Математика/ 5. Математическое моделирование

Д.т.н. Айдосов А.А., д.т.н. Айдосов Г.А., д.т.н. Заурбеков Н.С.,

Заурбеков Б.Н., Заурбекова Г.Н., Омирбайулы Д.

КазНУ им. Аль-Фараби, КазТрансГаз, КазЭУ им. Т.Рыскулова, Магистратура Нацбанка РК, КазНУ им. Аль-Фараби, Международный университет информационных технологий, Республика Казахстан, Алматы

Информационное обеспечение математических моделей, описывающих распространение примесей в атмосфере от различных типов источников

Исследованием определены и отобраны существенные факторы природно-климатических особенностей природной среды геосистем промышленных регионов западного Казахстана, приводящие к усугублению экологической обстановки окружающей природной среды, влияющие на загрязнения атмосферного воздуха и их основные характеристические показатели: абсолютный максимум и минимум, средняя суточная амплитуда изменения температуры воздуха; ход повторяемости температурных инверсий; средняя повторяемость направлений ветра и штилей; среднемесячная и годовая скорости ветра, повторяемость скорости ветра по градациям, а также дополнительные метеорологические характеристики и коэффициенты, определяющие условия рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере. Анализ показал, что характеристики загрязнения атмосферы необходимо рассматривать как метеорологические величины. В связи с этим решение вопросов о нормировании вредных выбросов непосредственно зависит от учета условий рассеивания их в атмосфере и составления карты загрязнения территорий.

Анализированы данные исследования состояния окружающей природной среды региона в зависимости от природно-климатических условий, приводящие к усугублению экологической обстановки окружающей природной среды. Выявлено, что ветры исследуемого региона со скоростью более 6 м/с являются опасными, так как факелы источника промышленных выбросов прижимаются к земле. При инверсии, штиле и тумане, в зависимости от годового сезонного увеличение, степень загрязнение составил от 3 до 5 раза больше, чем в обычных погодных условиях. Рассмотрены орографическое описание, климат и климатические особенности загрязнения атмосферы региона. Климатические особенности указаны по отдельным элементам и явлениям погоды для каждого месяца в отдельности. Выявлены сезонные колебания загрязнения. В марте-июне она несколько увеличивается, а с июля по февраль уменьшается. Выявлены большие изменчивости в суточных выбросах загрязнения. На эти особенности выбросов загрязнения необходимо обратить серьезное внимание. Определены основные источники и условие загрязнения на нефтегазодобывающем месторождении.

Анализированы данные исследования характеристики нефтегазовых месторождений Западного региона и подробный анализ развития нефтегазового сектора республики Казахстан. Даны характеристики основных загрязняющих природную среду веществ: сырая нефть, топливо, масло, нефтяные битумы, сажа и особенности физико-химические свойства нефти и нефтепродуктов нефтяных месторождений Казахстана, воздействие нефти на живые организмы. Проведен анализ и инициализация исходной метеоинформации и параметров выбросов источников вредных веществ нефтегазоконденсатного месторождения и определены основные источники выбросов вредных веществ.

Исследовано современное экологическое состояние региона для оценки воздействия на компоненты окружающей природной среды (атмосферный воздух, водные ресурсы и почвенный покров) в зависимости от показателей загрязнения по классам вредных веществ. Наибольшее значение концентраций находится на расстоянии 5, 10-15, 2-3 км от источника по группе суммации SO₂+NO₂. Обследование также показало превышение серы диоксида в отдельных пунктах сбора.

Анализы проб показали отсутствие сероводорода в атмосфере до начала производства работ по бурению скважин. Проведено глубокое обследование экологической обстановки в районе факела скважины. В результате проведения подфакельных наблюдений было обнаружено высокое содержание оксида углерода, диоксида серы и невысокое содержание окислов азота, сероводорода, углеводородов.

Исследованы влияния атмосферного загрязнения нефтепродуктами на здоровье населения региона.

Основными популяционными маркерами неблагоприятного воздействия атмосферного воздуха на здоровье населения являются:

- наличие статистически-значимых территориальных различий в состоянии здоровья субпопуляций, проживающих на различающихся по степени загрязнения атмосферы территориях;

- регистрация статистически-значимой обусловленности динамики показателей здоровья изменениями в химическом составе атмосферного воздуха;

- обнаружение экзогенных изменений в отдельных организмах (например, хромосомные аберрации).

Остается актуальным продолжение глубоких исследований механизмов воздействия атмосферных загрязнителей на состояние здоровья жителей области. Необходимо установление параллельного мониторингового слежения за загрязнением атмосферы и целевыми группами населения. Важные теоретические и практические результаты могли бы дать осуществление экспериментального воссоздания условий среды в городах области и тестирование ее токсичности .

Сохраняет свою актуальность также разработка приемов и методов снижения риска атмосферного загрязнения для здоровья путем повышения иммунного статуса населения региона. Все это в целом может дать значимый социальный и экономический эффект.

Установлены зависимость загрязнения от метеорологических условий и связь состояния загрязнения атмосферы от условий ее циркуляции.

Показаны возможности использования синоптического анализа для прогнозирования загрязнения атмосферы на срок до 5 дней.

Все материалы являются исходными данными (банк данных) при математическом моделировании и оценке экологической обстановки этих промышленных регионов.

Литература:

1. Айдосов А.А., Заурбеков Н.С. Теоретические основы прогнозирования природных процессов и экологической обстановки окружающей среды //Теоретические основы прогнозирования атмосферных процессов, экологической обстановки окружающей среды и построение геоэкологической карты на примере КНГКМ. – Кн.3.– А.: Қазақ университеті, 2000. – 220 с.

2. Айдосов А.А., Айдосов Г.А. Теоретические основы прогнозирования природных процессов и экологической обстановки окружающей среды // Теоретические основы прогнозирования атмосферных процессов и экологической обстановки окружающей среды. – Кн.1. – А.: Қазақ университетi, 2000. – 290 с.

3. Айдосов А.А., Айдосов Г.А., Заурбеков Н.С. Модельная оценка экологической обстановки окружающей среды при аварийных ситуациях. - Алматы, 2010. – 414 с.

4. Айдосов А.А., Айдосов Г.А., Заурбеков Н.С. Модели экологической обстановки окружающей среды при реальных атмосферных процессах. - Алматы, 2010. – 368 с.