Лекции по "Экономическому природопользованию"

.                                                                                                                            Курс “Экономика природопользования”

Аннотация “Малая река”                                                                                                                                                      .

ОБУЧАЮЩАЯ ИМИТАЦИОННАЯ ПРОГРАММА “МАЛАЯ РЕКА” (АННОТАЦИЯ).

 

Имитационная программа  “Малая река” предназначена для  использования в учебном процессе как одна из лабораторных работ в  курсе “Охрана природы и рациональное природопользование” для подготовки студентов и лиц, ответственных за планирование сельскохозяйственного производства и строительства, специалистов сельского хозяйства, работающих в прибрежных районах.

Имитационная модель  “МАЛАЯ РЕКА” реализована как  программа РЕКА.ЕХЕ на ПЭВМ IBM PC/XT и работает в среде операционной системы MS DOS.

1. Общие сведения.

 

Имитационная программа  “Малая река” предназначена для  использования в учебном процессе как одна из лабораторных работ в  курсе “Охрана природы и рациональное природопользование” для подготовки студентов и лиц, ответственных за планирование сельскохозяйственного производства и строительства, специалистов сельского хозяйства, работающих в прибрежных районах. Она способствует закреплению и развитию теоретических знаний по управлению экосистемой  “МАЛАЯ РЕКА”.

 

2. Описание экологической системы.

 

Программа “МАЛАЯ РЕКА”  моделирует естественные процессы, происходящие в системе:

• участок реки,
• промышленное предприятие,
• животноводческий комплекс,
• сельскохозяйственные угодья,
• жилой посёлок,
• передвижная станция контроля качества воды.

 

Описание элементов  системы:

 

2.1. участок реки длиной 8640 м., шириной 10 м., глубиной 3 м., средней  скоростью течения 6 м/мин. Во  время паводка скорость течения  и расход воды в реке повышается.

2.2. промышленное предприятие,  расположенное на берегу реки на расстоянии 1800 метров от начала участка, загрязняющее воду реки стоками, содержащими органическое загрязняющее вещество (по БПК5). Количество сточных вод зависти от интенсивности работы предприятия, которая может изменяться от 0 до 150 условных единиц продукции в сутки. Производство единицы продукции даёт 0,1 куб. Метра стоков с концентрацией органического загрязняющего вещества по БПК5 2000 мг/литр.

 

2.3. животноводческий  комплекс, расположенный на берегу  реки на расстоянии 5400 метров от начала участка на котором можно выращивать свиней (количество от 0 до 2000 голов) или крупный рогатый скот (от 0 до 1000). На животноводческом комплексе в сутки на свинью образуется 4,5 литра навозной жижи с БПК5 - 6000 мг/литр, на корову 14 литров с БПК5 - 8000 мг/литр.

 

2.4. сельскохозяйственные  угодья, на которых можно выращивать  пшеницу, рожь, ячмень, кукурузу, картофель.  Для повышения урожайности есть  возможность внесения азотных  (не более 50 кг/га), калийных (не  более  50 кг/га), фосфорных (не более  50 кг/га), органических удобрений(не более  20 т/га), известкования почвы (не более  2 т/га), применения ядохимикатов (метафоса - для борьбы с вредными насекомыми, цикеба - для борьбы с болезнями растений, атразина - для борьбы с сорняками). При использовании ядохимикатов и удобрений необходимо учитывать:

• дождевые и паводковые стоки будут загрязнять воду реки тем сильнее, чем больше внесено удобрений и ядохимикатов.
• Накопление веществ, не усвоенных растениями, в почве влияет на величину загрязнения реки.
• Существенное влияние на качество воды оказывают донные осаждения.

 

2.5. Жилой посёлок забирает  воду реки для своих нужд. Если  вода в реке не достаточно  чистая, то затрачиваются средства  на её очистку. В модели установлен  предел допустимых концентраций (ПДК) в мг/л по:

кислороду	не менее 4	мг/л
БПК5	не более 6	мг/л
атразина	не более 0,005	мг/л
метафосу	не более 0,02	мг/л
цинебу	не более 0,03	мг/л

 

2.6. Передвижная станция контроля  качества воды анализирует содержание  кислорода, БПК5, атразина, метафоса, цинеба в воде в любом выбранном месте участка реки.

 

 

3. УПРАВЛЕНИЕ  ЭКОСИСТЕМОЙ

 

Работа обучаемого с программой состоит из последовательности туров, где каждый тур - управляющее воздействие  на систему и получение результатов. Имеется два режима работы:

“по годам один тур это один год,

“по месяцам” - один тур это один месяц.

Под управляющим воздействием понимается:

• выбор интенсивности работы промышленного предприятия.
• Выбор количества голов скота для выращивания на ферме (свиньи или крупный рогатый скот).
• Выбор методов очистки сточных вод промышленного предприятия и фермы.
• Выбор сельскохозяйственных культур для выращивания в бассейне реки.
• Выбор количества применяемых удобрений и ядохимикатов.
• Размещение передвижной станции контроля качества воды.
• Выбор мероприятий по охране чистоты реки.

 

Цель работы обучаемого заключается в выборе оптимальных  параметров функционирования системы  для достижения максимальной прибыли  от хозяйственной деятельности в  бассейне реки с учётом затрат. При  этом концентрации загрязняющих веществ в реке не должны превышать предельно допустимых норм. От этого зависит величина экономического ущерба.

 

 

3.1. Мероприятия по  охране чистоты реки и их  стоимость.

 

Лесополоса.

Выращивание древесной  и кустарниковой растительности по берегам реки способствует уменьшению дождевого стока и выноса загрязняющих веществ. Влияние лесополосы растёт с увеличением возраста лесополосы. Посадки лесополосы шириной 10 метров стоит 1000 руб.

 

Вспашка.

При работе с программой необходимо учесть, что разные виды вспашки обеспечивают уменьшение дождевого стока в разной степени:

• уплотнённая на 16% (стоимость вспашки 100га - 1000 руб.)
• отвальная с микро лиманами на 63% (1900 руб.)
• безотвальная на 45% (1700 руб.)
• отвальная глубиной 22-25см на 62% (2500 руб.)
• глубиной 35-37 см на 77% (3000 руб.)

 

Очистка сточных вод.

Для снижения концентрации загрязняющих веществ в сточных  водах необходимо применять очистку. Использование механической очистки  позволяет снизить концентрацию загрязняющих веществ примерно на 50%, биологической очистки -на 80%, биологической с доочисткой на 98%.

Стоимость механической очистки 1 куб. Метра сточных вод - 0.05 руб., биологической - 0,38 руб., биологической  с доочисткой -2 руб.

 

Искусственная аэрация.

Искусственная аэрация  позволяет увеличить содержание кислорода в воде путём нагнетания воздуха в воду через аэраторы. Метод искусственной аэрации можно изменять. При работе необходимо учесть, что концентрация кислорода зависит от концентрации органики (чем больше в воде органики, тем больше расходуется кислорода на её разложение) и от температуры воды (чем выше температура воды, тем ниже концентрация кислорода). Повышение содержания кислорода в воде на 2 мг/л с помощью искусственной аэрации стоит 366 руб. В месяц.

 

3.2. Прибыль.

 

Прибыль от ведения хозяйственной деятельности складывается из прибыли полученной от реализации условной продукции предприятия - 12 руб. за единицу, животноводческого комплекса - (100*количество свиней) или (200*количество коров) руб. в год, урожая пшеницы- 30 руб. за центнер, ячменя - 30, ржи - 28, кукурузы - 12, картофеля - 10.

 

 

 

3.3. Затраты.

 

Затраты складываются из затрат на осуществление природоохранных  мероприятий (см. выше) и затрат на внесение удобрений и ядохимикатов. Стоимость  внесения метафоса (на каждый гектар по 1кг.) - 434 руб., атразина - 1600, цинеба - 600, азотных удобрений - 400, калийных - 400, фосфорных - 400, органических (на каждый га. по 1т.) - 2000, известкования - 2000.

 

3.4. Экономический ущерб.

 

Экономический ущерб  зависит от качества воды в реке и складывается из потерь, связанных с ухудшением функционирования основных фондов промышленного предприятия; дополнительных затрат на очистку воды для жилого посёлка; потерь из-за заболеваемости населения; затрат учреждений здравоохранения в связи с заболеваемостью населения; собственных затрат населения, связанных с поездками на отдых в другие места.

 

4. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ИМИТАЦИОННОЙ  ИГРЫ “МАЛАЯ РЕКА”.

 

Для эксплуатации программы  необходима следующая минимальная  конфигурация технических средств:

• ПЭВМ совместимая с IBM PC/XT АТ с графическим адаптером;
• один накопитель на гибких магнитных дисках (133мм.);
• оперативная память не менее   512 К.

Программа состоит из файлов:   РЕКА.ЕХЕ

РЕКА90.DAT

и может функционировать  в среде операционной системы MS DOS версии 3.0 и выше.

 

Если у вашей ПЭВМ имеется жёсткий диск, то для удобства пользования программой вы можете скопировать  её на этот диск.

Для копирования необходимо:

• в ответ на запрос системы С:> (или А:>) вставить в дисковод “А” гибкий диск с программой и закрыть его;
• набрать команду: COPY A:\*.*  C:\[path] и нажать клавишу ENTER.

После копирования Вы можете запускать программу с  Вашего жёсткого диска. Для этого  необходимо ввести следующую строку:

C:\[path]\РЕКА.EXE и нажать  клавишу ENTER.

 

5. ТРЕБОВАНИЯ К ОБУЧАЕМОМУ.

 

Для освоения работы за терминалом в диалоговом режиме от обучаемых  не требуется специальной подготовки. Знакомство с условиями работы за терминалом, с экологической системой, с целью обучения и оценкой  деятельности обучаемого производит сама программа.

 

Для работы с программой необходимо:

• в ответ на сообщение системы С:> вставить в дисковод “А” магнитный диск с программой “Модель региона” и закрыть его;
• набрать команду А:  и нажать клавишу ENTER
• в ответ на запрос системы А:> набрать имя программы РЕКА и нажать клавишу ENTER.

После небольшой паузы  Вы увидите на экране заставку программы  РЕКА.

 

 

 

6. ВВОД ДАННЫХ В ПРОГРАММЕ.

 

В программе предусмотрено  два вида ввода данных:

• ввод числовых значений осуществляется с помощью клавиш 0,1,2,...,9. Дробная часть числа отделяется точкой (например 3.5). после набора числа необходимо нажать клавишу ENTER;
• ввод данных с помощью клавиш “стрелка вверх”, “стрелка вниз”, “пробел” и ENTER. В этом случае в левом нижнем углу экрана имеется изображение клавиш, которыми можно пользоваться на данном экране.

 

 

7. ПОРЯДОК РАБОТЫ С ПРОГРАММОЙ.

 

7.1. После загрузки  программы на экране появится  заставка программы “МАЛАЯ РЕКА”.  Для продолжения работы необходимо  нажать пробел. Затем предлагается  выбрать режим работы “по годам” или “по месяцам”.

 

Режим “по годам”.

 

В начале тура задаются параметры  функционирования системы: интенсивность  работы промышленного предприятия, поголовье скота для выращивания  на ферме (в начале игры), методы очистки  сточных вод предприятия и  фермы, полевая культура для выращивания на прибрежных полях, количество применяемых удобрений и пестицидов, вид вспашки, ширина лесопосадок вдоль реки.

После задания параметров на экране можно наблюдать динамику концентраций кислорода, БПК5, атразина, цинеба, метафоса в речной воде и изменение уровня воды в реке. Шаг вычислений один месяц. Можно посмотреть динамику концентраций веществ после дождя, а также изменение концентраций веществ вдоль реки в выбранном месяце (клавиши F8 и F9 соответственно).

После 1-го, 2-го и т.д. туров на экране появляется окно с информацией о параметрах системы и предлагается изменить их. Для этого необходимо подвести стрелку к выбранной строке и нажать Enter, строка изменит цвет и т.д. После нажатия пробела программа даёт возможность изменить отмеченные параметры.

После окончания 5 лет  игрового времени программа даёт оценку деятельности обучаемого.

 

Режим “по месяцам” работает аналогично режиму “по годам”, но шаг  вычислений трое суток.