Разработка информационно-моделирующей системы "Кассандра" для оценки и анализа последствий радиационного загрязнения водоемов

• Автор: Крылов, Алексей Лазаревич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с.

Введение

Актуальность темы диссертации

Цель работы

Требование к моделям

Требование к системе

Процессы
Модели

Модели имеющие ограничения по использованию

Модели конкретных водных объектов и модели требующие специальной адаптации под

каждый конкретный водоем

Выводы
Модели общего типа, в которых характеристики водоемов задаются через параметры
моделей
Выводы
Научная новизна
Практическая ценность работы
Достоверность
Личный вклад автора.
Защищаемые положения
Апробация работы
Публикации
Глава 1. Общее построение системы Кассандра
1.1 Состав системы Кассандра
1.2 Основные уравнения .
1.3 Выбор геоинформапионной системы для построения ннформациоиномоделирующей системы Кассандра
1.4 Общая схема работы системы Кассандра, взаимодействие ее составных частей н основные информационные потоки
Глава 2. Модели прогнозирования поведения радионуклидов в слабопроточных водоемах компьютерная модель ВА.4
2.1 Выбор .модели
2.2 Введение
2.3 Основные положения при построении модели
2.4 Основные уравнения
2.5 Оценка максимальной концентрации радионуклидов в загрязненном
водоеме при взмучивании донных отложений в результате неблагоприятных гидрометеорологических условий.
2.6 Валидация модели на экспериментальных данных
2.6.1 Водоем охладитель Чернобыльской АЭС
2.6.2 Святое озеро
2.6.3 i
2.6.4 Озера i и i
Глава 3. Модели долгосрочного переноса в речном русле
3.1 Основные положения при построении модели
3.2 Занесение данных о водном объекте н его загрязнении
3.3 Граничные условия
3.4 Начальные данные
3.5 Поступление радионуклидов в систему
3.6 Численное решение схема, аппроксимация производных
3.7 Последовательность действий при нахождении численного решении
3.8 Повышение порядка численной схемы
3.9 Устойчивость численной схемы
Глава 4. Модель для расчета распространения радионуклидов в реках и прибрежных зонах iv
4.1 Выбор базовых моделей
4.2 Предположения при построении модели iv.
4.3 Модель для озера прибрежная зона.
Глава 5. Компьютерная модель Внутреннее и внешнее облучение водные пути I
5.1 Введение
5.2 Внешнее облучение
5.3 Внутреннее облучение.
5.3.1 Внутреннее облучение от водной пищевой цепи
5.4 Радиационный риск
5.5 Выработка предупреждений и рекомендаций .
Глава 6. Особенности компьютерной реализации системы Кассандра
6.1 Обшая информация
6.2 Обмен данными
6.3 Сохранение н восстановление проектов.
6.4 Описание компьютерной реализации специализированной ГИС
v географической оболочки системы Кассандра
6.4.1 Описание работы с географической оболочкой
6.4.2 Методика расчета аэрозольного загрязнения водных объектов
6.4.3 Примеры экранных форм
6.5 Описание компьютерной реализации модели i
6.5.1 Модель слабопроточмого водоема ЮЗ
6.5.2 Модель долгосрочного переноса в речном русле
6.5.2.1 Общая информация
6.5.2.2 Пример задания сетки данных . Ю
6.5.2.3 Задание расчетной сетки
6.5.3 Примеры экранных форм
6.6 Описание компьютерной реализации модели iv
6.6.1 Общая информация
6.6.2 Примеры экранных форм ИЗ
6.7 Описание компьютерной реализации модели I
6.7.1 Общая информация
6.7.2 Примеры экранных форм
6.8 Расчет последствий радиационного загрязнения водоемаохладителя Калининской АЭС в результате гипотетической аварии
Заключение
Анализ соответствия моделей включенных в систему рекомендациям КДАР ООН и требованиям Норм Радиационной Безопасности НРБ
Общее построение системы
Модели для простых водоемов i
Модели реки
Дозиметрические модели, модели оценки риска I
Выводы
Возможности практического применения
Модель для слабопроточных водоемов компьютерная модель i
Модель долгосрочного переноса в речном русле компьютерная модель i
Модель для расчета распространения радионуклидов в реках и прибрежных зонах
компьютерная модель iv
Анализ возможности применения моделей для прогнозирования радиационного загрязнения водоемов охладителей действующих в России АЭС
Анализ удовлетворения системой и компьютерными моделями предъявленным требованиям
Основные результаты диссертации Благодарности
Публикации по теме диссертации
Список литературы


Это, также, накладывает на включаемые в систему компьютерные модели требование о возможности включения или исключения из рассмотрения тех или иных процессов или факторов, влияющих на конечный результат, в зависимости от времени и цели прогнозирования, наличия и достоверности входных данных, особенностей конкретного водоема. Также требуется провести классификацию стартовых параметров, определить, какие данные необходимы для начального экспресспрогнозирования по моделям, а какие необходимы для дальнейшего уточнения результатов. Требуется также включить в информационномоделирующую систему базу данных, содержащую наиболее характерные значения входных параметров, необходимых для начального экспресспрогиознрования. Создание компьютерных моделей обеспечивающих оперативное прогнозирование, интеграция этих моделей в единую замкнутую цепочку позволят использовать их для поддержки принятия решений в кризисных ситуациях например, в острой фазе радиационной аварии, когда фактор времени является очень существенным. Объединение в рамках одной системы ряда, дополняющих друг друга моделей, позволяет проводить прогнозирование на разнообразных водных объектах, на различные промежутки времени, при различных начальных условиях. Удобное представление данных, современный дружественный интерфейс должны значительно упростить работу пользователя с системой. Использование современных систем управления базами данных и средств разработки должны обеспечить надежность и эффективность функционирования системы и облегчить связь с другими компьютерными моделями и системами. Проведение интеграции на базе географ ической информационной системы ГИС позволит использовать накопленные картографические географические данные и сделать удобным отображение и анализ результатов. Создание комплекса компьютерных моделей по прогнозированию и оценке радиационной ситуации в водоемах разных типов. Создание компьютерных моделей по прогнозированию и анализу дозовых нагрузок на население водные пути. Создание интегрированной с использованием геоинформационных технологий информационномоделирующей системы, способной оперативно осуществлять полный цикл прогнозирования и анализа рис. Рис. Прежде всего, исходя из назначения системы, сформулируем требования к системе, с тем, чтобы она была пригодна к решению поставленных выше задач, а также требования к моделям составным частям системы. Для того, чтобы проанализировать миграцию, аккумуляцию и формы нахождения радионуклида в водоемах, математические модели должны включать адекватное описание основных процессов переноса и перераспределения радионуклидов. Актуальность тех или иных процессов может быть различна для различных радионуклидов, различных водоемов. Модель должна работать в достаточно широком диапазоне входных параметров. Помимо этого, для того, чтобы оценить возможный ущерб здоровью населения требуются модели, позволяющие прогнозировать дозы облучения населения основываясь на загрязнении объектов природной среды. Интегрированность моделей в единую цепочку. Возможность оперативног о прогнозирования. Это позволит использовать систему в кризисных ситуациях. Возможность получать результаты при наличии минимальной входной информации и повышать их точность при получении дополнительных данных. Возможность использовать имеющиеся экспериментальные данные вместо промежуточных результатов. Это даст возможность пользователю корректировать и повышать достоверность прогнозов за счет использования имеющихся у него экспериментальных данных. Что в свою очередь позволит получать окончательные результаты с наиболее высокой возможной точностью. Открытость всех ее подсистем возможность использования их совместно с другими. Это даст возможность расширять применимость системы и получать наиболее точные результаты за счет наиболее подходящей в каждом конкретном случае модели. Возможность пополнения и корректировки баз данных параметров моделей. Простота и удобство в работе, дружественный пользователю интерфейс. Это сделает возможным работу с системой пользователей, не являющихся профессионалами в программировании. Возможность экспорта окончательных и промежуточных результатов расчетов. Главными гидродинамическими механизмами переноса радионуклидов в водоемах являются дисперсия диффузионная, турбулентная и иная и конвекция.