2.1. Основные положения

Речной бассейн состоит из сложной системы водотоков, в которой каждый водоток оригинально и динамично изменяется во времени [6], перемещается в пространстве в пределах поймы реки [19], и вода его качественно изменяется по пути движения [7]. В любом месте реки в каждый момент времени вода сменяется полностью. Нестабильность в пространстве, динамичность системы водотоков и струйные процессы усложняют моделирование временн\`ого изменения свойств воды при перемещении её в речной системе.

Модели массотоков разработаны нами в 1971---1979 гг. и впервые воплощены во второй задаче автоматизированной системы контроля водоохранных мероприятий (АСКВод «Енисей»). О ней сказано во введении. Второй вариант был написан в 1994 г. на языке KLIPPER 5.01  для исполнения на компьютере (программный комплекс «ГХМодель», сертификат соответствия № POCC RU.ME20.H00084 1997 г.). С его помощью были созданы модели около 70 рек Енисейского бассейна c целью расчёта норм  ПДС на 30 и более веществ для каждого объекта. Переносимая программа модели р. Качи передана Енисейскому бассейновому водному управлению в 2007~г.

Принципиальная схема модели дана на рис. 2.1. Она была опубликована в [11]. В модели применяем расходы масс вещества (массотоки) и  используем возможности, которые предоставляет струйная теория объединения водотоков в реке [12]. Основные особенности схемы:

--- не выполняем работы «Оценка состояния водного объекта» и «Оценка естественного фона». Они имеют специфичное назначение и должны быть выполнены, а результаты их утверждены до начала работ по моделированию. Предусмотрено, что они осуществлены при раскрытии тем «Разработка нормы естественного фона» и «Разработка бассейновых норм ПДКб», которые выделены в блоки, вынесенные за пределы схемы;

- создаём модель расходов воды в виде водохозяйственного баланса;

-  формируем базы данных по концентрациям веществ в речных водотоках и сточных водах на основе выбора по результатам оценки  информативности данных;


Рис. 2.1. Принципиальная схема бассейновой модели р. Качи. Серым фоном выделены работы, не входящие в программу, но связанные с ней функционально
 
- рассчитываем на основе  материальных балансов массотоков по три значения концентраций вещества в речной воде  «выше выпуска сточных вод», «в контрольном створе» и «при предполагаемом полном завершении объединения водотоков»;

-  разрабатываем норматив ПДМ при наличии или при отсутствии ресурса. В последнем случае, в соответствии со вторым законом потоков веществ в струе, норму ПДМ принимаем равной качеству речных вод на уровне естественного фона;

- устанавливаем временную норму равной заявленному сбросу сточных вод, чтобы разрешить предприятию существовать, но разрабатываем  на следующий этап временно разрешаемый массоток (ВРМ) и целевой показатель качества (ЦПК). Этим авансируем требования, которые будут задействованы для владельца сточных вод по истечении назначенного срока действия временной нормы;

- не разрабатываем мероприятия для достижения очередного уровня ВРМ или ПДМ. Это --- обязанность водопользователя.
 
2.1.1. Общая схема программы модели реки
 
 Согласно основному закону массотоков их объединение происходит пропорционально долям участия расходов воды струй, содержащих объединяемые массотоки. Следовательно, требуется создавать две модели: объединения струй воды (гидролого-гидравлическую) и объединения массотоков (гидрохимическую). Для облегчения изложения рассматриваем стационарный вариант программы, выполненный в таблицах на листе EXCEL. 

Довольно сложно создавать модель речного стока (гидролого-гидравлическую часть), так как для большинства водотоков (притоков, ручьёв и других)  расходы воды определяются по картам  речного стока с вероятной погрешностью более 40 % и нет макрометрических данных о водотоке. С целью выравнивания речного стока с данными по базовому створу, на котором ведутся многолетние наблюдения, разрабатываем водохозяйственный баланс (гидрологическая подчасть). Расход воды в реке выбираем из трёх маршрутов по отчёту Экспедиции 2003. Макрометрическую информацию о реке, притоках её и струях сточных вод вырабатываем в гидравлической подчасти.  Для учёта струйных процессов рассчитываем доли остатков струй.

 В базе данных создаём четыре массива данных о концентрациях (или потоках) масс веществ. В первом массиве содержатся концентрации каждого вещества в воде устья  каждого притока.  Во второй массив включены концентрации  каждого вещества в воде боковой приточности. Третий массив содержит либо потоки масс веществ в сточных водах, либо их концентрации. Правила выбора концентраций для их расчёта изложены на с. 30. Четвёртый массив представлен концентрациями естественного фона в истоке реки и в каждом притоке.

Для создания гидрохимической (материальной) части модели используем все статьи водохозяйственного баланса и привлекаем информацию о качестве воды в истоке, притоках и в сточных водах. Водохозяйственный баланс преобразуется в баланс массотоков веществ. Для этого каждый расход воды умножается на соответствующую концентрацию вещества, выбираемую из базы данных.

Рассчитываем плотности массотоков в струях на основе данных, выбираемых из материального баланса, и соответствующих расходов воды с коэффициентами остатков, выбираемых  из водохозяйственного баланса.  Расчёт ведём последовательно от истока к устью по каждой строке потокового баланса для трёх створов. Затем графически интерпретируем результаты моделирования, что обеспечивает обзор по всему водотоку.

Модель подобна мгновенной фотографии сложного составного объекта, каждая часть которого перемещается по своей траектории, оригинально изменяя собственные характеристики. Таблицы и графики математической модели представляют статический образ момента существования речной системы.

Комментарии материала:

Разместить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность отправлять комментарии
Этой зимой ребята из объединения «Исследователи окружающей среды», которое существует на базе МБУ ДО «Барнаульская городская станция юных натуралистов», принимают участие в краевом исследовательском конкурсе «По белой тропе». Станция юннатов расположена на западной окраине города Барнаула. В пятистах метрах от нас расположена искусственная березовая лесополоса, защищающая город от ветров, постоянно дующих с окрестных полей. Юннаты часто ходят на экскурсии в ле...
Заселение Арктики началось более 10 тыс. лет назад. Северные области Канадского Арктического архипелага и Гренландия были заселены несколько позже. Из-за сурового климата и других особенностей окружающей среды население Арктики немногочисленно. Крайний Север — один из самых малонаселённых регионов мира, здесь есть лишь несколько крупных городов, а коренное население живёт общинами, расположенными на большом расстоянии друг от друга. Около половины населен...
Дорогие друзья и коллеги! Поздравляем вас с окончанием 2017 года, названного в нашей стране Годом Экологии! В нём было много разного – хорошего и не очень, великого и незначительного, серьёзного и нелепого, но совершенного точно в нём не было ничего бесследного – благодаря всему происходившему мы стали сильнее и мудрее, узнали о мире что-то новое и теперь можем больше, чем раньше. И с этими новыми силами и знаниями мы входим в 2018 год! Поздравляем вас с этим Новым Годом! Пу...
Российские экологические организации в связи с нападением на координатора общественной организации "Экологическая вахта по Северному Кавказу" Андрея Рудомаху  выступили с совместным заявлением и потребовали провести проверку выполнения природоохранного законодательства на территории Краснодарского края. Вечером 28 декабря 2017 года в Краснодаре неизвестные в балаклавах избили активистов общественной организации «Экологическая вахта по Северному...
 Без экономической оценки экосистемных услуг природы мы не сможем её защитить, будет продолжаться деградация среды и обнищание местного населения. Это особо актуально для России, где богатые в природном отношение регионы  (Байкал, Камчатка, Алтай) имеют нищее население.  Фантастическая природа, которая обладает мировой ценностью, но как там жить людям, как развивать эти регионы?  Лекция для ПостНаука доктора экономических наук, профессора кафедры экономики прир...

Материалы данного раздела

Фотогалерея

Интересные ссылки

«Спутниковый мониторинг пожаров на Дальнем востоке России». Сервис работает на основе технологии «Геомиксер», разработанной в ИТЦ «СКАНЭКС»

«Спутниковый мониторинг пожаров на Дальнем востоке России». Сервис работает на основе технологии «Геомиксер», разработанной в ИТЦ «СКАНЭКС»

Активность на сайте

Ростислав Гизатулин аватар
Ростислав Гизатулин
Экспедиция «В краю пяти озёр»

Хороший проект. Мне хотелось бы принять в нем участие.

 

НАТАЛЬЯ ЗАХАРЧЕНКО аватар
НАТАЛЬЯ ЗАХАРЧЕНКО
Экспедиция «В краю пяти озёр»

я думаю детям очень нравится, и позновательно

НАТАЛЬЯ ЗАХАРЧЕНКО аватар
НАТАЛЬЯ ЗАХАРЧЕНКО
Омские башмачки

Проект интересный

Олеся Скрипинская аватар
Олеся Скрипинская
Экспедиция «В краю пяти озёр»

Замечательный проект! Поддерживаю!

Олеся Скрипинская аватар
Олеся Скрипинская
Омские башмачки

Замечательный проект! Поддерживаю!

София Власова аватар
София Власова
Экспедиция «В краю пяти озёр»

Это здорово.Мне очень хочется поехать туда.

сортировать по иконкам
1 год 12 часов назад
Алексей Писковский
Алексей Писковский аватар
Экономия воды и газа или просто предупреждение потопов, взры...
Смотрели: 65,106 |

ЭкоКартридж есть такая организация. К ним обратись.https...

1 год 4 дня назад
Гузель Арсланова
Гузель Арсланова аватар
Экономия воды и газа или просто предупреждение потопов, взры...
Смотрели: 65,106 |

Добрый день. 

Я не по теме с вопросом. Сайт не дает разместить новую тему. Поэтому пишу в этой..(админы простите). Поотому что т...

1 год 41 неделя назад
martaka maminov
martaka maminov аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 139,799 |

Обращайтесь, отличная компания http://www.ecocentrp.ru/about/...

2 года 1 неделя назад
Глеб савельев
Глеб савельев аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 139,799 |

нужна схема пещер с измерениями

2 года 4 недели назад
Ольга Волобуева
Ольга Волобуева аватар
Спелеологи Всех стран объединяйтесь!

Смотрели: 139,799 |

если Вы обладаете информацией , как составить топокарту пещеры, пишите нам. Очень нужна помощь в составлении паспорта объекта

размешен 24.02.18 | Тип: Статью

         12 ноября – красный день календаря! Как оказалось, что эта дата знаменательна для натуралистов-бердвотчеров. В этот день отмечают праздник все синицы,...

размешен 24.02.18 | Тип: Новость

Кировские эксперты Общероссийского народного фронта уверены, что проблема несанкционированных свалок в частном секторе – одна из актуальных в сфере экологии. Федеральное законодательст...

размешен 23.02.18 | Тип: Статью

Жителям  деревень расположенных рядом с Кийзасским угольным разрезом в Кемеровской области  стало невозможно жить в своих родных деревнях и районах....

размешен 22.02.18 | Тип: Статью

В Ха́нты-Манси́йском автоно́мном о́круге нефтяники продолжают нарушать права коренных народов на землях которых они и добывают свое "черное золото"....

размешен 20.02.18 | Тип: Новость

20 февраля 2018 год

...

Подпишись на рассылку

Будьте в курсе последних новостей!

RSS-материал