Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Промышленные выбросы в атмосферу загрязняющих веществ оказывают негативное воздействие на леса, приводят к ухудшению их состояния, потере продуктивности, снижению водорегулирующей и почвозащитной роли лесных насаждений и к полной их гибели.
С целью осуществления контроля воздействия загрязняющих веществ на лесонасаждения в настоящее время на территории Российской Федерации создается'система импактного комплексного мониторинга загрязнения природной среды и состояния растительности.
В системе импактного комплексного мониторинга возникла проблема оценки полей средних и разовых концентраций загрязняющих веществ в атмосфере. Решить зту проблему путем создания в лесах вдали от населенных пунктов экспериментальных станций практически невозможно из-за большой стоимости и значительных эксплуатационных трудностей.
Отсутствие данных о полях концентраций загрязняющих веществ в атмосфере препятствует количественной оценке воздействия 'загрязнения на леса, которая необходима для принятия научно обоснованных мер по их охране.
Практически единственным эффективным подходом к решению этой проблемы является расчет полей концентраций загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы по данным о выбросах предприятий и о метеоусловиях. Технически такой подход целесообразно реализовать в виде автоматизированной информационной системы мониторинга, позволяющей рассчитывать поля концентраций, вести автоматизированный анализ связей мевду загрязнением среды и состоянием леса. Данная система должна включать в себя базу данных мониторинга.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ - обеспечение системы импактного комплексного мониторинга загрязнения природной среды и состояния растительности данными о полях концентраций загрязняющих веществ в. атмосфере, автоматизация анализа и хранения данных мониторинга.
ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ, вытекающие непосредственно из цели работы, заключаются в следующем:
I. Разработать расчетную модель долгопериодного загрязнения приземного слоя атмосферы промышленными выбросами применительно к требованиям системы импактного комплексного монито-
ринга загрязнения природной среды и состояния растительност
-
Создать комплекс программ расчета на ЭВМ полей сред (за год и вегетационный период) и разовых призем концентраций загрязняющих веществ.
-
Провести верификацию созданной расчетной модели.
-
Создать автоматизированную информационную систі импактного комплексного мониторинга загрязнения природ среды и состояния растительности, основными разделами кото] должны быть: комплекс программ расчета загрязнеї атмосферного воздуха; база данных о загрязнении природ среды и состоянии сосновых насаждений на пробных площа; мониторинга; пакет программ статистической обработки данныз
-
Апробировать созданную систему с целью установлеї возможных связей между загрязнением атмосферы и состоят леса.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА работы состоит в следующем:
-
Предложена модель, позволяющая заменить трудоемкие практически неосуществимые инструментальные измерен концентраций примесей в атмосфере на пробных площадях систе комплексного мониторинга расчетными методами.
-
Исследованы различные модели плотности вероятное направления ветра и разработан способ определения данно параметра при расчетах средних (за год и вегетационный перио концентраций загрязняющих веществ в приземном слое атмосфер основанный на использовании данных, получаемых на се метеорологических станций.
-
Найдены связи между рассчитанными средни концентрациями вредных веществ в приземном слое атмосферы пробных площадях комплексного мониторинга и повреждения! сосновых насаждений, позволяющие оценивать состоян лесонасаждений в зависимости от уровня загрязнения.
I. Расчетная модель, обеспечивающая вычисление средш (за год и вегетационный период) концентраций примесей приземном слое атмосферы с учетом требований комплексно] мониторинга загрязнения природной среды и состояния растителі ности, разработанная на основе методики ГГО и включающая в се бя блок расчета плотности вероятности направления ветра и блс
учета инверсий и высоты слоя перемешивания.
-
модель и алгоритм расчета плотности вероятности направления ветра.
-
Метод учета инверсий и высоты слоя перемешивания при расчете полей концентраций.
-
Результаты верификации полученной расчетной модели.
-
Автоматизированная информационная система импактного комплексного мониторинга загрязнения природной среды и состояния растительности.
-
Результаты определения связи между уровнем загрязнения атмосферы и состоянием сосновых насаждений для пробных площадей импактного комплексного мониторинга загрязнения природной среды и состояния растительности.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Разработана расчетная модель долгопериодного загрязнения приземного слоя атмосферы промышленными выбросами применительно к требованиям системы импактного комплексного мониторинга загрязнения природной среды и состояния растительности и создана автоматизированная информационная система комплексного мониторинга, которая в настоящее время находится в стадии внедрения.
Исследовательские работы до 1992 года проводились в рамках темы "Разработать научно-методические основы и внедрить первую очередь сети комплексного мониторинга загрязнения природной среды и состояния растительности на территории РСФСР" (тема V.316^01 плана НИР и ОКР Госкомгидромета СССР), а в 1992 году - в рамках темы "Усовершенствовать систему комплексного мониторинга загрязнения и состояния леса в целях повышения ее информативности" (тема IV.4.II плана НИР и ОКР Росгидромета и РАН).
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты диссертации были доложены на: конференции молодых ученых ИПГ (Москва, 1988 г.); всесоюзном научно-техническом совещании по проблемам применения вычислительной техники и автоматизированных систем в управлении комплексным социально-экономическим развитием регионов (Донецк, 1989 г.); всесоюзной научно-технической конференции по актуальным вопросам охраны окружающей среды от антропогенного воздействия (Севастополь, 1989 г.); второй Всесоюзной научно-технической конференции по актуальным
вопросам охраны окружающей среды от антропогенного воздействия (Севастополь, 1990 г.); международной конференции по компьютеризации в здравоохранении и охране окружающей среды (Донецк, 1990 г.); конференции молодых ученых ИПГ (Москва, 1992 г.).
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации имеется 5 опубликованных работ, 3 рукописные и две работы находятся в печати.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений. Объем работы составляет 171 страницу, включая 10 рисунков, 39 таблиц, библиография содержит 114 наименований.