Конспект лекций к курсу «Модели управления природопользованием и овос»
| Вид материала | Конспект |
- Конспект лекций по курсу «Организация производства», 2032.47kb.
- Конспект лекций по курсу «Организация производства», 2034.84kb.
- Конспект лекций по курсу "Начертательная геометрия и инженерная графика" Кемерово 2002, 786.75kb.
- И в свет разрешаю на основании "Единых правил", п 14 Заместитель первого проректора-, 427.3kb.
- Конспект лекций по курсу «бизнес-планирование в условиях рынка», 461.46kb.
- Конспект лекций по курсу «Неорганическая и аналитическая химия», 18.21kb.
- Конспект лекций Представление знаний в информационных системах Лекция№1, 194.32kb.
- Конспект лекций по курсу "Информатика и использование компьютерных технологий в образовании", 1797.24kb.
- И в свет разрешаю на основании "Единых правил", п. 14 Зам первого проректора начальник, 1086.32kb.
- Конспект лекций по курсу макроэкономика для студентов заочников факультета бухгалтерского, 2421.87kb.
Комплексная оценка состояния природных и природно-техногенных систем водосборной территории с помощью системы интегральных показателей
Для введения системы интегральных показателей состояния водосборных территорий Верхней Волги (ВТВВ), необходимо знать какими элементами оно определяется. Требования управления и охраны водных ресурсов в первую очередь определяют эти элементы, как блоки, для которых может быть спрогнозировано и реализовано управляющее воздействие. Однако трудно представить в качестве управляемого блока, например, состояние атмосферного воздуха или состояние биогеоценозов. Поэтому система ВТВВ разбита на три подсистемы по управляемости элементами: природная, природно-техногенная и техногенная. Каждая подсистема разделена на элементы (рис. 3.1). Элементы описываются комплексом интегральных показателей. Система ВТВВ состоит из четырех иерархических уровней, где система ВТВВ является первым иерархическим уровнем. Таким образом, в соответствии с иерархическим строением системы ВТВВ, интегральные показатели разделены по типу, виду и названию.
Типы интегральных показателей соответствуют второму иерархическому уровню системы, то есть подсистемам. Вид интегрального показателя соответствует третьему иерархическому уровню системы – элементам. Интегральные показатели соответствуют четвертому иерархическому уровню системы.
Задача моделирования системы ВТВВ заключается в определении функциональной схемы моделирования взаимодействия ее подсистем и элементов.
Если N(N1,N2,…Nn) — множество природных интегральных показателей, Nt(Nt1,Nt2,……Ntn) — множество природно-техногенных интегральных показателей, T(T1,T2,……Tn) — множество технических интегральных показателей, то поставленная задача формально представляется в виде преобразования
, 
,где R – операция формирования структуры; M – модель взаимодействия показателей; X – множество интегральных показателей; Y – взаимодействия между интегральными показателями; X(1), X(2), X(3) – множество показателей расположенных в каждой из трех подсистем, соответственно.
В природной подсистеме выделен ряд элементов по компонентам окружающей природной среды (атмосферные, гидросферные, литосферные и биосферные элементы). Под атмосферными элементами понимают внешнюю газообразную оболочку Земли, процессы и явления происходящие в ней. Гидросферные элементы– совокупность водных объектов, включающая океаны, моря, воды, реки, озёра, снежный покров, ледники, подземные воды, болота и определяющие взаимосвязь элементов в природной подсистеме. Литосферные элементы – твердая внешняя оболочка Земли. Биосферные элементы – область обитания живых организмов, состав, структура и энергетика которой определяется деятельностью всей совокупности живых организмов – биотой.
В природно-техниогенной подсистеме элементы выделены по взаимодействию техногенных с природными элементами (атмотехногенные, гидротехнногенные, литотехногенные и биотехногенные элементы) (рис. 3.1). Влияние, которых на инженерные сооружения может вызвать аварийные ситуации с возможными негативными социально-экологическими последствиями. Под атмотехногенными элементами понимают совокупность состояний и форм, определяемых взаимодействием приземной части атмосферы (тропосферы), в пределах которой формируется воздушная среда, с инженерными сооружениями. Под гидротехногенными элементами понимают совокупность форм взаимодействия инженерных сооружений с находящимися в зоне их влияния водными источниками (морями, озёрами, водохранилищами, речными водотоками). Литотехногенные элементы в условиях водосборного бассейна Верхней Волги определяются совокупностью форм взаимодействия инженерных сооружений с геологической средой, представляющей сочетание осадочных пород и промерзающих современных отложений, с проявлениями комплекса современных геологических процессов разной интенсивности и подземных вод, свойства которых определяются региональными ландшафтно-климатическими и структурно-тектоническими условиями. Биотехногенные элементы определяются совокупностью взаимодействия инженерных сооружений с флорой и фауной районов строительства и эксплуатации сооружений.
В техногенной подсистеме также выделен ряд элементов: сельскохозяйственные, урбанизированные и промышленные территории (рис. 1). Сельскохозяйственные территории – участки земной поверхности, систематически используемые для производства сельскохозяйственной продукции. Сельскохозяйственные территории различаются по природно-климатическим условиям, комплексу применяемых агротехнических мероприятий, степени их агрогенной изменённости. К основным видам сельскохозяйственных территорий относятся пашня, многолетние насаждения, залежи, сенокосы и пастбища. Урбанизированная территория – участок суши, занятый поселением городского типа и связанными с ним производственными, транспортными и инженерными сооружениями. Промышленные территории – территории на которых располагаются отрасли материального производства, создающие средства производства и большую часть предметов потребления.
Теоретически, безусловно, можно создать такую систему интегральных показателей, на основе которой за счёт управляющих воздействий формировалось бы требуемое качество среды. Но такая система может существовать только для идеальных закрытых детерминированных объектов. В реальных природных и природно-техногенных системах возникает ряд противоречий.
Научно методические противоречия:
Сумма параметров качества состояния каждого из природных элементов не может являться комплексным экологическим параметром. Поэтому интегральные показатели, выбранные по частным критериям, в сумме не обеспечивают комплексную оценку ВТВВ. Эти противоречия обусловлены не линейностью природных и природно-техногенных процессов, что исключает возможность применения метода суперпозиции в этом случае.
Экономические противоречия:
Организация исследований по изучению различных природных компонентов, условий их формирования, взаимодействия и т.д., мониторинга изменений в процессе реализации технических решений и обработки полученной информации дорогостоящие экономически не выгодные мероприятия.
Управленческие противоречия:
Критерий правильности выбранного решения, основанный на системе интегральных показателей оценки состояния ВТВВ, могут быть получены только после дополнительного изучения изменений, что исключает оперативность управления водными ресурсами.
Таким образом, иерархия подсистем и элементов в системе водосборных территорий Верхней Волги определяет структуру интегральных показателей.
Система интегральных показателей
Несмотря на все противоречия, обусловленные подходами к ландшафтно-экологическому районированию. Нами была сделана попытка систематизации существующих интегральных показателей. Система интегральных показателей разбита на шесть частей по вертикали отражающих полную информацию об интегральных показателях: тип, вид, название, формула, обозначения и ссылка на литературу (табл. 3.1).
По горизонтали система разделена на три типа соответствующих подсистемам в системе ВТВВ: природно-климатический (природный), антропогенный (природно-техногенный) и эколого-экономический (техногенный) типы. Каждый тип разделён на виды в соответствии с выделенными в системе ВТВВ элементами подсистем. В отдельный четвертый тип выделены комплексные интегральные показатели. Каждый комплексный интегральный показатель описывает элемент или подсистему ВТВВ. Он содержит информацию о элементе или подсистеме в целом.
Структура системы водосборных территорий Верхней Волги
-
Атмосферные
Гидросферные
Литосферные
Биосферные
Атмотехногенные
Гидротехногенные
Литотехногенные
Биотехногенные
Сельскохозяйственные территории
Урбанизированные территории
Промышленные территории