Математическое моделирование процессов распространения примесей в атмосфере и программная реализация информационно-аналитической системы природоохранных служб

• Автор: Якубайлик, Олег Эдуардович
• Шифр специальности: 05.13.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 204 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЗАДАЧИ МОДЕЛИРОВАНИЯ В ЭКОЛОГИИ
1.1. Проблемы управления качеством окружающей среды
1.2. Экологическая экспертиза и системы оценки качества
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
1.3. Программное обеспечение экологического мониторинга
и вычислительный эксперимент
1.4. Объект исследований данной работы
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ В АТМОСФЕРЕ
2.1. Общие сведения о моделях
2.2. Классификация существующих моделей
2.3. Стандартные модели природоохранных служб
2.4. Модель Паскуилла-Гиффорда:
2.5. Модель Института экспериментальной метеорологии
2.6. Трехмерные модели переноса и диффузии примесей
2.7. Аэродинамическое моделирование
2.8. Районирование зоны загрязнения по степени опасности
2.9. Заключение
ГЛАВА 3. ЧИСЛЕННЫЕ И АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Общая постановка задачи для уравнения переноса-диффузии примеси
3.2. Двумерная стационарная аналитическая модель
3.3. Двумерная численная модель
3.4. Сравнительный анализ диффузионных и эмпирических моделей
3.5. Двухслойная численная модель
3.6. Результаты аэродинамического моделирования
3.7. Выводы и рекомендации
ГЛАВА 4. ТЕХНОЛОГИИ В СОЗДАНИИ ИНФОРМАЦИОННО-ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ ПРИРОДООХРАННЫХ СЛУЖБ МЕГАПОЛИСА
4.1. Проблемы реализации пржладных моделей в программном
ОБЕСПЕЧЕНИИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
4.2. Концепция создания информационно-аналитической системы
ПРИРОДООХРАННЫХ СЛУЖБ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ
4.3. Программное обеспечение и технологии
ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ В ЭКОЛОГИЧЕСКОМ МОДЕЛИРОВАНИИ
4.4. ГИС-WEB-CEPBEP КАК ЭФФЕКТИВНЫЙ СПОСОБ ПОСТРОЕНИЯ ПРИКЛАДНЫХ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
НА ОСНОВЕ ГИС- и Internet-технологий
ВЫВОДЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ: ПРИКЛАДНЫЕ ПРОГРАММЫ
1. Архитектура программного обеспечения и
УЧЕТ ОСОБЕННОСТЕЙ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
2. Комплекс программ МОНИТОР Версия
3. Программное обеспечение проекта ЭКОСФЕРА
4. Опьпно-конструкторская разработка МАКЕТ
5. ГИС-приложение МОНИТОР Версия
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Введение
Эффективность и оперативность проведения природоохранных мероприятий в существенной мере зависит от степени и качества информированности должностных лиц о состоянии городской среды и источниках ее загрязнения. Чтобы успешно управлять территорией и рационально распоряжаться ее ресурсами, нужно хороню представлять себе обобщенные характеристики ее состояния и иметь возможность оперативно и в наглядной форме получать необходимые для принятия решений детальные сведения об объектах управления. Система управления качеством городской среды должна строиться на основе эффективного взаимодействия природопользовательских и природоохранных организаций, хозяйствующих на территории. Она должна опираться на современные технологичные решения: информационную инфраструктуру с высокоскоростными телекоммуникациями для обмена данными, разработанные специалистами наукоемкие программные комплексы экологического мониторинга, проработанную с правовой точки зрения систему экологической отчетности с разделением прав доступа пользователей. Основой системы управления должны стать специализированные аппаратно-программные комплексы - автоматизированные рабочие места, установленные во всех организациях, использующих природные ресурсы и занимающихся вопросами регулирования отношений и управления в этой сфере.
Программное обеспечение для решения задач экологического мониторинга обычно состоит из набора тесно взаимосвязанных прикладных подсистем. Среди них - специализированные базы данных с техническими характеристиками промышленных объектов и источников загрязняющих веществ; картографические базы данных; базы данных метеорологических характеристик территории; блок модельных расчётов распространения загрязнений; подсистемы представления и анализа результатов расчётов; экспертные системы для

• создать предпосылки для дальнейшего развития наукоемкой части информационной системы и соответственно для повышения качества экологической экспертизы и прогноза.
Таким образом, разработка и развитие модельной части информационной системы будет идти в соответствии с реализацией системы и развитием запросов ее потенциальных пользователей.
Перечислим основные модельные блоки, традиционно включаемые в системы экологической экспертизы:
• Блок моделей для оценки и прогноза состояния и уровня загрязнения атмосферы.
• Блок моделей, предназначенных для оценки и прогноза загрязнения поверхностных и подземных вод.
. Блок моделей, предназначенных для оценки и прогноза загрязнения пригородных пахотных земель и сельхозпродукции.
. Блок моделей, предназначенных для оценки и прогноза состояния здоровья населения.
• Блок моделей для оценки технического состояния и потенциальной опасности промышленных и транспортных объектов.
• Блок моделей для проведения эколого-экономической экспертизы.
В настоящий момент наибольший интерес вызывает, как правило, блок моделей, предназначенных для оценки и прогноза загрязнения атмосферы. Это связано с запросами потенциальных пользователей, а также с тем, что в основе многих экспертных моделей оценки эколого-экономического ущерба лежат прогнозы загрязнения территорий промышленными выбросами.
Система управления качеством городской среды должна строиться на основе эффективного взаимодействия природопользовательских и природоохранных организаций, хозяйствующих на территории, и опираться на современные технологичные решения: информационную инфраструктуру с высокоскоростными телекоммуникациями для обмена данными, разработанные специали-