Введение к работе
Актуальность работы. В последние десятилетия общество все шире использует в воей деятельности сведения о состоянии окружающей среды. Эта информация нужна в овседневной жизни людей, при планировании развития отраслей хозяйства, в троительстве, при угрозе возникновения чрезвычайных ситуаций для своевременного повещения населения о надвигающихся опасных явлениях природы, а также анализа зменения состояния окружающей среды. Но изменения в состоянии окружающей среды іроисходят и под воздействием биосферных процессов, связанных с деятельностью еловека.
В настоящее время применяются два метода оценки состояния качества оздушного бассейна: первый базируется на использовании данных непосредственных измерений; второй - на инвентаризации источников загрязняющих веществ, расчете приземного уровня концентраций загрязняющих веществ, исходя из предельно опустимых выбросов и расчетов по распространению этих веществ от точечных и протяженных источников. Погрешность первого метода в вычислении приземного уровня концентраций загрязняющих веществ определяется в основном погрешностью измерений и расположением регистратора состояния атмосферы. Погрешность второго -определяется следующими основными факторами: методикой расчета, достоверностью сведений о выбросах, метеорологическими параметрами атмосферы. Второй метод скорее дает качественную картину распределения приземного уровня концентраций загрязняющих веществ, возникающую при сочетании неблагоприятных факторов. Погрешность данной методики, при сравнении с реальной картиной, может превысить сто процентов.
В РФ получили распространение системы второго типа, и для них было предложено разнообразное программное обеспечение. В то же время, при наличии достаточного приборного обеспечения, разработкам современных систем первого типа уделяется недостаточное внимание, а программное обеспечение для них отсутствует.
Таким образом, разработка методики совершенствования системы оценки и улучшения качества воздушного бассейна окружающей среды городских территорий, основанной на информационной платформе обработки данных оперативного экологического мониторинга, обеспечивающей снижение негативного антропогенного
воздействия на воздушную среду, является весьма актуальным и своевременным направлением исследований.
Цель работы — разработка и совершенствование системы оценки качества воздушного бассейна городских территорий, основанной на информационной платформе обработки данных, полученных при мониторинге, обеспечивающей минимизацию негативного антропогенного воздействия на искусственную экосистему.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
-
Создать экологическую систему сбора информации о состоянии региона.
-
Разработать методику определения количества пунктов наблюдения за состоянием воздушного бассейна и их месторасположения на территории города.
-
Разработать алгоритмы управления базами данных и визуализации данных системы оценки и улучшения качества воздушного бассейна.
-
Создать структурную схему, позволяющую оперативно передавать, обрабатывать и анализировать экологическую ситуацию, вырабатывать конкретные мероприятия, обеспечивающие снижение неблагоприятного воздействия вредных веществ на воздушную среду.
Научная новизна работы:
разработана структурная схема универсальной информационной платформы для
обеспечения функционирования системы оперативного наблюдения за качеством
воздушного бассейна городской территории;
разработана методика оптимального размещения пунктов наблюдения за качеством воздушного бассейна городской территории. На примере города Самары предложена к реализации конкретная схема их размещения;
разработаны алгоритмы и программы, обеспечивающие визуализацию результатов наблюдения за экологической ситуацией, которые позволяют свести к минимуму время принятия управляющих решений по оценке и улучшению качества воздушного бассейна. На программы получены свидетельства об официальной регистрации программы для ЭВМ (№2003610303; №2003610304 от 3.02.2003);
разработана новая экологическая система сбора информации о состоянии
региона (патент на полезную модель № 70026 от 10.01.08);
разработана структурная схема управления качеством окружающей среды с целью совершенствования системы оценки и улучшения качества воздушного бассейна Самары. Основные положения, выносимые на защиту:
-
Структурная схема универсальной информационной платформы для совершенствования системы оценки и улучшения качества воздушного бассейна.
-
Алгоритмы и программное обеспечение, позволяющие производить визуализацию результатов наблюдения для последующего анализа состояния воздушного бассейна.
-
Экологическая система сбора информации о состоянии воздушного бассейна.
-
Методика совершенствования оценки состояния воздушной среды, основанная на данных прямых измерений с использованием универсальной информационной платформы, обеспечивающей функционирование системы оперативного управления качеством воздушного бассейна городских территорий.
Практическая значимость работы. Результаты работы могут быть использованы
я совершенствования системы оценки и улучшения качества воздушного бассейна
рода, работающей в режиме реального времени и отображающей актуальную
кологическую обстановку. В основе методики - использование результатов
перативных измерений уровней загрязняющих веществ, которые поступают в базу
анных для последующей оценки текущей экологической ситуации. Обработанные
пециальным образом результаты измерений позволят быстро принимать решения для
лучшения качества воздушной среды. Применение разработанной методики позволяет
ыявить в оперативном режиме экологически наиболее неблагоприятные районы,
словия возникновения неблагоприятной экологической обстановки и, на основе
нализа, разработать рекомендации по мероприятиям, позволяющим изменить
еблагоприятную ситуацию в лучшую сторону. Предупреждение развития
еблагоприятных ситуаций и своевременное реагирование на них позволят снизить
егативное антропогенное влияние вредных факторов окружающей среды на население
рода.
Результаты работы используются в учебном процессе СамГУПС, СГАСУ и лушателями факультета повышения квалификации.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы был рассмотрены и получили положительную оценку при обсуждении на 3-й международно научно-практической конференции «Безопасность транспортных систем» (Самара, 200 г.); на Международной научно-практической конференции «Безопасность и логисти транспортных систем» (Самара, 2004 г.); на 9-м Всероссийском конгрессе «Экология здоровье человека» (Самара, 2004 г.); на 63-й Региональной научно-практическо конференции по итогам НИР СГАСУ «Актуальные проблемы в строительстве архитектуре. Образование. Наука. Практика.» (Самара, 2006 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликованы 23 печатные работы, в то числе статья, входящая в перечень рецензируемых научных журналов и изданий, которых должны быть опубликованы научные результаты диссертации на соискани ученой степени кандидата наук; свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ (№2003610303, №2003610304, 2003г.); патент на полезную модель (№7002 2008 г.).
Реализация результатов работы. Для улучшения экологической обстановки Октябрьском районе г. Самары предложена организация одностороннего движения н участке улицы Первомайской, что привело к увеличению скорости движени автотранспорта и, как следствие, к уменьшению уровня выбросов вредных веществ приземный слой атмосферы.
Сравнительный анализ уровня загрязняющих веществ от выбросов автотранспорт по результатам проведенных мероприятий показал, что произошло снижение содержани в атмосферном воздухе оксидов азота в три и более раз. Результаты подтверждаютс официальными данными об уровне загрязнения атмосферного воздуха Самарског центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списк использованной литературы. Основная часть диссертации изложена на 183 страница машинописного текста, содержащего 37 рисунков, 14 формул, список литературы из 18 источников, приложения на 11 листах.
