Гидротехника и ее задачи

В.Л. Трушевский

 

 

Инженерные и экологические вопросы использования и

охраны водных ресурсов

 

 

Студенческий конспект лекций к учебному курсу

«Гидрология суши: экологические аспекты водопользования»

 

Черновик пособия

 

 

Санкт-Петербург

2003-13 г.

 

Настоящий курс предназначен для студентов, обучающихся по направлению510900 – гидрометеорология, по специальностям 012700 – гидрология, 012600 – метеорология, 012800 – океанология в Санкт-Петербургском государственномуниверситете.

Программа составлена на основе многолетнего чтения лекций автором по дисциплинам: "Гидрология суши", "Гидрометрия", "Комплексное использование водных ресурсов", "Гидротехника", "Юридические и инженерные аспекты разбавления сточных вод" и "Экономика водного хозяйства" в Санкт-Петербургском государственном университете для студентов гидрологов, экономистов-географов и слушателей факультета повышения квалификации при СПбГУ по специальности "Экологическая география".

РЕЦЕНЗЕНТЫ:

В.А. Шелутко, доктор техн. наук, профессор, заведующий кафедрой экологии РГГМУ;

А.П. Вершинин, канд. геогр. наук, доцент кафедрой климатологии СПбГУ.

 

 

Аннотация

 

Основная задача курса — дать студентам гидрометеорологического цикла факультета географии и геоэкологии: гидрологам, океанологам и климатологам общее представление о водных ресурсах, структуре водохозяйственного комплекса и состоянии водных объектов суши; ознакомить их с основными гидролого-экологическими понятиями, связанными с охраной и рациональным использованием водных объектов.

Целью курса является формирование навыков самостоятельного использования слушателями гидрологической информации на всех стадиях научной и практической деятельности, включая этапы постановки задачи, отбора необходимых теоретических и технических средств, а также осмысление ими с теоретических позиций концепций современных природопользования.

В числе предполагаемых результатов изучения завершающего курса гидрологии суши — это умение эффективно подходить к проведению экспертизы водопользования студентами географо-экологами различных специальностей.

Слушатели курса должны овладеть базовыми представлениями о традиционных системах информационных баз, используемых в гидрологии и водном хозяйстве, т.е. знать государственный водный кадастр (ГВК), общегосударственную систему наблюдения и контроля (ОГСНК), схему комплексного использования водных ресурсов (КИВР). Кроме того, они должны освоить современные подходы к оценкам воздействия на окружающую среду (ОВОС), применительно к мониторингу водных объектов и экспертизе водопользования.

Подразумевается, что основная часть самостоятельной работы студенты проводят в библиотеке, в том числе Государственного гидрологического института (ГГИ) и Государственного гидрометеорологического университета (РГГМУ).

Построение курса основано на последовательном освоении логически связанных разделов учебного курса, т.е. раскрывается понятие водной проблемы. Подробно рассматриваются современные представления о водных ресурсах, о системах контроля водопользования. Излагаются различные подходы к оценке состояния и использования водных ресурсов. Приводятся сведения о действующих экономических и правовых оценках водопользования. Намечаются пути оптимизации управлением природными ресурсами, включающие различные природные, экономические и правовые аспекты. Подразумевает постоянное акцентирование внимания студентов на комплексном подходе к природным и антропогенным факторам состояния гидросферы.

Данный курс может быть интересен также для слушателей различных специальностей, работающих в области использования природных ресурсов и их охраны.

Наиболее важные разделы лекционного курса вошли в учебное пособие "Экологические аспекты водопользования", изданное в издательстве Санкт-Петербургского университета.

СОДЕРЖАНИЕ

РАЗДЕЛ 1. ВВЕДЕНИЕ (2Л)

Сущность водной проблемы и пути ее решения. Состояние водопользования. Дефицит воды. Загрязнение окружающей среды и водных объектов.

РАЗДЕЛ 2. ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ И ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ (2Л 2С)

Понятие о водных ресурсах. Особенности, распространение, режим, качество и характеристики водных ресурсов. Происхождение вод. Круговорот воды в природе. Различные точки зрения на водные ресурсы.

Понятие о природопользовании в целом и водопользовании в частности. Нормирование водопользования. Понятия и определения. Состояние и перспективы водопотребления и водопользования в различных странах и мире в целом.

РАЗДЕЛ 3. ВОДНОЕ ХОЗЯЙСТВО (2Л 2С)

Задачи, решаемые водным хозяйством, и средства для их реализации. Пути оптимизации водопользования: автоматизированные системы управления (АСУ ВХК), компоновка гидроузла.

Понятие о водном хозяйстве и водохозяйственном комплексе. Общая схема водохозяйственного комплекса (ВХК). Требования к составу водопользователей. Основные проблемы, решаемые при их планировании.

РАЗДЕЛ 4. КОНТРОЛЬ И ПЛАНИРОВАНИЕ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ (2Л 2С)

Водный кадастр. Принципы сбора, обобщения и распространения данных о наличии и качестве водных ресурсов и ведения государственного водного кадастра (ГВК).

Понятие о комплексном и рациональном водопользовании. Понятие о схеме комплексного использования водных ресурсов (КИВР), ее состав, цели и задачи. Методика составления.

РАЗДЕЛ 5. РАЙОНИРОВАНИЕ И РЕГУЛИРОВАНИЕ СТОКА (2Л 2С)

Водохозяйственное районирование и водохозяйственные балансы. Виды районирования. Виды балансов. Отличие Водохозяйственных балансов от гидрологических. Водохозяйственный год. Водохозяйственные балансы с учетом качества воды.

Регулирование водного стока. Виды регулирования. Косвенное и прямое регулирование. Регулирование водохранилищами.

РАЗДЕЛ 6. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ВОД (3Л 3С)

Принципы организации системы наблюдения и контроля над использованием и загрязнением вод. Общегосударственная система наблюдения и контроля над водопользованием (ОГСНК). Понятие о пунктах и створах наблюдения. Их классификация. Периодичность и сроки наблюдений. Обязательная и специальные программы наблюдения.

Понятие об устойчивости водных объектов к антропогенным нагрузкам. Естественная изменчивость гидрологического, гидрохимического и гидрофизического режима. Распространение загрязнений в водных объектах. Практические методы расчета распространения загрязнений и нормирования сбросов в водные объекты: экспресс методы, интегральные методы. Гидролого-экологическая экспертиза водопользования - основа анализа технико-экономических вариантов хозяйственных мероприятий.

Подходы к оценке воздействия на окружающую среду. (ОВОС, мониторинг). Критерии оценки качества вод (ПДК, ЛПВ и др.). Гидрологическое нормирование водопользования по гидрохимическим показателям (ПДС). Паспортизация предприятий на основе оптимизации водопользования.

РАЗДЕЛ 6. ЮРИДИЧЕСКИЕ И ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ (3Л 3С)

Юридические аспекты водопользования. Подходы к водопользованию в различных странах. Водный кодекс, подзаконные акты, ГОСТы, СНИПы, методические указания, наставления.

Экономические аспекты водопользования и водопотребления. Подходы к экономической оценке водопользования. Капитальные вложения, прибыль, эффективность, сроки возврата. Цена воды, стоимость ущерба от загрязнения водных ресурсов.

Международное сотрудничество в области природопользования. Межправительственное и профессиональное сотрудничество: ЮНЕСКО, МАГИ, МАГН и др. программы.

 

РАЗДЕЛ 1. ВВЕДЕНИЕ

Гидротехника и ее задачи

Отрасль науки и техники, занимающаяся вопросами использования, охраны водных ресурсов, а также борьбой с вредным воздействием под с помощью гидротехнических сооружений называется гидротехникой.

Инженерные сооружения, с помощью которых осуществляются водо­хозяйственные мероприятия называются гидротехническими

В прошлом человек шел к воде, теперь - вода к человеку.

ОСНОВА ГИДРОТЕХНИКИ

Гидромеханика, гидравлика, гидрометрия, водохозяйственные расчеты, строительная механика, сопротивление материалов, механика грунтов, строительные материалы и конструкции, геодезия топография, геология,гидрогеология, электротехника, гидробиология, гидрохимия, климатология и др. науки и отрасли знания.

Гидротехника - это материально техническая база водного хозяйства.