авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 10 |

Геохимическая опасность и риск на урбанизированных территориях: анализ, прогноз, управление

-- [ Страница 7 ] --

4. Экспериментальные данные по сорбции меди суглинками, супесями и песками наиболее хорошо аппроксимируются обобщенным уравнением Фрейнлиха. Кроме того, изотермы сорбции меди на суглинках также удовлетворительно описываются уравнением Редлиха-Петерсона, на песках - обобщенным уравнением Ленгмюра-Фрейнлиха и уравнением Редлиха-Петерсона (рис.4). Экспериментальные данные по сорбции цинка суглинками и супесями наиболее хорошо аппроксимируются модифицированным уравнением Ленгмюра и обобщенным уравнением Ленгмюра-Фрейнлиха. В отличие от этого, при изучении сорбции цинка песками удовлетворительная аппроксимация уравнениями Тота, Ленгмюра, обобщенным уравненим Ленгмюра-Фрейнлиха отмечена только для одного образца, в остальных случаях величина аппроксимации R2 не превышала 0.5. Рассчитаны параметры изотерм сорбции. В большинстве случаев уравнения изотерм имели более сложный вид по сравнению с использующимися в программах расчета сорбции загрязняющих веществ в зоне аэрации и водоносных горизонтах уравнениями Генри, Ленгмюра и Фрейндлиха, что определяет необходимость включения в данные программы реальных изотерм сорбции.

Рис. 4. Аппроксимация экспериментальных данных по сорбции меди обобщенной изотермой Фрейнлиха

Глава 4. Управление геохимическим риском

Общие положения

Одной из важнейших задач в современный период является разработка теории и методологии управления природными и техноприродными рисками. Различные аспекты проблемы управления риском рассматриваются в ряде опубликованных работ (Осипов, 2001, 2002; Оценка и управление природными рисками, 2003; Рагозин, 1995, 1999, 2003 и др.). Методические положения управления природными и техноприродными рисками, обусловленными подтоплением на урбанизированных территориях, детально разработаны Е.С.Дзекцером (Дзекцер, Пырченко, 2005). Изложенные принципы управления геохимическим риском базируются на сложившихся представлениях об управлении риском с учетом специфики исследуемого нами объекта.

При управлении геохимическим риском основным объектом управления является риск, возникающий в СПТС на всех этапах – от формирования опасного геохимического состояния природной среды до реализации геохимической опасности.

В основу управления геохимическим риском заложены: 1- принцип системности и 2 - принцип ситуационности. Принцип системности предполагает выделение в системе управления техноприродным геохимическим риском трех взаимодействующих и различающихся по объекту управления подсистем управления: источниками техногенных воздействий, геохимической опасностью, объектами опасности. В каждой подсистеме можно выделить две основные функции – управление воздействиями данной подсистемы и защита от внешних воздействий. Это обусловлено возможностью изменения ролевых функций в каждой подсистеме, когда субъект опасных воздействий может стать объектом. Эффективность системы управления в значительной степени определяется степенью взаимосвязи трех подсистем и координации их действий единым координационным центром. Сложность управления геохимическим риском обусловлена значительным разнообразием: источников и видов техногенного воздействия, компонентов природной среды, подверженных данным воздействиям, и объектов опасности (реципиентов). Принцип ситуационности заключается в принятии или корректировке управленческих решений в соответствии со складывающейся ситуацией и вытекает из случайного характера поведения всех подсистем.

С учетом данных принципов разрабатывается система управления геохимическим риском. Основные функции системы управления геохимическим риском: определение цели и задач управления геохимическим риском; определение способов и средств достижения цели и решения поставленных задач, организация управления геохимическим риском, выяснение эффективности управляющих решений (системно-ситуационный мониторинг).

В каждой подсистеме структура системы управления включает следующие блоки: - управляющий блок (ЛПР), исполнительный (системы управления формированием геохимической опасности и ее реализации), управляемый (техногенные источники, компоненты природной среды, объекты опасности первого и второго рангов).

Обоснование и выбор управляющих решений осуществляется на основе анализа и прогноза геохимического риска и всех его составляющих при сценарном подходе к развитию событий в двух моделях: «техногенный источник – природная среда» и «природная среда - объект опасности». Необходимость сценарного подхода обусловлена особенностями СПТС, как сложной системы, для которой характерны нелинейность, вероятностный характер формирования и реализации опасных геохимических ситуаций

Для выбора мероприятий необходимо проанализировать составляющие геохимического риска, оценить вероятность неблагоприятного события в каждой составляющей риска, величину потерь, экономические затраты на проведение мероприятий по уменьшению вероятности опасных событий на различных этапах возникновения риска, выбрать оптимальный вариант управляющих решений для снижения риска. Снижения риска можно добиваться путем выполнения мероприятий, направленных на уменьшение вероятности как формирования, так и реализации геохимической опасности. После выбора мероприятий оценивается риск с учетом их воздействия на субъект и объект опасности.

В работе проанализированы современные подходы к управлению. В настоящий период формируется новая парадигма управления риском, которая опирается на синергетику - теорию самоорганизации сложных, открытых, неравновесных, нелинейных систем. К таким сложным системам можно отнести и СПТС. К наиболее теоретически разработанным подходам в оценке физической сущности самоорганизации в открытых системах относятся: подход Пригожина И.Р., связывающего сущность самоорганизации с диссипацией (Гленсдорф, Пригожин, 1973; Николис, Пригожин,1979; Пригожин, 1985), и подход Руденко А.П., рассматривающего самоорганизацию с позиций эволюционного катализа (Руденко,1964, 1995, 2000). Развитие работ в области эволюционного катализа внесло вклад не только в понимание физической сущности явления самоорганизации и его отличия от альтернативного явления организации, но также и в утверждении новой парадигмы естествознания, узаконивающей антиэнтропийный принцип наряду с энтропийным. В основе синергетического подхода к управлению - необходимость следования законам самоорганизации - антиэнтропийным процессам, идущим в открытой системе против равновесия (Руденко, 2000). Игнорирование различиями в физической сути процессов самоорганизации и организации приводит часто к неправильному использованию термина самоорганизация (антиэнтропийный процесс) для обозначения альтернативного явления организации (энтропийный процесс). Существующие в настоящее время представления о синергетических процессах, часто приводят к рассмотрению их как синонимов процессов самоорганизации. При рассмотрении синергетических процессов не учитывается, что могут иметь как энтропийную, так и антиэнтропийную направленность. Относимые к процессам самоорганизации синергетические цепочки (например, утечки из водонесущих коммуникаций - подъем уровня подземных вод - увеличение их агрессивности - деформации и разрушение фундамента) являются энтропийными процессами (процессами организации). Актуальнейшей проблемой является выяснение закономерностей процессов самоорганизации и организации в конкретных сложных системах и разработка методологии управления риском с учетом тенденций саморазвития системы.

В разделе рассмотрены: 1) методологические и методические подходы к составлению карт геохимической опасности, как основы для выработки решении по управлению риском; 2) научное обоснование принципов мониторинга подземных вод при управлении гидрогеохимическим риском; 3) разработка экспертной системы как инструмента оперативного принятия решений по управлению риском в чрезвычайной ситуации

Методологические и методические подходы к составлению карт геохимической опасности на урбанизированных территориях

Разработанные подходы к построению карт геохимической опасности на урбанизированных территориях реализованы на примере карты геохимической опасности территории г. Москвы (масштаба 1:50 000), составленной в рамках проекта «Оценка геохимического риска на территории г. Москвы» программы «Безопасность Москвы» в 1995-1997 гг. При выполнении работ были использованы вспомогательные карты: загрязнения почвенного покрова; защищенности грунтовых вод от поступления загрязняющих веществ с поверхности земли; защищенности подземных вод каменноугольного водоносного горизонта от загрязнения; агрессивности грунтовых вод, загрязненности поверхностных вод реки-Москвы и ее притоков; загрязненности донных отложений реки-Москвы; подтопления грунтовыми водами территории Москвы; размещения несанкционированных свалок.

Карта геохимической опасности построена на основе районирования территории по геохимическому состоянию природных сред, которое обусловливает: 1 - социальный риск при проживании на данной территории, 2 -экономический риск при ее хозяйственном использовании.

При оценке социального аспекта геохимической опасности в основу построения карты положено: 1 - районирование территории города по категориям геохимической опасности, выделяемым по сочетанию уровня загрязнения почвенного покрова и глубины залегания уровня грунтовых вод, 2 - зонирование Москва - реки по категориям геохимической опасности, выделяемым по сочетанию уровней загрязнения речных вод и донных отложений, 3 - картографирования территорий размещения городских стихийных свалок. Уровни загрязнения почв, поверхностных вод и донных отложений определялись по результатам генерализации соответствующих вспомогательных карт. При определении категорий геохимической опасности использовался матричный принцип. В качестве приоритетных факторов при выделении категорий опасности приняты - загрязнение почвенного покрова и донных отложений.

При оценке экономического аспекта геохимической опасности в основу построения карты положено: 1 - районирование территории города по категориям геохимической опасности, которые выделялись по сочетанию степени подтопления территории агрессивными водами и уровня потенциальной загрязняемости грунтовых вод, 2 - картографирование области наибольшей вероятности привлечения к водозабору загрязненных вод, 3 - картографирование территорий размещения пожароопасных свалок. Степени подтопления территории агрессивными грунтовыми водами определялись по сочетанию уровней подтопления грунтовыми водами территории г. Москвы и уровней агрессивности грунтовых вод (при оценке агрессивности использовались действующие нормативы и результаты термодинамических расчетов). Уровень потенциальной загрязняемости грунтовых вод определялся по сочетанию уровня загрязнения почвенного покрова и степени защищенности грунтовых вод.

Исследуемая территория подразделялась по категориям с высокой, средней и низкой степенями геохимической опасности. Районирование территории г.Москвы показало, что 30.3 % площади города характеризуются высокой степенью геохимической опасности, обусловливающей возможность социальных потерь, и 26.4 % территории - высокой степенью геохимической опасности, обусловливающей возможность экономических потерь, что может рассматриваться как фактор риска для здоровья и жизнедеятельности населения. Результаты районирования послужили основой для разработки комплекса управляющих решений по минимизации рисков, связанных с опасным геохимическим состоянием природных сред.

Методический подход к построению крупномасштабных карт формирования неблагоприятных геоэкологических ситуаций в подземной гидросфере

Рассмотрен подход к построению крупномасштабных карт формирования неблагоприятных геоэкологических ситуаций в подземной гидросфере, включающий два этапа: 1) построение карты источников опасных воздействий на подземные воды, 2) построение карты формирования загрязнения подземных вод. На первой карте выделяются все источники опасных воздействий, представляющие актуальную или потенциальную угрозу загрязнения подземных вод как техногенные, так и природные (например, естественно некондиционные - природные поверхностные и подземные водные системы, содержащие некондиционные воды). Категория опасности источника загрязнения в штатной ситуации определяется на основании сочетания концентрации загрязняющего компонента (или отношения концентрации к ПДК, референтной концентрации и т.п.) и площади, с которой загрязнение поступает в водоносный горизонт. При расчете категории опасности в аварийной ситуации учитывается концентрация загрязняющего компонента в аварийных условиях, площадь поступления загрязнения и величина вероятности аварии. Карта формирования загрязнения подземных вод представляет собой синтетическую карту, получаемую в результате наложения трех карт: 1) защищенности водоносного горизонта; 2) изменения параметрического состояния подземных вод после воздействия на участке расположения источников; 3) изменения параметрического состояния природного объекта за расчетное время. Построение карты изменения параметрического состояния на участке расположения источника опасности после реализации опасного воздействия проводится по результатам расчета смешения поступающих с поверхности загрязненных вод с водами изучаемого водоносного горизонта. Построение карты изменения параметрического состояния водоносного горизонта на сопредельных участках осуществляется на основе оценки области распространения загрязнения по водоносному пласту в течение заданного времени. Карты составляются отдельно для каждого параметра, характеризующего состояние объекта, а также отдельно для штатной и нештатной ситуаций. На основе предложенной методики была построена серия карт загрязнения подземных вод в Березниковско-Соликамском промышленном районе.

Научное обоснование принципов мониторинга подземных вод при управлении гидрогеохимическим риском

Трудности управления рисками на урбанизированных территориях, наличие многочисленных факторов неопределенности и стохастический характер развития ситуаций, определяют особую важность мониторинга, как инструмента управления риском, позволяющего отслеживать, оценивать и прогнозировать изменения ситуации, своевременно корректировать программы наблюдений и расчетные модели, принимать соответствующие управляющие решения.

Системы мониторинга входят в группу пассивного управления опасностями и рисками и по функциональному назначению являются контролирующими методами. Автор разделяет позицию тех исследователей, которые считают, что управление не является функцией мониторинга, но методически и организационно связано с решением задач управления (Шестаков, 1988). Все системы мониторинга окружающей среды направлены на решение проблем экологической безопасности и в той или иной степени призваны способствовать уменьшению риска, однако эффективное функционирование мониторинга при информационном обеспечений решений по управлению риском возможно только при создании целенаправленной системы.

При решении задач управления техноприродным геохимическим риском мониторинг должен представлять информационно-диагностическую систему наблюдений, оценки и прогноза состояния основных элементов структуры опасности и риска (субъекта опасности - источников техногенного воздействия, компонентов природной среды и объектов опасности - населения, объектов инфраструктуры и т.п.). В основу системы мониторинга подземных вод как метода управления риском заложены принципы научной обоснованности, целенаправленности, модельной ориентированности, системности, ситуационности, стадийности. При управлении риском сущность этих принципов характеризуется специфическими чертами, которые рассматриваются в диссертации.

Целенаправленность определяется важностью ориентации мониторинга на решение конкретных задач. При управлении геохимическим риском задачами мониторинга являются: 1) получение информации, позволяющей корректировать или усовершенствовать концептуальную модель формирования геохимической опасности и риска, соответствующие расчетные модели, уточнять прогнозную оценку риска, научно обосновывать управляющие решения по снижению риска, 2) корректировка концептуальной модели формирования геохимической опасности и риска и совершенствование расчетных моделей; 3) уточнение прогноза геохимического риска, 4) наблюдение, анализ и оценка эффективности предпринимаемых мероприятий по минимизации риска.

Модельная ориентированность мониторинга определяется необходимостью обоснования расчетной модели, которая в процессе наблюдений совершенствуется применительно к требованиям решения задач прогноза и управления (Шестаков, Брусиловский, 2007). Сложность решения данной задачи при управлении техноприродным геохимическим риском заключается в необходимости согласованности действий подсистем мониторинга, так как в каждой из них при прогнозе риска могут использоваться разные расчетные модели. При этом, если подсистема мониторинга техногенных источников, по сути, является независимой от природной среды, на которую она оказывает воздействие (если не считать возможности обратного воздействия), то расчетная модель прогноза формирования опасных ситуаций в природной среде должна учитывать входящие техногенные воздействия, а модель для объектов опасности – воздействия компонентов природной среды.

Системность. В основу построения системы мониторинга при управлении риском должна быть положена концептуальная модель формирования геохимической опасности и возникновения риска. Принцип системности предполагает выделение в структуре мониторинга трех подсистем: 1) источников техногенных воздействий, 2) геохимического состояния компонентов природной среды, 3) объектов опасности (населения, объектов инфраструктуры и т.п.).



Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 10 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.