Разработка комплекса математических моделей оценки качества вод речного бассейна для автоматизированной системы экологического мониторинга : На прим. Астрахан. газохим. комплекса

• Автор: Коломоец, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 129 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Принципы информационного обеспечения экологической 9 безопасности промышленного региона на основе создания системы экологического мониторинга
1.1. Современное состояние и перспективы развития 9 информационноуправляющих систем экологической безопасности
1.2. Принципы построения системы экологического мониторинга качества вод речного бассейна

1.3. Имитационное моделирование экосистем речных бассейнов

2. Математическое моделирование с целью оценки состояния водных экосистем

2.1. Эмпирические методы расчета

2.1.1. Методы постоянных концентраций и единичных нагрузок

2.1.2. Метод покрытия

2.1.3. Регрессионные методы

2.1.4. Метод решения обратных задач
2.1.5. Метод нагрузочных функций
2.1.6. Метод Хрисанова
2.1.7. Статистический метод
2.1.8. Метод накопление смыв i
2.2. Имитационные модели
2.2.1. Гидрологическая модель Гидрологической лаборатории Министерства сельского хозяйства США и модель выноса эрозионного материала
2.2.2. Стенфордская гидрологическая модель со сложным эрозионным блоком на основе уравнения Негева
2.2.3. Гидрологическая модель ЗСБСТ, улучшенная
инфильтрациоиной подмоделью, и эрозионная подмодель, развитая из ШЬЕ
2.3. Задача экологической безопасности экосистемы Нижней
Волги в условиях техногенного влияния Астраханского
газохимического комплекса
2.3.1. Общая характеристика территории
2.3.2. Краткая характеристика Астраханского газохимического комплекса
. 2.3.3. Основные факторы негативного воздействия
Астраханского газохимического комплекса на экосистему бассейна Нижней Волги
3. Имитационные математические модели оценки антропогенного
воздействия на качество поверхностных вод
3.1. Модель качества воды в водотоках
3.1.1. Модель самоочищения реки
3.1.2. Калибровка модели самоочищения реки
3.1.3. Подготовка входной информации по загрязнениям для численного моделирования
3.1.4. Интерполяция таблично заданных функций
3.1.5. Численный алгоритм решения уравнений модели
3.2. Прогноз качества воды на основе модели РКБПК
3.3. Модель биохимического цикла азота и фосфора в водных
экосистемах
3.3.1. Модель экосистемы водоема
3.3.2. Подготовка исходной информации. Упрощающие предположения и калибровка модели
3.4. Комплексная экологическая модель Атмосфера Водосбор
Река
4. Автоматизированная система производственного экологического
мониторинга Астраханского газохимического комплекса
4.1. Назначение и основные функции системы
4.2. Архитектура системы
4.3. Функциональная структура
4.4. Информационные потоки
4.5. Информационные технологии обработки данных 3 мониторинга
4.6. Технология программной реализации математических 8 моделей
4.7. Программная реализация комплексной математической 3 модели Атмосфера Водосбор Река
Заключение
Литература


Применение созданных средств на практике позволяет оптимальным образом осуществить использование водных ресурсов региона. Специалист, владеющий данными методами, способен разрабатывать детальный текущий и долгосрочный прогноз экологического состояния водных объектов в зависимости от конкретных вариантов сочетаний природных условий и антропогенного воздействия. Методы исследования, использованные в диссертации базируются на результатах разработок российских и зарубежных ученых в области проблем качества вод и использования природных ресурсов, по экологическому и математическому моделированию. В работе используются методы имитационного моделирования, теории оптимизации, теории дифференциальных уравнений. Разработанные математические модели, структуры баз данных и алгоритмы функционирования информационномоделирующих средств программно реализованы на языке С. Работа над диссертацией проводилась в соответствии с планами научных исследований по обоснованию и обеспечению Комплексной научнотехнической программы по созданию и внедрению системы производственноэкологического мониторинга объектов РАО Газпром. Нижней Волги на территории Астраханской области. Результаты, полученные в работе, достоверны и обоснованы, что обеспечивается на всех этапах от постановки задач до реализации решений путем использования соответствующего математического аппарата, большого объема экспериментальных исследований, а также точностью и значимостью полученных результатов. Внедрение результатов работы осуществлено на предприятии Астраханьгазпром и территории Астраханской области, что отражено в актах об использовании разработок. Апробация работы. Проблемы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций на трубопроводах нефтегазового комплекса, Оренбург, сентября г. Публикации. По теме диссертационных исследований опубликовано 6 научных работ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 4 наименований. Рассмотрим проблему экологической безопасности промышленно развитого региона. Экологическая безопасность включает две составляющие. Первая определяется систематическим накоплением отрицательных антропогенных воздействий на окружающую среду и здоровье людей. Вторая связана с экологической опасностью в результате технологических сбоев и аварий на промышленных объектах. Технологический аспект требует квалифицированной экспертизы и инвентаризации источников загрязнения и экологической опасности, находящихся на рассматриваемой территории промышленного региона, оценки степени экологического риска, разработки и реализации системы технических, технологических и организационных мероприятий по улучшению экологической ситуации, снижению аварийности и повышению надежности функционирования промышленных объектов и транспортных средств. Информационноуправляющий аспект означает систематическое наблюдение за состоянием природных сред и источников загрязнения экологический мониторинг, контроль технического состояния промышленных объектов и транспортных средств, регулярный сбор, передачу и обработку данных наблюдений и измерений, моделирование возможных аварийных ситуаций и оценку их влияния на экологическую обстановку на территории, обработку и агрегирование полученной информации, оперативное доведение ее до руководителей всех уровней и поддержку принятия экстренных и плановых решений по управлению экологической безопасностью. Возникновение и развитие современных технических и программных средств позволяет в настоящее время ставить задачу создания в промышленно развитых регионах, на производственных предприятиях и других объектах повышенной опасности комплексных систем экологической безопасности. Концепция построения системы экологической безопасности опирается на отечественный и зарубежный опыт использования достижений информатики, вычислительной техники, математического моделирования, средств измерений и передачи данных . Система экологической безопасности промышленно развитого региона предназначена для решения следующих информационноуправляющих задач.