Введение. Основные положения, цели и задачи работы. Основные понятния природопользования.

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 4Следующая ⇒

ВВЕДЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТНИЯ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ.

          Работа посвящается изучению природных ресурсов заданного бассейна реки. Оцениваются различные виды природных ресурсов, а затем, располагаемые ресурсы сопоставляются с требованиями к ним, с учетом материальных и трудовых ресурсов.

          В данной работе рассматриваются следующие виды ресурсов:
1. Земельные ресурсы – рассматриваемые в размере водосборной площади бассейна реки или ее части, с учетом %-ого распределения земельного фонда на луга, леса, болота, застройки и другие.
2. Биологические ресурсы определяются по запасам деловой древесины.
3. Агроклиматические ресурсы.
4. Минеральные ресурсы оцениваются по запасам торфа.
5. Водные ресурсы: по обобщенным параметрам подземных вод и поверхностного стока.
6. Энергетические ресурсы – урожайность сельскохозяйственных культур, валовой сбор сельскохозяйственной продукции. Объём производства мясомолочной продукции.

         Объектом исследования в работе является Владимировская область с речным бассейном реки Гусь.

Исходные данные:
1. F_басс. =3910 км².
2. L_реки = 147 км.
3. Координаты: 54˚54  ̍58  ̎ с. ш., 40˚ 24 ̍09 ̎ в. д.
4. Q = 20,3 м²/с.

КАЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА РЕСУРСОВ.

ЗЕМЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ.

           На основе составления баланса земельных ресурсов и диаграмм структуры землепользования:

                          F_басс.= F_лес + F_луг + F_бол.+ F_с/х + F_оз. + F_застр. = F_прочее

          Где F_басс. – площадь бассейна реки; F_лес , F_луг, F_бол., F_оз – соответственно площади лесов, лугов, болот, озер; F_с/х – площадь сельскохозяйственных угодий; F_застр – урбанизированной территории (города, деревни, дороги и т.д.).

F_лес = 36 %(1407,6га), F_луг = 19 %(742,9га), F_бол.= 2 %(78,2га), F_с/х = 31 %(1212,1га),

F_оз. = 2 %(78,2га), F_застр. = 2 %(78,2га), F_прочее= 8 %(312,8га).

2

          Получаем уравнение: 100% = 36 + 19 + 2 + 31 + 2 + 2 + 8.

F_басс = 36/100 * 3910 + 19/100 * 3910 + 2/100 * 3910 + 31/100 * 3910 + 2/100 * 3910 + 2/100 * 3910 + 8/100 * 3910 = 3910 км²

          Рис 2.1 – Структура земельных угодий в бассейне р. Гусь

          Имея результаты земельного баланса, можно оценивать экологическое состояние водосборной площади на основе сравнения площади, занятой лесами и лугами с экологически допустимой площадью для условий конкретного объекта.
          Для Владимирской области величина экологически допустимой площади составляет: F_экол = 30 %, что составляет, F_экол = 30/100 * 3910 = 1173 км².
         Площадь естественных угодий:
          F_ест = F_лес + F_луг = 36 + 19 = 55 % = 55/100 * 3910 = 2150,5 км².
          Сравнение F_экол = 30 % < F_ест = 55 %, следовательно антропогенное влияние не привело к переформированию земельный ресурсов.

3

ВОДНЫЕ ОБЬЕКТЫ.

             Основным водным объектом служит река Гусь, использующийся для водопотребления и сбора сточных вод.

             Таблица 2 – Классификация рек по длине и площади бассейна.

              Река Гусь относится к категории средних рек.
              Река может быть использована для целей орошения, водоснабжения промышленных предприятий, частично для водоснабжения коммунально-бытового хозяйства, рыбного хозяйства и рекреационных условий.
              Для средних рек средняя глубина воды 3-5 м, ширина русла 60-200 м.
              Основные гидрологические характеристики реки Гусь:
             - средних многолетний расход воды в реке Q_r (Q_o) = 20,3 м³/с

5

             - коэффициент вариации C_v = 0,3
             - модуль поверхностного стока q = 5,2 л/с.км²
             - уклон реки I_реки = 0,34 м/ км²
             - средний многолетний объём стока воды в реке W_р = 640,1808 м³/с.
где Т = 31,536 млн. в секунду в году;
              Для характеристики изменчивости годового стока строится график «Кривая обеспеченности годового стока»
              W_p% = W_p * K_p%, млн. м³,
              где K_p% - коэффициент обеспеченности годового стока. Находится по таблицам трехпараметрического гамма-распределения при известном C_v и C_s,
              W_р = 640,1808 млн. м³.

            Таблица 3 – Характеристика изменчивости годового стока.

             Рисунок 2.4 – кривая обеспеченности годового стока реки Гусь, млн. м³.
Объём стока обеспеченности 75% является основной при решении вопросов водообеспечения (маловодные годы). Обеспеченность 95% является основой для рассмотрения вопросов состояния речной воды (остро-маловодный год).

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ СТОК.

            Определяем объёмы экологического стока реки.
            Экологический сток – это сток, позволяющий сохранять устойчивого равновесия в водной экосистеме.
           Экологический сток выполняет следующие функции:
            1) обеспечивать достаточное для водной биоты жизненное пространство;
            2)быть переменным во времени;

6

3)обеспечивать сохранение параметров водного потока в пределах диапазона их оптимального значения.
            В работе годовое значение экологического стока определяется методом повышения обеспеченности.
                                                          W_экол = W_р = 361,70 млн.м³,
                                                          W_экол = W_р = 279,12  млн.м³.

ЭНЕРГИТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ.

            Поток речной воды, который можно использовать для выработки энергии, то есть река обладает гидроэнергопотенциалом.
            Энергопотенциал реки определяется по формуле:
                                                  Э_реки = ρ * g * Q_ср * H_р * T.
            где ρ – плотность воды = 1т/м³,
            g – ускорение свободного падения = 9,81 м/с²,
            Q_ср – среднегодовой расход = 20,3,
            H_р (перепад уровня воды в реке)

H_р = L_p * I = 47,6 м.

где I = 0,34, T = 8760 ч/год.
            При отсутствии данных об уклоне реки “I”, его значение рассчитывается по формуле I=A/F.
где А – коэффициент зависящий от рельефа местности.
Равнина – А = 0,0085;
Возвышенность – А = 0,0142;
Холмистая равнина – А = 0,0036.
                                 Э_реки = 1 * 9,81 * 20,3 * 47,6 * 8760 = 83037852 кВт*ч.

            В первом приближении величина гидроэнегропотенциала реки позволяет оценить численность населения которую, можно обеспечить электроэнергией, учитывая, что расход энергии на одного жителя в год = 1500 Кв*ч.
(С учетом, выработки промышленности и с/х продукции).

N = Э_р / Э_ч = 553581 чел.

7

РЕСУРСЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД.

Подземные воды на объекте представляются ресурсами первого водоносного горизонта, то есть грунтовыми водами, гидравлически связанными с рекой. Степень связанности определяется коэффициентом гидравлической связи.
ꭤ_г.св.=0…1
            Рис 2.6 - Ресурсы подземных вод.

В работе принимают коэффициент гидравлической связи.

ꭤ_г.св.= 0,45

Ресурсы подземных вод охарактеризованы по величине объёма с учетом гидравлических связей.
 W_п = F_п.в.=q_n * 31.536 * 10^-3, млн, м³.
где F_п.в – площадь подземных вод водоозабора.
            F_п.в = 0,4*F_бас = 0,4 * 3910 = 1564 км².
            q_n = 0,5 л/с * км².
            W_п = 1564 * 0,5 * 31,536 * 10^-3 = 24,66 млн.м³.
            Объёмы гидравлической связи
            W_г.св.= W_п *(1-ꭤ_г.св) =24,66*(1 - 0,45)=13,56 млн.м³.
 

АГРОКЛИМАТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ.

            Агроклиматические ресурсы – Это природные способствующие получению с/х продукции. Характеристиками этих условий являются теплообеспеченности и влагообеспеченность территории.
1. Тип климата на объекте.
2. Среднегодовое количество осадков О_с, мм.
3. Среднегодовая температура воздуха t, ^oC.
4. Суммарное испарение с поверхности суши Е_с, мм.

8

5. Суммарное испарение с водной поверхности, Е_в, мм.

            О_с = 670 мм.
            t = 8 ^oC.
            Е_с =550 мм.
            Е_в =55 мм.
            Теплообеспеченность оценивается суммой активных температур – сумма положительных среднесуточных температур после устойчивого перехода через 0 ^oC, каждая имеет большое значение для выращиваний растений. Связанно это с тем, что в процессе развития растения проходят различные фазы, и переход развитий с одной фазы на другую, определяется достижением соответствующей суммы активных температур.
            По сумме активных температур дается характеристика теплообеспеченности территорий.

 Таблица 4 – Агроклиматическое районирование по условию теплообеспеченности.

            
            В холодной зоне не возможно выращивать в условиях открытого грунта.
            В прохладных условиях выращивают светолюбивые растения, но с коротким вегетативным периодом (картофель, редиска и т.д.)
            Умеренно-теплая зона достаточно благоприятна для выращивания большинства сельскохозяйственных культур (кормовые, овощи и т.д.)
            В теплой и жаркой зоне возможно получений двух урожаев в год. Выращивание теплолюбивых растений (овощи, цитрусовые, виноград и т.д.)

            Влагообеспеченность территории можно характеризовать гидротермическим коэффициентом «ГТК», который определяется как отношение годовой нормы осадков к норме суммарного испарения с поверхности суши:

                                           ГТК = О_с/ Е_с = Ʃ О_с/ 0,1 * Ʃ^t > 10 ^oC
            При ГТК < 1, количество поступающей на территорию воды меньше ее расхода в результате суммарного испарения.
            При ГТК > 1, то количество поступающей на территорию воды больше ее расхода.

Таблица 5 – Агроклиматическое районирование по условиям влагообеспеченности.

9

            Сухие и засушливые условия характеризуются невозможностью получения высоких урожаев и выращивания растений без оросительных мелиораций.
            При избыточных увлажнениях необходимо проведение осушения земли.
            В зоне недостаточного увлажнения требуется обоснование конкретного вида гидромелиоративного воздействия (осушение / орошение), так как они требуются только в конкретный период засушливых лет.

     Таблица 6 – Внутригодовое распределение температур, осадков и испарения.

ГТК = ƩО_с t > 10 ^oC / 0,1 * Ʃt > 10 ^oC = 341,7 / 0,1 * 2650,2 = 341,7 / 265,02 = 1,29
ГТК = 670 / 550 = 1,22

Согласно Таблице 5, Владимирская область относится к зоне достаточного увлажнения.

2.5.2 ОЦЕНКА СООТВЕТСТВИЯ АГРОКЛИМАТИЧЕСИХ РЕСУРСОВ МЕСТНОСТИ ТРЕБОВАНИЯМ ВЫРАЩИВАЕМЫХ РАСТЕНИЙ.

            Оценка проводится с помощью биоклиматического метода, который сопоставим требованиям растений с факторами внешней среды. В работе оценка проводится по водно- термическим условиям, то есть рассматривается влажности почвы и температура воздуха. При этом решаются следующие задачи:
            - Определяются требования растений к водно-термическим условиям внешней среды.
            - Дается характеристика водно-термических условий внешней среды
            - Делается оценка необходимости регулирования условий внешней среды.
Для этого применяется закон: все факторы роста и развития растений равнозначно и незаменимы, а продуктивность растений сдерживает фактор находящийся в минимуме.
Требования растений к водному режиму почв рассчитывается по формуле:
                                                           
                              

10

S_w = (W* /W*_opt) ^ϒw*W*opt * ((1-W*) / (1- W*_opt)) ^{ϒw*(1-W*opt)}

где S_w – относительная продуктивность урожая.

                                                   W*= (W  – W_ВЗ)/ (W_ПЗ - W_ВЗ)=0,64

где, W* - относительные продуктивные влагозапасы почвы; W – фактические влагозапасы почвы, мм.; W_АВ , W_ВЗ – соответственною полная влагоемкость и влагоемкость соответствующая влажности заведения растений, мм.; W*_opt – оптимальное значение относительных продуктивных влагозапасов почвы, при которых достигается максимальная урожайность. 0 < W*_opt < 1; ϒw – параметр, учитывающий саморегуляцию растений к водному режиму почв.

                                                 Таблица 6 - Исходные данные:

W^*_%= W*(W_ПВ – W_ВЗ) + W_ВЗ                                                        

 Таблица 7 – Данные для построения зависимости продуктивности растений от влажности почв.

           Рис 2.7 – Требования растений с почвенным влагозапасам.

           По данным кривой требований растений к водном режиму почв определяется оптимальный диапазон, регулирующий почвенные влагозапасы при уровне плановой продуктивности S_пл = 0,8. Если влагозапасы попадают в указанный интервал, фактическая продуктивность будет не меньше плановой. Представленный график показывает, что при почвенных влагозапасах на уровне влажности заведения и меньше, рост большинства культурных растений невозможен из-за отсутствия доступной для них влаги. Полная влагоемкость соответствует количеству влаги в почве при полном заполнении всех пор.

11

РЕСУРСЫ ДРЕВЕСИНЫ.

Время практического самовосстановления лесов составляет 50 лет, то есть 2% в год. За 15 лет восстановится 15 %.
З_др = Р_др * 0,02, т.
где Р_др - запасы деловой древесины, Р_др = 246330 т.
                                                                  З_др =4926,6 т.

Объём используемой древесины рассчитывается по формуле:
V_др = З_др / ρ_др, м³
где ρ_др – плотность древесины, ρ_др = 0,7 т/м³,
                                                      V_др =  7038 т/м³.

ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ.

Водные ресурсы используются для водоснабжения городских и сельских населенных пунктов, промышленных предприятий и орошения полей, товароводства. Промышленность и орошения базируются на речном стоке, а ЖКХ на подземных водах.
 Располагаемые водные ресурсы поверхностного стока для разной обеспеченности определяются как товарный сток:

W_тов=W_p – W_эк= 501,9-361,7=140,2 млн *м³

W_тов=W_p – W_эк= 361,7-279,12=82,58 млн *м³

Где, p_нас = 48,59 чел./км²

N_общ= 3910*48,59 = 189987 чел.

N_гор=µ_гор*N_гор/100%= 0,78*189987 = 148190 чел.

где µ_гор – относительная доля городского населения, µ_гор=78%.

N_сел = N _общ - N_гор = 189987-148190 = 41797 чел.

14

Потребности в воде отраслей народного хозяйства определяются по формулам:

           1 W_гор = N_гор * q_гор *365/n*10⁶= (148190*170*10^-3*365)/0,9*10⁶ млн*м³

Где N_гор, - численность городского населения, q_гор – удельная норма водопотребления, зависящая от степени благоустройства населенных пунктов, q_гор = 125/250=170 л/сут*чел.

n – КПД систем водоснабжения, то есть потеря воды при транспортировке и использовании, n = 0,9…365 – дней в году.

           2 W_село = N_сел * q_сел *365/ n*10⁶= (41797*0,05*365)/0,8*10⁶=0,95 млн*м³

Где N_сел, - численность сельского населения, q_сел – удельная норма водопотребления, зависящая от степени благоустройства населенных пунктов, q_сел = 30/125=0,24 л/сут*чел.

n – КПД систем водоснабжения, то есть потеря воды при транспортировке и использовании, n = 0,8…365 – дней в году.

           3 W_ор = F_ор * M_op / n_ор*10⁶= (4848*3000)/0,7*10⁶=20,78 млн*м³

Где W_ор, - потребность в орошении, F_ор – площадь орошаемый земель на объекте,

F_ор = (0,04) * F_с/х= 0,04*121200=4848 га.

М_ор, оросительная норма, то есть количество воды, потраченное на период вегетации. М_ор = 1000-6000 м³ /га.

n_ор – КПД систем водоснабжения, то есть потеря воды при транспортировке и использовании, n_ор = 0,7(по бороздам). n_ор = 0,09(капельное)

           4 W_крс = N_крс * q_крс *365/ n_ж*10⁶=(13920*0,1*365)/0,8*10⁶ млн*м³

где W_крс- потребность животноводства, N_крс – поголовье крупнорогатого скота

N_крс = 0,3* N_сел= 13930 голов.

q_крс – удельная норма водопотребления скота, 70-100 л/с. n_ж = 0,8.
           5 W_пр =W_гор * x_гор / x_пром = 10,22*56/32 = 17,9 млн*м³

где W_пр -объём водопотребления промышленностью, В_пр – 50-150 тыс. тонн, q_пр – 250м³/т, n_пр – 0,9.

           Проверяем условия обеспечения населения, отраслей экономики водой:

W_пром+ W_ор> W_тов = 17,9 + 20,78= 38,68 > 140.2 млн*м³
W_гор+ W_cел + W_ж < W_тов= 10.22+0.95+0.64=11.83 < 82.58 млн*м³

15

ВЕТРОВАЯ ЭНЕРГИЯ.

           Установки расположения в сельской местности, в расчете 1 установка на 4 человека, рабочий диаметр пропеллера принимается 15-30 м., КПД ветро-установок – 0,4.

Э_в= Э_вет* (N_c/4)* 0,4 = 19,5*(41797/4)*0,4= 81505 кВт*ч.

Где Э_в – энергия, получаемая на установке при средней скорости ветра

           Рис 3.10 –Зависимость выработки электроэнергии от скорости ветра

ВЫВОД.

          В данной работе были рассмотрены и проанализированы природные ресурсы Владимирской области, их количество и качество, определение уровня использования и достаточность ресурсов для обеспечения населения в отраслях хозяйства на основе баланса ресурсов речного бассейна реки Гусь, а также оценка антропогенного влияния на окружающую среду в приделах реки Гусь и близлежащих населенных пунктах Владимирской области в процесс природопользования. Проводились расчеты для определения обеспеченности населения различными культурами и энергией, так же рогатым скотом и горючими материалами в виде древесины и торфа. Были приведены графики и процентные соотношения балансов и культур различных степеней и отраслей относящиеся к Владимирской области и протекающей в ней реки Гусь.

1. Отрицательный баланс по отдельным видам ресурсов означает, что обеспечить потребности населения невозможна без внешних закупок. Бассейне реки Гусь отрицательный баланс и получились по трём видам ресурсов: Биологические, энергетические, сельскохозяйственные (производство мяса и молока).
2. Положительный баланс по конкретным видам ресурсов свидетельствует о наличии резерва для погашения дефицита других видов ресурсов. Положительные баланса наблюдается по обеспечению водными ресурсами ЖКХ и орошения.
3. Энергетические ресурсы следует восполнять применением нетрадиционных источников, например солнечные батареи ми, путём внедрения энергосберегающих технологий.
4. Нехватка с/х Продукция должна покрываться повышением продуктивности и с/х культур, увеличением поголовья скота на фермах и закупками соседних регионах.
5.

19

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. СНиП 2.01.14-83 от 01.07.1984 г. «Определение расчетных гидрологических характеристик»

2. Комплексное использование водных ресурсов и охрана природа. – Под редакцией Шабанов В.В.

3. Методические рекомендации: Глазунова И.В., Раткович Л.Д., Соколова С.А., Проектирование биоинженерных сооружений в составе схем комплексного использования водных ресурсов. МГУП, Москва 2007.

4. Виткевич В.И. Сельскохозяйственная метеорология/Уч. Пособие. Изд.2-е,М.: «КлосС», 1966-384.

5. Хрисонов Н.И. Управление эвтрофирование водоемов. - С.-П.: Гидрометеоизд.1993.

6. И.В. Глазунова, В.Н.Маркин, ЛюД.Ракович, С.А. Федоров, Шабанов В.В. Б20 Баланс ресурсов речного бассейна. Учебное пособие. - М…:ФГБОУ ВПЩ МГУП, 2013.-104 С.

20

ВВЕДЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТНИЯ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ.

          Работа посвящается изучению природных ресурсов заданного бассейна реки. Оцениваются различные виды природных ресурсов, а затем, располагаемые ресурсы сопоставляются с требованиями к ним, с учетом материальных и трудовых ресурсов.

          В данной работе рассматриваются следующие виды ресурсов:
1. Земельные ресурсы – рассматриваемые в размере водосборной площади бассейна реки или ее части, с учетом %-ого распределения земельного фонда на луга, леса, болота, застройки и другие.
2. Биологические ресурсы определяются по запасам деловой древесины.
3. Агроклиматические ресурсы.
4. Минеральные ресурсы оцениваются по запасам торфа.
5. Водные ресурсы: по обобщенным параметрам подземных вод и поверхностного стока.
6. Энергетические ресурсы – урожайность сельскохозяйственных культур, валовой сбор сельскохозяйственной продукции. Объём производства мясомолочной продукции.

         Объектом исследования в работе является Владимировская область с речным бассейном реки Гусь.

Исходные данные:
1. F_басс. =3910 км².
2. L_реки = 147 км.
3. Координаты: 54˚54  ̍58  ̎ с. ш., 40˚ 24 ̍09 ̎ в. д.
4. Q = 20,3 м²/с.

Познавательные статьи:



Где возникла философия и почему?

Относительная высота сжатой зоны бетона

Сущность проекции Гаусса-Крюгера и использование ее в геодезии

Тарифы на перевозку пассажиров