Введение к работе
Актуальность проблемы. Современный технократический тип цивилизации основан на активном, все более полном вовлечении в производственную деятельность природных ресурсов. Широкое использование природных ресурсов в технологических процессах зачастую приводит к существенному ухудшению состояния различных экологических объектов, в том числе водных.
Пермская область является регионом с высоко развитой промышленностью, что обусловило значительное загрязнение поверхностных водных объектов на её территории. При этом многие водные объекты, расположенные на территории Пермской области, имеют не только локальное, региональное значение, но и способны оказать существенное влияние на состояние водных ресурсов на значительной части территории Российской Федерации. Это связано с тем, что р. Кама является самым крупным притоком важнейшей водной артерии России р. Волга,
Источники поступления загрязняющих веществ в водные объекты могут быть существенно различны. Помимо перманентного загрязнения, вызванного функциоїшрованием промышленных предприятий, нельзя не учитывать возможность аварийного попадания загрязняющих веществ в воду. Еще одним существенным фактором риска является повторное загрязнение водных объектов, связанное с выносом загрязняющих веществ из дошшх отложений.
Таким образом, задачи контроля за состоянием поверхностных водных объектов Пермской области и регламентации воздействий на его основе представляются весьма важными. Однако сложные экономические проблемы, с которыми сталкиваются
государственные органы, осуществляющие мониторинг поверхностных водных объектов, приводят к тому, что сфера их деятельности не только не расширяется, а напротив — сужается. В данных обстоятельствах остро встает проблема целенаправленной концентрации всей совокупности информации, которая была накоплена за период функционирования этих органов.
Весьма важное влияние на экологическую ситуацию в поверхностных водных объектах играет регламентация техногенных воздействий на них. Следует подчеркнуть, что традиционный подход к проблеме оценки техногенного воздействия осуществляется в рамках локальной схемы «отдельный водовыпуск» -» «водный объект». Однако при достаточно высокой плотности техногенных, нагрузок, характерных для промышленно развитых регионов, данная схема является совершенно неприемлемой, так как техногенное воздействие, оказываемое на водный объект всей совокупностью источников загрязнения, расположенных в непосредственной близости друг от друга, нельзя рассматривать как арифметическую сумму воздействий каждого из источников.
Для объективной регламентации техногенных воздействий необходим достаточно полный учет всех источников загрязнения, как декларированных, так и потенциальных, расположенных в бассейне рассматриваемого водного объекта.
В настоящее время реализация такого подхода возможна только путем создания централизованной системы оперативного прогнозирования и нормирования техногенных нагрузок на водные объекты в масштабах региона и может быть осуществлена при условии достаточно полного использования возможностей современных вычислительных средств.
Цели и задачи диссертационной работы. Целью данной диссертационной работы является создание единого комплекса программных продуктов для централизованной системы оперативной оценки воздействия техногенных комплексов на водные объекты в масштабах крупного региона. Для обеспечения эффективной работы данного комплекса необходимо решить следующие задачи:
- централизованное хранение и последующее накопление
информации:
о состоянии водных объектов;
об объектах водоотведения и составе отводимых стоков;
прогнозирование содержания загрязняющих веществ в поверхностных водных объектах при различных гидрологических и гидрохимических режимах, составе и режимах сброса в него отводимых стоков;
регламентация техногенных воздействий на водные объекты с учетом интереса всех водопользователей, расположенных в бассейне данного водного объекта.
Решение данных задач предусматривалось на примере Пермской области.
Научная новизна. Научная новизна работы состоит в выработке методологии, а так же её последующей реализации при создании комплекса программных продуктов, включающих как информационные базы данных, так и различные расчетные модули, обеспечивающие решение поставленных задач в масштабах крупного промышленного региона.
Практическая ценность. Созданные на основе разработанной методологии программные средства позволяют более оперативно и объективно решать задачи, как оценки состояния, так и
прогнозирования последствий техногенных воздействий, а так же
осуществлять регламентацию этих воздействий на водные объекты.
Данный программный комплекс успешно используется для
указанных выше задач в Пермском областном комитете по охране
природы в масштабах Пермской области. Отдельные элементы
комплекса внедрены в ряде организаций, чья деятельность связана с
проблемой оценки и регламентации техногенных воздействий на
водные объекты, в том числе в Пермском городском комитете по
охране природы, СТУЭКе (Северное территориальное управление
экологического контроля, г. Березники), Сарапульском водоканале.
Так же ряд программных модулей системы используется при
практическом обучении студентов соответствующих
специальностей в Пермском государственном университете и в Пермском техническом университете.
Результаты, выносимые на защиту.
Разработана методология создания и программная реализация централизованной системы оперативного прогнозирования и нормирования техногенных нагрузок на водные объекты в масштабах крупных промышленных регионов, включающая в себя:
ведение баз данных по широкому спектру вопросов, связанных с экологическим мониторингом поверхностных водных объектов;
прогнозирование последствий воздействий декларированных сбросов, а так же техногенных аварий, связанных с попаданием в поверхностные водные объекты загрязняющих веществ;
нормирование вредных воздействий на водные объекты, как техногенного, так и бытового характера.
Апробация работы.
Основные положения и результаты работы докладывались на:
Международном конгрессе «Вода: Экология и технология», Москва, 1994 г.;
Межотраслевом научно-техническом технологическим конгрессе «ТЭК: проблемы и пути решения»;
Международной конференции Загрязнение окружающей среды (1СЕР'95);
Всероссийской конференции «Бассейн реки: эколого-
водохозяйственные проблемы рационального
водопользования», Екатеринбург, 1996;
Втором международном конгрессе «Вода: Экология и технология», Москва, 1996 г.;
Первой международной конференции «Экологическое моделирование и оптимизация в условиях техногенеза» ЭМО-96, Минск, 1996;
Международном симпозиуме «Чистая вода России-97», Екатеринбург, 1997;
- Третьем международном конгрессе «Вода: Экология и
технология» Экватэк-98, Москва, 1998 г.
Структура и объем диссертации