министра Образования РФ 7.03.2000 г. (per. №12 тех/дс) с учетом содержания программ дисциплин учебного плана специальности 270112 - Водоснабжение и водоотведение.
Программу составил:
доцент, к. т.н., кафедра "Водного хозяйства и технологии воды"
|
Программа одобрена на заседании кафедры "Водного хозяйства и технологии воды " 15 " января 2009 г., протокол 5. Заведующий. кафедрой
|
Председатель Методической комиссии |
АННОТАЦИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Дисциплина посвящена изучению экосистемных основ знаний об устойчивом развитии водных ресурсов и водохозяйственных систем в условиях высокой антропогенной нагрузки на водные объекты, формирует навыки постановки и решения задач рационального использования водного фонда и его сохранения для будущих поколений. |
Программа одобрена на заседании Методической комиссии строительного факультета "23"января 2008 г., протокол N1.
Дисциплина "Комплексное использование водных ресурсов" одна из профилирующих дисциплин при подготовке специалистов по специальности 290800 - "Водоснабжение и водоотведение".
Целью преподавания дисциплины" комплексное использование водных ресурсов" (КИВР) является формирование у студентов профессиональных знаний и навыков для решения практических задач комплексной оценки запасов природных вод и прогнозирования их состояния, разработке мер по сокращению непроизводительных потерь воды и проектирования сооружений для защиты водоисточников от истощения, загрязнения и засорения.
Изучение дисциплины КИВР ставит своей задачей показать связь между непрерывно развивающейся хозяйственной деятельностью и масштабами водоиспользования, а так же особую важность в этих условиях мероприятий по комплексному использованию водных ресурсов. Наряду с этим указывается роль экономических, экологических и социальных факторов на развитие отрасли водного хозяйства.
В задачи изучения дисциплины входит научить студентов основным приемам расчета и методам проектирования водохозяйственных комплексов, рационально использующих водные ресурсы, разработке мероприятий по сокращению непроизводительного расхода воды, а так же правильно притворять на практике водоохранные мероприятия, направленные на защиту водных объектов.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
В результате изучения дисциплины студенты должны:
- знать общие сведения о Земле, компонентах природы, геосистемах и ландшафтах, как единых природных объектах, характеристики природных зон, особенности природных условий России;
- уметь анализировать и оценивать физико-географические условия взаимодействия человека и природы, устойчивость геосистем в зависимости от изменения тепло - и влагообеспеченности территорий, влияния антропогенной деятельности, условия формирования природных вод, описывать и составлять балансы энергии воды и других веществ в геосистемах;
- иметь навыки самостоятельного отбора и обобщения справочного материала по водообеспеченности территории, режиму водных ресурсов при разработке водохозяйственных мероприятий и оценке их влияния на изменение природных условий.
При изучении дисциплины предусмотрено чтение лекций и проведение практических занятий. Вопросы дисциплины включены в программу восьмого и девятого семестров, программу четвертой производственной практики.
*
3. Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |
8 | 9 | ||
Общая трудоемкость дисциплины | 112 | ||
Аудиторные занятия | 68 | 17 | 51 |
Лекции | 34 | 17 | 17 |
Практические занятия | 34 | _ | 34 |
Самостоятельная работа | 44 | 10 | 34 |
Вид итогового контроля | t Экзамен | _ | Экзамен |
4. Содержание дисциплины
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
№ п/п | Раздел дисциплины | Лекции, час | ПЗ, час | с, час |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
1 | Введение Рациональное использование и охрана водных ресурсов как основа государственной политики в сфере водопользования. Экосистемный подход в использовании и охране водных ресурсов. Вода, как фактор жизнеобеспечения. Эколого-экономическая сущность природных вод. Роль воды в сфере общественного производства. | 1 | 1 |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
2 | Водные ресурсы России | 8 | 5 | 8 |
Государственный водный фонд Российской Федерации. Природные воды: общая характеристика (поверхностные, подземные, пресные, соленые, геотермальные, опресненные), территориальное распределение, особенности режима. Реки. Формирование стока, годовой сток. Половодье. Паводки. Многолетние колебания стока. Минимальный сток. | 2 | 1 | 2 | |
Водохранилища. Регулирование природных вод. Ресурсы водохранилищ. Разновидности водохранилищ. Водохранилища крупнейших ВХС России. Гидрологический режим водохранилищ. Уровневый режим, динамический режим, термический, ледовый режимы. Формирование и режим химического состава и качества воды. | 2 | 1 | 2 | |
Потенциальные эксплуатационные водные ресурсы. Естественные, эксплуатационные и статические запасы. Расчет допустимого изъятия воды из поверхностных и подземных источников. Физический и оптимальный пределы регулирования природных вод. Ограничивающие критерии при проектировании величины забора воды из водных объектов. Ненарушаемый гидрограф, его комплектование. Санитарный попуск. | 2 | 2 | 2 | |
Качество природных вод, основные факторы формирования качества воды в источниках. Гидрохимический режим. Сток растворенных и взвешенных веществ. Природная и антропогенная составляющие качества воды и их динамика. Фоновые концентрации. Донные отложения. Самоочищение природных вод. Требование водопользователей к качеству воды. Эвтрофикация водоемов. | 2 | 1 | 2 | |
3 | Водохозяйственные мероприятия по преобразованию природных вод | 4 | 4 | 8 |
Регулирование поверхностных вод водохранилищами. Межбассейновое и пространственное перераспределение. Методы водохозяйственных расчетов. Правила эксплуатации водохранилищ. Водохозяйственный баланс (ВХБ) бассейна реки. | 2 | 2 | 4 |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Формирование подземных вод. Взаимодействие поверхностных и подземных вод. Современное состояние использования и регулирования подземных вод. Основные закономерности распределение пресных подземных вод. Инженерно-техническое воспроизводство водных ресурсов. Управление стоком и качеством воды с помощью мягких инженерных конструкций. Преобразование водного баланса: влияние водохранилищ, осушение, орошение, урбанизация. | 2 | 2 | 4 | |
4 | Использование водных ресурсов. Водохозяйственный комплекс и его развитие | 6 | 9 | 12 |
Структура и особенности водного хозяйства. Место в экономике страны. Комплексное использование водных ресурсов. Водопотребление, водоотведение. Инженерное воспроизводство водных ресурсов. Физический и реальный пределы воспроизводства. Потери воды при инженерном воспроизводстве. Оборотные, замкнутые системы водоснабжения. | 2 | 3 | 4 | |
ВХС различных уровней: (объединенная, бассейновая, промузла, предприятия). Принципиальные отраслевые схемы ВХС. ВХБ цехов, предприятий, промузла, бассейна. Общие принципы организации и структура ВХС городов. Примеры ВХС крупных городов России и других стран. Распределение водных ресурсов по категориям водопользования. Перспективы и способы снижения удельных расходов воды (коммунальное хозяйство, промышленность). Борьба с утечками и непроизводительными расходами. | 2 | 3 | 4 | |
Водохозяйственный комплекс. Формирование, развитие. Современные водохозяйственные проблемы, причины их возникновения, пути решения. Экологические и социально-экологические последствия создания водохранилищ. Защита от наводнений. Позитивные и негативные последствия подтопления прибрежных территорий. Изменение водного режима пойм. Непроизводительные потери. Увеличение рыбохозяйственных угодий. | 2 | 3 | 4 | |
5 | Организация охраны и контроля качества природных вод | 10 | 8 | 8 |
Влияние антропогенной деятельности на водные ресурсы. Источники загрязнения природных вод. Допустимые вредные воздействия на водные объекты. Условия выпуска сточных вод в водоемы. ПДК, ПДС, ПДВВ. Определение степени очистки | сточных вод. | .2 | 2 | 2 |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Загрязнения природных вод поверхностным диффузным стоком и точечными сбросами. Влияние загрязнения водосбора на состояние водных объектов. Оценка техногенного загрязнения. Санитарная охрана водных объектов. Водоохранные зоны. Зоны санитарной охраны. | 2 | 2 | 2 | |
Защита водных объектов от загрязнения и истощения. Чистые технологии. ЗСВ. Очистка сточных вод. Защита подземных вод. Интенсификация процессов самоочищения. Очистка от загрязненных донных отложений. | 2 | 1 | 1 | |
Влияние качества воды на здоровье населения. Гигиеническая оценка состояния водных объектов. Оценка риска для здоровья населения. Малые реки. Использование и охрана. | .2 | 1 | 1 | |
Экологизация водохозяйственных комплексов. Пути сокращения вредных воздействий на водные объекты (коммунального хозяйства, объектов экономики, сельского хозяйства, технических образований на водосборе и т. д.). Восстановление рек. Восстановление водосбора и пойм. | 2 | 2 | 2 | |
6 | Экономическая оценка водных ресурсов | 5 | 7 | 8 |
Основы технико-экономического анализа при проектировании ВХС. Капитальные вложения и эксплуатационные расходы. Основные фонды водного хозяйства. Состав экономических и стоимостных показателей. Эффективность капитальных вложений, эколого-экономическая эффективность водоохранных и водохозяйственных мероприятий. Предотвращенный ущерб. Затраты на регулирование, территориальное перераспределение и инженерное воспроизводство и охрану водных ресурсов. | 2 | 3 | 4 | |
Эколого-экономическая оценка водно-ресурсного потенциала водных объектов. Платежи за водопользование. Тарифы, расчеты различных видов платежей. Движение финансовых средств. Оптимизация параметров водопользования (минимизация затрат на водоохранные мероприятия, сточных вод, объемов водопотребления и пр.). | 3 | 4 | 4 | |
ИТОГО | 34 | 34 | 44 |
4.2 Содержание разделов дисциплины
4.2.1 Введение
Рациональное использование и охрана водных ресурсов как основа государственной политики в сфере водопользования. Экосистемный подход в использовании и охране водных ресурсов.
Вода, как фактор жизнеобеспечения. Эколого-экономическая сущность природных вод. Роль воды в сфере общественного производства.
4.2.2. Водные ресурсы Российской Федерации
Государственный водный фонд Российской Федерации. Природные воды: общая характеристика (поверхностные, подземные, пресные, соленые, геотермальные, опресненные), территориальное распределение, особенности режима.
Реки. Формирование стока, годовой сток. Половодье. Паводки. Многолетние колебания стока. Минимальный сток.
Водохранилища. Регулирование природных вод. Ресурсы водохранилищ. Разновидности водохранилищ. Водохранилища крупнейших ВХС России.
Гидрологический режим водохранилищ. Уровневый режим, динамический режим, термический, ледовый режимы. Формирование и режим химического состава и качества воды.
Потенциальные эксплуатационные водные ресурсы. Естественные, эксплуатационные и статические запасы. Расчет допустимого изъятия воды из поверхностных и подземных источников. Физический и оптимальный пределы регулирования природных вод. Ограничивающие критерии при проектировании величины забора воды из водных объектов. Ненарушаемый гидрограф, его комплектование. Санитарный попуск.
Качество природных вод, основные факторы формирования качества воды в источниках. Гидрохимический режим. Сток растворенных и взвешенных веществ. Природная и антропогенная составляющие качества воды и их динамика. Фоновые концентрации. Донные отложения. Самоочищение природных вод. Требование водопользователей к качеству воды. Эвтрофикация водоемов.
4.2.3. Водохозяйственные мероприятия по преобразованию природных вод
Регулирование поверхностных вод водохранилищами. Межбассейновое и пространственное перераспределение. Методы водохозяйственных расчетов. Правила эксплуатации водохранилищ. Водохозяйственный баланс (ВХБ) бассейна реки.
Формирование подземных вод. Взаимодействие поверхностных и подземных вод. Современное состояние использования и регулирования подземных вод. Основные закономерности распределение пресных подземных вод.
Инженерно-техническое воспроизводство водных ресурсов. Управление стоком и качеством воды с помощью мягких инженерных конструкций. Преобразование водного баланса: влияние водохранилищ, осушение, орошение, урбанизация.
4.2.4. Использование водных ресурсов. Водохозяйственный комплекс и его развитие
Структура и особенности водного хозяйства. Место в экономике страны. Комплексное использование водных ресурсов. Водопотребление, водоотведение. Инженерное воспроизводство водных ресурсов. Физический и реальный пределы воспроизводства. Потери воды при инженерном воспроизводстве. Оборотные, замкнутые системы водоснабжения.
ВХС различных уровней: (объединенная, бассейновая, промузла, предприятия). Принципиальные отраслевые схемы ВХС. ВХБ цехов, предприятий, промузла, бассейна.
Общие принципы организации и структура ВХС городов. Примеры ВХС крупных городов России и других стран.
Распределение водных ресурсов по категориям водопользования. Перспективы и способы снижения удельных расходов воды (коммунальное хозяйство, промышленность). Борьба с утечками и непроизводительными расходами.
Водохозяйственный комплекс. Формирование, развитие. Современные водохозяйственные проблемы, причины их возникновения, пути решения.
Экологические и социально-экологические последствия создания водохранилищ. Защита от наводнений. Позитивные и негативные последствия подтопления прибрежных территорий. Изменение водного режима пойм. Непроизводительные потери. Увеличение рыбохозяйственных угодий.
4.2.5. Организация охраны и контроля качества природных вод
4.2.6. Влияние антропогенной деятельности на водные ресурсы. Источники загрязнения природных вод.
Допустимые вредные воздействия на водные объекты. Условия выпуска сточных вод в водоемы. ПДК, ПДС, ПДВВ. Определение степени очистки сточных вод.
Загрязнения природных вод поверхностным диффузным стоком и точечными сбросами. Влияние загрязнения водосбора на состояние водных объектов. Оценка техногенного
загрязнения. Санитарная охрана водных объектов. Водоохранные зоны. Зоны санитарной охраны.
Защита водных объектов от загрязнения и истощения. Чистые технологии. ЗСВ. Очистка сточных вод. Защита подземных вод. Интенсификация процессов самоочищения. Очистка от загрязненных донных отложений.
Влияние качества воды на здоровье населения. Гигиеническая оценка состояния водных объектов. Оценка риска для здоровья населения.
Малые реки. Использование и охрана.
Экологизация водохозяйственных комплексов. Пути сокращения вредных воздействий на водные объекты (коммунального хозяйства, объектов экономики, сельского хозяйства, технических образований на водосборе и т. д.).
Восстановление рек. Восстановление водосбора и пойм.
4.2.6. Экономическая оценка водных ресурсов
Основы технико-экономического анализа при проектировании ВХС. Капитальные вложения и эксплуатационные расходы. Основные фонды водного хозяйства. Состав экономических и стоимостных показателей.
Эффективность капитальных вложений, эколого-экономическая эффективность водоохранных и водохозяйственных мероприятий. Предотвращенный ущерб. Затраты на регулирование, территориальное перераспределение и инженерное воспроизводство и охрану водных ресурсов.
Эколого-экономическая оценка водно-ресурсного потенциала водных объектов.
Платежи за водопользование. Тарифы, расчеты различных видов платежей. Движение финансовых средств. Оптимизация параметров водопользования (минимизация затрат на водоохранные мероприятия, сточных вод, объемов водопотребления и пр.).
5. Практические занятия
№ п/п | Номер раздела дисциплины | Наименование практических работ |
1 | 2 | 3 |
1 | 1 | Вода в жизни человека, актуальные проблемы. Просмотр видеофильмов. |
2 | 2 | Водохозяйственный расчет режима регулирования поверхностных вод табличным методом. Динамика режима природных вод. Временная и пространственная неравномерность. Учет синхронности, синхфазности и асинхронности при проектировании водохозяйственных систем (ВХС). Оценка физического и оптимального пределов регулирования по различным критериям оптимальности. Комплектование ненарушаемого гидрографа и расчет максимальности возможного отбора воды в створе водозабора. |
3 | 3 | Разработка прогноза водопользования промышленного узла. Составление балансовых схем рационального использования водных ресурсов для предприятий и промузлов различных категорий экономики. Расчет водохозяйственных балансов. |
4 | 4 | Разработка плана водохозяйственных и водоохранных мероприятий методом интерактивного планирования. Работа с программами расчета движения примеси при аварийном сбросе сточных вод на ПЭВМ, планирования водоохранных мероприятий, расчета ущерба от наводнений и др. на ПЭВМ. Изучение опыта международного опыта в сфере рационального использования и охраны водных ресурсов. Просмотр видеофильмов. |
5 | 5 | Расчет объема загрязнений содержащихся в сточных водах, определение необходимой степени очистки. Определение предельно-допустимых сбросов (ПДС, ВСС), поступающих в водные объекты. Определение предельно-допустимых вредных воздействий (ПДВВ) на водные объекты. Расчет ущерба от загрязнения природных вод Расчет интегрального показателя состояния качества вод. Разработка проекта водоохранной зоны. |
1 | 2 | 3 |
6 | 6 | Расчет эколого-экономического эффекта от реализации водоохранных и водохозяйственных мероприятий. Расчет платежей за водопользование. Расчет водно - ресурсного потенциала бассейна реки для определения экономической оценки водных ресурсов. Оценка водноресурсного потенциала водного объекта. Оценка рекреационного потенциала водного объекта. |
6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
6.1. Рекомендуемая литература а) основная литература
1. , , . Рациональное использование водных ресурсов: Учебник для вузов по специальности "Водоснабжение, канализация, рациональное использование и охрана водных ресурсов". - М.: Высш. шк., 1991.
2. , Швецов использование и охрана водных ресурсов. - М.: Россельхозиздат, 1986.
3. , Березюк ВТ., , Микшевич использование водных ресурсов: учебное пособие. - Свердловск: Изд-во Урал, ун-та, 1990.
4. , и др. Комплексное использование и охрана водных ресурсов. - М.: Агропромиздат, 1985.
5. , Нечаев системы водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов. - М.: Стройиздат, 1984.
6. , Сомов . Учебник для вузов. - М.: Стройиздат, 1995.
7. Укрупненные нормы водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности. - М.: Стройиздат, 1978, 1982.
б) дополнительная
8. Водные ресурсы и водный баланс территории Советского Союза. - Л., 1967.
9. Израэль охраны природной среды и пути их решения. - Л., 1984.
10. , Сайфутдинов и жизнь на Земле. - М., 1981.
11. Проблемы использования и охраны водных ресурсов. - Минск: Наука и техника, 1986.
12. Великанов A. J1. и др. Моделирование процессов функционирования водохозяйственных систем. - М.: Наука, 1983.
13. Водные ресурсы и водный баланс территории Советского Союза. - JL: Гидрометеоиздат, 1967.
14. и др. Комплексное использование и охрана водных ресурсов. - М.: Агропромиздат, 1985.
15. , , Шарапов . - М.: Мысль, 1987.
16. Водоотводящие системы промышленных предприятий / , , и др. - М.: Стройиздат, 1990. - 511 с.
17. , Галкин и эксплуатация замкнутых бессточных и безотходных систем водного хозяйства промышленных предприятий Урала / ВСНТО, Свердловский областной Совет НТО. - Свердловск, 1983. - 80 с.
18. Россия: водно-ресурсный потенциал / Под науч. ред. A. M. Черняева; РосНИИВХ. - Екатеринбург: Изд-во «Аэрокосмоэкология», 1998. - 338 с.
19. Россия: водохозяйственное устройство / Под науч. ред. A. M. Черняева; РосНИИВХ. - Екатеринбург: Изд-во «Аэрокосмоэкология», 1999. -400 с.
20. , , . Бассейн. Эколого - водохозяйственные проблемы, рациональное водопользование / РосНИИВХ. - Екатеринбург: Изд-во «Виктор», 1995. - 366 с.
21. Восстановление и охрана малых рек: Теория и практика / Под ред. и . - М.: Агропромиздат, 1989. - 317 с.
22. Эделыптейн России: экологические проблемы, пути их решения. - М.: Изд-во ГЕОС, 1998. - 277 с.
23. Раткович колебания речного стока. - Л.: Гидрометеоиздат, 1976. - 256 с.
24. Плешков речного стока. Водохозяйственные расчеты. - Л.: Гидрометеоиздат, 1975. - 560 с.
25. , Широков использование и охрана водных ресурсов. - Екатеринбург: Изд-во «Виктор», 1994. - 319 с.
26. Россия: социально-экологические водные проблемы/ Под науч. ред. A. M. Черняева; РосНИИВХ. - Екатеринбург: Изд-во «Аэрокосмоэкология», 1999. - 273 с.
27. , , Панасовский -экологические вопросы использования водных ресурсов. - М.: Наука, 1992. - 136 с.
28. Тютков планирования водного хозяйства промышленных районов. - М.: Наука, 1985.- 126 с.
29. Водосбор. Управление водными ресурсами на водосборе / Под науч. ред. A. M. Черняева. - Екатеринбург: Изд-во «Виктор», 1994. - 160 с.
30. Яндыганов природопользования: Учебник. - Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. экон. ун-та, 1997. - 764 с.
31. , , Губин использование водных ресурсов. М.: Высшая школа, 1991. - 400 с.
32. Шахов ресурсы и их рациональное использование. Екатеринбург, 2000. - 289 с.
6.2 Нормативно-справочная литература
1. Водный кодекс Российской Федерации. - М., 1995. - 80 с.
2. Правила охраны поверхностных вод (типовые положения). Государственный комитет СССР по охране природы. - М., 1991.
3. Евстигнеев сток и гидрологические расчеты. - М.: Изд-во МГУ, 1990.
4. Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию: Указ Президента РФ от 01.04.96 № 000 // Собрание законодательства Российской Федерации. - 1996. - №15. - С.3695-3701.
5. Методические рекомендации по формализованной комплексной оценке качества поверхностных и морских вод по гидрохимическим показателям. - М., 1988. - 8 с.
6. Водоснабжение населенных мест и промышленных предприятий: Справочник проектировщика. - М.: Стройиздат, 1977. - 382 с.
7. Указания по проектированию водоохранных зон и прибрежных полос рек, озер и водохранилищ в РСФСР. - М., 1990. - 12 с.
8. Методика расчета предельно-допустимых сбросов (ПДС) веществ в водные объекты со сточными водами / Госкомитет СССР по охране природы; ВНИИВО. - Харьков, 1990.
9. Инструктивно-методические указания по взиманию платы за загрязнение окружающей среды. - М., 1993.
10. Единые критерии качества вод / СЭВ. - М., 1982.
11. Ресурсы поверхностных вод СССР. Т. 11. Средний Урал и Приуралье, Вып. 1, 2. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. - 848 с.
12. Укрупненные нормы водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности. М.: Стройиздат, 1978. - 588 с.
13. Экономика водопроводно-канализационного строительства и хозяйства / Под ред. . Л.: Стройиздат, 1982. - 303 с.
14. Статистическая отчетность по форме 2ТП-водхоз. 6.3 Средства обеспечения освоения дисциплины
Карты и атласы: физико-географичекие, геоморфологичесие, гидрологические, физико- географического районирования, ПЭВМ и программное обеспечение, комплект проектной и нормативной документации.
