Математическое моделирование и разработка программного комплекса в задачах эколого-геохимического мониторинга урбанизированной территории

• Автор: Бойко, Виктория Васильевна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 152 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЭКОЛОГОГЕОХИМИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ УРБАНИЗИРОВАННОЙ ТЕРРИТОРИИ.

1.1. Экологический мониторинг.

1.1.1. Основные понятия экологического мониторинга.

1.1.2 .Классификация мониторинга.

1.1.3. Подходы и концепции в исследовании урбанизированной территории.

1.1.4. Экологогеохимический мониторинг, проводимый па территории

г. РостованаДону

1.2. Анализ существующих моделей оценки экологической ситуации в городе

1.2.1. Типы моделей

1.2.2. Основное уравнение атмосферной диффузии.
1.2.3. Гауссовская модель атмосферной диффузии.
1.2.4. Модели загрязнения водной среды органиченскими отходами.
1.2.5. Обощенные модели миграции загрязняющих веществ в наземных экосистемах
1.2.6. Направления и методы прогнозных исследований в экологии.
1.3. Обзор существующих геоинформационных систем оценки состояния городской среды.
1.3.1. Концептуальные основы ГИС Чистый город
1.3.2. Моделирование распространения примесей от выбросов промышленных предприятий и автотранспорта в атмосфере
г. Липецка
1.3.3. Моделирование шумового загрязнения города на основе г.Азова
1.3.4. ГИС Большого Рейкьявика
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 1.
ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ УРБАНИЗИРОВАННОЙ ТЕРРИТОРИИ
2.1. Миграционная модель распространения загрязняющих веществ на территории города.
2.2. Балансовая геохимическая модель миграции загрязняющих веществ на урбанизированной территории
2.2.1. Принципы составления ландшафтногеохимической основы для компьютерной карты города
2.2.2. Схема выделения элементарных ландшафтов
2.2.3 Основные формулы, применяемые при работе с балансовой
геохимической моделью миграции загрязняющих веществ
2.3. Модель оценки качества окружающей среды.
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2.
ГЛАВА 3 ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС СОСТОЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ УРБАНИЗИРОВАННОЙ ТЕРРИТОРИИ
3.1 Цели и задачи создания программного комплекса Состояние окружающей среды урбанизированной территории.
3.2 Структура программного комплекса.
3.3 Структура и назначение базы данных.
3.4 Информационноаналитическая система
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3.
ГЛАВА 4 ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СРЕДА СОСТОЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Г. РОСТОВАНАДОНУ.
4.1 Технология создания геоинформационных систем.
4.2 Обзор существующих программных продуктов для создания геоинформационных систем
4.2.1 Программный комплекс i
4.2.2 Программный комплекс I.
4.2.3 Программный комплекс i i
4.3.1 Методы пространственного анализа в I модуль i .
4.3.2 Методы пространственного анализа процессов загрязнения
4.4 ГИС комплексной оценки состояния урбанизированной территории
4.4.1 Структура системы
4.4.2 Пользовательский интерфейс.
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Разработана математическая модель для оценки и прогнозирования загрязнения ландшафтов урбанизированной территории тяжелыми металлами. Создана геоинформационная среда «Состояние окружающей среды в г. Ростове-на-Дону». Проведена оценка современного уровня загрязнения г. Ростова-на-Дону по результатам геохимического мониторинга. ГЛАВА 1. Городское население России составляет -% населения всей страны. В городах производится около % всего объема национального продукта, здесь же выбрасывается в атмосферу -% техногенных газов и аэрозолей, происходит основной сброс промышленных стоков в гидрологическую сеть, идет гигантское накопление бытовых и промышленных отходов. На региональном геохимическом фоне города выделяются как центры концентрации вещества и энергии, поступающих с транспортными и природными потоками. Вещественный и энергетический балансы города большей частью положительные, что ведет к формированию техногенных геохимических и геофизических аномалий в различных средах. С другой стороны и сами города выступают как мощные поставщики различного рода техногенных веществ, в том числе синтетических, не встречающихся в природе, которые включаются в региональные миграционные циклы. Такое интенсивное развитие урбанизированных территорий привело к нарушению динамического равновесия в окружающей среде. Это нашло свое отражение практически во все жизненно важных средах, таких как: атмосфера, литосфера, гидросфера, пищевые цепи. В исследовании степени загрязнения этих сфер важное место занимает экологическая оценка состояния окружающей среды. Для выявления антропогенных изменений состояния природной среды возникла потребность в организации специальной информационной системы -системы наблюдения и анализа состояния природной среды. Именно такую систему Израэль Ю. А. [] предложил называть мониторингом антропогенных изменений окружающей природной среды. Федеральный закон «Об охране окружающей среды» от г. РФ как комплексную систему наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов []. Экологический мониторинг является ключевым понятием в проблеме охраны окружающей среды. В него в качестве основных элементов наблюдения за факторами воздействия и состояния окружающей среды включают прогноз будущего состояния и оценку фактического и прогнозируемого состояния природной среды []. Выбор интегральных показателей, их непосредственные измерения являются этапом оценки. В то же время проведение анализа по одной величине интенсивности какого-нибудь отдельного фактора или по отдельным значениям функции состояния какого-либо элемента среды не дает полноты картины, требуется сравнение с некоторым специально выработанным критерием. Примером может послужить сравнение концентрации загрязняющих веществ в пробе с величиной предельно допустимой концентрации []. С другой стороны экологический мониторинг представляет собой инструмент экологического регулирования, позволяющий создать информационную базу, необходимую для выполнения задач экологического управления, контроля и пространственного анализа. В соответствии с приведенными определениями и возложенными на систему функциями [] мониторинг включает три основных направления деятельности (рис. Рис. Блок-схема мониторинга. Основной целью эколого-геохимического мониторинга и анализа состояния среды городов являются выявление и оценка геохимических аномалий, анализ их влияния на функционирование урболандшафтов, а также на окружающие город территории и акватории. На его основе возможно выявление критических и экстремальных ситуаций, факторов антропогенного воздействия на окружающую среду, проведение оценки и прогноза состояния объектов наблюдения, оказание управляющего воздействия с целью регулирования взаимного влияния объектов техносферы, гидросферы, литосферы и биосферы. Существуют различные подходы к классификации мониторинга [, , , ]. Отраженная на рис. Экологический мониторинг включает геофизические и биологические аспекты, что определяет широкий спектр методов и приемов исследований, используемых при его осуществлении.