Geum.ru

Конспект лекций к курсу «Модели управления природопользованием и овос»

Вид материалаКонспект
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7

  • 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.

  • 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.


блицы к лекции 2

П
араметры, нормируемые в России и за рубежом, а также ряд других параметров, часто употребляемых в водоподготовке



Бактериологические и паразитологические показатели

*

  Количество колонии образующих бактерий
** Бляшкообразующие единицы
1) Наличие колиформных бактерий допускается не более, чем в 5% проб, взятых за месяц. При количестве проб в месяц меньше 40 наличие колиформных бактерий не допускается. Все пробы, в которых обнаружены колиформные бактерии, необходимо проверить на наличие термотолерантных колиформных бактерий. Присутствие последних не допускается.




В
одные патогенные организмы
(по данным ВОЗ, Руководство по контролю качества питьевой воды. Том 1. Рекомендации. Женева, 1993 г.)




  • Срок, в течение которого микроорганизм способность сохранять жизнеспособность вне тела хозяина. В воде (при температуре 20 оС) короткий - до 1 недели, средний - от 1 недели до 1 месяца, длительный - свыше 1 месяца.




Лекция № 3

Методы контроля и экологический мониторинг в структуре ЭУСП (методы контроля состава и свойств; системы мониторинга (сеть объекты, информационное обеспечение, масштаб))


Активное использование человеком природных ресурсов и развитие систем природопользования привело к общему санитарно-гигиеническому кризису окружающей среды и к череде локальных и региональных экологических кризисов. В отличи от природных экосистем способных к самовосстановлению природно-технические системы (ПТС) не могут находится в равновесии без управляющего воздействия человека. Современная наука видит решение экологических проблем в снижении воздействия технической подсистемы ПТС на ее природную составляющую путем создания экологически «чистых» производств и условий для устойчивого развития системы в целом. Для достижения системами природопользования на разных иерархических уровнях устойчивого состояния используют экологическое управление, как общую функцию сложных организованных систем. Экологический мониторинг как цепь функциональных процедур занимает одно из ведущих мест в системе экологического управления ПТС. Целью мониторинга окружающей среды является экологическое управление ПТС путем целенаправленного планирования и изменения режима ее работы, разработки системы инженерной защиты, а также реализации комплекса инженерно-строительных и природоохранных мероприятий. Получаемая с помощью мониторинга информация перерабатывается и служит основой для выработки соответствующих эколого-экономических управляющих воздействий, приближающих ПТС к устойчивому состоянию [1, 3, 5]. В основе концепции экологического мониторинга ПТС 4 основных принципа: комплексность, систематичность и периодичность, полигонный характер исследования и автоматизация обработки данных. Решение задач оптимального эколого-экономического управления ПТС не возможно без соблюдения требований о наличии исчерпывающей информации о технической и природной подсистемах, цели управления ПТС, критериев качества ПТС и ограничений для управляющих воздействий.

Объектами экологического мониторинга в зависимости от целей и задач воздействия и управления могут быть тропосфера (в основном приземные слои атмосферы), гидросфера, литосфера, педосфера, радиационная обстановка и здоровье населения.

Для получения достоверной информации необходимо проведение комплексных изыскательских работ на всех стадиях экологического управления (создания, эксплуатации и реконструкции) ПТС с привлечением различных интегрированных технологических схем аэрокосмических и наземных методов наблюдения, математического и физического моделирования [4]. Сложность ПТС и ее площадь определяют уровень экологического мониторинга (глобальный, государственный, региональный, локальный и т.п.) и частоту получения данных (сутки, недели, квартал, год). Специализированные изыскания и системы наблюдений размещаются на стационарных участках тип и структура, которых определяются масштабом работ и площадной распространенностью ПТС. Выделяют следующие типы полигонов: наблюдательный пост, опорный, опорно-методический и специальный полигон. В зависимости от структуры и свойств ПТС, а также динамичности развития природных и техногенных процессов в ней системы экологического мониторинга предоставляют ретроспективную, текущую и прогнозную информацию для регулирования режима функционирования систем природопользования, управления охраной окружающей среды и управления обеспечением экологической безопасности с различной периодичностью. Оперативный контроль за метеобстановкой и компонентами атмосферного загрязнения осуществляют каждые сутки, а уровень акустического воздействия один раз в квартал. Данные о гидрологической обстановке и загрязнении водных объектов обновляются в течение суток или недели, а гидрогеологические данные - каждый квартал. Наблюдение за состоянием почв, полигонами ТБО и ТБПj, а также несанкционированным сбросом загрязняющих веществ на рельеф проводят раз в квартал. Изменение геодинамической обстановки отслеживают в течение недели и предоставляют еженедельный отчет и прогноз развития ситуации. Колебания состава и свойств горных пород, состояния экосистем и городских зеленых насаждений контролируют в течение года. Гамма-фон воздуха, воды, почв и грунтов, а также суммарная бета-активность требует еженедельных наблюдений. Здоровье населения отслеживается ежеквартально по показателям заболеваемости, смертности и рождаемости [2]. Применение принципа систематичности и периодичности обеспечивает непрерывное получение информации и как следствие разработку достоверных прогнозов для вновь проектируемых ПТС.

Современный уровень организации мониторинга предполагает применение ГИС-технологий на стадиях наблюдения за состоянием ПТС и принятия управляющих решений как универсального инструмента экологического управления. База данных о состоянии ПТС основывается на тематических продуктах обработки исходной информации (карты, схемы, графики) отражающих различные состояния ПТС и ее компонентов. Информационную базу данных формируют на трех уровнях сбора информации дающих представление как о структуре ПТС, так и о динамике ее состояния. Применение ГИС-технологий позволяет добиться оперативности выдачи информации.

Для активного экологического управления ПТС в целях защиты ее объектов от негативного воздействия экзогенных и геохимических природных и техногенных процессов применяются интегрированные комплексы мероприятий инженерной защиты, технической мелиорации грунтов и экологической мелиорации ПТС.

Применение методической базы экологической мелиорации ПТС позволяет использовать системы мониторинга для контроля над экологической обстановкой, для разработки и применения интегрированного комплекса мероприятий по активизации процессов самоочистки биогеоценозов или их очистки после локализации загрязнения и для улучшения экологических показателей ПТС в целом. Рассмотрим особенности использования ГИС-технологий в экологической мелиорации ПТС на разных стадиях: обнаружения загрязнения, определения состава, строения и свойств загрязненных объектов, прогноза распространения загрязнения и процессов преобразования загрязняющих веществ, выбора методов контроля и разработки системы мониторинга, создания и реализации интегрированной системы мероприятий по локализации, иммобилизации и удаления загрязняющих веществ, ландшафтного дизайна территории.

Использование ГИС-технологий при обнаружении загрязнения - это один из наиболее ярких примеров оперативного управления информацией. ГИС-технологии позволяют при наличии на исследуемой территории сети мониторинга с соответствующей сетью пунктов получения информации, оперативно в режиме реального времени пополнять базу данных геоинформационной системы. В случае появления в данной сети мониторинга признаков загрязнения территории, информация об этом немедленно поступает в базу данных. С этого момента неблагоприятное изменение экологической обстановки становится предпосылкой для дальнейших действий по изучению типа и характера загрязнения, выбору комплекса мер по локализации и ликвидации загрязнения, а также предложений по ландшафтному проектированию и дальнейшему использованию территории в народном хозяйстве.

На данном этапе для контроля над экологической ситуацией может привлекаться картографическая составляющая геоинформационной системы, которая является мощным и одновременно наглядным средством отображения и управления информацией. После обнаружения загрязнения на данную территорию составляется серия карт: инженерно-геологическая, ландшафтная, гидрогеологическая, карта техногенной нагрузки и состояния растительности, а также другие карты, характеризующие систему в целом. В отдельный блок выделены карты, характеризующие пространственное распространение загрязнения на данной территории.

Картографическая информация хранится и обрабатывается в системе ArcView и Adobe Illustrator. База данных на этом этапе структурируется в виде соответствующих унифицированных паспортов.

Наиболее точно осуществить прогноз распространения загрязнения можно с помощью постоянно действующей модели (ПДМ). ПДМ в системе мониторинга для целей экологической мелиорации ПТС является частью ГИС. Основным назначением ПДМ в системе мониторинга является решение экологических задач, связанных с оценкой изменения (как природной, так и техногенной) составляющих ПТС и их компонентов, а также прогнозом ее развития в результате принимаемых мер по реабилитации территории. Она построена так, что по каналам связи есть постоянная возможность получения для модели новой исходной информации из банка данных ГИС о состоянии моделируемой территории и о техногенных воздействиях на нее. Функционирование ПДМ осуществляется циклически и, следовательно, чем дольше функционирует система мониторинга (т.е. чем полнее исходная для моделирования информация), тем "точнее" моделирование, тем ближе модель к моделируемому объекту. Результатом деятельности ПДМ является серия поэлементных и интегральных прогнозных карт распространения загрязнения и активизации экзогенных геологических процессов. При составлении поэлементных прогнозных карт используют нормативные документы и методические разработки по прогнозированию того или иного вида воздействия или процесса. Прогнозная информация чрезвычайно важна с точки зрения экологической мелиорации, так как на её основе обосновывается контроль над процессами преобразования загрязняющих веществ, путём создания опорных пунктов наблюдения за изменением экологической ситуации на всём пути миграции загрязняющих веществ на всех стадиях реабилитации ПТС.

Создание прогнозных поэлементных или интегральных карты изменений окружающей среды на первом этапе, позволяет существенно улучшить организацию наблюдательной сети мониторинга на последующих стадиях экологической мелиорации ПТС. Данный этап мониторинга в рамках экологической мелиорации визуально отображается на карте организации наблюдательной сети. Она строится на основе сопоставления предыдущих типов карт, которое позволяет выявить особенности пространственного изменения зон влияния, а значит обосновать размещение наблюдательной сети мониторинга [3]. Основное назначение данной карты на этом этапе – отразить расположение наблюдательных сетей, разбивку СППИНФов (сеть пунктов получения информации) на территории и определить комплекс методов эколого-аналитического контроля. Такая карта-схема является наряду с целевой комплексной программой основным базовым документом для практической реализации мониторинга всех компонентов ПТС на стадиях выбора комплекса мероприятий по улучшению экологических условий и дальнейшем сопровождении их динамики. В легенде условными обозначениями отражаются все виды наблюдений, применяемых в системе мониторинга на данной территории, опытные площадки и ключевые участки, наблюдательные скважины, гидрогеологические и геофизические профили, места взятия тех или иных проб и другие пункты сбора информации. Одним из наиболее перспективных способов интеграции аналоговой информации с датчиков контроля системы мониторинга и технического оборудования комплекса методов экологической мелиорации является использование программной среды LabVIEW и технических средств NI [6, 7]. Это универсальная многоканальная информационно-измерительная система, преобразующая аналоговые сигналы с измерительных датчиков в цифровые. Сигналы обрабатываются в режиме реального времени и поступают в базу данных, в результате чего появляется возможность оперативно корректировать программу мониторинга территории, а также технологию и режимы методов очистки объектов ПТС от экотоксикантов.

Использование системы мониторинга и применение ГИС-технологий на стадии разработки и применения интегрированной системы мероприятий по локализации, иммобилизации и удаления загрязняющих веществ из объектов ПТС можно рассматривать, как логическое завершение работ на предыдущих этапах, и как важнейшую фазу экологического управления, его сущность. Анализ ситуации с использованием системы мониторинга и геоинформационных технологий позволяет выявить соответствующие ключевые участки, требующие оперативного вмешательства. На этой стадии могут использоваться физические, физико-химические, химические и биологические методы очистки (а также их комплекс). Контроль над процессом и результатом применения вышеперечисленных методов, также может с успехом осуществляться с помощью датчиков сети пунктов получения информации, в режиме реального времени, что как бы возвращает нас к первой стадии экологической мелиорации, и демонстрирует тот факт, что все её этапы структурно взаимосвязаны и представляют собой единую комплексную систему, основой которой является система мониторинга, построенная на базе геоинформационных технологий.

Завершающим в экологической мелиорации природно-технических систем является этап ландшафтно-экологического проектирования, на котором также широко используются возможности ГИС-технологий, так как творческий подход при осуществлении такого рода дизайна требует использования средств визуализации соответствующего уровня. На этом этапе создаются условия для вовлечения искусственно измененных мелиорируемых территорий ПТС в естественные природные системы. Для этих целей используются разнообразные программные средства и ГИС-технологии, с помощью которых, моделируется процесс рекультивации территорий с визуальным отображением дизайнерских решений. В данном случае специальный геоинформационный модуль создаёт на основе заданного сценария развития ситуации видеоряд, в котором отображается исследуемая территория, изменяющаяся во времени.

Одним из заключительных и важнейших этапов экологической мелиорации ПТС является составление рекомендации по их рациональному использованию.

Таким образом, экологический мониторинг и создание ГИС являются одними из прямых информационных методов управления ПТС. Главной целью и критерием управления ПТС следует считать минимизацию неблагоприятных последствий изменений окружающей среды и её компонентов при одновременно минимизации затрат на создание или поддерживание её состояний, благоприятных для хозяйствования и жизнедеятельности людей. В целом, сегодня уже невозможно представить себе осуществление комплексных экологических решений без использования в системах мониторинга современных программных средств и ГИС-технологий. Их гибкость, универсальность вводимой информации и эффективность при принятии управляющих решений по реабилитации ПТС – это лишь немногие из неоспоримых достоинств геоинформационных систем для экологических целей.

Литература:
  1. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие для вузов / под ред. проф. Л.А. Муравья. 2-ое изд., перераб. и доп. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2002. –431 с.
  2. Инженерная защита окружающей среды. Под общей редакцией Ю.А. Бирмана, Н.Г. Вурдовой: М.: изд-во АСВ, 2002 – 296 с.
  3. Казаков Л.К., Чижова В.П. Инженерная география: Учебное пособие. – М.: Лэндрос, 2001 – 268 с.
  4. Камышев А.П. Методы и технологии природно-технических систем Севера Западной Сибири / Под ред. А.Л. Ревзона. М.: ВНИПИГАЗДОБЫЧА, 1999. 230 с.
  5. Королев В.А. Мониторинг геологической среды: Учебник / Под редакцией В.Т. Трофимова. – М.: Изд-во МГУ, 1995. – 272 с.
  6. Неклюдов Д.Б., Некрасова М.А. Геоинформационные технологии в системе экологической мелиорации / Актуальные проблемы экологии и природопользования. Вып. 5. Ч. 2. Экологические исследования природно-техногенных систем: Сб. науч. трудов. – М.: Изд-во РУДН, 2004. – 296 с.
  7. Некрасова М.А. Экспертные системы в реабилитации окружающей средой / Вестник РУДН. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности. 2003, № 7 с. 80 - 86


Лекция 4 МУП

Методы реабилитации загрязненных территорий и природоохранные мероприятия
  1. Классификация методов экологической мелиорации очистки территорий
  2. Виды эрозии и защитные мероприятия от водной эрозии, факторы ее определяющие
  3. Комплекс противоэрозионных мероприятий
  4. Агротехнические приемы
  5. Лугомелиоративные приемы


Выделяют 4 типа методов по природе основного типа оказываемого на грунт воздействия
    • физические,
    • физико-химические,
    • химические
    • биологические