Розглядаються зміни екологічних станів за рахунок викиду в повітряні басейни, в стічні води забруднюючих речовин. визначаються завдання моделювання, приводитися ряд математичних моделей. Робиться висновок про необхідність застосування системного підходу для вивчення екологічного стану регіону.

Анотація наукової статті з наук про Землю і суміжних екологічних наук, автор наукової роботи - Битюцкая Наталія Іванівна, Мамутов Батру Вячеславович


ANALYSIS OF REGIONAL ECOLOGICAL CONDITION

Changes of ecological conditions at the expense of emission in air pools, in sewage of polluting substances are considered. Modeling problems are defined, to be resulted a number of ma thematical models. The conclusion about necessity of application of the system approach for studying of an ecological condition of region becomes


Область наук:
  • Науки про Землю та суміжні екологічні науки
  • Рік видавництва: 2010
    Журнал: Известия Південного федерального університету. Технічні науки

    Наукова стаття на тему 'Аналіз регіонального екологічного стану'

    Текст наукової роботи на тему «Аналіз регіонального екологічного стану»

    ?5. Осяев ВІД., Остапенко А.В. Розрахунок несучої здатності і оцінка технічного стану тонкостінних і товстостінних багатошарових оболонкових конструкцій з урахуванням

    // . . . -

    ня. - 2008. - № 7. - С. 16-22.

    6. Осяев ВІД., Остапенко А.В. Кінетичний підхід до розрахунку несучої здатності полімерних багатошарових конструкцій, що знаходяться в тривалій експлуатації // Известия ПФУ. Технічні науки. - 2008. - № 2 (79). - С. 92-98.

    Осяев Олег Геннадійович

    Ростовське вище військове командно-інженерне училище ракетних військ.

    E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її..

    344038, Ростов-на-Дону, вул. Ленінградська, 1 кв.110.

    Тел .: 88632626593; 89281503268.

    Кафедра матеріалознавства; старший викладач; доцент.

    Нейдорф Рудольф Анатолійович

    Государсгвенное освітня установа вищої професійної освіти «Донський державний технічний університет» в м Ростові-на-Дону.

    E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її..

    344010, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагаріна, 1.

    Тел .: 88632910764.

    Кафедра програмного забезпечення обчислювальної техніки і автоматизованих систем; завідувач кафедри; професор.

    Osiaev Oleg Gennadievitch

    Rostov high military command-and-engineering school missile troops.

    E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її..

    Leningradskaya str., 1-110, Rostov on the Don, 344038, Russia.

    Phone: 88632626593; 89281503268.

    The Department of materials science; senior lecturer; candidate of technical sciences. Neydorf Rudolf Anatolievitch

    State-Owned Educational Establishment of Higher Vocational Education "Don State Technical University".

    E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її..

    Gagarin sq., 1, Rostov-on-Don, 344010, Russia.

    Phone: 88632910764.

    The Computing Machine And Automated System Software department; chairman; professor.

    УДК 574

    Н.І. Битюцкая, Б.В. Мамутов АНАЛІЗ РЕГІОНАЛЬНОГО ЕКОЛОГІЧНОГО СТАНУ

    Розглядаються зміни екологічних станів за рахунок викиду в повітряні басейни, в стічні води забруднюючих речовин. Визначаються завдання моделіро-,. застосування системного підходу для вивчення екологічного стану регіону. Екологія; повітряний басейн; стічні води; моделювання.

    N.I. Bituzkaya, B.V. Mamutov ANALYSIS OF REGIONAL ECOLOGICAL CONDITION

    Changes of ecological conditions at the expense of emission in air pools, in sewage of polluting substances are considered. Modeling problems are defined, to be resulted a number of ma-

    thematical models. The conclusion about necessity of application of the system approach for studying of an ecological condition of region becomes.

    Air pool; sewage; simulation.

    Вивченню екологічного стану різних регіонів нашої країни присвячена велика кількість досліджень [1,3,4,6,9]. У більшості робіт розробляється методика оцінки екологічного стану окремих компонентів:,, -ностних або підземних вод.

    В [1] розглядаються системи управління гідролітосфернимі процесами, викладаються загальні принципи побудови гідродинамічних моделей, методи визначення гідродинамічних параметрів водоносних горизонтів, обчислення оптимальних режимів їх експлуатації. Г ідролітосфера - це літосфера (тверда оболонка Землі) разом з ув'язненими в ній водами, з огляду на єдність всіх видів води і постійний перехід одного виду води в інший, а також .

    В [2-5,11] вивчаються статистичні методи і моделі дослідження переносу забруднень в приземному шарі атмосфери, що описують його взаємодія з

    ,

    речовин в умовах прикордонного шару атмосфери в межах локального обсягу.

    , , .

    У 2005 році в повітряний басейн краю було викинуто 431,0 тис. Тонн забруднюючих речовин, що на 2,3% більше, ніж 2004 рік (421,2 тис. Тонн), в тому

    - 75 . . -

    сам шкідливих речовин в атмосферу лідирує Изобильненский район (21,6 тис.

    ). :. (13,6.),

    (13,1.),. (4,9.),. (3,9.).

    У краї зареєстровано понад 312 підприємств промисловості, транспор-,,, -, 10%, у 2004 24 130 -

    , 29% ,

    2004, 185 34%

    , 43,3%.

    Практично всі вони мають встановлені нормативи гранично допусти. 2005 -

    кинуто 6,5 тонн, з них тільки від стаціонарних джерел - 1,1 тонн забруднюючих речовин. На кожного жителя краю в 2005 році в середньому припало 159 кг ().

    28 .

    Крайові міста значно різняться за рівнем забруднення повітряного басейну. Найбільш забрудненим повітрям, без урахування викидів автотранспорту, дихають жителі міст Невинномиськ - 103,8 кг на 1 людину, Будьоннівська -74,4 кг, Мінеральних Вод - 20,6 кг, Ставрополя - 10,8 кг.

    Головними забруднювачами атмосферного повітря летючими органічними сполуками є підприємства, що займаються видобутком корисних копалин (64,5%) і підприємства обробних виробництв (27,5%).

    Провідна роль в забрудненні атмосфери оксидами вуглецю належить підприємствам, які займаються видобутком корисних копалин (15,8%), обробні виробництва (34%), транспорт (14,5%).

    Дослідженню ролі клімату в грунтоутворенні присвячена робота [10]. На основі концепції почвообразующего потенціалу природних факторів застосований

    метод просторових моделей з використанням ГІС-технологій, проаналізовано окремі характеристики клімату, що забезпечують формування різних грунтів.

    За даними державної статистики, в поверхневі водні об'єкти в

    2005 році скинуто 1517 млн ​​куб. м. Як і раніше більшість комплексів споруд з очищення стічних вод не забезпечує їх очищення до встановлених нормативів. Скидання забруднених стоків у поверхневі водні об'єкти збільшився з 223,7 млн ​​куб. м в 2004 році, до 228,1 млн куб. м в 2005 році. Обсяг скидання зливових вод склав 651,2 млн куб. м.

    У складі стічних вод в минулому році в поверхневі водойми скинуто 82,8 тонн нітритів, 1,5 тонн цинку, 43,0 тонн заліза, більше 7 тис. Тонн нітратів, 2,5 тонни магнію, 275,4 тонн азоту амонійного, 57 , 6 тис. тонн сульфатів. 31,3% скинутих забруднених стічних вод припадає на Передгірний район, 23% -на р Невинномиськ, 18,4% - на р Ставрополь, 9% - на р Мінеральні Води.

    Частка основних виробничих фондів з охорони і раціонального використання водних ресурсів - 81,8% (у 2004 році - 80,3%). Частка федерального бюджету в інвестиціях в охорону і раціональне використання водних ресурсів склала 59,9%

    , 2005 . -

    лось на тому ж рівні, що і в попередні п'ять років. Якість вод найважливіших ППО краю, в основному, відповідало III класу - помірно забруднена. Лише в середній і нижній течії р. Калаус, а також в нижній течії р. Єгорлик фонове якість вод відповідало IV класу (брудна), ИЗВ 2,5-4,0.

    Випадків ОВЗ (дуже високе забруднення з рівнем вмісту забруднюючих речовин більше 50 ГДК) протягом 2005 року в великих поверхневих водних об'єктах краю не спостерігалося. У звітному році зафіксовано два випадки ВЗ (високе забруднення з рівнем вмісту забруднюючих речовин більше 10 ГДК). Обидва випадки спостерігалися в осінній період на р. Калаус (середнє і нижню течію) і пов'язані з підвищенням вмісту у воді нітритів до 12-13,5 ГДК.

    Незважаючи на стабілізацію якості, в водах більшості ППО краю наблю-

    (,,),, Нафтопродуктами і органічними речовинами, пов'язані з господарською діяльністю і неефективною роботою очисних споруд.

    Однак системного вивчення різних факторів, що впливають на екологію території, з урахуванням їх взаємозв'язку, не проводилося. Безсумнівно, що забруднення атмосферного повітря істотно впливає на стан поверхневих і ґрунтових вод, і, навпаки, забрудненість грунтів і водойм не може не позначатися на чистоті атмосферного повітря. Утилізація відходів, інтенсивний видобуток, -ми і автомобільним транспортом негативно впливають як на атмосферне повітря, так і на стан водних ресурсів.

    Системний аналіз екологічного стану регіону дозволить здійснювати комплексну оцінку ситуації, що склалася, своєчасно прогнозувати її розвиток на деяку перспективу і, отже, уникати екологічних катастроф та інших небажаних явищ.

    Для вирішення завдання системного аналізу в першу чергу необхідно изу-,, потім побудувати математичні моделі функціонування різних складу. , Диференціальних рівнянь в приватних похідних, потрібно визначення

    значенні входять до неї параметрів з використанням дослідних даних по конкретній географічній місцевості і різних методик. Рівняння доповнюються початковими і граничними умовами і вирішуються, як правило, чисельними ме-.

    Просторовий процес геофильтрации і масопереносу вже досить добре досліджений і може бути описаний наступною системою диференціальних рівнянь [1]:

    ДС д ( "ДС

    п-= - і "- ді дх \ дх

    д (УС + _д_

    дх ду

    і

    ДС) д (УУС) ДС

    ду ду ДГ 2 дх

    д (у2С)

    ДГ

    + т,

    де п * - упругоемкость пласта; кх, ку, к2 - коефіцієнти фільтрації за відповідними координатами, Н (ґ, х, у, і) - функція напору, п - активна пористість, Бх, иу,

    - коефіцієнт гідродинамічної дисперсії; С - концентрація досліджуваного компонента; ух, уу, - компоненти швидкості фільтрації по відповідним до-

    ординатам; зі - параметр, що характеризує інтенсивність внутріпластового про.

    Форму вільної поверхні рідини при її перебігу в пористому грунті описує рівняння Буссінеска [12]:

    дк до д ді дх

    (І (х, у) + до (х, у, і))

    дк

    дх

    + до

    д

    ду

    (І (х, у) + до (х, у, і))

    дк

    ду

    к =

    МР

    де Я (х, у) задає форму підстильної поверхні, до (х, у, Г) - форму вільної поверхні рідини, р - щільність рідини, 0<т<1 - коефіцієнт пористості грунту, g - прискорення вільного падіння, ц - коефіцієнт пропорційності в .

    Закон Дарсі - закон фільтрації рідин і газів в пористому середовищі, який виражає залежність швидкості фільтрації від градієнта напору у вигляді формули:? = І, де V - швидкість фільтрації, до - коефіцієнт фільтрації, / '- гради.

    В [5] наводиться одномірне рівняння переносу забруднень в прикордонному:

    дд (х, і) ді

    + І # (х, і) = Р (х, і),

    де д (х ^) - концентрація забруднюючої домішки в межах інтервалу координат [х;, х2] локального обсягу, що визначається джерелом забруднень Р (ХЛ), в якості якого приймається концентрація домішки на кордоні локального обсягу; Б - диференційний оператор, який визначається умовами адвектівних і кін:

    = 1Г ^ -дГ (Кх 1г) + а'4,

    дх дх дх

    т

    де Vx (x, t) - горизонтальна складова швидкості вітру, Кх (х, 1) - відповідний коефіцієнт турбулентної дифузії, а ^) характеризує швидкість виведення домішки з атмосфери.

    Як об'єкт дослідження обрано регіон міста Лермонтова, так як про його екологічний стан надходить дуже суперечлива інформація. Довгі роки Лермонтов спеціалізувався на переробці уранової руди.

    тисячу дев'ятсот дев'яносто один , -

    них і підземних вод південної частини гори Бештау природними радіонуклідами залишається і зараз.

    Міністерство природних ресурсів і охорони навколишнього середовища Ставропольського краю оцінює екологічний стан геологічного середовища на території міста Лермонтова як несприятливий через небезпечного забруднення грунтів і підземних вод різними токсикантами. Крім цього екологічну обстановку погіршує підвищений радіаційний фон через природні висхідних потоків радіоактивного газу - радону, що міститься в підземних водах [6].

    Грунтові води в рівнинній і в гірській частині всього регіону КМВ характеризуються низьким ступенем захищеності від забруднення, що залежить від сукупності впливу різних чинників, що визначають природну захищеність,. , -Щенность грунтових вод в регіоні КМВ, є: високий рівень їх залягання і низька сорбційна здатність порід зони аерації, високий коефіцієнт зволоження (>1) і широкий розвиток фаціальних вікон і зон тріщинуватості до, -.

    Крім високої техногенного навантаження погіршують екологічний стан (1,5-5) -

    ментів: Ва, А1, Мп, БГ, В, И, що надходять у воду в результаті вилуговування з . .

    Ділянки з дуже несприятливим екологічним станом донних опадів виділені за окремими струмків і ставків в районі гори Бештау, приуроченим в основному до техногенних вогнищ забруднення (ділянки скидання штольневая), (15-

    100 допустимих концентрацій) важких металів [6].

    Впливає на чистоту атмосферного повітря та сміттєспалювальний завод, розташований між містами Лермонтов і П'ятигорськ.

    ,

    м Лермонтова є важливою соціальним завданням як для жителів міста, так і для населення всього курортного регіону КМВ.

    БІБЛІОГРАФІЧНИЙ СПИСОК

    1. Маяків А.В., Першин КМ. Синтез розподілених регуляторів для систем управління гідролітосфернимі процесами. - М .: Науковий світ, 2007.

    2. . .

    полів. Системний синтез і прикладна синергетика. // Міжнародна наукова конференція 3-5 жовтня 2006 р Збірник доповідей. - П'ятигорськ: РИА-КМВ, 2006.

    - С. 388-393.

    3.. . . -.: ,

    1985. - 272 с.

    4. / . . , . . , . . , . . .

    - .:, 1991. - 424 .

    5. Семенчін Е.А. Аналітичні рішення крайових задач в математичної моделі атмосферної дифузії. - Ставрополь: СКІІУ, 1993. - 142 с.

    6. www.mpr.stavkray.org.ua - сайт Міністерства природних ресурсів і охорони навколишнього середовища Ставропольського краю.

    7. Бочевер Ф.М., Орадовская АЖ. Гідрогеологічне обгрунтування захисту підземних вод і водозаборів від забруднень. - М .: Недра, 1972. - 128 с.

    8. Дубогрій В.Ф., Маяків AM. Математична модель Кисловодського родовища мінеральних вод. Міжвузівський науковий збірник «Управління та інформаційні технології». - П'ятигорськ, 2006. - C. 57-64.

    9. Методи охорони підземних вод від забруднення і виснаження / Под ред. ЇХ. Гавіч. - М .:

    , 1985. - 320 .

    10. Алябіна КО., Макєєв А.О. Картографічна оцінка клімату як факторагрунтоутворення. - М .: Інститут екологічного ґрунтознавства МДУ. Доповіді по ґрунтознавців, 2002.

    11.. . . -.:, 1970.

    - 252 з.

    12. .. ..: . . -

    ри. - М .: Физматлит, 2001. - С. 60-66.

    Битюцкая Наталія Іванівна

    ГОУ ВПО П'ятигорський державний технологічний університет.

    E-mail .: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її..

    357500,. ,. 40, 56.

    Тел .: 88793399172.

    Декан факультету інформаційних систем і технологій.

    Мамутов Батру Вячеславович

    Технологічний інститут федерального державного освітнього закладу вищої професійної освіти «Південний федеральний» . .

    E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її..

    347928, м Таганрог, пров. Некрасовський, 44.

    Тел .: 88634371773.

    Кафедра систем автоматичного управління; аспірант.

    Bitutsaya Nataliya Ivanovna

    State-Owned Educational Establishment of Higher Vocational Education "Pyatigorsk State University of Technology".

    E-mail .: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її..

    56, 40 Let Octyabrya, Pyatigorsk, 357500, Russia.

    Phone: 88793399172.

    Mamutov Batr Vjacheslavovich

    Taganrog Institute of Technology - Federal State-Owned Educational Establishment of Higher Vocational Education "Southern Federal University".

    E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її..

    44, Nekrasovskiy, Taganrog, 347928, Russia.

    Phone: 88634371773.

    The Department of Automatic Control Systems; postgraduate student


    Ключові слова: ЕКОЛОГІЯ / ПОВІТРЯНИЙ БАСЕЙН / СТІЧНІ ВОДИ / МОДЕЛЮВАННЯ / AIR POOL / SEWAGE / SIMULATION

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити