Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Утверждаю
Директор ИГНД
__ __А.К. Мазуров
« » 2010 г.
М.В. Решетько
Рациональное природопользование
Методические указания к выполнению лабораторных работ
по курсу «Рациональное природопользование» для студентов обучающихся по направлению 280400 «Природообустройство»
УДК 504.062 (076.5)
ББК 20.18я73
Р472
Решетько М.В.
Р472 Рациональное природопользование: Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов направления 280400 «Природообустройство» / М.В. Решетько. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2010. – 48 с.
УДК 504.062 (076.5)
ББК 20.18я73
Методические указания рассмотрены и рекомендованы
к изданию методическим семинаром кафедры
гидрогеологии, инженерной геологии и гидрогеоэкологии
« 16 » ноября 2009 г.
Зав. кафедрой ГИГЭ
Доктор геолого-минералогических наук __________ С.Л.Шварцев
Председатель учебно-методической
комиссии ___________ Н.М.Шварцева
Рецензент
доктор географических наук, профессор ТПУ
О.Г. Савичев
© Решетько М.В., 2010
© Томский политехнический университет, 2010
© Оформление. Издательство Томского
политехнического университета, 2010
Учебным планом дисциплины «Рациональное природопользование» предусмотрены лабораторные работы в течение двух семестров. Темы лабораторных работ приведены в содержании данных методических указаний.
Целью лабораторных работ по дисциплине «Рациональное природопользование» является формирование экологического мышления и навыков самостоятельного использования полученных знаний в профессиональной деятельности.
Студент обязан выполнить лабораторную работу в полном объеме, предусмотренном методическими указаниями, и в часы, регламентированные расписанием, оформить в установленные сроки отчет по лабораторной работе и защитить его.
Отчет о выполнении лабораторной работы должен включать титульный лист, оформленный согласно образцу ТПУ, цели выполненной лабораторной работы, расчеты, их обоснование и выводы.
Цель работы:
Научится определять класс ПЗА в заданном регионе и давать рекомендации по размещению объектов промышленности.
Основные положения:
Природный потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА) — совокупность метеорологических и климатических факторов, определяющих условия рассеивания выбросов в атмосфере и ее самоочищение.
При районировании территории по ПЗА учитываются:
· Характеристики воздушного переноса (направление, абсолютные значения, интенсивность).
· Факторы, способствующие загрязнению атмосферы (штили, туманы, изотермические инверсии, опасные скорости ветра).
· Факторы, способствующие самоочищению атмосферы (осадки, грады, суммарная радиация, доза ультрафиолетовой радиации, безморозный период и т.д.).
На территории России выделяется шесть классов ПЗА (рис. 1.1). Высокую экологическую опасность при промышленном освоении территории определяет не только высокий потенциал загрязнения атмосферы, но и другие климатические параметры, в частности степень экстремальности природных условий. Кроме того, высокая вероятность экологической опасности появляется при занятости ПЗА уже существующими или прогнозируемыми техногенными нагрузками. При выборе районов с заданной степенью экологичности при размещении промышленного объекта предпочтение отдается территориям с низким потенциалом загрязнения атмосферы при отсутствии факторов, увеличивающих его.
Рис. 1.1 Карта-схема «Районирование территории по природному потенциалу загрязнения атмосферы»
Классы потенциала загрязнения атмосферы (ПЗА): I — высокий опасный (ПЗА-I);
II — повышенный (ПЗА-II); III — умеренный (ПЗА-III); IV — пониженный (ПЗА-IV);
V — низкий (ПЗА-V); VI — очень низкий (ПЗА-VI); VII - территории с высокой занятостью ПЗА промышленностью; VIII - границы районов и подрайонов; IX - индексы районов и подрайонов
В целом высокой экологической опасностью обладают территории с высоким потенциалом загрязнения атмосферы (ПЗА-I), особенно в районах сильной промышленной освоенности.
Следующая градация — территории с повышенным потенциалом загрязнения атмосферы (ПЗА-II), которым присуща повышенная экологическая опасность, резко возрастающая в промышленно освоенных и урбанизированных районах и в районах действия экстремальных и стихийных процессов.
Для территорий с умеренным потенциалом загрязнения атмосферы (ПЗА-III) характерна низкая экологическая опасность промышленного освоения, за исключением промышленных районов Среднего и Южного Урала и высокоширотных районов с экстремальными природными условиями.
Четвертая градация — пониженный потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА-IV) — характеризуется низкой степенью экологической опасности.
Для следующих градаций (ПЗА-V и ПЗА-VI) с низкими значениями потенциала загрязнения атмосферы возрастание экологической опасности происходит в районах действия пыльных бурь и в районах побережий морей с высокой встречаемостью стихийных бедствий и экстремальным климатом.
На территориях с высоким потенциалом загрязнения атмосферы и интенсивной промышленной освоенностью возможно размещать лишь экологически безопасные производства с высокой степенью очистки. На территориях, обладающих резервом ПЗА, возможно размещение с меньшими ограничениями.
Метеорологический потенциал загрязнения атмосферы (МПА) определяется конкретными метеоусловиями и постоянно изменяется. Для определения МПА используются параметры, определяемые на большом числе метеостанций. Для определения МПА используют формулу, предложенную Т.Г. Селегей:
МПА = (Рсл + Р.)/(Ро + Рв) (1.1)
где Рсл – повторяемость слабых ветров (0-1 м/с), Рт – повторяемость дней с туманом, Ро – повторяемость дней с осадками 0,5 мм и более, Рв – повторяемость скорости ветра более 6 м/с и более.
ОПИСАНИЕ КЛАССОВ ПЗА
Высокий опасный потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА-I) и худшие условия рассеивания на территории бывшего СССР характерны почти для всей Восточной Сибири, Саян, Алтая, гор Средней Азии, Казахстана и Кольского полуострова (классы 1а и 16). Эти территории обладают высокой экологической опасностью нового промышленного освоения.
Класс Ia характеризуется однородным по всем направлениям переносом, наименьшим на территории. Его объем не превышает 10—12 млн м3/год при минимуме 5—6 млн м3, что определяет предельно малую интенсивность переноса Кип = 1-2. Он наблюдается в Восточной Сибири (Ia1, Ia2, Ia4, Iа5), в Саянах и на Алтае (Iа3) (см. рис. 1). Факторы, способствующие загрязнению атмосферы, характеризуются высокими значениями: повторяемость инверсий (изотермий) зимой — 95—100%, летом — 70—80%. Вследствие большой меридиональной протяженности района приходящая суммарная радиация варьирует в широких пределах. По радиации, осадкам и расчлененности рельефа выделяются: центральный (Ia1), северо-восточный (Iа2), юго-западный (Iа3) и юго-восточный подрайоны (Iа4,Iа5). В подрайонах Iа4 и Iа5 высокая степень экологической опасности загрязнения атмосферы возможна не только за счет высокого ПЗА, но также за счет будущего промышленного освоения, в частности в зоне тяготения к трассе БАМа (Iа4).
Класс Iб — слабый воздушный перенос по большинству направлений в сочетании с умеренным переносом в одном каком-либо направлении. Такие условия наблюдаются на северо-востоке Сибири (I61), в горах Средней Азии и Казахстана (Iб2), Предуралье (Iб3), Закавказье (Iб4) и на Кольском полуострове (Iб5). Повторяемость штилей велика — на северо-востоке Сибири она составляет 40—50%, а менее всего (около 20%) — в Предуралье и горных тундрах Кольского полуострова. Опасные скорости ветра в подрайонах Iб3 и 1б5 достигают 20%. Повторяемость инверсий и изотермий также велика.
Территории обладают высокой степенью экологической опасности за счет высокого ПЗА, а также сильной промышленной освоенности территории подрайона Iб5; средней, местами сильной промышленной освоенностью подрайона Iа4 и средней степенью промышленной освоенности территории подрайона Iб3. В этих подрайонах возможно размещение лишь малоотходных производств с высокой степенью очистки выбросов.
Повышенный потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА-II) с плохими условиями рассеивания выбросов в атмосфере характеризуется воздушным переносом, в 4—5 раз превосходящим худшие условия разноса на территории при преобладании умеренного переноса (Кип = 3-5) в сочетании со слабым или значительным переносом (Кип = 6-8) в какой-либо одной четверти горизонта (классы IIа, IIб, IIв, IIг).
Класс IIа характерен для юго-запада, юга (IIа1), а также запада ETC (IIa2) и Прибайкалья (IIа3). Объем годового переноса составляет 20-30 млн м3/год (Кип = 4-5). Годовая повторяемость штилей невелика. Инверсий, изотермий в Прибайкалье — до 90%, летом — около 60—70%. Часты туманы (до 40-60 дней в году). Для подрайонов IIа1 и IIа3 характерна повышенная степень экологической опасности за счет повышенного ПЗА и промышленной освоенности средней степени. В подрайоне IIа2 наблюдается высокая степень экологической опасности за счет сильной промышленной освоенности.