Примерные программы Общепрофессиональные дисциплины примерная программа дисциплины мировой водный баланс, водные ресурсы земли
| Вид материала | Примерная программа |
- Учебно-методический комплекс дисциплины опд. Ф. 01 Мировой водный баланс, водные ресурсы, 435.29kb.
- Примерные программы Общепрофессиональные дисциплины примерная программа дисциплины, 2898.84kb.
- Примерные программы Специальные дисциплины примерная программа дисциплины мелиорация, 1499.69kb.
- Программа дисциплины вспомогательные исторические дисциплины: историческая география, 169.74kb.
- Программа дисциплины "Вспомогательные исторические дисциплины: геральдика и генеалогия, 339.17kb.
- Примерная программа учебной дисциплины "Экономика организации (предприятия)", 228.04kb.
- Программа дисциплины нумизматика. Цикл, 123.86kb.
- Программа дисциплины археология Цикл, 244.04kb.
- Программа дисциплины " Археография " Предназначена для студентов, 225.15kb.
- Программа дисциплины культура России ХХ века Цикл «Дисциплины специализации», 252.08kb.
4.2 Содержание разделов дисциплины
- Введение. Основные положения и терминология. классификация гидротехнических
сооружений (ГТС), взаимодействие ГТС с водным потоком
Водное хозяйство и его отрасли. Комплексное использование водных ресурсов. Краткий исторический обзор водохозяйственного строительства и перспективы его развития с учётом экологии и охраны окружающей среды.
Гидротехника, гидротехнические сооружения, гидроузлы и гидросистемы. Классификация ГТС.
Особенности и условия работы ГТС, стадии проектирования. Учёт экологических особенностей района и основания ГТС.
Явление фильтрации воды в грунтах. Взаимодействие фильтрационного потока с грунтом и виды его проявления. Виды фильтрационных деформаций грунтов. Фильтрационная прочность грунтов, методы оценки и пути её обеспечения. Идея обратного фильтра.
Задачи фильтрационных расчётов. Основные методы расчёта фильтрации: гидромеханические, гидравлические, экспериментальные. Приближённые методы фильтрационных расчётов: коэффициентов сопротивлений и удлинённой контурной линии.
Виды и методы оценки фильтрационных деформаций грунтов.
Роль отечественных учёных в области разработки методов фильтрационных расчётов.
2. Нагрузки и воздействия на ГТС. Идеи расчета ГТС по предельным состояниям
Силы и нагрузки, действующие на ГТС. Нагрузки постоянные, временные, кратковременные и особые. Сочетания нагрузок и воздействий.
Основные положения расчётов ГТС по предельным состояниям. Виды расчётов: устойчивости, прочности, деформаций.
Расчёты устойчивости бетонных сооружений в случае нескальных оснований.
Схемы сдвига (плоский, смешанный и глубинный) и критерии их оценки.
Расчёты устойчивости и прочности бетонных ГТС на скальном основании. Температурные напряжения и деформации в бетонных ГТС.
Сейсмические воздействия на ГТС.
3. Плотины из грунтовых материалов, конструкции и основы расчетов
Общие сведения о земляных плотинах. Назначение, условия применения и классификация грунтовых плотин. Характеристика грунтов.
Типы и конструкции земляных плотин. Основные требования, предъявляемые к земляным плотинам. Поперечный профиль плотины и его элементы. Конструирование гребня плотины. Противофильтрационные устройства в теле плотины и в основании. Сопряжение плотин с основанием и берегами. Дренаж тела плотины и берегов. Крепление откосов и бермы. Плотины с пологим верховым откосом без крепления. Особенности работы креплений верхового откоса.
Особенности конструкции и возведения насыпных плотин с учётом климатических условий. Способы намыва, типы и конструкции намывных плотин.
Особенности земляных плотин на слабых основаниях (торфах, илистых и лёссовых грунтах).
Основные приёмы расчётов плотин из грунтовых материалов. Фильтрация через тело плотины и основание. Методы фильтрационных расчётов. Оценка устойчивости откосов. Основы расчётов креплений верхового откоса грунтовых плотин.
4 . Каменно-земляные и каменнонабросные плотины. Современные тенденции в
проектировании плотин из местных материалов
Каменно-земляные и каменно-набросные плотины. Области их применения, перспективы развития, типы и конструкции. Особенности противофильтрационных элементов в теле плотины и в основании. Сопряжение противофильтрационных элементов с берегами.
Специальные конструкции плотин: плотины из армированного грунта, плотины из низкопрочных и переувлажнённых грунтов, грунтовые водосливные плотины.
Учёт специфических условий конкретного региона при проектировании и строительстве плотин. Плотины возводимые направленным взрывом. Плотины, возводимые в суровых Деревянные плотины. Стланевые плотины.
Современные тенденции в проектировании грунтовых плотин. Пути совершенствования конструкций плотин и методов их возведения. Особенности конструирования противофильтрационных элементов из негрунтовых и грунтовых материалов. Применение геотекстильных материалов и геомембран в конструкциях грунтовых плотин.
- Водопропускные сооружения при плотинах: водосбросы, водовыпуски, водоспуски.
Особенности гидравлических расчетов
Классификация водопропускных сооружений при глухих плотинах. Схемы их планового и высотного расположения. Расчётные расходы и уровни воды. Основные элементы водопропускного сооружения и их назначение. Задачи гидравлических расчётов.
Открытые береговые водосбросы: регулируемые и нерегулируемые. Достоинства, недостатки, условия применения. Их трассировка. Особенности водосбросов с боковым и лобовым подводом воды. Явления, происходящие на элементах водопропускных сооружений: аэрация, кавитация, волнообразование и др.; их влияние на работу сооружений и методы борьбы с ними. Пропуск льда через сооружения.
Пропуск паводка через основные и вспомогательные водосбросы; устройство размываемых вставок водосбросов.
Закрытые береговые водосбросы: трубчатые, башенные, ковшовые, сифонные, туннельные, шахтные. Выбор типа водосброса. Особенности устройств нижнего бьефа и их расчётов.
Водовыпуски и водоспуски, их типы и конструкции: трубчатые, башенные, безбашенные, туннельные и др. Меры борьбы с сосредоточенной фильтрацией. Водовыпуски прудов и небольших водохранилищ. Особенности водовыпусков для целей водоснабжения.
6. Бетонные плотины. Основы конструирования и расчетов
Классификация и общая характеристика основных типов плотин. Достоинства и недостатки различных типов плотин и условия их применения.
Бетонные гравитационные плотины на скальном основании. Теоретический и реальный профили массивных гравитационных плотин. Основные элементы их поперечного профиля: гребень, противофильтрационные мероприятия в теле плотины, противофильтрационные завесы и дренажи в основании, строительные и конструктивные швы, уплотнения. Зональность укладки бетона.
Пути усовершенствования и удешевления гравитационных плотин (технологические и конструктивные): применение малоцементного укатанного бетона, передовых технологий производства, облегчённых конструкций ( с расширенными швами, с продольными полостями, с предварительным обжатием бетона, ячеистые, арочные, контрфорсные, многоарочные и пр.).
Бетонные водосбросные плотины на скальном и нескальном основании. Основные типы и схемы. Профиль тела водосливной грани плотины, бычки, устои, разрезка плотины швами, уплотнения. Рациональные схемы подземного контура плотин на нескальном основании и его элементы: понуры, шпунты, дренажи. Особенности расчётов таких плотин и их элементов на прочность и устойчивость.
Гидравлические режимы и возможные схемы сопряжения бьефов. Конструктивные решения устройств нижнего бьефа при донном, поверхностном режимах сопряжения и отбросе струи. Сбойные течения и методы борьбы с ними. Основные гидравлические расчёты. Гидродинамические нагрузки на плиты водобоев и рисберм. Прогноз размывов в нижнем бьефе.
7. Затворы и гидромеханическое оборудование гидротехнических сооружений
Общие сведения о механическом оборудовании ГТС и их классификация.
Основные типы поверхностных затворов. Нагрузки и воздействия на затворы.
Простейшие затворы: шандоры, спицы и др. Плоские металлические затворы: пролётные строения, опорно-ходовые и закладные части, горизонтальные и боковые уплотнения, опоры. Особые конструкции плоских затворов: сдвоенные, с клапанами, многосекционные и их применение. Вес затворов и оценка усилий при маневрировании ими.
Типы и конструкции сегментных поверхностных затворов. Особенности пролётных строений, порталы, опорные шарниры, уплотнения. Затворы сдвоенные и с клапаном. Определение подъёмных усилий.
Прочие типы поверхностных затворов: клапанные, секторные, вальцовые, крышевидные, с поворотными рамами или фермами и др. Затворы с применением гибких элементов, мягкие затворы.
Затворы глубинных отверстий. Виды и особенности их работы. Глубинные затворы, передающие давление воды через опорно-ходовые части: плоские, сегментные, обратные сегментные. Вертикальные цилиндрические затворы. Глубинные затворы, передающие давление воды на собственный корпус: задвижки, дисковые затворы, игольчатые, кольцевые, конусные.
Общие сведения об оборудовании для маневрирования затворами. Стационарные и передвижные подъёмники, гидроподъёмники. Основные элементы и компоновка механического оборудования ГТС.
Автоматизация затворов, затворы-автоматы.
8. Специальные сооружения гидроузлов и объектов (судо-, лесо-, шуго- и рыбопропускные, рыбозащитные, противоселевые, противоэрозионные)
Водные пути. Конструкции и габариты судоходных каналов. Назначение и схема работы судоходных шлюзов. Камеры и головы шлюзов. Системы питания. Подходные участки. Процесс шлюзования судов. Условия применения и типы судоподъёмников.
Лесопропускные сооружения. Виды транспорта леса.
Размещение судоходных и лесопропускных сооружений в гидроузле.
Влияние строительства ГТС на ихтиофлору и ихтиофауну. Классификация и особенности рыбохозяйственных ГТС. Рыбоходы. Рыбоподъёмники. Рыбозащитные устройства при водозаборе.
Сооружения для защиты ото льда, шуги и мусора: запани, шугосбросы, сороудерживающие решётки.
Типы и конструкции противоэрозионных сооружений. Понятие о селевых потоках. Типы и конструкции сооружений для борьбы с селевыми потоками.
9. Компоновки речных гидроузлов
Классификации речных гидроузлов. Условия, влияющие на компоновку гидроузлов. Основные принципы компоновки гидроузлов. Примеры русловой, пойменной и полупойменной компоновок низко-, средне- и высоконапорных гидроузлов на различных основаниях. Особенности пропуска строительных расходов при возведении гидроузлов для различных типов их компоновки.
10. Речные водозаборные гидроузлы
Общие сведения и классификация водозаборных сооружений.
Условия применения и особенности эксплуатации бесплотинных водозаборов. Влияние коэффициента водозабора на захват наносов. Способы уменьшения захвата донных наносов – уменьшение угла отвода, послойное деление потока, использование поперечной циркуляции и их конструктивная реализация. Особенности конструирования и расчётов головных сооружений бесплотинных водозаборов.
Схема плотинного водозаборного гидроузла. Основные элементы и их назначение. Способы борьбы с захватом донных наносов при плотинном водозаборе: послойное деление потока, уменьшение угла отвода, использование поперечной циркуляции, использование вертикальной циркуляции при набегании на вертикальную преграду при обтекании бычков, применение косонаправленных циркуляционных порогов и др. Условия их применения и конструктивные схемы водозаборов.
Особенности водозаборов на горных реках. Донно-решётчатые водозаборы. Способы уменьшения захвата наносов. Компоновочные схемы горных водозаборных гидроузлов.
Достоинства и недостатки различных схем водозаборных сооружений и пути дальнейшего их усовершенствования.
Общие сведения об отстойниках. Назначение, классификация отстойников и их основные элементы. Анализ факторов, влияющих на процесс выпадения наносов в отстойнике и степень осветления забираемой воды.
Отстойники с периодической промывкой наносов: однокамерные, с обводным каналом, многокамерные, с прямым и обратным уклоном дна. Определение основных размеров отстойника, времени заиления камеры и длительности гидравлической промывки.
Типы и конструкции отстойников с непрерывной промывкой наносов. Установление основных размеров и показателей режима наносов. Пескогравиеловки.
Озёрные отстойники. Типы и конструкции внутрисистемных отстойников.
11. Каналы и гидротехнические сооружения на них
Классификация каналов, формы и размеры их поперечных сечений, трассирование. Борьба с потерей воды из каналов. Влияние каналов на окружающую среду и пути уменьшения их негативных воздействий. Облицовки каналов, их назначение и конструкции. Особенности каналов различного назначения (оросительных, осушительных, энергетических, судоходных, комплексного назначения и др.).
Сооружения на каналах, их назначение и классификация. Регулирующие сооружения на каналах, их особенности и условия работы на оросительных, осушительных и других системах. Типы регулирующих сооружений – открытые, диафрагмовые, трубчатые и их конструкции - монолитные, сборно-блочные, монолитно-сборные и др.; аварийные заграждения, шугосбросы. Регуляторы-переезды, регуляторы-водовыпуски, концевые сбросы. Водомерные устройства и основные принципы автоматизации подачи на оросительных системах.
Водопроводящие сооружения на каналах.
Условия применения и схемы акведуков и селепроводов. Конструкции лотка, входа и выхода из лотка, опор, сопряжения с берегами, швов, дренажных устройств. Основы гидравлического расчёта акведуков.
Конструкции и условия применения лотков.
Трубы-переезды, трубчатые водовыпуски, трубы-ливнепроводы.
Типы и конструкции дюкеров. Условия их применения. Предупреждение заиления дюкеров. Основы гидравлических расчётов.
Гидротехнические туннели, их классификация и условия применения. Форма поперечного сечения, горное давление, типы обделок, порталы.
Классификация сопрягающих сооружений на каналах. Быстротоки, их типы (с постоянной и переменной шириной лотка, с постоянным и переменным уклоном дна по длине, с искусственной шероховатостью и др.). Конструкции входа и выхода быстротоков. Дренаж быстротока. Меры предотвращения волновых явлений и опасных размывов нижнего бьефа.
Типы перепадов (ступенчатые, гребенчатые, напорные, полунапорные и др.). Гидравлические условия работы и особенности расчётов перепадов. Конструкции и условия применения консольных перепадов. Мероприятия по ограничению бокового и глубинного размывов за ними.
Выбор типа сопрягающих сооружений, их экономическая и эксплуатационная оценка.
Особенности сооружений на каналах, возводимых на пучинистых, просадочных грунтах и в условиях многолетней мерзлоты.
12. Водохранилища и подпертые бьефы, их влияние на окружающую среду
Классификация водохранилищ. Основные изменения природных процессов в верхнем и нижнем бьефах после создания водохранилищ. Заиление водохранилищ. Особенности термического, ледового и гидрохимического режимов водохранилищ. Структура течений в водохранилище, вдольбереговые течения, сгонно-нагонные явления. Оценка воздействия водохранилищ на природную среду прилегающих территорий: подпор, изменение режима и уровня подземных вод, переформирование берегов, изменение почвенно-растительного покрова и ландшафта, изменение климата. Влияние водохранилищ на хозяйственные объекты и население.
Природоохранные, компенсационные мероприятия и инженерная защита от подтопления, затопления и переработки берегов: дамбы обвалования затопляемые и незатопляемые, нагорноловчие канавы, дренаж и локальная защита объектов гидроизоляцией и др.. Основные конструктивные схемы берегоукрепительных сооружений: стенки, берегоукрепительные одежды, банкеты из горной массы, искусственные пляжи, биологические крепления и современные конструкции берегоукрепительных сооружений из искусственных синтетических материалов и отходов промышленных производств. Устройство волноломных сооружений. Конструкции бун для защиты пологих откосов. Планировка прибрежной зоны дна и берегов водохранилища.
Состав основных водоохранных мероприятий. Организация чаши водохранилища и противомалярийные мероприятия. Организационные мероприятия по выделению зон рационального использования водохранилищ и охране качества воды в нём. Биотехнические мероприятия на водохранилищах.
13. Регулирование речных русл. Регуляционные сооружения
Формирование русел рек и их устойчивость: продольные и поперечные профили, боковая эрозия, основные зависимости элементов речного русла; классификация рек по степени устойчивости. Прогноз русловых деформаций. Особенности русловых процессов на различных участках рек. Роль поперечной циркуляции потока.
Задачи и виды регулирования руслового потока. Движение наносов в реках и каналах. Транспортирующая способность потока и основные характеристики взвешенных и донных наносов.
Методы регулирования русл - борьба с эрозией склонов, с оврагами, селевыми потоками, регулирование притоков, методы борьбы с глубинной и боковой эрозией русл, с отложением наносов. Защита пойменных земель от затопления.
Проектирование регулировочных трасс: установление оси регулировочной трассы, средняя глубина трассы и ширина устойчивого русла, поперечные сечения, расположение регуляционных сооружений и выбор их типов.
Особенности регулирования русл при плотинном и бесплотинном водозаборе. Устройство и габариты регулирующих дамб.
Основные виды регуляционных сооружений. Строительные материалы и элементы конструкций регуляционных сооружений - прутяные канаты, хворостяные фашины, хворостяные покрывала и тюфяки, сипаи, габионы, карабуры, деревянные и железобетонные ряжи, каменно-хворостяная кладка. Сплошные и сквозные сооружения. Конструкции продольных массивных сооружений: струенаправляющих и оградительных дамб. Типы и конструкции поперечных сооружений: полузапруды (буны, шпоры), донные запруды и пороги. Определение расстояния между сооружениями.
Защита и укрепление берегов от размыва. Зоны крепления. Материалы, типы и конструкции берегоукрепительных сооружений.
Струенаправляющие системы М.В.Потапова.
Способы проведения дноуглубительных работ.
14. Эксплуатация, ремонт и реконструкция гидротехнических сооружений
Безопасность гидротехнических сооружений. Критерии безопасности ГТС. Особенности декларирования ГТС различного назначения.
Задачи технической эксплуатации ГТС и её организация. Основные причины разрушений отдельных типов ГТС, возможные повреждения и дефекты в конструктивных элементах грунтовых и бетонных сооружений.
Особенности эксплуатации бетонных и грунтовых плотин, каналов, водопропускных сооружений, механического оборудования ГТС. Особенности эксплуатации водохранилищ и ГТС на них при пропуске паводка и в зимних условиях. Мониторинг водохранилищ. Правила натурных обследований ГТС для оценки их состояния. Особенности визуальных и инструментальных наблюдений, осмотров и обследований ГТС.
Виды и особенности ремонта ГТС. Ремонт и восстановление бетонных и грунтовых сооружений, механического оборудования и металлоконструкций. Ремонт креплений в нижнем бьефе.
Цель реконструкции ГТС. Наращивание по высоте бетонных и грунтовых плотин. Восстановление разрушенных сооружений.
5. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
| № п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ |
| 1 | 3 | Исследование фильтрации через грунтовую плотину методом ЭГДА |
| 2 | 6 | Гидравлические исследования водосбросных ГТС и сооружений на каналах |
| 3 | 8 | Изучение работы рыбопропускных и рыбозащитных сооружений |
| 4 | 13 | Исследование русловых процессов рек и регуляционных сооружений |
6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
6.1. Рекомендуемая литература
а) основная:
- Бахтин Б.М., Корюкин С.Н. Гидротехнические сооружения. М.: Агропромиздат, 1991.
- Рассказов Л.Н., Орехов В.Г., Правдивец Ю.П. и др. Гидротехнические сооружения. М.: Стройиздат, 1996.
б) дополнительная:
- Каганов Г.М., Румянцев И.С. Гидротехнические сооружения.т.1,2. (для учащихся техникумов), М.:Энергоатомиздат, 1994.
- Кавешников Н.Т., Румянцев И.С., Каганов Г.М. и др. Лабораторные работы по гидротехническим сооружениям. М.: Агропромиздат, 1988.
- Розанов Н.П., Бочкарёв Я.В., Лапшенков В.С. и др. Гидротехнические сооружения. М.: Агропромиздат, 1985
- Справочник проектировщика. Гидротехнические сооружения, под ред. В.П.Недриги. М.: Стройиздат, 1983.
- СНиП 2.06.01-86. Гидротехнические сооружения. Основные положения проектирования. М.: Госстрой СССР, 1987.
- СНиП 2.06.05-84. Плотины из грунтовых материалов. М.: Госстрой СССР,1985.
- СНиП 2.06.06-85. Плотины бетонные и железобетонные. М.: Госстрой СССР, 19886.
- СНиП 2.06.07-87. Подпорные стены, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения. М.: Госстрой СССР,1987.
- СНиП 2.06.15-85. Инженерная защита территории от затопления и подтопления. Госстрой СССР. 1986.
- Средства обеспечения освоения дисциплины
. Специальное программное обеспечение по расчету гидротехнических сооружений. Тестовые задания для контроля знаний.
- МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Лабораторные установки для :
- изучения работы сопрягающих сооружений (быстроток, перепад, консольный сброс),
- изучения работы напорных и безнапорных водопропускных и водосбросных сооружений,
- изучения фильтрации через тело грунтовой плотины – щелевой лоток,
- изучения фильтрации через тело и основание грунтовой плотины и исследования напорной фильтрации в основании бетонных ГТС методом ЭГДА,
- изучения русловых процессов и способов регулирования русл – русловая площадка,
- изучения работы плотинных водозаборов – русловая площадка,
- изучения работы бесплотинных водозаборов – русловая площадка.
Оборудование:
Компьютер, шпиценмасштабы, трубки Пито, манометры для Пито, микровертушки, частотомер, датчики давления, усилители, аналого-цифровые преобразователи, осциллограф электроннолучевой, секундомер, измерительная рулетка, насос, прибор ЭГДА, насос с электромотором, осветители, теодолит, нивелир, кодоскоп, калькулятор, расходомеры.
8. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ
ДИСЦИПЛИНЫ
Объём материала изучаемой дисциплины, определяемый большим количеством существующих видов, типов и конструкций ГТС, необходимостью ясного понимания принципов их устройства и функционирования во взаимодействии с другими сооружениями в составе гидроузла с учётом конкретных природно-климатических условий вызывает большую сложность в её освоении студентами. С другой стороны, не все разделы или части разделов курса требуют равной степени их освоения. Одни должны быть освоены на уровне навыков - уровень усвоения, позволяющий свободно решать простые задачи, наиболее часто встречающиеся в практической деятельности по профилю специальности. Его достижение возможно через систематическое выполнение упражнений и работу над курсовым проектом.
Для большинства разделов дисциплины требуемым уровнем освоения следует считать уровень умения, предполагающий детальное знакомство обучаемого с объектом изучения во взаимодействии последнего с другими объектами данной и смежной с ней дисциплин в объёме, необходимом для решения учебных и практических задач с привлечением нормативно-справочной и научно-технической литературы. Этот уровень предполагает закрепление знаний, полученных в ходе теоретического (лекционного) обучения на практических (с проведением расчётных и конструктивных проработок), семинарских (с обсуждением теоретических вопросов дисциплины) и лабораторных занятиях, а также в процессе самостоятельной работы студента при выполнении расчётно-графических работ и курсового проекта.
Ряд разделов, касающихся сооружений, редко применяющихся в условиях региона, для которого учебное заведение, преимущественно, готовит специалистов, может быть освоен на уровне представлений, когда усваивается лишь объём знаний, минимально необходимый для понимания принципов работы изучаемого объекта, его места в общей системе знаний по изучаемой дисциплине. Задачей этого уровня обучения является формирование у студента лишь контура образа изучаемого объекта (без деталей), позволяющего идентифицировать последний в ходе учебной деятельности и, при необходимости, самостоятельно найти литературные источники для получения более глубоких знаний. Этот уровень может быть достигнут путём сообщения в лекционном курсе лишь некоторого ограниченного объёма знаний при образном и доходчивом представлении информации, а так же при самостоятельном изучении студентом учебной литературы с закреплением в ходе семинарских занятий.
Целесообразно при составлении рабочих программ по дисциплине с учётом региональных условий определить части курса, требующие того или иного уровня освоения и наметить адекватные им формы обучения с учётом предполагаемой трудоёмкости внеаудиторных заданий, которая, в совокупности с самостоятельной работой над теоретическими вопросами дисциплины, не должна превышать 85 часов.
Рекомендуемая тема курсового проекта – гидроузел с грунтовой плотиной, в состав которого также входят водопропускные сооружения- водосброс, водовыпуск (водозабор) и водоспуск. Возможно совмещение функций двух последних в одном сооружении. При проектировании плотины следует учитывать особенности природно-климатических условий региона, для которого ВУЗ преимущественно готовит специалистов. В качестве водосбросного сооружения целесообразно принять один из типов береговых водосбросов – открытый или закрытый, регулируемый или нерегулируемый. При этом целесообразно использовать типовые проекты и типовые проектные решения. При проектировании водоспуска следует предусмотреть возможность его использования в качестве строительного водосброса с определением последовательности возведения всех сооружений гидроузла.
Учитывая большую загруженность студентов, в связи с высокой интенсивностью изучения курса, детальная конструктивная проработка может быть выполнена для плотины и одного из водопропускных сооружений, при эскизной проработке остальных.
Программу составили:
Бахтин Б.М, профессор, Московский государственный университет природообустройства
Черных О.Н., доцент, Московский государственный университет природообустройства
ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Водное хозяйство и основы водохозяйственного
проектирования
1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Основная цель курса – изучение структуры и функций одной из наиболее важных отраслей экономики - водного хозяйства, его современных и будущих проблем, методологии использования и охраны вод, включая водообеспечение, очистку и отведение хозяйственных стоков, рациональное распределение водных ресурсов между потребителями; основы проектирования водохозяйственных и водоохранных мероприятий.
Использование водных ресурсов, изучение водных объектов и проектирование водохозяйственных мероприятий предусматривает бережное отношение к природной среде, наличие общей культуры природопользования. Выпускники по данному направлению должны уметь формулировать принципы рационального природопользования, вырабатывать в системе водного хозяйства стимулы для экономичного, природосберегающего развития отрасли на основе маловодоемких, нетоксичных технологий.
Освоение курса предусматривает теоретические знания преподаваемых разделов дисциплины, региональных особенностей водного хозяйства и режима его функционирования, а также приобретение практических навыков в оценке водохозяйственного и энергетического потенциала бассейнов рек, антропогенного воздействия на природные объекты.
2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
В результате изучения дисциплины студент должен
знать:
- структуру и функции водного хозяйства;
- требования водопотребителей к количеству и качеству воды;
- методику расчета укрупненного водохозяйственного баланса;
- основы механизма платного водопользования;
- цель и задачи проектирования водохозяйственных систем;
владеть:
- методами учета использования водных ресурсов;
- методикой обработки и анализа кадастровой информации;
- навыками анализа природно-климатических условий и современного использования водных ресурсов с целью разработки планов перспективного развития водного хозяйства;
- справочной литературой по определению норм отраслевого водопользования;
- законодательной, нормативной, справочной и научной литературой по водному хозяйству РФ;
иметь представление о методах и средствах измерения расходов на водозаборах.
3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ (час)
-
Вид учебной работы
Всего часов
Семестр
Общая трудоемкость дисциплины
115
7
Аудиторные занятия
51
7
Лекции
34
7
Практические занятия (ПЗ)
13
7
Лабораторные работы (ЛР)
4
7
Самостоятельная работа
64
7
Курсовая работа
*
7
Расчетно-графические работы
Реферат
Другие виды самостоятельной работы
*
7
Вид итогового контроля
Экзамен
7
4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1 Разделы дисциплины и виды занятий
| № п/п | Раздел дисциплины | Лекции | ПЗ | ЛР |
| 1 | Водное хозяйство: структура, функции, бассейновый принцип управления | * | * | |
| 2 | Анализ природно-климатических условий и современного использования водных ресурсов | * | * | * |
| 3 | Государственный учет и контроль использования водных ресурсов | * | * | |
| 4 | Методология проектирования водохозяйственных систем | * | * | |
| 5 | Прогноз развития водного хозяйства | * | * | |
4.2 Содержание разделов дисциплины
1. Водное хозяйство: структура, функции, бассейновый принцип
управления водными ресурсами
Целевое назначение отрасли. Функциональная структура – федеральные, бассейновые и территориальные органы управления водным хозяйством, механизм их взаимодействия. Схема принятия решений в водном хозяйстве.
Принципы отраслевого и территориального распределения водных ресурсов, нормативно-законодательная основа вододеления.
2. Анализ природно-климатических условий и современного использования водных ресурсов
Анализ климатических условий для целей развития растениеводства, рекреации. Агроклиматическое районирование территории, обоснование необходимости проведения гидромелиоративных мероприятий. Гидрологические условия - возможность использования водного объекта для судоходства и гидроэнергетики. Растительный и животный мир - оценка экологически допустимых площадей естественных угодий, выявление охраняемых земель. Влияние антропогенной деятельности на водосборной площади рек на изменение речного стока. Оценка фонового качества водных ресурсов и загрязненности рек.
3. Государственный учет и контроль использования водных ресурсов
Нормирование водопотребления и водоотведения в коммунально-бытовом хозяйстве (эксплуатационная норма водопотребления), в промышленности (потребление свежей воды, оборотной, повторного использования), в орошении (оросительная норма и норма водопотребления), в животноводстве. Факторы, влияющие на величину нормативов. Методика расчета укрупненного водохозяйственного баланса.
Государственный учет и контроль использования водных ресурсов.
Цель и задачи государственного контроля и учета водных ресурсов. Организация и формы отчетности использования вод. Определение лимитов водопотребления предприятиям и организациям. Организация контроля за состоянием вод. Мониторинг, пункты стационарной сети, показатели состояния вод. Водоохранные мероприятия. Контроль эффективности работы очистных сооружений.
Порядок ведения государственного водного кадастра. Методы обработки и анализа кадастровой информации. Подготовка исходной информации для водохозяйственных балансов. Автоматизированная информационная система.
Определение лимита водопотребления. Разрешение на специальное водопользование: назначение, состав.
4. Методология проектирования водохозяйственной системы
Понятие о водохозяйственном комплексе и водохозяйственной системе (ВАС). Цель и задачи проектирования ВАС. Состав и структура проектной документации, стадии проектирования.
Нормативно-методическая документация для разработки, согласования и утверждения проектов ВАС.
5. Прогноз развития водного хозяйства
Развитие водного хозяйства, как отрасли народного хозяйства. Методы прогноза развития народного хозяйства, используемые математические модели: статистические, детерминированные и стохастические модели. Прогнозируемый период времени. Баланс ресурсов - как основа для разработки сценариев развития водохозяйственного объекта. Оптимизация распределения ресурсов. Критерии оптимизации: максимизация получаемой прибыли или баланса ресурсов, минимизация затрат.
- ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
Предусматривается проведение ознакомительных лабораторных работ в соответствии с имеющимися техническими и демонстрационными средствами обучения.
6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
6.1 Рекомендуемая литература
а) основная:
- Комплексное использование водных ресурсов и охрана природы. - Под ред. Шабанова В.В. –М.: Колос, 1994
б) дополнительная:
- Водное хозяйство. Справочник. - Под ред. Бородавченко Н.И. - М.: 1986 г.
- Водный кодекс РФ от 16 ноября 1996 года
- Ориентировочное удельное водопотребление городским населением СССР в зависимости от климатических районов и групп городов с различной численностью населения на период до 2000 г., НИИКВОД, 1988 г.
- Раткович Д..Я. Гидрологические основы водообеспечения. - М.: РАН, 1993
- Сборник откорректированных перспективных укрупненных норм водопотребления и водоотведения на единицу продукции или сырья в отраслях промышленности. Союзводпроект, -М., 1988 г.
- СНИП 2.04.02-84, СНИП 2.04.03-85
- Средства освоения дисциплины
Рекомендуется использовать программные модули следующей направленности:
- оценка агроклиматических ресурсов бассейна;
- оценка необходимости мелиорации;
- расчет оптимальных оросительных норм.
7. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
1. Лабораторные установки и стендовые материалы.
2. Фильмы и слайды по водохозяйственной тематике.
3. Компьютерные средства.
8. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ
ДИСЦИПЛИНЫ
Варианты тем курсового проекта:
- Анализ природно-климатических условий и современного использования ВР, прогноз развития водного хозяйства
- Формирование водохозяйственного комплекса в бассейне реки
Программу составили:
Раткович Л.Д., доцент Московский государственный университет природообустройства
Маркин В.Н., доцент Московский государственный университет природообустройства
Косолапов А.Е., профессор, Новочеркасская государственная мелиоративная академия
Шкура В.Н., профессор, Новочеркасская государственная мелиоративная академия
ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
МЕЛИОРАЦИЯ ВОДОСБОРОВ
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Дисциплина “Мелиорация водосборов” участвует в формировании профессионального облика специалистов по инженерным системам сельскохозяйственного водоснабжения, обводнения и водоотведения и комплексному использованию и охране водных ресурсов. Она предназначена для понимания того, что количество и качество водных ресурсов зависит от состояния водосборов, что водные мелиорации являются важным потребителем воды, что обводнение территорий решается на базе мелиоративных знаний.
2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В результате изучения дисциплины студент должен
знать:
- задачи и принципы природообустройства на водосборах, особенности земель разного назначения и требования землепользователей, виды мелиорации земель, способы и технические средства регулирования мелиоративных режимов земель в соответствии с их назначением, эволюцию нарушенного ландшафта, основные направления использования нарушенных земель, методы и способы технической и биологической рекультивации, способы управления рекультивационными режимами восстанавливаемых земель, особенности функционирования техно-природных комплексов, методы воздействия на природные процессы;
уметь:
- анализировать и оценивать влияние мелиораций на поверхностный и подземный сток, устанавливать причины и степень несоответствия состояния земель требованиям землепользования, определять состав регулируемых факторов, обосновывать методы, способы и технические средства мелиорации и рекультивации, разрабатывать комплекс мероприятий по управлению мелиоративными режимами, обеспечивать требования охраны окружающей среды;
иметь навыки:
- расчета режимов орошения и осушения земель, расчета элементов техники полива и осушения земель, проектирования оросительных, осушительных, комбинированных мелиоративных систем, инженерно-экологических систем для рекультивации нарушенных и загрязненных земель, назначения мероприятий по регулированию химического режима и очистки земель от загрязнения, защите от подтопления и затопления земель, выбора агромелиоративных и лесомелиоративных приемов на водосборах.
3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ (час)
-
Вид учебной работы
Всего часов
Семестр
Общая трудоемкость дисциплины
115
9
Аудиторные занятия
51
9
Лекции
17
9
Практические занятия (ПЗ)
30
9
Лабораторные работы (ЛР)
4
9
Самостоятельная работа
64
9
Курсовой проект (работа)
*
9
Вид итогового контроля
Экзамен
9