Занятий




Скачать 288.2 Kb.
НазваниеЗанятий
страница1/3
Дата публикации31.01.2014
Размер288.2 Kb.
ТипДокументы
zadocs.ru > География > Документы
  1   2   3
Модуль 1(Тема):

«Введение в курс Гидрология и регулирование стока»
ВВЕДЕНИЕ

Данная тема является первой в курсе, посвященной изучению дисциплины

« Гидрология и регулирование стока», и призвана помочь определить цели и задачи дисциплины. В данной теме рассмотрены вопросы по значению воды для различных областей деятельности человека. Краткие исторические сведения о развитии гидрологии и гидротехники. Рост потребности человечества в воде в условиях современной НТР.

СХЕМА ИЗУЧЕНИЯ НОВОГО МАТЕРИАЛА


Тема занятий

Цель занятий

Вид занятий

Количество часов

Вводная лекция

1.Значение воды для различных областей деятельности человека. 2.Предмет, задачи гидрологии.

лекция

2


^ Значение воды для различных областей деятельности человека
Основные потребители воды

По мере своего развития человечество расходует все большее количество воды для удовлетворения самых разнообразных нужд: водоснабжения населения, промышленности, выработки электро­энергии, орошения и обводнения земель, транспорта, рыбного хо­зяйства и т. д. Нет ни одной отрасли народного хозяйства, раз­витие которой было бы возможно без использования воды.

В настоящее время для всего мира основным вопросом стано­вится проблема обеспечения человечества чистой водой, так как имеющиеся пресные водные ресурсы во многих регионах оказы­ваются недостаточными для удовлетворения нужд быстро расту­щего населения, бурно развивающейся промышленности и сель­ского хозяйства.

Для рационального использования водных ресурсов необхо­димо, прежде всего знать, какое количество воды требуется для удовлетворения всех ее потребителей не только на сегодняшний день, но и на перспективу.

Все отрасли хозяйства по их отношению к водным ресурсам подразделяются на две категории: водопотребители и водополь­зователи.

Водопотребители забирают воду из источника, используют для выработки промышленной и сельскохозяйственной продукции или бытовых нужд населения, а затем возвращают в водный объект, но уже в другом месте, в меньшем количестве и в другом ка­честве.

Водопользователи не забирают непосредственно воду из источ­ника, а используют ее как среду (водный транспорт, рыбоводство, спорт и т. д.) или как источник энергии (гидроэлектростанции). Однако и они могут изменять качество воды (например, водный транспорт).

Следует иметь в виду, что при современном комплексном ис­пользовании водных ресурсов грань между водопотребителями и водопользователями стирается. Например, при создании крупных водохранилищ для выработки электроэнергии коренным образом меняется не только гидрологический режим и качество воды, но и происходит увеличение потерь воды на испарение, т. е. само во­дохранилище выступает в качестве водопотребителя.

В связи с этим при рассмотрении влияния различных видов хозяйственной деятельности на количественные и качественные изменения водных ресурсов целесообразно применять термин «водопотребитель».

Использование воды в зависимости от целей можно подразде­лить на хозяйственно-питьевое, коммунальное, сельскохозяйствен­ное, промышленное, транспортное и т. д.

Для обеспечения потребителей водой необходим специальный комплекс гидротехнических сооружений — система водоснабжения.
^ Водоснабжение населения

Водоснабжение населения связано с использованием воды для питья и коммунально-бытовых нужд. К последним относится система централизованного водоснабжения для обеспечения нор­мальной работы предприятий бытового обслуживания, поливки улиц, зеленых насаждений, противопожарных целей и др. Суммар­ный объем воды, используемый на нужды населения, определя­ется удельным водопотреблением и численностью населения.

Постоянный рост водопотребления связан как с ростом чис­ленности населения на земном шаре, так и с ростом благоустрой­ства городов и поселков.

Для количественной характеристики использования водных ресурсов важно знать не только суммарный объем забора воды, но и безвозвратное водопотребление. Безвозвратное водопотребле­ние рассчитывается обычно в % от объема забранной воды и зави­сит от вида водопользования воды, объема водоподачи и мест­ных физико-географических условий.

При использовании воды населением большая часть воды после ее использования возвращается в гидрографическую сеть в виде сточных вод, остальная часть расходуется на испарение (безвозвратные потери).

В целом для земного шара объем безвозвратного водопотреб­ления, например, в 1970 г. оценивался в 20 км3, что составляло примерно 17 % полного забора воды для этих целей.
^ Водоснабжение промышленности
Потребности промышлен­ности в воде колеблются в широких пределах и зависят не только от отрасли, но и от применяемой технологии производственного процесса, принятой системы водоснабжения (прямоточной или оборотной), климатических условий и т. д.

При прямоточной системе водоснабжения промышленного предприятия вода из водного источника подается к отдельным объектам производственного комплекса, используется в процессе производства продукции, затем по канализационным линиям по­ступает на очистные сооружения, после чего сбрасывается в во­доток или водоем на соответствующем расстоянии от водозабора. При прямоточной системе водоснабжения расходуется большое количество воды, однако безвозвратное водопотребление мало.

При оборотной системе водоснабжения отработанная вода после очистки не сбрасывается в водоем, а многократно исполь­зуется в процессе производства, подвергаясь регенерации после каждого производственного цикла. Расходы воды при этой схеме водоснабжения невелики и определяются расходом, необходимым для восполнения безвозвратного водопотребления в процессе про­изводства и регенерации, а также периодической замены воды в оборотных циклах. Например, если тепловая станция мощ­ностью 1 млн кВт при прямоточном водоснабжении ежегодно по­требляет 1,5 км3 воды, то при оборотной системе водоснабже­ния—только 0,12 км3, т. е. в 13 раз меньше.

Для оценки объемов промышленного водопотребления исполь­зуется понятие «водоемкость производства». Водоемкость произ­водства — это количество воды (м3), необходимое для производ­ства 1 т готовой продукции. Главным водопотребителем в промышленности вы­ступает теплоэнергетика, которая требует огромного количества воды для охлаждения агрегатов. Еще большее количество воды требуется для выработки электроэнергии на атомных станциях (в 1,5—2 раза больше, чем на тепловых).
^ Водопотребление сельским хозяйством

Сельское хозяйство в настоящее время является одним из основных потребителей воды, что связано в первую очередь с увеличением площадей орошаемого земледелия. Его развитие диктуется необходимостью обеспечения человечества продуктами питания. Несмотря на то что в настоящее время орошается немногим более 15 % площади всех сельскохозяйственных земель, доля сельскохозяйственной продукции с орошаемых земель составляет более 50 % всей про­дукции в стоимостном выражении. В условиях быстрых темпов роста населения и острого недостатка продуктов питания, кото­рый испытывает сейчас 2/3 жителей Земли, орошению отводится все большая роль в повышении эффективности земледелия.

Суммарные затраты воды на орошение зависят от площади орошаемых земель, удельного водопотребления, вида сельскохо­зяйственных культур и количества возвратных вод. Удельное во­допотребление выражается в м3 воды, расходуемой на орошение 1 га земли.

Удельное водопотребление и количество возвратных вод зави­сят от физико-географических условий района, состава выращи­ваемых сельскохозяйственных культур, технического состояния оросительных систем и применяемого способа полива. Количе­ство возвратных вод выражается в % от водозабора.


Водохранилища
Создание водохранилищ приводит к корен­ному преобразованию распределения речного стока во времени, к увеличению водных ресурсов района в лимитирующие периоды и в маловодные годы. Вместе с тем в результате затопления боль­ших территорий водохранилища значительно увеличивают испа­рение с водной поверхности (особенно в районах недостаточного увлажнения), что приводит к уменьшению суммарных водных ресурсов региона. В данном случае водохранилища выступают в качестве одного из потребителей воды.

Дополнительные потери на испарение в результате создания водохранилищ рассчитываются по разности значений испарения с водного зеркала водохранилища и с той же территории до за­топления.
^ Качественные и количественные изменения

водных ресурсов под влиянием хозяйственной деятельности

Качество вод обусловлено как природными, так и антропо­генными факторами. В результате интенсивного использования водных ресурсов не только изменяется количество воды, пригод­ной для той или иной области хозяйственной деятельности, но и происходит изменение составляющих водного баланса, гидрологи­ческого режима водных объектов и, самое главное, изменяется ее качество. Объясняется это тем, что большинство рек и озер

является одновременно источниками водоснабжения и приемни­ками хозяйственно-бытовых, промышленных и сельскохозяйствен­ных стоков. Это привело к тому, что в наиболее обжитых районах земного шара в настоящее время не осталось крупных речных систем с естественным гидрологическим режимом и химическим составом, не нарушенным антропогенной деятельностью.

Основными видами хозяйственной деятельности, оказываю­щими наибольшее влияние на качественные и количественные из­менения водных ресурсов, являются: водопотребление на промыш­ленные и коммунальные нужды, сбросы отработанных вод, пере­броска стока, урбанизация, создание водохранилищ, орошение и обводнение засушливых земель, осушение, агролесомелиоратив­ные мероприятия и т. д. При этом на каждом водосборе могут одновременно действовать если не все, то многие из перечислен­ных факторов. В связи с этим при водохозяйственном планиро­вании и регулировании качества воды оказывается необходимым учитывать влияние каждого из этих факторов в отдельности и всех вместе. При рассмотрении каждого фактора сталкиваются с двумя вопросами — изменение гидрологического режима и объ­ема стока и качественные изменения водных ресурсов. В резуль­тате антропогенного воздействия происходит загрязнение природ­ных вод, т. е. изменение их состава и свойств, приводящее к ухуд­шению качества воды для водопользования. Наибольшую опас­ность для природных вод и живых организмов представляют радиоактивные отходы. Загрязненная вода может стать непригод­ной для определенных водопользователей. Вот почему при оценке влияния хозяйственной деятельности на водные ресурсы необхо­димо учитывать не только их количественные, но и качественные изменения.

Промышленность

Особенностью использования воды в про­мышленности является то, что ее подавляющая часть после ис­пользования в процессе производства возвращается в реки и озера в виде сточных вод. Безвозвратное водопотребление составляет незначительную часть от водозабора (5—10 %) и не может суще­ственно сказаться на количественном изменении водных ресурсов крупных районов. Качество же воды в водном источнике под влиянием промышленных стоков меняется очень существенно, т. е. сброс отработанных сточных вод приводит к загрязнению во­дотоков и водоемов.

Количество и состав загрязняющих веществ в промышленных сточных водах зависят от вида производства, исходного сырья, различных добавочных продуктов, участвующих в технологиче­ских процессах.

Кроме того, состав сточных вод конкретного производства за­висит от принятой на данном производстве технологии, от вида и совершенства производственной аппаратуры и т. д. Состав сточных вод промышленности многообразен, и даже для одного и того же производства колеблется в весьма широких пределах.

С появлением новых отраслей промышленности (нефтехимиче­ской, органического синтеза и т. д.), с ростом использования новых химических соединений происходит дальнейшее увеличе­ние промышленных сточных вод и усложнение их состава.

Наиболее интенсивно загрязняют поверхностные воды такие отрасли промышленности, как металлургическая, химическая, целлюлозно-бумажная, нефтеперерабатывающая. Основными загрязняющими веществами в сточных водах этих отраслей про­мышленности являются: нефть, фенолы, цветные металлы, слож­ные химические соединения. По результатам наблюдений, выпол­ненных в последние годы, поверхностные воды страны оказались загрязненными нефтепродуктами в 80 % всех случаев наблюдений, фенолами — в 60 %, тяжелыми металлами — в 40 % случаев.

Нефть и нефтепродукты не являются естественными компонен­тами состава воды рек и водоемов, поэтому их появление в вод­ных объектах можно рассматривать как загрязнение. Наличие в воде нефтепродуктов отражается на развитии икры и мальков рыб, на численности и составе кормовых ресурсов рек, на каче­стве и пригодности в пищу промысловой рыбы. Образование пленки на поверхности воды снижает самоочищающие способ­ности водоемов. Биохимическое разложение нефтепродуктов в по­верхностных водах протекает очень медленно. Скорость биохими­ческого окисления зависит от многих факторов: температуры воды, наличия в воде кислорода и биогенных веществ, от химиче­ского состава сбрасываемых нефтепродуктов, наличия в воде выс­шей растительности и т. д. Однако даже при благоприятных усло­виях разложение взвешенной и растворенной в воде нефти (ее распад и удаление из водоема) происходит не быстрее чем за 100—150 дней.

Загрязнение поверхностных вод фенолами (обычно имеют в виду одноатомные летучие фенолы, являющиеся наиболее ток­сичными в этой группе соединений) приводит к нарушению био­логических процессов, протекающих в водных объектах.

В результате работы химических предприятий в водоемы по­падает большое количество разнообразных по составу и свойст­вам органических соединений, в том числе ранее не существовав­ших в природе. Часть этих веществ исключительно активна в биологическом отношении, они с трудом поддаются биологиче­ской очистке, действию физических реагентов, т. е. трудноудалимы из стоков. Среди этих веществ особое место занимают син­тетические моющие средства — детергенты, производство которых интенсивно развивается во всех странах. По исследованиям, вы­полненным в США, установлено, что применение детергентов при­вело к значительному увеличению содержания фосфатов в реках США, а это вызвало интенсивное развитие в них водной расти­тельности, к цветению рек и водоемов, к истощению кислорода в водной массе. Другой отрицательной чертой детергентов явля­ется то, что они чрезвычайно затрудняют работу канализационных сооружений, замедляя процессы коагуляции при очистке воды на водопроводных станциях.

Весьма неблагоприятное воздействие на реки и водоемы ока­зывают сточные воды, содержащие значительное количество цинка и меди. Содержание меди и цинка в незагрязненных во­доемах невелико и зависит от физико-географических условий формирования химического состава воды, сезонных колебаний температуры и гидрологического режима реки. Содержание меди в природных водах составляет 1—10 мкг/л, а цинка — 1 — 30 мкг/л. Увеличение концентрации этих веществ в водах реки или водоема приводит к замедлению процессов самоочищения воды от органических соединений, к угнетению биологической жизни водоема. Положение усугубляется тем, что медь и цинк не удаляются полностью из водоема, а меняются лишь формы и скорость их миграции. Таким образом, при сбросе сточных вод, содержащих эти тяжелые металлы, следует рассчитывать на сни­жение их концентрации только за счет разбавления.

Особым видом промышленного загрязнения водоемов является тепловое загрязнение, обусловленное выпуском теплых вод от различных энергетических установок. Огромное количество тепла, поступающего с нагретыми сбросными водами в реки, озера и искусственные водохранилища, оказывают существенное влияние на термический и биологический режим водоемов. Наблюдения, проводившиеся в зоне воздействия теплых вод, показали, что в этой зоне нарушаются условия нереста рыб, может гибнуть зо­опланктон, повышается зараженность рыб паразитами и т. д.

Интенсивность влияния теплового загрязнения зависит от тем­пературы нагревания воды. Для лета выявлена следующая харак­терная последовательность воздействия повышенных температур воды на биоценоз озер и искусственных водоемов:

— при температуре до 26 °С не наблюдается вредного воздей­ствия;

  • в пределах 26—30 °С наступает состояние угнетения жиз­недеятельности рыб;

  • свыше 30 °С наблюдается вредное воздействие на биоценоз;

  • при 34—36 °С возникают летальные условия для рыб и не­которых видов других организмов.

Создание различных охладительных устройств для сброса вод тепловых электростанций при огромном расходе этих вод приво­дит к значительному удорожанию строительства и эксплуатации последних. В связи с этим изучению влияния теплового загрязне­ния уделяется в последнее время большое внимание.
  1   2   3

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Занятий iconРасписание занятий студентов
Начало занятий 1 сентября, окончание занятий 31 декабря. Каникулы с 1 по 7 января

Занятий iconТематика семинарских занятий по экономике Семинар №1
На изучение дисциплины отводится 48 часов. Из них: лекционных – 12 час. (6 учебных занятий)

Занятий iconПоложительные результаты занятий
Возможность выполнения щадящих оздоровительных занятий для беременных, а также для людей пожилого возраста

Занятий iconРасписание занятий автозаводский район интенсивные занятия Зал №1,...
Даёт возможность посетить 8 занятий любого танцевального направления в течение 1,5 месяцев со дня выдачи

Занятий iconПланы семинарских занятий по дисциплине «Политология»
Преподаватель, исходя из рабочей программы, применительно к тому или иному факультету рассматривает в ходе семинарских занятий лишь...

Занятий icon1. Основные причины травматизма во время занятий физической культурой
Таким образом, причины несчастных случаев и травм кроются в нарушениях обязательных правил при проведении занятий по физическому...

Занятий iconОсновные причины травматизма во время занятий физической культурой
Таким образом, причины несчастных случаев и травм кроются в нарушениях обязательных правил при проведении занятий по физическому...

Занятий iconПлан семинарских занятий !!!Перерабатывается, но можно пользоваться этим Введение
...

Занятий iconМетодические рекомендации по проведению видов занятий по дисциплине...
Характеристика дисциплины, данные об авторе, постреквизиты, пререквизиты дисциплины

Занятий iconМетодические рекомендации по проведению видов занятий по дисциплине...
Характеристика дисциплины, данные об авторе, постреквизиты, пререквизиты дисциплины

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов