Методические указания к выполнению контрольной работы
Севастополь
УДК 504; 574
Рецензенты: д.г.н. Е.И. Игнатов
к.г.н. И.Л. Прыгунова
Оценка и прогнозирование состояния окружающей природной среды. Методические указания к выполнению контрольной работы по курсу «Введение в мониторинг» - Севастополь: Филиал МГУ имени М.В. Ломоносова в городе Севастополе, 2010. – 47 стр.
Методическое пособие «Оценка и прогнозирование состояния окружающей природной среды» к выполнению контрольной работы по курсу «Введение в мониторинг» содержит методические указания к изучению дисциплины «Введение в мониторинг» и выполнению контрольной работы, 25 вариантов контрольных заданий, примеры выполнения расчетов, список литературы.
Данное методическое пособие учитывает современные подходы к организации учебного процесса в вузах.
Методическое пособие разработано старшим преподавателем, к.г.н. Ясеневой Еленой Владимировной.
Утверждено Методическим советом Филиала Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова в городе Севастополе
протокол № от 2012 г.
@ Е.В. Ясенева, 2012 г.
@ Филиал МГУ имени М.В. Ломоносова в городе Севастополе 2012 г.
Содержание
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.. 4
2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ.. 5
3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ 6
4. КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ.. 7
5. ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ... 15
КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ.. 15
6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.. 16
Приложение 1. 18
Содержание дисциплины.. 18
Приложение 2. 25
4. Расчет разбавления и самоочищения сточных вод в реке. 41
Приложение 3. 45
Пример оформления титульного листа контрольной работы.. 45
Приложение 4. 46
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС) сегодня является обязательной процедурой на стадии обоснования инвестиций, разработки предпроектных и проектных решений для большинства крупных объектов хозяйственной деятельности. Проведение ОВОС способствует принятию экологически ориентированного управленческого решения по реализации намечаемой деятельности посредством определения возможных неблагоприятных воздействий, прогноза экологических последствий, учета общественного мнения, разработки мер, направленных на уменьшение и предотвращение негативных воздействий.
Организующая роль процедуры ОВОС в деле охраны природной среды подтверждена, как международной, так и отечественной практикой и, безусловно, в дальнейшем эта роль будет еще более значимой. Поэтому подготовка бакалавров по направлению 021000 «География» в области геоэкологии и природопользования должна включать изучение, как формальных основ проведения этой процедуры, так и ее содержательной части, которая состоит, прежде всего, в определении исходного состояния и построении прогнозных оценок изменения окружающей среды.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ
При изучении дисциплины «Введение в мониторинг» необходимо придерживаться порядка и логики изложения материала, которые даны в Приложении 1 «Содержание дисциплины». На первом этапе необходимо особое внимание уделить нормативно-правовым основам проведения ОВОС. Следующий этап состоит в освоении порядка проведения инженерно-экологических изысканий, основной задачей которых является адекватное описание исходного состояния окружающей среды в объемах, обеспечивающих прогнозирование изменения качества среды при осуществлении намечаемой деятельности. Третий этап наиболее сложный и предусматривает освоение расчетных методов для прогнозирования изменения состояния окружающей среды. Необходимо иметь в виду, что оценка воздействия на окружающую среду, построение прогнозных оценок будущего состояния природных сред при планировании хозяйственной деятельности представляют собой весьма сложный комплекс задач, для решения которых требуется привлекать знания из самых разнообразных научных дисциплин. Существующие методы расчетов загрязнения воздуха, воды, почвы, составляющие основу экологического оценивания, столь многообразны и сложны, что подробное ознакомление с ними выходит далеко за рамки образовательной подготовки экономистов. Тем не менее, специалисты по экономике природопользования должны иметь представление о таких расчетах, обладать навыками проведения простейших оценок, уметь критически оценивать полученные результаты. Контрольные работы, представленные в настоящих методических указаниях, как раз и направлены на развитие таких навыков.
Для изучения дисциплины необходимо активно использовать материалы лекционных занятий, а также основные нормативно-правовые и методические документы, указанные в списке литературы, некоторые из них можно получить на кафедре у преподавателя в электронной форме.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
В соответствии с учебным планом по дисциплине «Введение в мониторинг окружающей природной среды» студенты должны выполнить контрольную работу. Контрольная работа содержит четыре задания, которые соответствуют содержанию дисциплины. При выполнении контрольной работы студенты должны придерживаться следующих правил:
1. Изучить рекомендованную литературу, нормативные и методические документы, обеспечивающие выполнение заданий по соответствующей теме.
2. Выполнить необходимые расчеты, проанализировать полученные результаты и сделать выводы о допустимости (недопустимости) расчетных воздействий на окружающую среду.
3. При превышении допустимых уровней воздействия на окружающую среду дать предложения по снижению воздействия рациональными способами до допустимых уровней.
Ответы, при выполнении контрольного задания должны быть лаконичными, но, в то же время, четко обоснованными. Необходимо указывать размерности вычисляемых величин. При решении задач следует выписать исходные условия задачи, придерживаться единой системы измерений, при необходимости сопровождать расчеты графиками.
Задание к контрольной работе представлено в двадцати пяти вариантах. Выбор номера выполняемого варианта контрольной работы предлагается преподавателем. Контрольная работа, выполненная не по своему варианту, не засчитывается.
КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
Задание 1
Рассчитайте наибольшую приземную концентрацию заданного загрязняющего вещества, обусловленную выбросами одиночной трубы работающей теплоэлектростанции (или котельной) по оси направления ветра.
В задании в зависимости от варианта рассматривается либо диоксид азота - NO2, либо диоксид серы - SO2.
Определите расстояние от трубы и опасную скорость ветра, при которых эта наибольшая концентрация реализуется.
Постройте график изменения концентраций в зависимости от расстояния (не менее пяти расчетных точек) при найденной опасной скорости ветра.
По графику определите расстояние, на котором достигается допустимое значение концентрации для жилой застройки, равное ПДКм.р. (предельно допустимой концентрации максимальной разовой).
Для диоксида азота ПДКм.р.= 0,2 мг/м3.
Для диоксида серы ПДКм.р.= 0,5 мг/м3.
Коэффициент стратификации для всех заданий принять равным А = 160.
Рельеф местности считать плоским (h = 1).
Фоновые концентрации принять равными нулю.
Другие исходные параметры принять в соответствии с номером варианта по таблице 2.
Расчетные формулы и графики см. в Приложении 2.
Таблица 2
| Вариант | Высота трубы, м | Диаметр трубы, м | w0, м/с | D Т, 0С | Мощность эмиссии (М), г/с | Вещество |
| 0,8 | NO2 | |||||
| 0,6 | NO2 | |||||
| 0,5 | SO2 | |||||
| 0,6 | SO2 | |||||
| 0,5 | SO2 | |||||
| 1,0 | NO2 | |||||
| 1,5 | NO2 | |||||
| 1,0 | SO2 | |||||
| 0,8 | NO2 | |||||
| 0,6 | NO2 | |||||
| 0,5 | NO2 | |||||
| 0,5 | NO2 | |||||
| 0,9 | 0,3 | SO2 | ||||
| 0,8 | 0,5 | SO2 | ||||
| 0,9 | 0,6 | SO2 | ||||
| 1,2 | NO2 | |||||
| 1,0 | NO2 | |||||
| 0,7 | SO2 | |||||
| 0,8 | SO2 | |||||
| 0,7 | SO2 | |||||
| 0,8 | NO2 | |||||
| 0,9 | NO2 | |||||
| 0,8 | NO2 | |||||
| 0,6 | NO2 | |||||
| 1,2 | NO2 |
Примечание:
D Т – разность температур выходящей из трубы газовоздушной смеси и окружающего воздуха;
М – мощность эмиссии загрязняющего вещества в газовоздушной смеси;
w0 – скорость выхода газовоздушной смеси из трубы.
Задание 2
Определите эмиссию загрязняющего вещества, указанного в задании (диоксида азота, оксида углерода), обусловленную движением автомобилей по автотранспортной магистрали. Параметры транспортного потока, необходимые для расчета, указаны в таблице, расчетные формулы даны в Приложении 2.
Постройте график уменьшения концентраций заданного загрязняющего вещества с подветренной стороны по мере удаления от автомобильной магистрали. Скорость ветра указана в таблице. Угол между вектором скорости ветра и направлением дороги во всех вариантах принять равным 300. Определите, на каком расстоянии от кромки дороги достигается максимальная разовая ПДКм.р. для заданного вещества. Для диоксида азота ПДКм.р.= 0,2 мг/м3. Для оксида углерода ПДКм.р.= 5,0 мг/м3.
Эмиссия NO2 для одного автомобиля (масса загрязняющего вещества, выбрасываемая на единице пути) в расчетах считается независящей от скорости в широком диапазоне скоростей и принимается:
1,0 г/км – для одного легкового автомобиля;
4,2 г/км – для одного грузового карбюраторного автомобиля;
6,4 г/км – для одного дизельного грузового автомобиля.
Эмиссия СО (оксида углерода) существенно зависит от скорости. При выполнении контрольного задания в расчетах эмиссию СО принять (для скорости транспортного потока 60 км/час) равной:
1,5 г/км – для одного легкового автомобиля;
18,0 г/км – для одного грузового карбюраторного автомобиля;
3,6 г/км – для одного дизельного грузового автомобиля.
При расчетах рассмотреть случай слабой приходящей солнечной радиации. Угол между направлением ветра и направлением дороги принять равным 300.
Фоновую концентрацию принять равной нулю.
Таблица 3
| Вариант | Интенсивность, авт. в час | Скорость ветра, м/с | Доля грузовых карбюрат.% | Доля грузовых дизельных,% | Вещество |
| CO | |||||
| 1,5 | CO | ||||
| CO | |||||
| CO | |||||
| NO2 | |||||
| NO2 | |||||
| NO2 | |||||
| CO | |||||
| 2,5 | NO2 | ||||
| NO2 | |||||
| NO2 | |||||
| 1,5 | CO | ||||
| CO | |||||
| NO2 | |||||
| 3,5 | NO2 | ||||
| CO | |||||
| 2,5 | NO2 | ||||
| NO2 | |||||
| CO | |||||
| NO2 | |||||
| 1,5 | CO | ||||
| 0,5 | NO2 | ||||
| 2,5 | CO | ||||
| CO | |||||
| 1,5 | NO2 |
Задание 3
Построить график, демонстрирующий уменьшение уровней эквивалентного шума автомобильного транспортного потока по мере удаления от дороги.
График удобно строить по точкам, начиная со стандартного расстояния 7,5 м от дороги, удваивая затем каждое последующее расстояние, выбираемое для расчета.
Интенсивность, скорость, доля грузового транспорта и автобусов, а также высота расчетной точки по вариантам указаны в таблице 4.
При расчетах принять:
· дорожное покрытие – мелкозернистый асфальтобетон;
· поверхность между дорогой и точкой замера акустически мягкая – зеленый газон;
· местность с плоским рельефом;
· дорога идет без уклонов;
· высоту источника шума (транспортного потока) принять равной 0,5 м;
· видимость дороги из расчетной точки полная (α = 1800);
· акустические экраны, зеленые насаждения, иные препятствия и отражающие поверхности по пути распространения шума отсутствуют.
Поправкой, учитывающей влияние турбулентности воздуха и ветра на процесс распространения звука (LА b/t ), а также поправкой, учитывающей снижение уровня шума вследствие молекулярных эффектов его затухания в воздухе (LАвоз) на расстояниях менее 250 метров от источника шума можно пренебрегать.
Определить расстояние, на котором достигается допустимый эквивалентный уровень шума для территорий, непосредственно прилегающих к жилой застройке, в дневное время (Lэкв. = 55 дБА).
Необходимые для расчета формулы и разъяснения даны в Приложении 2.
Таблица 4
| Вариант | Интенсивность, авт. в час | Скорость потока, км/час | Доля грузовых не дизельн. % | Доля грузовых дизельных,% | Высота расчетной точки, м |
| 1,5 | |||||
| 2,0 | |||||
| 6,0 | |||||
| 2,0 | |||||
| 1,5 | |||||
| 12,0 | |||||
| 1,5 | |||||
| 2,0 | |||||
| 1,5 | |||||
| 1,5 | |||||
| 1,5 | |||||
| 12,0 | |||||
| 10,0 | |||||
| 12,0 | |||||
| 1,5 | |||||
| 10,0 | |||||
| 2,0 | |||||
| 3,0 | |||||
| 4,0 | |||||
| 3,0 | |||||
| 12,0 | |||||
| 1,5 | |||||
| 20,0 | |||||
| 10,0 | |||||
| 2,0 |
Задание 4
С территории завода сбрасываются сточные воды, содержащие нефтепродукты в концентрации, величина которой задана в таблице 5.
Фоновая концентрация нефтепродуктов Сф в речной воде выше створа сброса составляет 0,02 мг/л. Предельно допустимая концентрация нефти в воде для рыбохозяйственного водотока, каким является река, составляет 0,05 мг/л.
Определить концентрацию нефтепродуктов на расстоянии 1000 м от места сброса, считая, что
вещество на таком коротком промежутке консервативно,
коэффициент извилистости реки равен 1,
уклон реки - 0,002,
выпуск сточных вод осуществляется у берега.
Другие величины, необходимые для расчета, следует взять из таблицы 5 в соответствии с номером варианта.
Расчетные формулы для решения поставленной задачи приведены в Приложении 2.
В таблице 5 приняты следующие обозначения задаваемых величин:
Сзв – концентрация загрязняющего вещества (в рассматриваемом случае нефтепродуктов) в сточных водах;
Qф – расход речной воды в фоновом створе;
Qзв – расход воды в трубе, сбрасывающей сточные воды;
vср – средняя скорость воды в реке;
hср - средняя глубина реки в районе сброса.
Определите кратность превышения ПДК в створе, отстоящем на расстоянии 1000 м от выпуска. Определите кратность разбавления в этом створе.
Определите допустимую концентрацию нефтепродуктов в сточных водах, обеспечивающую достижение ПДК в створе на расстоянии 1000 м.
Таблица 5
| Вариант | Сф, мг/л | Сзв, мг/л | Qф, м3/с | Qзв, м3/с | vср, м/с | hср, м |
| 0,02 | 0,8 | 1,0 | 4,0 | |||
| 0,01 | 1,0 | 1,2 | 2,5 | |||
| 0,03 | 0,4 | 1,2 | 1,5 | |||
| 0,02 | 0,5 | 1,5 | 4,0 | |||
| 0,008 | 2,0 | 1,8 | 5,0 | |||
| 0,01 | 0,8 | 1,5 | 4,0 | |||
| 0,02 | 0,6 | 2,0 | 4,0 | |||
| 0,03 | 1,0 | 0,8 | 5,0 | |||
| 0,04 | 0,8 | 1,3 | 3,5 | |||
| 0,01 | 0,6 | 1,6 | 6,0 | |||
| 0,02 | 1,0 | 2,0 | 4,5 | |||
| 0,03 | 0,8 | 1,6 | 5,6 | |||
| 0,02 | 0,6 | 0,9 | 4,2 | |||
| 0,008 | 1,0 | 0,5 | 4,0 | |||
| 0,01 | 0,5 | 0,6 | 2,5 | |||
| 0,02 | 1,0 | 0,8 | 1,5 | |||
| 0,02 | 0,8 | 1,0 | 4,0 | |||
| 0,01 | 1,0 | 1,2 | 2,2 | |||
| 0,03 | 0,4 | 1,2 | 1,8 | |||
| 0,01 | 0,4 | 1,6 | 6,0 | |||
| 0,012 | 1,0 | 2,0 | 4,2 | |||
| 0,032 | 0,8 | 1,6 | 5,1 | |||
| 0,01 | 0,2 | 1,6 | 4,0 | |||
| 0,02 | 1,0 | 2,6 | 6,5 | |||
| 0,03 | 0,7 | 1,6 | 5,6 |