Название работы	Кол-во страниц	Размер
Критерии оценки качества вод по данным гидробиологического анализа	9	1746.21kb.
Вопросы к экзамену по дисциплине «Водозаборные сооружения поверхностных...	1	29.86kb.
«исследование и разработка научно-методической основы построения...	1	149.2kb.
Инструкция по проектированию сооружений для очистки поверхностных...	5	804.18kb.
Геологическая деятельность поверхностных текучих вод	1	100.7kb.
Аналитическая записка по результатам мониторинга сми по теме «Внедрение...	4	510.13kb.
Приказ № №29/1 от 31. 08. 2012. Положение о системе внутреннего мониторинга...	1	136.34kb.
Новые формы оценки качества знаний учащихся и методика их проведения	1	53.96kb.
Теоретические и методические основы оценки ресурсов поверхностных...	3	698.35kb.
Структура экологического мониторинга, взаимосвязь и взаимозависимость...	1	55.71kb.
Рабочая группа школьной системы оценки качества образования	1	139.18kb.
Закон лимитирующих факторов (закон толерантности). Практическое значение...	1	31.61kb.
Направления изучения представлений о справедливости	1	202.17kb.

Разработка компьютерной системы оценки качества поверхностных вод для целей экологического мониторинга

Т.А.Рогозина

Уфимский государственный авиационный технический университет, г. Уфа, TatyanaR83@mail.ru
Разработка компьютерных систем для оценки состояния и качества поверхностных вод является важной географо-экологической задачей. Под географо-экологической проблемой понимают - сочетания факторов природной среды, обуславливающих ее состояние, важные для здоровья, ус­ловий жизни и деятельности человека или сохранения видового разнообразия биосферы. При этом учитываются два подхода к оценке качества среды - антропоцентризм и биоцентризм. В зависи­мости от назначения оценки качества воды будут использоваться различные термины, регламенты и нормативы: антропоцентризм предопределяет использование санитарно-гигиенических регла­ментов и норм для выполнения оценки; а биоцентрическая позиция - связана с экологической регламентацией и экологическим нормированием. Проблема оценки состояния в этом случае сво­дится к обоснованному отбору информативных признаков, нахождению градаций или шкал для этих признаков и определение алфавитов классов, однозначно отражающих состояние и тенден­ции развития экосистемы при различных антропогенных нагрузках. В итоге разрабатывается объ­ективная многокритериальная система оценки и выявление типов водных экосистем.

Многокритериальная оценка предполагает необходимость проведения процедуры свертыва­ния информации, что представляет собой целенаправленный процесс, базирующийся на четко сформулированных принципах выбора или конструирования наиболее информативных перемен­ных. Такие оценки представляют собой совокупность параметров, которые сами по себе могут служить оценками качества воды, и отражают методологическую основу оценки состояния и воз­действия на природные экосистемы, с помощью построения сводных показателей по совокупно­сти критериев оценивания. Многокритериальная оценка может служить переходом от качествен­ных классификаций и типизации к разработке шкал качества для достаточно большого перечня критериев, характеризующих природные системы и их свойства на различных этапах развития систем.

Компьютерная система представляет собой интерактивный диалог между пользователем и ПЭВМ, который включает в себя как обучающие элементы (в виде информации о показателях. ПДК, пределы изменения и др.), так и расчет показателей качества воды, что является результатом работы программы.

Расчет обобщенного индекса проводится на основе классификации загрязненности водных объектов по химическим показателям (А.А. Былинкиной, СМ. Драчеву, А.И. Ицковой). Для его получения были использованы следующие параметры: ИЗВ, индекс сапробности, биотический индекс, растворенный кислород. Эти параметры были выбраны в связи с тем, что они наилучшим образом отражают взаимодействие биоты (через индекс сапробности и биотический индекс) и абиотических факторов (через ИЗВ и растворенный кислород). Каждая из приведенных характе­ристик может быть в отдельности рассчитана с помощью программных алгоритмов.

На первом этапе разработки системы были обобщены существующие подходы к оценке каче­ства воды. Далее была отобрана система обоснованных критериев состояния биоты и абиотиче­ской среды, с использованием которых будет производиться оценка качества воды. При этом нужно стремиться к тому, чтобы каждый из параметров был необходим, а все параметры вместе были достаточны для описания качества рассматриваемой системы. Для каждого признака были выбраны шкалы изменения по классам качества (квалиметрические шкалы), каждый признак дол­жен иметь левую и правую границу значений (минимальное и максимальное значение для опреде­ленного уровня загрязненности), что отличает разработанную классификацию от классификации А.А. Былинкиной и других. При этом могут существовать характеристики, увеличение значений которых приводит к улучшению значения качества или состояния экосистемы, а также характери­стики, увеличение значений которых приводит к его ухудшению. Одновременно с введением при­знаков (критериев) оценивания вводятся классы состояния (качества, загрязнения и т.п.). Разрабо­танная классификация ориентирована на шесть классов загрязненности поверхностных вод.

На втором этапе было проведено нормирование исходных значений: с помощью несложных преобразований избавляемся от размерности исходных характеристик так, чтобы наилучшим ус­ловиям по каждому критерию соответствовало значение равное 0, а наихудшим - равное 1 (можно и на оборот). Таким образом, исходные параметры приводятся к единой безразмерной шкале, по­сле чего над их значениями можно производить математические действия с целью получения ин­тегрального показателя качества воды.

На третьем этапе проводится свертка для исходной классификации с учетом нормированных значений и весов для левых и правых границ каждого класса. Выбирается вид интегрального по­казателя П(х,а). В качестве выражения для интегрального показателя можно предложить линейную свертку показателей вида: ,

где i = 1...n (n - число критериев оценивания, х_i - нормированное значение параметра, a_i - вес (0ii = l)). При использовании этой классификации вводится необходимое условие задания весов(приоритетов), например, все параметры по весу равноценны, тогда вес определяется простой формулой a_i = 1/n, где n - количество показателей.

В результате выполнения указанных преобразований получена шкала интегрального показа­теля по классам качества при условии равновесного учета всех параметров оценивания.

Использование комплексной системы позволяет овладеть навыками тради­ционных возможностей оценки качества вод и выполнять интегральные оценки качества. Приме­нение системы для выполнения научно-исследовательских работ обуславливает возможность зо­нирования акваторий по величинам интегральных показателей качества вод для нужд водопотребления и водопользования.