Mat_mod_shpory

47. Понятие риска, отличие от понятия ПДК. Зависимость ответной реакции от дозы. Расчеты риска . Модели с двойной пористостью. Модели MACRO, Pearl и др. Преимущественные пути миграции, учет при моделировании.

Риск – вероятность возникновения неблагоприятного события с предсказуемым последствием за определенный промежуток времени. Риск = доза*время

ПДК - максимальное количество вредного вещества в единице объема или массы, которое при ежедневном воздействие в течение неограниченного времени не вызывает каких- либо болезненных изменений в организме и неблагоприятных наследственных изменений у потомства.

Зависимость ответной реакции от дозы может быть прослежена на всех уровнях организации живой материи: от молекулярного до популяционного. При этом в подавляющем большинстве случаев будет регистрироваться общая закономерность: с увеличением дозы - увеличивается степень повреждения системы; в процесс вовлекается все большее число составляющих её элементов.

Модель MACRO. Условия на верхней границе- метеоусловия месяца и « симулятор» погоды с точными географическими координатами, условия на нижней границе- гидрология почвы. Экспериментальное обеспечение: почвенное: на основе традиционной информации и База Данных. Учитывает застойные и проводящие зоны порового пространства; описание свойств пестицида: растворимость, DT₅₀, К_сорб. 

48. Понятие о двух- и трехмерных моделях. Особенности расчетной схемы и граничных условий. Условия применения.

Наиболее часто для практики важно оценить вертикальное перемещение влаги и других компонентов. Однако нередко приходится иметь дело с неравномерным распределением почв в ландшафте, когда почвенные разности соседствуют друг с другом. В этом случае для оценки реальной обстановки используют траншейный метод и описывают не только распределение почвенных свойств по вертикали, но и их изменение по горизонтали. Наконец, почвенный покров изменяется не только по вертикали и горизонтали, а в 3‐х направлениях. Появляются 3‐D модели, которые чаще всего называют ландшафтными. Рассмотрим кратко устройство 2D и 3D моделей.

Представим себе, что нам необходимо описать движение воды к вертикальной скважине (дрена) в гидроморфной почве с конкретным уровнем грунтовых вод.

Пространство влияния дрены разбивается на отдельные ячейки, т.е. создается определенная расчетная решетка с конкретными ячейками в виде параллелограммов с двумя направлениями – Z (по глубине) и Х (по горизонтали). В каждой ячейке на всех ее 4‐х границах производится расчет потоков влаги и изменения влажности (капиллярно‐сорбционного давления), соответственно. Расчет проводят по той же сеточной схеме, изложенной нами выше. Только теперь сеточная схема учитывает не одно направление, а два. Сложность расчетов увеличивается, но для современных средств вычислений это вполне приемлемо.

Если же стоит задача разработать 3D модель, то в качестве ячейки выбирается параллелепипед с соответствующими границами.

Основные правила использования 3‐х мерных моделей

• В качестве элементарной ячейки рассматривают параллелепипед, со всех сторон которого рассчитываются перетоки в соседние ячейки.

• В 3‐х мерных ландшафтных моделях сетка неравномерная: сетка гуще, где потоки интенсивнее.

Получается, что и 2D, и 3D модели в основе своей имеют то же самое физическое обоснование, что и одномерные модели, с которыми мы уже знакомы. Важно уметь создать такую сетку, которая позволяла бы наиболее точно и в то же время не слишком сложно проводить долгосрочные прогнозные расчеты. В основе и этих моделей лежат те же законы сохранения (баланса) и расчета потока веществ и энергии. Надо только создать расчетную сетку, чтобы считать балансы и потоки между ее ячейками.

Но главное в моделях, все, же не расчеты, а понимание процессов.

49. Условия на верхней и нижней границах для моделей переноса влаги, тепла, солей. Задание верхних граничных условий (метеоусловий) в моделях долгосрочного прогноза почвенных режимов (метеосимуляторы). Основные принципы устройства метеостимуляторов.

Верхняя граница – условия испарения транспирация, осадки, полив. Нижняя – условие Дирхли (постоянная влажность, θend =const), условие Неймана (постоянный градиент, дθ/дz=0, то есть, нет изменения в профиле), условие Каши (заданный поток, θend=θ0+-K*дθ/дz).

50. Адаптация полуэмпирических моделей экспериментальными данными. Качественные критерии, Критерии соответствия (принцип Сайерта). Использование математических моделей при: управлении, проектировании, количественном прогнозе, расчете экологического риска, планировании эксперимента.