72 э к олог и я әож 631. 9: 574. 42 Еспергенов Ж. К

ЭКОЛОГИЯ                                                                                                   ISSN 1561-4212. ВЕСТНИК ВКГТУ, 

2006, № 4

 

 

80

портного  потока  по  магистральным  улицам,  припаркованные  транспортные  средства, 

частые пересечения с другими улицами, неупорядоченное движение пешеходов приводит 

к  снижению  скорости  маршрутных  автобусов,  частым  торможениям  и  максимальному 

уровню выбросов отработавших газов. 

 Введение обособленной полосы позволит сократить время работы двигателей на пере-

ходных режимах, в режиме холостого хода и уменьшить выбросы. 

В  нашем   городе имеются резервы улучшения экологической обстановки, которые не-

обходимо реализовать в кратчайшие сроки. 

  

Список литературы 

 

1.

 Спирин И. В. Городские автобусные перевозки: Справочник. – М.: Транспорт, 1991. 

2.

 Варелопуло  Г.  А.  Организация  движения  и  перевозок  на  городском  пассажирском  транс-

порте. – М.: Транспорт, 1990. 

3.

 Экологическая  безопасность  транспортных  потоков  /  Под  ред.  А.  Б.  Дьякова.-  М.: 

Транспорт, 1989. 

4.

 Автомобильный транспорт России.- № 11.- 2004. 

 

Получено 20.11.06. 

УДК 502/504:004(574.42) 

 

М.Н. Мадияров 

ВКГУ им. С. Аманжолова, г. Усть-Каменогорск 

 

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ УСВОЕНИЯ ДАННЫХ НАТУРНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ 

  

Существенной  частью  современного  общества  являются  разнообразные  системы  дос-

тупа  и  хранения информации, которые являются неотъемлемой составляющей современ-

ного научно-технического прогресса. Существует много веских причин перевода сущест-

вующей информации на компьютерную основу. Такие, как более быстрая обработка дан-

ных  и  централизация  их  хранения  с  использованием  клиент/серверных  технологий,  по-

зволяют  сберечь  значительные  средства,  а  главное,  и  время  для  получения  необходимой 

информации, а также упрощают доступ и ведение. 

Все большее число организаций, работающих с данными, предпочитают использовать 

компьютеризированные (СУБД), позволяющие эффективно хранить, извлекать информа-

цию  и  управлять  большими  объемами  данных.  Современные  многопользовательские 

СУБД  системы  управления  базой  данных,  специализируются  на  управлении  массивом 

информации одним или множеством работающих пользователей. 

Для  моделирования  загрязнения  атмосферного  воздуха  города  с  линейными  источни-

ками (дороги) мы используем уравнение переноса и диффузии примеси вредных веществ, 

выделяемых автомобильным транспортом города и автозаправочными станциями, распо-

ложенными  вдоль дорог [1,2]. Для интерполяции и экстраполяции недостающих данных 

применяется математическая модель переноса примесей вредных веществ в атмосферном 

воздухе  города  с  помощью  усвоения  данных,  полученных  в  точках  отбора,  которые  со-

держатся в базе данных «Локальный мониторинг воздуха».  

Для  получения  реальной  картины  загрязнения  во  всех  точках  города  оказывается  не-

достаточным  простое  интерполирование  с  помощью  только  данных,  полученных  в вось-

ми точках, где находятся пункты наблюдений за загрязнениями (ПНЗ). Конечно, при же-

лании  можно  получить  с  помощью  существующих  методик  некоторые  приближенные 

значения  в  других  точках  города  на  содержание  загрязняющих  веществ,  но  тогда  полу-

ISSN 

1561-4212. 

ВЕСТНИК 

ВКГТУ, 

2006, 

№ 

4 

                                                                                                  

ЭКОЛОГИЯ 

 

81

ченная картина не будет давать нам реальные значения вредных веществ, содержащихся 

в  определяемых  точках,  потому  что:  во-первых,  точки,  где  находятся  ПНЗ,  не  являются 

источниками  выбросов,  и  поэтому  мы  не  можем  только  по  данным  этих  точек  находить 

значения в других точках города; во-вторых, не будут учтены метеорологические данные 

и характер подстилающей поверхности. 

Поэтому  нами  построен  следующий  алгоритм  усвоения  данных    для  совместного  ис-

пользования моделей и данных наблюдений, полученных в восьми точках города: 

1.  На  первом  этапе  решается  уравнение  переноса  и  диффузии  для  загрязняющей  суб-

станции 



 

           

f

z

z

y

y

x

x

u

di

t

y

x

































































.                    (1) 

Граничные условия для задачи (1) при 

h

z 

 получим из модели приземного слоя:                       

                                 

h

h

h

s

a

a

f





















0

                                                        (2) 

где 

d

h





,

-  коэффициент  турбулентности  на  высоте 

h

z 

  и 

d

z 

  соответственно, 

0



  - 

концентрация субстанции на уровне шероховатости. 

 

 

Рис. 1. Расположение ПНЗ  г. Усть-Каменогорска 

 

Остальные  граничные  условия  для  концентраций  пассивной  субстанции  зададим  в 

ЭКОЛОГИЯ                                                                                                   ISSN 1561-4212. ВЕСТНИК ВКГТУ, 

2006, № 4

 

 

82

виде  

0







z





  при 

H

z 

; 

0



 

  при  

Y

y

y

X

x

x









,

0

,

,

0

  ;                                    (3) 

0



 

  при  

.

0



t

 

Для построения вычислительного алгоритма решения уравнения (1) с граничными ус-

ловиями  (2)  –  (3)  воспользуемся  методом  расщепления  по  физическим  процессам  и  на 

каждом малом интервале времени 





1

,



j

j

t

t

 рассмотрим схему, состоящую из трех этапов: 

- перенос субстанции по траекториям: 

0

























z

y

x

t

u

u

u









;                                                (4) 

- турбулентная диффузия субстанции: 

z

z

y

y

x

x

t

y

x

















































;                                         (5) 

- локальные преобразования субстанции и влияние источников: 

                         

f

t













.                                                             (6) 

На  первых  двух    этапах  уравнения  решаются  для  каждой  субстанции  независимо  от 

других, а на третьем осуществляется взаимная адаптация и взаимодействие всех субстан-

ций.  Решение каждого  предыдущего этапа в момент времени 

1





j

t

t

 служит начальным 

условием для последующего этапа в момент времени 

j

t

t 

. 

2. На втором этапе решается сопряженная задача  

   

F

z

z

y

y

y

x

x

x

u

di

t













































































.             (7) 

)

(

1

1











i

W

F

 

где 



  -  функция  наблюдений; 



  -  решение  уравнения  (1);   

i

W

1

  -  матрица  наблюдения; 

1



 - коэффициент предпочтения. 

3. На третьем этапе вводится поправка в математическую модель по данным наблюде-

ния, т.е.  найдем погрешность  

,

2

2

*

i

W

r







 

где 





 - решение сопряженной задачи (7), и взяв за  

r

F

f





 

решаем прямую задачу (1). 

Таким образом, с помощью этого алгоритма мы можем получить более точную карти-

ну по содержанию в атмосферном воздухе города загрязняющих субстанций, так как  ма-

тематическая модель учитывает все гидрометеорологические характеристики и все источ-

ники загрязнения, а также в модель вводится поправка с учетом измеренных данных [3]. 

  По  изложенному  выше  алгоритму  составлена  компьютерная  программа,  позволяю-

щая по данным, взятым из базы данных «Локальный мониторинг воздуха» получить все 

ISSN 

1561-4212. 

ВЕСТНИК 

ВКГТУ, 

2006, 

№ 

4 

                                                                                                  

ЭКОЛОГИЯ 

 

83

недостающие данные в черте города и его окрестностях. 

Для работы с компьютерной программой усвоения данных, полученных в восьми точ-

ках города Усть-Каменогорска, где расположены ПНЗ, нужно в меню программы анализа 

базы  данных  «Локальный  мониторинг  воздуха»  выбрать  пункт  «Анализ»  и  запустить 

«перейти к форме анализа данных» (рис. 2). 

Далее  для  запуска  программы  в  меню выбираем пункт «Расчет» и «начать расчет». В 

появившееся окно «Задание начальных значений» автоматизировано передаются все дан-

ные по ПНЗ, необходимые для расчета. Так же имеется возможность изменять эти данные 

или заносить другие данные. В этом окне задаются направление и скорость ветра, разме-

ры  расчетной  области,  такие,  как  длина,  ширина  и  высота  (рис.  4.).  После  нажатия  на 

«ОК»  начинает  работать  программа  по  усвоению  данных  ПНЗ  с  учетом  всех  метеороло-

гических  характеристик.  При  работе  программы,  в  нижней  части  окна  будет  виден  про-

цесс  работы  программы.  Появляющиеся  при  этом  два  столбца  чисел  означают  следую-

щее: первый столбец - временной слой, второй столбец - разность значений концентраций 

субстанции.  После  остановки  процесса  расчета  появится  указание  «показать  изолинии» 

для  получения  графической  визуализации  данных,  полученных  с  помощью  компьютер-

ной  программы  усвоения  данных.  Нажимая  на  «показать  изолинии»,  в  пункте  «Изоли-

нии»  на  экране  мы  увидим  изолинии  концентрации  загрязняющей  субстанции  во  всех 

точках города. 

 

 

 

Рис. 2. Основное окно программы 

 

ЭКОЛОГИЯ                                                                                                   ISSN 1561-4212. ВЕСТНИК ВКГТУ, 

2006, № 4

 

 

84

 

 

Рис. 3. Открытие файла  данных 

 

ISSN 

1561-4212. 

ВЕСТНИК 

ВКГТУ, 

2006, 

№ 

4 

                                                                                                  

ЭКОЛОГИЯ 

 

85

 

 

Рис. 4.  Окно выбора метеорологических характеристик 

 

Список литературы 

 

1.

  Марчук  Г.И.  Математическое  моделирование  в  проблеме  окружающей  среды.-  М.:  Наука, 

1982 . - 319 с. 

2.

  Темирбеков  Н.  М.  Компьютерная  технология  для  оценки  экологического  состояния  воз-

душного  бассейна  города,  обусловленного  транспортным  процессом  /  Н.  М.  Темирбеков 

и др.  // Региональный вестник Востока .- 2004 .- №4(24).- С. 3-11.  

3.

  Пененко  В.В. Модели и методы для  задач  охраны окружающей среды / В. В. Пененко,  

А. Е. Алоян. – Новосибирск: Наука, 1985. - 254 с.

 

 

Получено: 18.12.06. 

 

 

 

УДК  504.064.054 

 

М.М. Утегенов, М.З. Естемесов, З.А. Естемесов 

ТОО «ЦеЛСИМ», г. Алматы 

 

ОСОБЕННОСТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ 

 

Известно, почва является одним из главнейших компонентов экосистемы. Деградация 

почв приводит, как правило, к негативному влиянию окружающей среды [1]. Наибольшее 

ЭКОЛОГИЯ                                                                                                   ISSN 1561-4212. ВЕСТНИК ВКГТУ, 

2006, № 4

 

 

86

нарушение  структурных,  физико-химических  и  биологических  свойств  почв  происходит 

в  результате  хозяйственной  деятельности  агропромышленного  комплекса.  По  степени 

воздействия  на литосферу добыча и подготовка нефти и газа также относятся к экологи-

чески опасным видам хозяйственной деятельности человека [2].   

Нами  изучено  изменение  концентрации  некоторых  элементов  (Cr,  Pb,  Cd,  Cu,  Co,  Ni, 

Mn)  и  нефтепродуктов  в  почвах  санитарно-защитной  зоны  (СЗЗ)  Жанажольского 

газоперерабатывающего завода. Полученные результаты показаны на рис.1.  

 

 

 

 

 

ISSN 

1561-4212. 

ВЕСТНИК 

ВКГТУ, 

2006, 

№ 

4 

                                                                                                  

ЭКОЛОГИЯ 

 

87

 

С - Север; В - Восток; Ю - Юг; З - Запад; Ц - Центр 

 

Рис. 1. Изменение концентрации тяжелых металлов и нефтепродуктов в почвах СЗЗ в зависимости 

от места отбора проб (вертикальные отрезки изображают 95 %-ные доверительные интервалы) 

      

Установлено,  что  степень  загрязнения  почвы,  как  правило,  не  превышает  показателя 

ПДК для данного элемента. Причем распространение элементов и нефтепродуктов в зоне 

СЗЗ не равномерное. Так, например, Центр СЗЗ больше загрязнен Cr, Cu и Ni, а Юг − Pb, 

Cd и нефтепродуктами, Север − Со. Восток и Запад СЗЗ относительно меньше загрязнены 

примесными элементами. 

 

                                                  

Список литературы 

 

1. Сораматин А.В. Нефтяное загрязнение  земель  в зоне средней  тайги Западной Сибири  

   //Экология и промышленность России. – Август, 2004. – С. 8-11. 

2. Давыдова С.Л., Тагасов В.И. Нефть  как  топливный ресурс и загрязнитель окружающей  

   среды. – М.: РУДН, 2004. – 131 с. 

 

Получено 19.12.06 

 

 

 

ЭКОЛОГИЯ                                                                                                   ISSN 1561-4212. ВЕСТНИК ВКГТУ, 

2006, № 4

 

 

88

 

УДК  621.039.76 

 

М.М. Утегенов, М.З. Естемесов, З.А. Естемесов 

ТОО «ЦеЛСИМ», г. Алматы 

 

РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ НА ОБЪЕКТАХ ЖАНАЖОЛЬСКОГО 

жүктеу/скачать 1,46 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: