Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ изученности вопроса оценки воздействия водохозяйственных объектов на окружающую природную среду 10
1.1. Анализ современных методологических подходов к оценке воздействия техногенных компонентов на окружающую среду 10
1.2. Состояние изученности вопроса взаимодействия водохранилищ и окружающей среды 20
Выводы 35
2. Концептуальный подход к изучению влияния водохранилищ в пределах бассейновых геосистем ... 36
2.1. Анализ энергетического функционирования бассейновых геосистем 36
2.2. Особенности изучения взаимодействия водохранилищ с окружающей природной средой 54
2.2.1. Фоновое состояние бассейновой геосистемы 56
2.2.2. Прогнозное состояние природно-технической системы 59
2.2.3. Зональные особенности воздействия водохранилища на окружающую природную среду 63
Выводы 65
3. Основы системного подхода в изучении системы «водохранилище - окружающая природная среда» 66
3.1. Функциональная модель системы «Водохранилище - Окружающая природная среда» 66
3.2. Экспериментальные исследования и расчет составляющих обобщенного коэффициента эффективности системы «Водохранилище - Окружающая природная среда» 75
3.2.1. Обобщенный коэффициент преобразования потенциальной энергии воды в фильтрационный расход 75
3.2.2. Коэффициент потерь мощности от наносов, привлекаемых к створу гидроузла 84
3.2.3. Коэффициент потерь преобразования солнечной радиации на водной поверхности 86
3.2 4. Коэффициент потерь преобразования потенциаль-ной энергии водохранилища в электрическую энергию... 87
3.3. Энерго - энтропийный анализ функционирования системы «Водохранилище - Окружающая природная среда» 88
Выводы 97
4. Моделирование энергетических процессов бассейновой геосистемы реки белой 98
4.1. Подход к моделированию энергетического взаимодействия компонентов исследуемой системы 98
4.2. Формализация энергетических процессов бассейновой геосистемы 106
4.2.1. Расчет энергии (мощности) водотока как составляющей свободной энергии системы 106
4.2.2. Баланс солнечной энергии в пределах бассейновой геосистемы 118
4.3. Имитационное моделирование энергетических процессов в бассейновой геосистеме 125
4.3.1. Необходимость имитационной модели и задачи, решаемые с ее помощью 125
4.3.2. Алгоритм имитационной модели и особенности ее работы 129
4.3.3. Проверка адекватности имитационного моделирования 136
Выводы 138
5. Оценка эколого-экономического функционирования гидроузла на стадии проектирования 139
5.1. Социальные и эколого-экономические факторы создания Юмагузинского водохранилищного гидроузла 139
5.2. Энерго-энтропийный подход в эколого-экономическом обосновании строительства гидроузла 146
5.3. Расчет энерго-энтропийных показателей эколого-экономического функционирования Юмагузинского гидроузла. 151
Выводы 159
Заключение 160
Список использованной литературы 162
Приложение 176
- Состояние изученности вопроса взаимодействия водохранилищ и окружающей среды
- Особенности изучения взаимодействия водохранилищ с окружающей природной средой
- Экспериментальные исследования и расчет составляющих обобщенного коэффициента эффективности системы «Водохранилище - Окружающая природная среда»
- Формализация энергетических процессов бассейновой геосистемы
Введение к работе
Актуальность проблемы. Устойчивое развитие социально-экономических процессов в стране неотъемлемо взаимосвязано с использованием водных ресурсов в различных отраслях хозяйственной деятельности. Основным источником таких ресурсов в Российской Федерации является речной сток, который формируется в пространственных пределах бассейновых геосистем и оценивается в 4050 км3. Водохранилищные гидроузлы рассматриваются как один из наиболее важных и значимых инструментов управления водными ресурсами. В России в настоящее время эксплуатируется более 2650 водохранилищ, суммарная емкость которых составляет порядка 812 км3, из которых полезная составляет около 342 км3 [35, 113]. Наличие водохранилищ в пространственных пределах бассейновых геосистем вносит определенные изменения в естественные процессы взаимодействия природных (биотических и абиотических) компонентов. Характер изменений и их направленность имеют важное значение, для окружающей природной среды и процессов жизнедеятельности населения в зоне действия водохранилищ.
Анализ опыта эксплуатации водохранилищных гидроузлов показывает, что за последний 50 - летний период фрагментация и трансформация рек мира плотинами приводит к повышению концентрации населения (суммарно около 80 млн. людей в различных частях света) в районах образования водохранилищ.
Оценка изменений, происходящих в окружающей природной среде, имеет важное научное и практическое значение. Одним из новых и перспективных подходов в оценке воздействия водохранилищ на окружающую природную среду и жизненно важных интересов человека является принцип анализа обмена энергией, который базируется на законах природы, принципах устойчивого функционирования природно-технических систем. Такой подход в оценке воздействия водохранилищного гидроузла на окружающую природную среду более обоснованно в количественном и качественном виде отражает происходящие изменения, обуславливает системное понимание процессов функционирования природно-технических систем.
Природно-техническая система «Водохранилище - Окружающая природная среда» рассматривается как целостная, динамичная, открытая, устойчиво-неравновесная система, имеющая как внутренние, так и внешние связи в пространственных пределах бассейновой геосистемы водного объекта - реки.
Функционирование водохранилищ во взаимосвязи с окружающей природной средой обуславливает подчинение законам сохранения тенденции изменения и законам сохранения, которые относятся ко второму закону термодинамики (закон роста энтропии) и законам сохранения энергии и мощности. Следовательно, в процессах взаимодействия природных и техногенных компонентов системы «Водохранилище - Окружающая природная среда» объединяющим началом может рассматриваться закон сохранения мощности, который может быть использован в разработке энергоэнтропийного подхода оценки воздействия водохранилищ на окружающую природную среду. Уровень воздействия водохозяйственного объекта на окружающую природную среду обуславливает собой экологическую безопасность, что и определяет актуальность выполненных исследований.
Диссертационная работа выполнялась в рамках федеральной целевой программы «Экология и природные ресурсы России (2002-2010 годы)» (Программа Российской Федерации от 19 февраля 2001 г. № 242-р) и тематического плана ФГОУ ВПО НГМА по выполнению межведомственной координационной программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса РФ на 2001-2005 гг.
Целью диссертационной работы является: совершенствование методов оценки влияния водохранилищ на окружающую среду прилегающих территорий на основе разработки элементов системного подхода.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- выполнить анализ существующих методов оценки влияния водохра-нилищных гидроузлов на окружающую природную среду;
- обосновать рассмотрение функционирования бассейновых геосистем как открытых неравновесных систем, изучаемых на основе первого и второго начал термодинамики;
- разработать основы системного энерго-энтропийного подхода оценки влияния строительства водохранилищного гидроузла на прилегающую природную среду;
- разработать технологию имитационного моделирования для оптимизации параметров воздействия водохранилищного гидроузла на природную среду;
- оценить на стадии проектирования эколого-экономические параметры функционирования гидроузла на основе предлагаемого энергоэнтропийного подхода.
Научная новизна результатов проведенных исследований:
установлены теоретические основы для возможности изучения влияния водохранилищ на окружающую среду прилегающих территорий на основе первого и второго начал термодинамики;
- разработана методика определения энергетического состояния системы «Водохранилище - Окружающая природная среда», произведен расчет диапазонов изменения основных энергетических характеристик функционирования системы;
- усовершенствовано применение имитационного моделирования в оценке вариантов природопользования с учетом влияния водохранилища, путем применения при вводе данных матрицы исходных параметров;
- на основе энерго-энтропийного подхода проведен анализ эколого-экономического функционирования исследуемой системы на примере Юмагузинского гидроузла на р. Белой.
Достоверность научных результатов, полученных в работе основывается на применении к изучению системы «Водохранилище - Окружающая природная среда» фундаментальных физических законов, описывающих функционирование природных систем. Достоверность используемых разработанных математических моделей основывается на применении адекватной предъявляемым требованиям имитационной модели, и соответствии расчетных параметров реальным условиям исследуемого Юмагузинского гидроузла.
Практическая ценность работы заключается в том, что в ее рамках получены результаты исследований, направленные на рассмотрение системы «Водохранилище - Окружающая природная среда» с изучением ее энергетического баланса для возможности оценки прогнозного состояния системы, что позволило усовершенствовать существующие методы оценки влияния водохранилищ на прилегающие территории.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на региональных конференциях и научных семинарах Новочеркасской государственной мелиоративной академии (г. Новочеркасск, 2000-2005 гг.); Международной научно-практической конференции «Белые ночи» Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности (г. Санкт-Петербург, 2004г.); 2-й Всероссийской конференции молодых ученых «Новые технологии и экологическая безопасность в мелиорации» Всероссийского научно исследовательского института систем орошения и сельхозводоснабжения «Радуга» (г. Коломна 2005).
Реализация работы. Результаты исследований внедрены в проектную практику при разработке проектных решений и технико экономического обоснования строительства Юмагузинского гидроузла на р. Белой в республике Башкортостан (ООО ПКФ ПРОМИВХ г. Ростов-на-Дону). На основе энерго-энтропийного подхода автором рассчитан эколого-экономический эффект от строительства Юмагузинского гидроузла, по которому в течении 4-5 лет после окончания строительства будет получен экономический эффект выраженный 13 млрд. МВт.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 статей, из них 1 в журнале, рекомендованном ВАК для публикаций результатов диссертационных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, библиографического списка использованной литературы. Общий объем диссертационной работы 199 страниц машинописного текста, в том числе 32 рисунка, 17 таблиц и 4 приложения. Библиографический список использованной литературы включает 174 наименования, в том числе 24 работы зарубежных авторов.
Состояние изученности вопроса взаимодействия водохранилищ и окружающей среды
Вопросы, связанные с территориальным перераспределением водных ресурсов и созданием водохранилищ приобрели в последние годы особую остроту. Ежегодно на земном шаре вступают в строй несколько сотен новых водоемов-водохранилищ. Десятая часть рек земного шара превращена в каскады водохранилищ, среди них - Волга, Днепр, Ангара, Мишури, Колорадо, Парана и другие. Общая площадь водохранилищ (а их более тридцати тысяч) превышает площадь десяти Азовских морей. Только в водохранилищах Братское, Насер, Кариба, Вольта содержится больше воды, чем за год приносят в моря Волга, Дунай, Днепр и Дон. Длина некоторых крупных водохранилищ достигает пятисот километров, ширина шестидесяти кило метров, а глубина трехсот метров. Следует отметить, что все это создано человеком в основном за последние сорок лет. Сейчас осталось не много рек, на которых не было бы хотя бы одного водохранилища. Явлением планетарного масштаба водохранилища стали совсем недавно. Первые более или менее серьезные водохранилища появились в 20-30-е годы нашего столетия. Полный объем всех водохранилищ планеты образованных в XIX веке, составлял 15 км3 [21]. Для сравнения: объем Братского водохранилища на реке Ангаре - 169 км . Особо быстрыми темпами шло создание водохранилищ в последние 55 лет. За этот период были построены все самые крупные водохранилища мира, суммарный объем которых увеличился в 10 раз [3]. Ры-бинское водохранилище (площадь 4550 км , объем 254 км ), которые в 1950 году было первым в мире по площади и вторым по объему, теперь занимает соответственно 14-е и 36-е места. Полный объем эксплуатируемых водохранилищ превышает 6 тыс. км3 (для сравнения объем всего речного стока со-ставляет 2 км (таблица 1.1), а площадь их водного зеркала 400 тыс. км [1]. Создание водохранилищ изменило не только природу самих водных объек-тов, но и прилегающих территорий общей протяженностью 800 тыс. км . Еще большая территория (около 1,5 млн. км2 ) затрагивается проведением всевозможных мероприятий, связанных с созданием водохранилищ - переселением населения, переустройством дорог, линий связи, электропередачи, трубопроводов, промышленных предприятий. Крупнейшие водохранилища мира представлены на рисунке 1.1.
Как известно, водохранилища являются одним из основных видов защиты территорий от затоплений. В зависимости от характера речной долины и количества водных масс, стекающих с водосборной площади, уровень воды в реках поднимается в период паводка на высоту до 10-20 метров, а иногда и более. Расходы воды в реке увеличиваются по сравнению с меженью в десятки, а кое-где и в тысячи раз. Поскольку русло реки не может такие расходы, она разливается по длине вширь (за частую на многие кило метры), затопляя сельскохозяйственные угодья, населенные пункты, дороги, предприятия.
Водохранилища в период прохождения паводков и половодий аккумулируют речной сток. Например, созданные на Волге и Днепре каскады водохранилищ позволили значительно снизить угрозу наводнений. Благодаря Рыбинскому водохранилищу, на большом участке Волги был выровнен сток, а уровни весеннего половодья у города Ярославля в настоящее время не превышают 2-3 метров над средним многолетним. Сооружения на реке Зее (приток Амура) гидроузла с крупным водохранилищем избавило долину реки от наиболее разрушительных наводнений, а паводки, которые раньше повторялись каждые 2-4 года, теперь могут происходить лишь раз в 10-100 лет. По некоторым данным среднегодовой ущерб в бассейне реки снизился в три раза. Благодаря сооружению водохранилищ на Москве-реке и ее притоках, столица практически полностью избавлена от наводнений. В США на резервные противопаводковые емкости (их полный объем составляет около ЗООкмЗ) приходится треть полного суммарного объема водохранилищ стра Водохранилища для борьбы с наводнениями используются во всем мире. Создание водохранилищ дает возможность на участках рек полностью или частично ликвидировать бедствия, связанных с наводнениями; вовлечь в сельскохозяйственный оборот новые масштабы земель и улучшить использование имеющихся угодий. В бассейне реки Колумбии (США) для борьбы с наводнениями за специальную плату используют канадские водохранилища.
Значительное изъятие и ухудшение условий использования земель, в том числе и сельскохозяйственных, существенно осложняют созданию новых водохранилищ, поскольку с каждым десятилетием тысячелетием земля приобретает все большую ценность. Хозяйственное значение водохранилищ по А. Б. Авакяну приведено на рисунке 1.2. Проблемы, связанные с изъятием сельскохозяйственных угодий при создании водохранилищ, могут быть сведены к трем основным: 1. Выявление эффективности использования земель, занимаемых под водохранилища, до и после их создания. 2. Выявление влияния водохранилищ на баланс земельных ресурсов в масштабе как государства так и экономических районов. 3. Выявление наиболее эффективных методов восстановления нарушений в хозяйственной системе в связи с созданием водохранилищ. Изъятие земельной площади под водохранилища является одним из видов ее производственного использования [6]. При этом взамен ранее получаемой с этой площади сельскохозяйственной и лесной продукции создается возможность: получения продукции с площадей, использование которых до создания водохранилищ было затруднено или невозможно, и дополнительной продукции с площадей, на которых в результате создания водохранилищ улучшается водный режим. Это происходит при создании ирригационных и противопаводочных водохранилищ; получения (преимущественно с мелководных участков) различных видов продукции растениеводства, животноводства и рыболовства; получения дополнительных объемов воды для коммунального водоснабжения; снижения ущерба от наводнений; получения более дешевой электроэнергии; организация различных видов отдыха - рекреационное использование.
Особенности изучения взаимодействия водохранилищ с окружающей природной средой
Многообразие природных систем находится в непрерывном эволюционном развитии от одного энергетического уровня к другому энергетическому уровню, что обуславливает их состояния. В контексте неустойчивости и эволюции к новым организационным структурам, толчком к изменению состояния могут стать даже такие очень малые в рамках масштаба самой системы, факторы как строительство водохранилищного гидроузла. Под воздействием такого строительства природа создает новые организационные структуры [17,57,93,97,104], что неизбежно будет сопровождаться изменением ее состояния. Чем сложнее система, тем более многочисленны типы изменений в функциональном взаимодействии ее компонентов на энергетическом уровне. В сложных системах где отдельные компоненты вступают между собой в многочисленные и разнообразные взаимодействия, связь между различными частями системы не может не быть достаточно эффективной. Процессы перехода от одного энергетического уровня развития к другому сопровождаются неизбежной конкуренцией между устойчивостью, обеспечиваемой связью компонентов, и неустойчивостью. Связь между отдельными, как микроскопическими (отдельные экосистемы, ландшафты и их составляющие, притоки главной реки, техногенными компонентами любой размерности, отдельные растительные сообщества и так далее) так и макроскопическими параметрами системы (температура системы, объем системы, давление, движения вещества и т. д.) обуславливается интенсивностью потоков энергии, вещества и информации между ними внутри самой системы.
Интенсивность потоков энергии, вещества и информации внутри системы и, следовательно, ее состояние, можно оценить с помощью моделирования энергетического баланса системы, направленного на прогнозный расчет полной энергии участка бассейновой геосистемы. При этом при оценке состояния системы в контексте строительства водохранилищного гидроузла первостепенным будет сравнение ее энергетического баланса состояния до строительства и после возведения водохранилищного гидроузла. То есть можно назвать все системные процессы взаимодействия движения энергии, вещества и информации осуществляемые на участке бассейновой геосисте мы до начала момента строительства - фоновыми и отсюда фоновое состояние системы. Тогда жизнедеятельность бассейновой системы, характеризуемая ее взаимодействием с построенным водохранилищным гидроузлом будет обозначаться прогнозным состоянием.
Следовательно, при изучении взаимодействия водохранилищного гидроузла и окружающей среды, важным будет вопрос сопоставления фоновой полной энергии системы и прогнозной полной энергии системы: фоновая полная энергия - процессы, характеризуемые приемом, трансформацией, накоплением и передачей энергии, в которых, исходя из определения бассейновой геосистемы как системы в рамках ЛГП превалирующую роль играет водный объект (в наших исследованиях это р. Белая); прогнозная полная энергия - процессы, характеризуемые приемом, трансформацией, накоплением и передачей энергии в системе, где центральное место наряду с водотоком занимает водохранилище, образовавшееся в результате внедрения в систему крупного техногенного компонента (Юмагузинского водохранилищного гидроузла).
Изменения в природной системе, связанные с внедрением в нее техногенного компонента следствием чего является создание новых водохозяйственных систем (преимущественно водохранилищ) и усиление хозяйственной деятельности на водосборной площади, всегда сочетаются с теми или иными спонтанными изменениями природно экологических условий и проявляются на их фоне. Это прежде всего колебания естественного состояния природного фона: климатические внутривековые колебания увлажненности территории, метеорологические особенности и водность рек в отдельные годы и периоды. В таких случаях техногенное воздействие в одних случаях имеет туже направленность, что естественные изменения, либо наоборот противоположную им.
При строительстве водохранилищного гидроузла за фоновое состоя ниє бассейновой геосистемы принимается эволюционно сложившееся взаимодействие компонентен системы в обеспечении движения энергии, вещества и информации. Что выражается определенными свойствами экосистем и отдельных ландшафтов: медико-биологическими, производственными, продовольственными, рекреационными и эстетическими условиями данной территории. Исходя из определения бассейновой геосистемы, центральное место в принимаемом к рассмотрению фоновом состоянии системы занимает водный объект. Соответственно, именно водный объект будет обуславливать взаимодействие компонентов системы в формировании ее энергопотенциала (рисунок 2.3).
Можно выделить к рассмотрению отдельные функциональные элементы взаимодействия отдельных компонентов системы, где элементы системы будут рассматриваться как окружающая среда относительно водотока, а процессы обмена вещества и энергией будут иметь внутренний и внешний характер
Экспериментальные исследования и расчет составляющих обобщенного коэффициента эффективности системы «Водохранилище - Окружающая природная среда»
При расчете обобщенного коэффициента фильтрации необходимо знать общий фильтрационный расход через плотину, складывающийся из фильтрационного расхода через тело и основание плотины и обходной фильтрации в бортовых примыканиях. Для определения общего фильтрационного расхода были проведены исследования методом ЭГДА. На продольном профиле плотины выделекно 5 расчетных участков с типовыми литологическими разрезами. За основной расчетный участок принят Ш-й расчетный участок, включающий 6 слоев грунта от гравийно-галечникового до трещиноватого известняка с коэффициентами фильтрации от 0.15 до 11.0 м/сут, общей мощностью до условного водоупора -112м. Расчетный напор на плотине (рисунок 3.4) принят исходя из отметки НПУ=253,0 м и отметки уровня воды в нижнем бьефе - 210,0 м равен Я = Я,-Я2=253-210 = 43м. Общий фильтрационный расход рассчитывается по формуле: где qt - удельные фильтрационные расходы по участкам; Ц- длина участков по продольному профилю плотины; йобхжв.б фильтрационный расход обходного потока левого борта плотины; Qo6x.nP.6 " фильтрационный расход обходного потока правого борта плотины. Были проведены исследования фильтрационного расхода через тело и основание плотины для условий плоского движения фильтрационного потока на различных литологических участках продольного профиля при Н =43 м для всех участков (таблица 3.2). Учитывая, что на рассматриваемых участках плотины средний напор изменяется от 8 до 43 м, были проведены исследования на моделях ЭГДА с учетом переменного напора на участках. Результаты исследований для условий плоского движения фильтрационного потока приведены в таблице 3.3.
В соответствии с этими данными общий фильтрационный расход для плотины равен: Однако, в реальных условиях для проектируемого створа плотины, имеющего форму каньона, движение фильтрационного потока будет носить пространственный характер. Схема движения фильтрационного потока по средним линиям тока на каждом из четырех участков плотины представлена на рисунке 3.5 Замеряя длину средних линий тока в пространственных условиях и сопоставляя их с длинной аналогичных линий тока для плоских течений, можно приближенно установить степень влияния пространствен ности движения на фильтрационный поток через плотину и основание. Тогда коэффициент, учитывающий пространствепность течения может быть определен как: (3.9) Таким образом, на основании учета коэффициента пространственно-сти и использования данных для плоского потока (таблица 3.3) составлены значения фильтрационного расхода через тело и основание плотины для условий пространственного движения (таблица 3.4).
Сравнивая результаты поэлементных потерь на фильтрацию через плотину и в обход ее, можно отметить, что в случае учета пространственного характера движения фильтрационного потока значения фильтрационных расходов находятся между случаем плоского движения с постоянным напором на участках и случаем плоского движения с переменным напором на участках. Это позволяет предполагать о более точном определении потерь при учете пространственного движения, а также о завышении их в первом случае и занижении во втором случае при плоском характере движения. С целью уточнения общего характера движения потока и величины общих потерь на фильтрацию были проведены специальные исследования методом ЭГДА по сечениям, соответствующим средним линиям тока на каждом из выделенных типовых литологических участков (рисунок 3.5). Результаты исследований приведены в таблице 3.5.
Формализация энергетических процессов бассейновой геосистемы
В соответствии с рассматриваемой схемой первым этапом является сбор и анализ необходимой исходной информации, касающейся источников факторов и параметров исследуемой бассейновой геосистемы в ретроспективе и в настоящее время. Важнейшими факторами исходной информации являются установленные нами в главах 2 и 3 закономерности функционирования природно-технических систем как открытых неравновесных, процессы поступления, накопления и трансформации энергии, которые описываются первым и вторым началами термодинамики. На их основе нами создан методологический аппарат описания воздействия водохранилищного гидроузла на окружающую среду, выраженный концептуальной моделью оценки экологической безопасности.
Второй этап прогнозирования заключается в создании математической модели процесса антропогенного воздействия на окружающую среду, а также аппарата для определения неизвестных параметров модели. Указанный аппарат направлен на моделирование процессов формирования таких важнейших составляющих свободной энергии бассейновой геосистемы, как мощность водотока - интегрального показателя жизнедеятельности всей системы. Процесс поступления солнечной энергии к поверхности бассейновой геосистемы рассматривается нами как жизненно определяющий. При этом важнейшая роль принадлежит установлению эмпирических или подтверждению теоретических закономерностей формирования указанных факторов.
Следующим этапом прогнозирования является проведение необходимых расчетов и визуализация их результатов.
В итоге исследований прогнозный анализ экологической безопасности строительства гидроузла дается на основе математической модели и ее реализации в виде имитационной модели энергетических процессов бассейновой геосистемы. Главным этапом данного исследовательского процесса является ма тематический аппарат моделирования. То есть идеальное знаковое формальное моделирование, при котором описание энергетического взаимодействия компонентов системы осуществляется на языке математики, а исследование модели проводится с использованием тех или иных математических методов. Если привести более строгое определение, представляющее собой так называемую «операционную формулу», то такой моделью будет выступать оператор А, позволяющий по соответствующим значениям вводимых параметров X функционирования бассейновой геосистемы, установить выходные значения энерго-энтропийных параметров объекта моделирования Г. Формально это можно записать следующим образом [14]: где Qx и QY - множество значений входных и выходных параметров моделируемых энергетических процессов в системе.
Проводимое моделирование отражает в себе цели и способы разрешения всех трех типов возможных математических моделей: дескриптивных, нормативных и ситуационных.
Дескриптивная сторона моделирования описывает признаки моделируемых нами объектов посредством символов и схем, отражающих взаимодействие компонентов системы в наглядной форме. Нормативное или оптимизационное назначение обосновывает рациональные структуры и параметры моделируемых энергетических процессов в исследуемой бассейновой геосистеме, помогая определить оптимальные траектории достижения цели исследования с учетом тенденций и противоречий, выявленных с помощью упомянутого выше дискрептивного моделирования. Ситуационная сторона моделирования направлена на выявление наиболее существенных для моделирования факторов формирования полной энергии системы. Проводимый нами процесс аналитического моделирования нельзя отнести к детерминированному типу моделей, где каждому параметру соот ветствует конкретное целое, вещественное или комплексное число, либо соответствующая функция.
Наиболее правильным будет отнести исследовательский процесс по разработке аналитической модели как элемента методологического аппарата оценки экологической безопасности к стохастическому и случайному типам моделирования с элементами интервального. Так как в стохастической модели значения всех или отдельных параметров определяются случайными величинами, заданными плотностями вероятности, чаще всего нормально или экспоненциально распределенными, тогда как в случайной модели некоторые или все параметры уже являются случайными величинами, най-денными в результате статистической обработки ограниченной выборки и представленными в виде оценок соответствующих плотностей вероятности, а потому и менее точными. При моделировании энергетических процессов бассейновой геосистемы нами использовалось интервальное моделирование при котором вместо точечных оценок и их значений рассматриваются интервальные, представляемые лишь граничными значениями (наибольшими и наименьшими).
