Тема 1 Система як об¢єкт моделювання . . .7 - Конспект, раздел Философия, З курсу Моделювання та прогнозування як конспект лекцій з дисципліни Конспект лекцій 1.1 Загальні Положення . . . . .7
1.2 Моделювання В Екології . . . ....
1.1 Загальні положення . . . . .7
1.2 Моделювання в екології . . . .9
1.3 Характерні властивості систем . . .11
1.4 Взаємодія елементів системи . . .13
1.5 Динамічна система . . . .14
1.6 Екологічна система . . . .17
1.7 Системний аналіз екосистем . . .18
1.8 Екологічний аналіз екосистем . . .20
Тема 2 Критеріальні принципи моделювання
екологічних систем . . ………. .21
2.1 Загальні положення . . . .21
2.2 Типи моделей . . . . .22
2.3 Характеристичні ознаки моделей . .25
2.4 Класифікація моделей . . . .25
2.5 Моделювання екосистем . . . .26
Тема 3 Процес моделювання . . . .28
3.1 Загальна схема моделювання об¢єкта . .28
3.2 Етапи побудови моделі . . . .31
3.3 Дослідження екосистем методом
моделювання . . . . .32
3.4 Моделювання наукових досліджень . .33
3.5 Прогностичне моделювання . . .34
Розділ 2 Теоретичні основи екологічного
моделювання стану атмосфери .35
Тема 4 Теоретичні основи математичного
моделювання екологічного стану атмосфери .35
4.1 Загальні положення . . . .35
4.2 Джерела забруднення атмосфери . ……….38
4.3 Формування димового факела викиду
забруднюючих речовин . . … .40
Тема 5 Моделювання розповсюдження
забруднюючих речовин в атмосфері …….. .48
5.1 Умови, які впливають на розповсюдження
домішок у зоні джерела викидів в атмосферу .48
5.2 Моделювання дальності розповсюдження
домішок в атмосфері . …………. .49
Тема 6 Моделювання факторів впливу на
забруднення атмосфери ………… . .59
6.1 Загальні положення . . . .59
6.2 Вплив географічного місця розташування
джерела викиду на формування рівня
забруднення атмосфери ……….. . .62
6.3 Ефект температурної стратифікації
атмосфери …………………………. .66
6.4 Вплив метеокліматичних умов на
забруднення атмосфери . ……….. .67
6.5 Вплив параметрів джерела викидів на
забруднення атмосфери ……………….. .69
6.6 Вплив параметрів пилогазоповітряної
суміші викиду на забруднення атмосфери. .70
6.7 Вплив параметрів виходу факела з отвору
трубки на забруднення атмосфери . .72
6.8 Вплив рельєфу місцевості на забруднення
атмосфери ………… . . . .73
Тема 7 Математичне моделювання концентрації
домішок у приземному шарі атмосфери ……….77
7.1 Моделі концентрації максимального рівня
забруднення атмосфери точковим
стаціонарним джерелом . ……….. .77
7.2 Модель небезпечної відстані, на якій
концентрація досягає максимального
рівня …………………………………. .78
7.3 Модель небезпечної швидкості вітру,
при якій концентрація досягає максимального
рівня ……….. . . . .80
7.3 Моделі концентрації забруднюючих речовин
на довільній відстані від джерела викиду . .82
7.4 Графічні моделі залежності концентрації
домішок в атмосфері від факторів впливу 87
Тема 8 Моделювання стану атмосфери . . .89
8.1 Модель екологічного стану атмосфери . .89
8.2 Модель фізичного стану атмосферного
повітря ……………………………….. .90
8.3 Модель гігієнічного стану атмосфери
населених пунктів ………………... .91
8.4 Математична модель ранжування
стану атмосфери ……………………………….94
Висновки . ………. . . .97
Список літератури . . . .98
ПЕРЕДМОВА
У сучасних умовах науково – технічного прогресу (НТП) вплив людини на навколишнє середовище набув глобальних масштабів, прирівняних до геологічних переворотів. Реальна загроза незворотних негативних наслідків антропогенного впливу на безпеку життя у зв¢язку з порушенням екологічної рівноваги планети висунула питання, пов¢язані з динамікою еколого-економічних систем, на передній план стратегії виживання людства.
Соціально-економічні процеси взаємодії людини з навколишнім середовищем настільки складні і масштабні, що сподіватися на їх стихійну адаптацію у сприятливому для людини напрямку нерозумно і небезпечно. Сучасна діяльність висуває задачу вивчити дію всієї сукупності факторів, які обумовлюють розвиток людства, з одного боку, та шляхів свідомого керування цим процесом, з іншого, на основі врахування примата екологічних інтересів. Сьогодні керування соціально-економічними і еколого-економічними системами стає однією з основних форм людської діяльності. Це вимагає уміння обліку і врахування великої кількості багаторівневих взаємодій, динамічного характеру розвитку систем у цілому та їх окремих елементів і підсистем. У цих умовах важливим інструментом аналізу стану довкілля виступають методи математичного моделювання.
РОЗДІЛ 1 ВСТУП ДО НАУКОВИХ ОСНОВ
ЕКОЛОГІЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ
Тема 1 Система як об¢єкт моделювання
Все темы данного раздела:
Загальні положення
Успішний результат будь-якої справи залежить від досвіду її виконавців.
Існує декілька способів накопичення досвіду в процесі виробничої або організаційної діяльності. У на
Моделювання в екології
Застосування методів моделювання в екології має ще більше значення, ніж у техніці, вже тому, що необхідно вирішувати завдання дуже складні, недостатньо вивчені, до того ж занадто ви
Характерні властивості систем
Звертаючись до розгляду екологічних систем, слід зупинитися на їх характерних особливостях, які властиві всім цим екосистемам. Перш за все – це наявність структури.
Структу
Взаємодія елементів системи
Під взаємодією елементів системи розуміють режим (процес) спільного функціонування елементів, при якому поведінка (або властивості одного елемента) в загальному випадку залежать від
Динамічна система
Усі явища і процеси матеріального світу ми звикли розглядати у просторі і часі.
У найпростішому випадку механічного руху мова про переміщення, яке інтерпретується як зміна
Екологічна система
Під екологічною системою треба розуміти систему, конкретний зміст якої пов'язаний із відношеннями в галузі екології, тобто відношеннями живих організмів з їх середовищем перебування
Системний аналіз екосистем
Розгляд досліджуваного об'єкта матеріального світу як системи, що складається із взаємодіючих елементів, побудова математичної моделі для нього і дослідження його властивостей метод
Екологічний аналіз екосистем
Системний підхід широко використовується не лише в галузі природокористування, але й в екології. Наприклад, в питаннях екологічного аналізу екосистем та охорони довкілля.
Е
Загальні положення
Введемо деякі основні поняття.
Модель – це:
- фізична (речовинно-натуральна) або знакова (математична, логічна) подібність реального об'єкта (звичайно спрощеного),
Типи моделей
Можна визначити такі основні типи моделей: матеріальні (предметні), формальні(логіко-математичні), змішані (рис. 2.1).
Тип матеріальних моделей представляють групи моделей
Класифікація моделей
Розраховуючи різноманіття моделей, для зручності вдаються до їх класифікації. Так, в залежності від об'єкта моделювання розрізняють субстанціональні, структурні та функціональні кла
Етапи побудови моделі
Відповідно до загальної схеми моделювання розглянемо більш детально процес побудови моделі. Він складається з трьох послідовних етапів: концептуалізація, математичний опис, аналіз м
Моделювання наукових досліджень
Практично будь-яке дослідження являє собою процес, який починається з відчуттів та сприйняття навколишньої дійсності і закінчується формулюванням законів і теорій, які описують стру
Загальні положення
Визначимося в основних термінах.
Атмосфера – зовнішня газова оболонка Землі, яка обертається разом з нею.
Повітря – газовий склад атмосфери Землі.
Зовнішн
Джерела забруднення атмосфери
Всі джерела, які забруднюють атмосферу, можна розподілити за видами: стаціонарні і нестаціонарні, а також організовані і неорганізовані.
Найбільше забруднюють атмосферу ста
Забруднюючих речовин в атмосферу
Пилогазоповітряна суміш, яку викидає з свого отвору стаціонарне джерело (труба), завжди дуже відрізняється від навколишнього атмосферного повітря не лише своїми фізичними, хімічними
Домішок у зоні джерела викидів в атмосферу
Розповсюдження забруднюючих речовин в атмосфері навколо джерела викидів відбувається в цілому за законами матеріального світу, які здебільшого відомі науці в різних її галузях (фізиці, хімії, кліма
Домішок в атмосфері
Моделювання будь-якого процесу звичайно відбувається послідовно від найбільш простого до найбільш досконалого варіанта, який найбільш адекватно і точно відображає цей процес відпові
Загальні положення
Концентрація забруднюючих речовин у зоні викидів в атмосферне повітря формується під впливом багатьох факторів. Результати наукових досліджень дозволяють стверджувати, що формування величини рівня
Забруднення атмосфери
Місцевість залежно від її географічних координат завжди має свої регіональні (зональні) особливості. Такі, наприклад, як кліматичні, геологічні, грунтово-рослинні та інші. Особливо важливо те, що з
На забруднення атмосфери
Перш за все слід зазначити, що на рівень забруднення в будь-якій точці простору в зоні джерела викидів забруднюючих речовин безпосередньо впливають такі метеофактори, як швидкість і
На забруднення атмосфери
Само собою зрозуміло, що параметри джерела викидів домішок в атмосферу безпосередньо впливають на формування рівня і характеру забруднення. Перш за все це такі: висота джерела над п
Викиду на забруднення атмосфери
На рівень концентрації речовини в досліджуваній (розрахунковій точці) простору перш за все впливають швидкість виходу суміші викиду з гирла труби (W, м3/с) та його темпер
На забруднення атмосфери
На формування рівня забруднення суттєво впливають умови виходу факела пилогазоповітряної суміші із отвору труби. Вони різні для холодного і відповідно гарячого викидів.
Кое
Атмосфери
Рельєф місцевості і тип підстилаючої поверхні, безумовно, впливають на формування рівня забруднення. Про це красномовно свідчить той факт, що теоретичні і фактичні значення концентр
Джерелом
Максимальний рівень приземної концентрації (Сгм, мг/м3) забруднюючої речовини при викиді гарячої пилогазоповітряної суміші (ΔТ > 0о
Досягає максимального рівня
Небезпечна відстань (Хm) – це віддаль від джерела викиду, на якій при несприятливих метеоумовах приземна концентрація домішку досягає максимального значення (См).
Небезпечн
Концентрація досягає максимального рівня
Небезпечна швидкість вітру (Uм) – це значення його швидкості на рівні флюгера (10 м над поверхнею землі), при якій на небезпечній відстані (Хм) приземна концентрація досягає максима
На довільній відстані від джерела викиду
На довільній відстані (Х≠Xм) від джерела при небезпечній швидкості вітру (Uм) приземна концентрація речовини (Сх) в атмосфері за віссю факела викиду розраховується за формулою
Домішку в атмосфері від факторів впливу
Рисунок 7.6 – характер залежності концентрації (С) від маси викиду (М) при постійній
Модель екологічного стану атмосфери
Оцінка екологічного стану забруднення атмосфери окремою (і) речовиною здійснюється за допомогою простого індексу (коефіцієнта) забруднення:
Кі = Сі / ГДКі ,
Модель фізичного стану атмосферного повітря
Оцінка фізичного стану забруднення атмосферного повітря окремою (і) речовиною виконується зведенням її до 3 – го класу небезпеки за допомогою коефіцієнта
Атмосфери населених пунктів
Оцінка небезпеки забруднення атмосфери міст для їх населення здійснюється за допомогою індексу
Атмосфери
Оцінка рівня забруднення атмосферного басейну визначається величиною зваженого агрегатного індексу
___
Список літератури
1. Берлянд М.Е. Прогноз и регулирование атмосферы. – Л., 1985.
2. Владимиров А.М. и др. Охрана окружающей среды. – Л.,1991.
3. Егоров В.А. и др. Математические мод
Новости и инфо для студентов