Управление водными ресурсами - Томский политехнический

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
УТВЕРЖДАЮ:
Директор ИГНД
______А.К. Мазуров
“____”_______2004 г.
УПРАВЛЕНИЕ ВОДНЫМИ РЕСУРСАМИ
Рабочая программа учебной дисциплины для направления
280400 «Природообустройство»
Институт геологии и нефтегазового дела
Обеспечивающая и выпускающая кафедра –
Гидрогеологии, инженерной геологии и гидрогеоэкологии
Курс
Семестр
Учебный план набора
-3
- 5,6
- 2000 г.
Распределение учебного времени
Лекции
76 часов
Лабораторные работы
49 часа
Всего аудиторных занятий
125 час
Самостоятельная (внеаудиторная) работа
100 часов
Общая трудоемкость
225 час
Экзамен в 5-м семестре
Зачет в 6-м семестре
Томск 2004
Предисловие
Рабочая программа составлена на основе ГОС по направлению 280400
“Природообустройство», утвержденного 17.03.2000 г.
Программа рассмотрена и одобрена на заседании обеспечивающей
и выпускающей кафедры гидрогеологии и инженерной геологии
“___” ________ 2004 г., протокол № _____.
Разработчик
доцент каф. ГИГЭ, к.г.н.
_______________ О.Г.Савичев
Зав.кафедры водных ресурсов и гидрогеоэкологии,
профессор, д.г.-м.н.
“___”_________ _____ г.
____________________ С.Л.Шварцев
Аннотация рабочей программы
Рабочая программа учебной дисциплины “Управление водными
ресурсами” разработана для направления 280400 “Природообустройство».
Управление водными ресурсами представляет собой динамичный процесс
планирования, организации, мотивации и контроля охраны и использования
водных ресурсов, составляющий часть общего государственного управления.
Поэтому при изложении дисциплины студенты приобретают знания не только
об общих подходах к управлению водными ресурсами, но и о конкретных
системах управления в России и некоторых зарубежных странах. В рабочей
программе приведены цели и задачи изучения дисциплины и краткое описание
основных разделов теоретического курса, практических занятий и способов
контроля результатов обучения. Приведен перечень рекомендуемой
литературы. При изучении данной дисциплины студент приобретает знания о
цели и задачах управления водными ресурсами, функциях и структурных
элементах, общих для систем управления водными ресурсами в разных
странах, структуре, правовых и экономических основах системы управления в
Российской Федерации и некоторых других государств, добившихся
значительных успехов в решении водных проблем.
Разработчик программы - доцент, к.г.н. Савичев Олег Геннадьевич,
кафедра гидрогеологии и инженерной геологии, E-mail: OSavichev@mail.ru.
2
ЦЕЛИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Необходимость управления водными ресурсами возникла тысячелетия
назад, поскольку отсутствие навыков управления неоднократно приводило к
возникновению кризисных водохозяйственных и экологических ситуаций. В
настоящее время водные и сопряженные с ними проблемы приобрели
глобальное значение и стоят еще более остро, чем когда-либо. Чтобы обеспечит
население, промышленность и сельское хозяйство качественной водой и
благоприятной водной средой, необходимо организовать и осуществлять
эффективное управление водными ресурсами.
Управление водными ресурсами представляет собой динамичный,
никогда не прекращающийся процесс, протекающий в соответствии с
определенными природными и социальными законами и правилами, которые
необходимо знать и учитывать в практической деятельности будущему
специалисту по комплексному использованию и охране водных ресурсов.
Другое обязательное требование к специалисту-воднику - это знание
существующих систем управления водными ресурсами как в Российской
Федерации, так и в других странах, так как без этого невозможно планировать
водохозяйственную деятельность и добиться оптимального использования и
охраны водных ресурсов.
Цель преподавания дисциплины
Студент, изучивший дисциплину "Управление водными ресурсами",
должен знать:
основные термины и определения, используемые при решении
водохозяйственных задач;
цель и задачи управления водными ресурсами;
структуру, недостатки и преимущества систем управления в Российской
Федерации и других странах мира;
основы водного законодательства и правовые аспекты управления водными
ресурсами в России и за рубежом;
основные подходы и принципы экономического стимулирования охраны и
комплексного использования водных ресурсов.
Студент, изучивший дисциплину "Управление водными ресурсами",
должен уметь:
анализировать водохозяйственную информацию;
оценивать достоверность водохозяйственной информации;
анализировать состояние водных объектов;
рассчитывать допустимую антропогенную нагрузку на водные объекты;
рассчитывать плату за водопользование;
3
составлять схемы управления водными ресурсами крупных территорий;
выявлять оптимальные водохозяйственные решения на основе экспертного
анализа и применения математических методов.
Задачи изложения и изучения дисциплины
Цели преподаваемой дисциплины достигаются за счет выполнения
комплекса учебно-методических работ, включающих следующее:
изучение основных положений организации и осуществления управления
водными ресурсами при освоении теоретического курса;
изучение особенностей конкретных систем управления водными ресурсами
в России, Франции, США и других странах;
работа с принятой в Российской Федерации статистической отчетностью по
водопользованию и освоение на практических занятиях приемов анализа и
контроля водохозяйственной информации с использованием ЭВМ и
современного программного обеспечения;
освоение на лекционных и практических занятий приемов оценки качества
водной среды, определения допустимой антропогенной нагрузки на водные
объекты и расчета платы за загрязнение природных вод;
освоение на практических занятиях методов выбора оптимального
водохозяйственного решения.
Для успешного изучения дисциплины “Управление водными ресурсами”
студенты должны, прежде всего, усвоить базовые дисциплины - гидрологию и
гидрогеологию. В целом, управление водными ресурсами основывается на
знании гидрологии, гидрогеологии, геоэкологии, геологии, математики,
экономики и правоведения.
1. СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ
(Лекции)
В теоретическом разделе выделяются региональный и территориальный
уровни. В первом случае даются общие понятия, характеристика процессов и
систем управления водными ресурсами в целом. Во втором случае приводятся
сведения о состоянии системы управления водными ресурсами,
водохозяйственного комплекса и проблем водопользования в Томской области.
1.1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ В УПРАВЛЕНИИ ВОДНЫМИ
РЕСУРСАМИ
Необходимость управления водными ресурсами как обязательное условие
дальнейшего развития человечества. Управление водными ресурсами как часть
общего механизма управления обществом и природными ресурсами. Базовые
понятия в области управления водными ресурсами. Общая (для разных стран)
цель и функции управления водными ресурсами. Система управления водными
4
ресурсами как комплекс согласованных и взаимосвязанных подходов к
решению проблемы обеспечения человечества водой необходимого качества и
благоприятной водной средой и реализуемых на этой основе мероприятий.
Общие (для разных стран) черты систем управления водными ресурсами.
Связующие процессы - коммуникации и принятие решений. Схема
информационного обмена. Основные виды коммуникаций. Управленческое
решение
как
результат
анализа,
прогнозирования,
оптимизации,
экономического обоснования и выбора альтернативы из множества вариантов
достижения цели управления водными ресурсами. Схема процесса принятия
решений. Методы математического моделирования в управлении водными
ресурсами.
1.2. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВОДНЫМИ РЕСУРСАМИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
1.2.1. Современное состояние системы управления водными ресурсами
Экологическое
состояние
водных
ресурсов
России.
Общая
геополитическая ситуация и роль водного хозяйства в современных
социальных, экономических и политических условиях. Краткая характеристика
условий водопользования в Российской Федерации. Истоки и причины кризиса
в водном хозяйстве. Основные проблемы водопользования в Российской
Федерации и пути выхода из водно-экологического кризиса. Эффективное
управление водными ресурсами как необходимое и главное условие выхода из
водно-экологического кризиса.
Характеристика состояния водных ресурсов и водохозяйственного
Томской области. Программы улучшения водохозяйственной и водноэкологической обстановки в Томской области.
1.2.2. Цель и задачи управления водными ресурсами в Российской
Федерации
Цель управления водными ресурсами в Российской Федерации. Задачи
управления на отдаленную и ближайшую (5-10 лет) перспективу.
1.2.3. Структура системы управления водными ресурсами
Основные организации, осуществляющие управление водными
ресурсами, и взаимодействие между ними. Министерство природных ресурсов
как главный государственный исполнительный орган, претворяющий в жизнь
конституционные принципы и законодательные акты в области управления
водными ресурсами. Уровни управления водными ресурсами (федеральный,
бассейновый и территориальный) и функции, на них осуществляемые.
Структура системы управления водными ресурсами Томской области.
Функции главных государственных органов управления водными ресурсами
Томской области.
5
1.2.4. Правовые основы управления водными ресурсами в Российской
Федерации
Основные законодательные акты в области охраны и использования
водных ресурсов. Принципы водного законодательства. Государственная
собственность на водные объекты в Российской Федерации (собственность
Федерации и субъектов Федерации). Муниципальная и частная собственность
на обособленные водные объекты. Права лиц, не являющихся собственниками
водных объектов. Определения плательщиков и объектов платы за пользование
водными объектами.
Нормирование качества водной среды. Стандарты качества водной среды
- нормативные законодательные документы в области охраны водных ресурсов.
Виды водопользования.
Санитарно-гигиеническое и рыбохозяйственное
нормирование. Понятие о предельно допустимой концентрации вещества.
Подходы к определению качества водной среды.
Нормирование антропогенной нагрузки на водные объекты. Понятие о
предельно допустимом сбросе веществ в водные объекты. Цель установления
предельно допустимых сбросов. Основные принципы установления предельно
допустимых сбросов в водные объекты. Материалы, необходимые для
установления предельно допустимых сбросов.
1.2.5. Экономический механизм управления водными ресурсами
Основные направления развития экономического механизма управления
водными ресурсами в Российской Федерации - учет и социально-экономическая
оценка природно-ресурсного потенциала, финансово-кредитный механизм
водопользования (включая развитие экофондов), экологическое страхование,
экономическое стимулирование, формирование рынка экологических работ и
услуг,
совершенствование
организационно-экономических
методов
водопользования. Особая роль экофондов в современной системе управления
водными ресурсами. Затратный, результативный, затратно-ресурсный, рентный,
воспроизводственный подходы к экономической оценке водных ресурсов и
начислении платы за их использование. Принципы определения платы за
водные ресурсы. Роль платежей за водопользование в условиях переходной
экономики. Основные положения начисления платы за водопользование платежная база, минимальные и максимальные ставки платы. Порядок
начисления платы за загрязнение водных объектов. Анализ эффективности
водоохранной деятельности.
1.3. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ВОДНЫМИ РЕСУРСАМИ В РАЗВИТЫХ
СТРАНАХ МИРА
Основные проблемы водопользования в мире. Подходы к решению
водных проблем в разных странах. Государства, в которых водные проблемы
решаются наиболее успешно.
6
1.3.1. Система управления водными ресурсами Франции
Основные принципы водной политики. Структура системы управления
водными ресурсами. Функции бассейновых комитетов и агенств.
Законодательные акты в области управления водными ресурсами.
Экономическое стимулирование охраны и комплексного использования водных
ресурсов. Основные подходы к определению платы за водопользование.
1.3.2. Система управления водными ресурсами США
Структура системы управления водными ресурсами. Роль Агенства по
охране окружающей среды в управлении водными ресурсами. Законодательные
акты в области управления водными ресурсами. Организационный механизм
водопользования.
1.3.3. Системы управления водными ресурсами в некоторых других
государствах.
Основные подходы к управлению водными ресурсами в Японии и
Западной Европе. Структура систем управления. Основные законодательные
акты в области управления водными ресурсами. Экономические методы
стимулирования охраны и комплексного использования водных ресурсов.
Заключение
Основные мероприятия на пути к устойчивому водопользованию.
Бассейновое управление при участии государства, местных властей,
предприятий и населения как базовый принцип решения водных проблем.
2. СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ
При изучении дисциплины выполняется цикл лабораторных работ.
ПЕРЕЧЕНЬ И ХАРАКТЕРИСТИКА ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
1. Анализ данных государственного учета использования вод в Томской
области – 6 ч. (ауд.).
2. Ориентировочный контроль антропогенного загрязнения водных объектов с
помощью ЭВМ – 6ч. (ауд.).
3. Оценка состояния поверхностных вод в бассейне Оби – 6 ч. (ауд.).
4. Расчет платы за сбросы загрязняющих веществ в водные объекты – 6 ч.
(ауд.).
5. Определение допустимых концентраций загрязняющих веществ в сточных
водах – 6 ч. (ауд.).
6. .Приближенная оценка влияния антропогенного загрязнения атмосферного
воздуха на состояние водного объекта – 6 ч. (ауд.).
7. .Оптимальное планирование водоохранных мероприятий – 6 ч. (ауд.).
8. Использование метода "дерева решений" в целях планирования
водохозяйственных мероприятий – 7 ч. (ауд.).
Цель лабораторных работ - приобретение навыков решения конкретных
задач в области управления водными ресурсами и закрепление теоретических
7
знаний, полученных на лекциях. Лабораторные работы выполняются в
последовательности, соответствующей изложению лекционного курса и
постепенному усложнению решаемых задач. Прежде всего, студент должен
получить представление об объемах, структуре и качестве водохозяйственной
информации и научиться ее анализировать с использованием ПЭВМ и широко
распространенного офисного программного обеспечения (работа №1), а также
уметь оценить достоверность этой информации косвенными методами (№2).
Чтобы планировать охрану и использование водных ресурсов, необходимо
владеть приемами оценки качества водных объектов (№3), а уже на этой основе
рассчитать допустимые концентрации загрязняющих веществ в сточных водах
и плату за их сброс (№4 и 5). Кроме того, требуется умение оценить косвенное
загрязнение вод, например, в результате загрязнения атмосферного воздуха
(№6). Имея представление о природных и техногенных процессах в
водосборном бассейне, студент должен научиться составлять систему
возможных решений водохозяйственных задач и выбирать из них наиболее
оптимальное, пользуясь при этом методами линейного программирования
(№7) и вероятностным методом "дерева решений" (№8).
3. ПРОГРАММА САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Для углубления знаний в области управления водными ресурсами студент
должен самостоятельно изучить и знать следующие вопросы:
1) роль водного хозяйства и водных ресурсов в социально-экономическом
развитии общества (15 ч.);
2) роль
коммуникаций
в
управлении
природными
ресурсами
и
производственными процессами и проблемы информационной безопасности
(15 ч.);
3) основные методы математического моделирования в управлении водными
ресурсами и ограничения их применения (30 ч.);
4) основные нормативные документы в области управления водными ресурсами
(10 ч.);
5) состояние водных ресурсов и основные проблемы водопользования в России
(15 ч.);
6) состояние водных ресурсов и основные проблемы водопользования за
рубежом (15 ч.).
4. ТЕКУЩИЙ И ИТОГОВЫЙ КОНТРОЛЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗУЧЕНИЯ
ДИСЦИПЛИНЫ
8
При изучении дисциплины “Управление водными ресурсами”
предусматривается следующие виды контроля:
1) текущий;
2) рубежный;
3) итоговый.
Текущий контроль проводится в течение лекционного занятия путем
опроса 1-3-х студентов по материалам, как правило, предыдущей лекции.
Текущий контроль преследует цель выработать у студента необходимость к
систематической работе по освоению материала дисциплины.
Рубежный контроль проводится в конце каждого месяца путем
выполнения письменной работы, включающей 2 вопроса по теоретической
части. Рубежный контроль преследует цель проверки усвоения студентами
знаний, усвоенных на лекционных и практических занятиях.
Итоговый контроль проводится после завершения обучения студентами
дисциплины “Управление водными ресурсами” в виде экзамена (1-ый семестр)
и зачета (2-ой семестр). Итоговый контроль преследует цель проверки знаний
студента по всему изученному курсу, понимания взаимосвязей различных его
разделов друг с другом и связей с иными естественнонаучными,
общепрофессиональными и специальными дисциплинами. В процессе экзамена
проводится проверка достижения результатов, предусмотренных разделом
“Цели преподавания дисциплины” данной рабочей программы и ГОС
подготовки горных инженеров специальности 320600 “Комплексное
использование и охрана водных ресурсов”. Итоговый контроль
предусматривает ответы на несколько вопросов теоретического курса, решение
индивидуальных заданий с использованием средств вычислительной техники и
литературных источников.
Примеры тестовых заданий рубежного контроля:
Раздел 1.1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ В УПРАВЛЕНИИ ВОДНЫМИ РЕСУРСАМИ
1. Назовите основные виды антропогенного воздействия на водные объекты.
2. Назовите основные составляющие процесса управления водными ресурсами.
3. Дайте определение понятия системы управления водными ресурсами.
Раздел 1.2. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВОДНЫМИ РЕСУРСАМИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
1. Сформулируйте задачи управления водными ресурсами России на
ближайшие 5-10 лет.
2. Назовите уровни управления водными ресурсами в России и функции, на них
осуществляющиеся.
3. Назовите организации, осуществляющие управление водными ресурсами.
Примеры тестовых заданий итогового контроля:
9
1. Дайте определение понятий ПДК, ПДС, ВСС. Какие данные необходимы
для расчета ПДС?В каких случаях назначается ВСС?
2. Назовите основные направления формирования и совершенствования
экономического механизма водопользования в РФ.
3. Назовите основные подходы к установлению платы за природопользование.
Образец задания повышенной сложности:
1. Пользуясь нормативными документами, рассчитать плату за сброс
загрязняющих веществ в водные объекты Томской области, исходя из
следующих данных: сброс нефтепродуктов составляет 1.2 тонн/год, азот
нитритный - 5 тонн/год, хлориды - 36 тонн/год; ВСС по всем веществам
отсутствует, ПДС определено только для нефтепродуктов в размере 0.8
тонн/год. Коэффициент инфляции принимается равным 0.05.
2. Рассчитать, насколько уменьшится плата предприятия в случае установления
ПДС для всех веществ в размере: нефтепродукты 0.8 тонн/год, азот нитритов
- 6 тонн/год, хлориды - 37 тонн/год. Необходимые
Ход решения:
1. Базовые нормативы платы Нпдс в пределах ПДС составляют за сброс 1
тонны: нефтепрдуктов - 44350 руб, азота нитритного - 110875 руб., хлоридов - 7
руб. В пределах лимита базовые нормативы платы Нл увеличиваются в 5 раз.
Коэффициент экологической ситуации для Томской области составляет 1.02.
Ставка платы Сн в пределах ПДС рассчитывается как произведение норматива
платы Нпдс за сброс 1-ой тонны вещества на коэффициент экологической
ситуации конкретной территории. Аналогично определяется ставка платы Сл в
пределах лимита. Другие обозначения: Мн - предельно допустимый сброс
вещества, Мi - масса фактического сброса.
Плата за сброс нефтепродуктов рассчитывается по формуле (1)
Пвод=ки* [Снiвод*Мнiвод+5*Слiвод*(Мiвод–Мнiвод)] при Мiвод > Мнiвод.
(1)
П вод = ки*5* Слiвод*Мiвод.
(2)
Пнефт.= 0.05*1.02*[44350*0.8+5*44350*0.4]=6333 руб. 18 коп.
Плата за сброс азота нитритного и хлоридов определяется по формуле (2)
Пазот=0.05*1.02*25*110875*5=141365 руб. 63 коп.
Пхлориды=0.05*1.02*25*7*36=321 руб. 30 коп.
Общая сумма платы Побщ.=6333.18+141365.63+321.30=148020 руб. 11 коп.
2. При наличии ПДС плата за сброс азота нитритного и хлоридов определяется
по формуле (3)
П вод = ки* Снiвод*Мiвод
при Мiвод < Мнiвод
(3)
Пазот=0.05*1.02*110875*5=28273 руб. 13 коп.
Пхлориды=0.05*1.02*7*36=12 руб. 85 коп.
Общая сумма платы Побщ.=6333.18+28273.13+12.85=34619 руб. 16 коп.
10
Разница составляет 148020.11-34619.16=113400 руб. 95 коп.
5. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
5.1. ПЕРЕЧЕНЬ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ
Все практические занятия проводятся с использованием ПЭВМ и
табличного процессора Microsoft Excel для проведения рутинных вычислений.
5.2. ПЕРЕЧЕНЬ НАГЛЯДНЫХ ПОСОБИЙ
При изложении лекционного материала используются материалы проекта
Федеральной целевой программы “Коренное улучшение водохозяйственной и
экологической обстановки в бассейне р.Томи” (проект подготовлен в
Кемеровском научном центре СО РАН при участии специалистов из Кемерово,
Томска и Новосибирска) и материалы, предоставленные французскими
специалистами из бассейнового агенства “Сена-Нормандия”.
5.3. ПЕРЕЧЕНЬ РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Основная литература
1. Водный кодекс Российской Федерации. По состоянию на 01.01.98 г. Новосибирск: ООО “Издательство ЮКЭА”, 1998.- 96 с.
2. Гирусов Э.В., Бобылев С.Н., Новоселов А.Л., Чепурных Н.В. Экология и
экономика природопользования. - М.: Закон и право, 1998. - 455 с.
3. Комментарий к Водному кодексу Российской Федерации. - М.:Юридический
Дом Юстининформ, 1997.- 336 с.
4. Лебедева А.Н., Лаврик О.Л. Природоохранное законодательство развитых
стран. Аналитический обзор. В 3-х частях. Ч.1. Право и система управления Новосибирск: СО РАН. ГПНТБ, 1994. - 144 с.
5. Охрана окружающей природной среды. Постатейный комментарий к Закону
России - М.: Республика, 1993. - 224 с.
6. Савичев О.Г., Шварцев С.Л. Управление водными ресурсами. Учебное
пособие.- Томск: Изд-во ТПУ, 2000. - 64 с.
7. Шварцев С.Л. Общая гидрогеология. – М.: Недра, 1996. – 380 с.
Дополнительная литература
1. Воропаев Г.В. Проблема управления ресурсами вод суши // Теория и методы
управления ресурсами вод суши. - М.: Наука, 1982. - С.6-17.
2. Килинский Ю.А. Правовые вопросы использования и охраны вод // Научные
основы рационального использования, охраны и управления водными
ресурсами. Курсы ЮНЕСКО - М.: Изд-во МГУ, 1983. - С.3-12.
3. Нежиховский Р.А. Гидролого-экологические основы водного хозяйства. Л.:
Гидрометеоиздат, 1990.-230 с.
4. Озиранский С.Л. Вопросы совершенствования управления и планирования
водохозяйственного строительства // Научные основы рационального
11
использования, охраны и управления водными ресурсами. Курсы ЮНЕСКО.
- М.: Изд-во МГУ, 1983. С.107-129.
5. Справочник по гидрохимии. - Л.:Гидрометеоиздат, 1989. - 391 с.
6. Шварцев С.Л.Система управления водными ресурсами Франции //Водные
ресурсы.-1995, № 4, М. -С.466-469.
7. Экономика природопользования. Аналитические и нормативно-методические
материалы - М.:Мин.природы РФ, 1994.-471 с.
Управление водными ресурсами
Программа учебной дисциплины
Составитель Олег Геннадьевич Савичев
Подписано к печати
Формат 60 84/16. Бумага писчая №2.
Плоская печать. Усл.печ.л.
Уч.изд.л.
Тираж
экз. Заказ
. Цена свободная.
ИПФ ТПУ. Лицензия ЛТ №1 от 18.07.94.
Ротапринт ТПУ. 634034. Томск, пр. Ленина, 30.
12