[ Министерство образования и науки Астраханской области
ГАОУ АО ВПО «Астраханский инженерно-строительный институт»
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
Наименование дисциплины
Природно-техногенные комплексы и основы природообустройства
По направлению подготовки Природообустройство и водопользование
По профилю подготовки Сооружения объектов природообустройства и водопользования
Кафедра Инженерных систем и экологии Квалификация (степень) выпускника бакалавр Астрахань — 2013 Разработчик:
Доцент кафедры ИСЭ, к.т.н. Г.Б. Абуова _ (занимаемая должность) (учная степень и учное звание) (инициалы, фамилия) 1.Цели и задачи дисциплины: Цель – познакомить студентов с теорией природообустройства как деятельности по увеличению полезности природных объектов, восстановлению нарушенных природных объектов и защите от стихийных бедствий путем создания специальных природнотехногенных комплексов.
В задачи дисциплины входит ознакомление студентов с:
понятием природно-техногенного комплекса природообустройства, его структура, виды и особенности;
особенностями функционирования природно-техногенных комплексов на примере мелиорации земель различного назначения;
понятием сущности и цели мелиорации земель, представлением о методах, способах и примах мелиорации; принципами эколого-экономического обоснования мелиорации;
методами природоохранного обустройства территорий, охраны природной среды и ландшафтов городов и пригородов;
методами защиты территории от затопления и подтопления, борьбы с оврагообразованием и размывом оврагов; восстановлением участков территории, нарушенных в результате хозяйственной деятельности, защиты берегов водомов от размывов.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла. Требуется обязательный уровень подготовки, соответствующий основной образовательной программе подготовки выпускника. Студент должен уметь получать и использовать информацию из различных источников, используя различные средства и методы, интерпретировать полученные данные для формирования суждений по профессиональным и социальным проблемам, а также стремиться соответствовать установленным стандартам или превосходить их. Предшествующие дисциплины, необходимые для усвоения данной дисциплины: Математика, Гидравлика, Физика, Химия, Гидрогеология и основы геологии, Гидрология, метеорология и климатология, Почвоведение, Экология.
Данная дисциплина является предшествующей для следующих дисциплин: Эксплуатация и мониторинг систем и сооружений, Организация и технология работ по природообустройству и водопользованию, Управление процессами и других дисциплин профессионального цикла по профилям.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций.
Общекультурных:
владение культурой мышления, способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);
умение критически оценивать свои достоинства и недостатки, наметить пути и выбрать средства развития достоинств и устранения недостатков, умение адекватно оценивать собственную работу (ОК-2);
умение логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь;
осознание социальной значимости своей будущей профессии, стремление к выполнению профессиональной деятельности, к поиску решений и готовность нести за них ответственность (ОК-7);
профессиональных:
способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин, методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования при решении профессиональных задач (ПК-1) способность предусмотреть меры по сохранению и защите экосистемы в ходе своей общественной и профессиональной деятельности готовность соблюдать нравственные обязательства по отношению к природе (ПК-2);
способность проводить изыскания по оценке состояния природных и природно-техногенных объектов для обоснования принимаемых решений при проектировании объектов природообустройства и водопользования (ПК-5);
готовность участвовать в решении отдельных задач при исследованиях воздействия процессов строительства и эксплуатации объектов природообустройства и водопользования на компоненты природной среды (ПК-17).
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать:
особенности и структуру природно-техногенных комплексов, ландшафтное районирование, необходимость, цели и сущность мелиорации земель различного назначения;
мелиоративный режим, методы, способы и приемы оросительных, осушительных, химических, тепловых и других мелиораций, принципы эколого-экономического обоснования мелиорации;
задачи, методы природоохранного обустройства территорий, охраны природной среды и ландшафтов городов и пригородов;
методы защиты территории от затопления и подтопления, методы борьбы с оврагообразованием и размывом оврагов; восстановления участков территории, нарушенных в результате хозяйственной деятельности, предохранения берегов водоемов от размывов;
уметь:
составлять водный и солевой балансы земель;
рассчитывать баланс гумуса, показатели мелиоративного режима, параметры оросительных и осушительных систем, оценивать влияние мелиорации на окружающую среду;
владеть:
методами анализа и оценки состояния природной среды, обоснования экологической и экономической целесообразности и пределов допустимых воздействий на природную среду, мониторинга природных объектов и природно-техногенных комплексов;
иметь представление:
о методах расчта и прогнозирования процессов в геосистемах, расчета параметров природно-техногенных комплексов, оценки их устойчивого развития и эко-логической безопасности;
моделирования природных и техногенных процессов, в том числе чрезвычайных ситуаций; об использовании данных мониторинга при управлении природно-техногенными комплексами.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единиц.
Очная форма обучения В том числе:
Курсовой проект (работа) Расчетно-графические работы Реферат Другие виды самостоятельной работы Заочная форма обучения Лабораторные работы (ЛР) В том числе:
Курсовой проект (работа) Расчетно-графические работы Реферат Другие виды самостоятельной работы 5. Содержание дисциплины 5.1. Содержание разделов дисциплины Общие положения при- Общие положения природообустройства, его связь с природообустройства родопользованием и отличия от него. Сущность и состав человека. Принципы природообустройства. Место природообустройства в науке, практике, обществе.
Основы теории систем и Основы теории систем и геосистемного подхода. Понятие геосистемного подхода системы. Постулаты теории систем. Общие свойства систем, свойства динамических систем. Системные законы.
Основные положения о Основные положения о природно-техногенных комплекприродно-техногенных сах природообустройства, их особенностях, структуре.
комплексах природообу- Понятие о природно-техногенном комплексе (ПТК) как стройства об измененной геосистеме. Устойчивость природнотехногенных комплексов и их экологическая безопасность. Виды ПТК природообустройства и природопользования. Природная и техническая составляющие ПТК.
Функциональный состав техногенного блока природнотехногенного комплекса природообустройства. Мелиоративный режим, методы, способы и приемы оросительных, осушительных, химических, тепловых и других мелиораций, цели и сущность мелиорации земель различного назначения; баланс гумуса, показатели мелиоративного режима, параметры оросительных и осушительных систем, влияние мелиорации на окружающую среду. Задачи, методы природоохранного обустройства территорий, охраны природной среды и ландшафтов городов и пригородов; методы защиты территории от затопления и подтопления, методы борьбы с оврагообразованием и размывом оврагов; восстановления участков территории, нарушенных в результате хозяйственной деятельности, предохранения берегов водоемов от размывов.
Прогнозирование, моде- Прогнозирование, моделирование и мониторинг в приролирование и мониторинг дообустройстве. Прогнозирование природных процессов в природообустройстве в геосистемах и ПТК природообустройства, в том числе чрезвычайных ситуаций. Виды прогнозов, методики прогнозирования. Моделирование: цели и задачи, область природных процессов. Математические и физические модели. Детерминированные и стохастические модели.
Классификация моделей по их размерности, методам математического описания и методам решения уравнений, программные среды для моделирования природных процессов. Моделирование процессов переноса влаги и веществ в почве и грунтах. Прогнозы мелиоративного режима и оценка потребности в мелиорации. Моделирование водных объектов. Моделирование процессов продуцирования биомассы. Расчетное обоснование параметров ПТК. Обоснование экологической и экономической эффективности и целесообразности и пределов воздействий уровни мониторинга (глобальный, национальный, региональный, локальный). Объекты мониторинга. Технические и программные геоинформационные средства мониторин-га природно-техногенных комплексов. Экологическая, экономическая и социальная значимость мониторинга, использование данных мониторинга при управлении ПТК Природно-техногенные Оценка результатов функционирования природнокомплексы природообу- техногенных комплексов природообустройства с правостройства с правовых, вых, нормативных, экономических и нравственных позинормативных и эко- ций. Нормативно-правовая база природопользования и номических позиций природообустройства: источники права, основные принципы; права и обязанности лиц, вступающих в правоотношения по поводу природных объектов и природных ресурсов; ответственность за нарушение законодательства.
Стандарты в области охраны природы, природопользования и природообустройства (СНИП, ГОСТ, ISO 14000 и прочие). Экологическая экспертиза и экологический аудит: цель, задачи, принципы проведения, законодательные основы. Эколого-экономическое обоснование проектов ПТК природообустройства. Метод оценки мелиоративных инвестиционных проектов и особенности его 5.2. Разделы дисциплин и виды занятий Очная форма обучения п/п Общие положения природообустройства Основы теории систем и геосистемного подхода 3. Основные положения о природнотехногенных комплексах природообустройства ринг в природообустройстве Природно-техногенные комплексы природообустройства с правовых, нормативных и экономических позиций Заочная форма обучения п/п Общие положения природообустройства Основы теории систем и геосистемного подхода Основные положения о природнотехногенных комплексах природообустройства Прогнозирование, моделирование и мониторинг в природообустройстве Природно-техногенные комплексы природообустройства с правовых, нормативных и экономических позиций 5.2.1. Лекции Очная форма обучения цип лины Общие положения природообустройства, его связь с природопользованием и отличия от него.
Понятие системы. Постулаты теории систем. Общие свойства систем, свойства динамических систем.
Системные законы. Природа, геосферы, компоненты природы, геосистема. Свойства геосистем как земных природных систем. Ландшафтное районирование.
Свойства компонентов природы: проводимость, барьерные свойства, емкостные свойства.
Основные положения о природно-техногенных комплексах природообустройства, их особенностях, структуре.
Понятие о природно-техногенном комплексе (ПТК) как об измененной геосистеме.
Виды ПТК природообустройства и природопользования.
Природная и техническая составляющие ПТК. Функциональный состав техногенного блока природнотехногенного комплекса природообустройства.
Мелиоративный режим, методы, способы и приемы оросительных, осушительных, химических, тепловых и дру- 5 гих мелиораций, цели и сущность мелиорации земель различного назначения; баланс гумуса, показатели мелиоративного режима, параметры оросительных и осушительных систем, влияние мелиорации на окружающую Задачи, методы природоохранного обустройства территорий, охраны природной среды и ландшафтов городов и пригородов. Методы защиты территории от затопления и подтопления, методы борьбы с оврагообразованием и размывом оврагов.
Прогнозирование, моделирование и мониторинг в природообустройстве. Виды прогнозов, методики прогнозирования.
Моделирование: цели и задачи, область применения, требования к моделям при исследовании функционирования природно-техногенных комплексов, закономерности, использованные при моделировании природных Моделирование процессов переноса влаги и веществ в делирование процессов продуцирования биомассы. Расчетное обоснование параметров ПТК.
Обоснование экологической и экономической эффективности и целесообразности и пределов воздействий на природную среду.
Мониторинг природно-техногенных комплексов. Цель и задачи мониторинга. Объекты мониторинга. Экологическая, экономическая и социальная значимость мониторинга, использование данных мониторинга при управлении ПТК Оценка результатов функционирования природнотехногенных комплексов природообустройства с правовых, нормативных, экономических и нравственных позиций.
Нормативно-правовая база природопользования и природообустройства: источники права, основные прин-ципы;
права и обязанности лиц, вступающих в правоотношения по поводу природных объектов и природных ресурсов; ответственность за нарушение законодательства.
Экологическая экспертиза и экологический аудит: цель, задачи, принципы проведения, законодательные основы.
Заочная форма обучения цип лины Общие положения природообустройства, его связь с природопользованием и отличия от него.
Понятие системы. Постулаты теории систем. Общие свойства систем, свойства динамических систем.
Системные законы. Природа, геосферы, компоненты природы, геосистема. Свойства геосистем как земных природных систем. Ландшафтное районирование.
Свойства компонентов природы: проводимость, барьерные свойства, емкостные свойства.
Основные положения о природно-техногенных комплексах природообустройства, их особенностях, структуре.
Понятие о природно-техногенном комплексе (ПТК) как об измененной геосистеме.
Виды ПТК природообустройства и природопользования.
Природная и техническая составляющие ПТК. Функциональный состав техногенного блока природнотехногенного комплекса природообустройства.
Мелиоративный режим, методы, способы и приемы оросительных, осушительных, химических, тепловых и дру- 5 1, гих мелиораций, цели и сущность мелиорации земель различного назначения; баланс гумуса, показатели мелиоративного режима, параметры оросительных и осушительных систем, влияние мелиорации на окружающую Задачи, методы природоохранного обустройства территорий, охраны природной среды и ландшафтов городов и пригородов. Методы защиты территории от затопления и подтопления, методы борьбы с оврагообразованием и размывом оврагов.
Прогнозирование, моделирование и мониторинг в природообустройстве. Виды прогнозов, методики прогнозирования.
Моделирование: цели и задачи, область применения, требования к моделям при исследовании функционирования природно-техногенных комплексов, закономерности, использованные при моделировании природных процессов.
Моделирование процессов переноса влаги и веществ в почве и грунтах. Моделирование водных объектов. Мо- 5 1, делирование процессов продуцирования биомассы. Расчетное обоснование параметров ПТК.
Обоснование экологической и экономической эффективности и целесообразности и пределов воздействий на природную среду.
Мониторинг природно-техногенных комплексов. Цель и задачи мониторинга. Объекты мониторинга. Экологическая, экономическая и социальная значимость мониторинга, использование данных мониторинга при управлении ПТК Оценка результатов функционирования природнотехногенных комплексов природообустройства с правовых, нормативных, экономических и нравственных позиций.
Нормативно-правовая база природопользования и природообустройства: источники права, основные прин-ципы;
права и обязанности лиц, вступающих в правоотношения по поводу природных объектов и природных ресурсов; ответственность за нарушение законодательства.
Экологическая экспертиза и экологический аудит: цель, задачи, принципы проведения, законодательные основы.
5.2.2. Лабораторный практикум Не предусматривается 5.2.3. Практические занятия (семинары) Очная форма обучения тематика практических занятий (семинаров) лины Принцип коэволюции природы и человека. Принципы природообустройства. Место природообустройства в науке, практике, обществе.
Постулаты теории систем. Общие свойства систем, свойства динамических систем. Системные законы.
Ландшафтное районирование. Свойства компонентов природы: проводимость, барьерные свойства, емкостные Основные положения о природно-техногенных комплексах природообустройства, их особенностях, структуре.
Устойчивость природно-техногенных комплексов и их экологическая безопасность. Виды ПТК природообустройства и природопользования. Функциональный состав техногенного блока природно-техногенного комплекса природообустройства. Мелиоративный режим, методы, способы и приемы оросительных, осушительных, химических, тепловых и других мелиораций. Баланс гумуса, показатели мелиоративного режима, параметры оросительных и осушительных систем. Методы природоохранного обустройства территорий, охраны природной среды и ландшафтов городов и пригородов. Методы защиты территории от затопления и подтопления. Методы борьбы с оврагообразованием и размывом оврагов. Восстановление участков территории, нарушенных в результате хозяйственной деятельности, предохранения берегов водоемов от размывов.
Прогнозирование, моделирование и мониторинг в природообустройстве. Прогнозирование природных процессов в геосистемах и ПТК природообустройства, в том числе чрезвычайных ситуаций. Виды прогнозов, методики прогнозирования. Математические и физические модели. Детерминированные и стохастические модели. Классификация моделей по их размерности, методам математического описания и методам решения уравнений, лежащих в их основе. Современные интегрированные программные среды для моделирования природных процессов. Моделирование процессов переноса влаги и веществ в почве и грунтах. Прогнозы ме- лиоративного режима и оценка потребности в мелиорации. Моделирование водных объектов. Моделирование процессов продуцирования биомассы. Расчетное обоснование параметров ПТК. Обоснование экологической и экономической эффективности и целесообразности и пределов воздействий на природную среду. Мониторинг природно-техногенных комплексов. Цель и задачи мониторинга. Свойства и уровни мониторинга (глобальный, национальный, региональный, локальный). Объекты мониторинга. Технические и программные геоинформационные средства мониторинга природнотехногенных комплексов.
Оценка результатов функционирования природнотехногенных комплексов природообустройства с правовых, нормативных, экономических и нравственных позиций. Нормативно-правовая база природопользования и природообустройства: источники права, основные принципы; права и обязанности лиц, вступающих в правоотношения по поводу природных объектов и природных ства. Стандарты в области охраны природы, природопользова-ния и природообустройства (СНИП, ГОСТ, ISO 14000 и прочие). Экологическая экспертиза и экологический аудит. Эколого-экономическое обоснование проек-тов ПТК природообустройства. Метод оценки мелиоративных инвестиционных проектов и особенности его применения при решении задач природообустройства.
Заочная форма обучения тематика практических занятий (семинаров) лины Принцип коэволюции природы и человека. Принципы природообустройства. Место природообустройства в науке, практике, обществе.
Постулаты теории систем. Общие свойства систем, свойства динамических систем. Системные законы.
Свойства геосистем как земных природных систем. Ландшафтное районирование. Свойства компонентов природы: проводимость, барьерные свойства, емкостные свойства.
Основные положения о природно-техногенных комплексах природообустройства, их особенностях, структуре.
Устойчивость природно-техногенных комплексов и их экологическая безопасность. Виды ПТК природообустройства и природопользования. Функциональный состав техногенного блока природно-техногенного комплекса природообустройства. Мелиоративный режим, методы, способы и приемы оросительных, осушительных, химических, тепловых и других мелиораций. Баланс гумуса, 1, показатели мелиоративного режима, параметры оросительных и осушительных систем. Методы природоохранного обустройства территорий, охраны природной среды и ландшафтов городов и пригородов. Методы защиты территории от затопления и подтопления. Методы борьбы с оврагообразованием и размывом оврагов. Восстановление участков территории, нарушенных в результате хозяйственной деятельности, предохранения берегов водоемов от размывов.
Прогнозирование, моделирование и мониторинг в природообустройстве. Прогнозирование природных процессов в геосистемах и ПТК природообустройства, в том числе чрезвычайных ситуаций. Виды прогнозов, методики прогнозирования. Математические и физические модели. Детерминированные и стохастические модели. Классификация моделей по их размерности, методам математического описания и методам решения уравнений, лежащих в их основе. Современные интегрированные программные среды для моделирования природных процессов. Моделирование процессов переноса влаги и веществ в почве и грунтах. Прогнозы ме- 1, лиоративного режима и оценка потребности в мелиорации. Моделирование водных объектов. Моделирование процессов продуцирования биомассы. Расчетное обоснование параметров ПТК. Обоснование экологической и экономической эффективности и целесообразности и пределов воздействий на природную среду. Мониторинг природно-техногенных комплексов. Цель и задачи мониторинга. Свойства и уровни мониторинга (глобальный, национальный, региональный, локальный). Объекты мониторинга. Технические и программные геоинформационные средства мониторинга природнотехногенных комплексов.
Оценка результатов функционирования природнотехногенных комплексов природообустройства с правовых, нормативных, экономических и нравственных позиций. Нормативно-правовая база природопользования и природообустройства: источники права, основные принципы; права и обязанности лиц, вступающих в правоотношения по поводу природных объектов и природных ства. Стандарты в области охраны природы, природопользова-ния и природообустройства (СНИП, ГОСТ, ISO 14000 и прочие). Экологическая экспертиза и экологический аудит. Эколого-экономическое обоснование проек-тов ПТК природообустройства. Метод оценки мелиоративных инвестиционных проектов и особенности его применения при решении задач природообустройства.
5.3. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами № наименование обеспе- № № разделов данной дисциплины, необходимых для п/п чиваемых (последую- изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин Организация и технология работ по природообустройву и водопользованию.
5.4. Соотношение разделов учебной дисциплины и формируемых в них компетенций темы, разде- коликоли- лы дисцип- чество 6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов Итоговая аттестация - междисциплинарный экзамен, в который включены теоретические вопросы.
«Природно-техногенные комплексы и основы природообустройства»
1. Природно-техногенные комплексы, их отличие от природных сред.
2. Взаимодействие техногенных и природных компонентов.
3. Виды природнотехногенных комплексов, возникающих при природообустройстве.
4. Гидромелиоративные системы.
5. Инженерноэкологические системы, природоохранные комплексы.
6. Водохозяйственные системы, экологические инфраструктуры.
7. Устойчивость природнотехногенных систем 8. Изменение функционирования влагооборота и структуры водного баланса.
9. Изменение функционирования радиационного и теплового балансов, миграции веществ в твердой и жидкой фазах.
10. Изменение функционирования процессов почвообразования; трансформации и продуктивности растительного покрова.
11. Требования к моделям при исследовании функционирования природнотехногенных комплексов.
12. Моделирование передвижения воды, солей в почве и грунтах.
13. Особенности моделирования поступления, трансформации и передвижения азота, тяжелых металлов и нефтепродуктов в компонентах геосистем. 14.Моделирование переноса загрязняющих веществ в атмосфере.
15. Моделирование водных объектов.
16. Моделирование продукционных процессов.
17.Объекты мониторинга.
18. Особенности мониторинга природных объектов и природно-техногенных комплексов.
19. Мониторинг водохозяйственных систем.
20. Мониторинг лесных экосистем.
21.Мониторинг атмосферного воздуха.
22.Информационная база: состав, объем и периодичность наблюдений.
23.Использование данных мониторинга при управлении природно-техногенными комплексами.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
Основная литература:
1.Голованов А.И. и др. Природообустройства. Учебник - М.: КолосС, 2008.
2. Реймерс НФ. Природопользование: Словарь-справочник.– М.: Мысль,1990, 637.
3. Сысуев В.В. Физико-математические основы ландшафтоведения. Учебное пособие. М.: МГУ, 2003, 175 с.
Дополнительная литература:
1. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология: Учебник для вузов. М.: ЮНИТИ, 1998, 455 с.
2. Исаченко А.Г. Ландшафтоведение и физико-географическое районирование. – М.: Высшая школа, 1991.
3. Косов В.И. и др. Математическое моделирование природных экосистем: Учебное пособие.
Тверь: ТГТУ. 1998, 255 с.
4. Кошкарев А.В., Тикунов В.С. Геоинформатика.- М.: Геодезиздат, 1993.
5. Краснощеков В.Н. Теория и практика эколого-экономического обоснования комплексных мелиораций в системе адаптивно-ландшафтного земледелия. М.: МГУП, 2001, 293 с.
6. Почвенно-экологический мониторинг и охрана почв /под ред. Орлова Д.С. и Василевской В.Д..
– М.: МГУ, 1994.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
Программы AUTOCAD, KOMPAS Материально-техническое обеспечение дисциплины:
1. Компьютерный класс для проведения практических занятий с использованием ЭВМ.
2. Поточная лекционная аудитория, оснащенная современными техническими средствами обучения.
Дополнение к РП _ _
«