Процесс управления экосистемой

После вызова программы на экране дисплея появится картинка - рабочее поле программы с зоной "меню" в верхней части. Для того чтобы войти в зону "меню", необходимо нажать на клавишу «ESC». Игроку предоставляется одна из пяти возможностей: Помощь, Управление, Состояние, Работа, Прогноз. Чтобы войти в один из этих режимов, следует подвести графический курсор к одному из этих названий с помощью клавиш → или ← и нажать клавишу «ENTER». Для выхода из любого режима нажимают на клавишу «ESC».

К режиму "ПОМОЩЬ" следует обращаться до начала и во время игры для получения справочной информации по экосистеме "ОЗЕРО".

Режим "СОСТОЯНИЕ" - предназначен для вывода на экран информации о текущем состоянии экосистемы по сравнению с величинами ПДК.

Режим "УПРАВЛЕНИЕ" предназначен для задания управляющих параметров (сброс и подкачка воды, работа аэраторов, количество суток, на которые задается данный режим работы). Для задания параметров используются следующие клавиши:

- «↑», «↓» - для перехода к тому или иному параметру;

- «↑» - для увеличения значения параметра на величину шага;

- «↓» - для уменьшения значения параметра на величину шага;

- «PgUp» - для увеличения шага изменения параметра в 10 раз;

- «PgDn» - для уменьшения шага изменения параметра в 10 раз.

Режим "РАБОТА" – осуществляет управленческие решения в течение указанного числа дней и демонстрирует результат данной деятельности.

Режим "ПРОГНОЗ" - предназначен для вывода на экран прогноза погоды на текущую декаду и режима деятельности предприятий.

С 1 июня Вы назначаетесь диспетчером в службу управления качеством воды. Общая задача игрока состоит в том, чтобы в течение июня вывести озеро из запущенного состояния, довести концентрации каждого из трех ингредиентов до уровня ПДК во всех зонах, а затем в течении июля поддерживать качество воды в озере на этом уровне.

Процесс управления экосистемой имеет циклический характер. В начале каждого игрового цикла следует проанализировать наличные концентрации кислорода, органики, неорганики, получив все сведения с помощью режима "Состояние". Затем ознакомьтесь с прогнозом погоды и прогнозом деятельности предприятий (режим "Прогноз"). На основании проведенного анализа игрок выбирает параметры управления - величины P, S, A1, A2, а также Т - количество суток очередного цикла. Эти величины сообщаются машине в режиме "Управление" и осуществляются в режиме «Работа». По завершении одного игрового цикла вновь оценивается состояние экосистемы и все повторяется.

В течение первого месяца, пока диспетчер выводит озеро из запущенного состояния, он не наказывается за несоответствие норме концентраций загрязняющих веществ или кислорода. В следующем месяце диспетчеру начисляются штрафные баллы - по одному за каждый день, когда не было обеспечено качество воды хотя бы в одной зоне озера. К концу июля компьютер выставляет ему оценку, исходя из количества набранных штрафных баллов:

- "Отлично" - нет штрафных баллов.

- "хорошо " - штрафных баллов не более 10.

- "удовлетворительно" - штрафных баллов от 11 до 15.

диспетчер, получающий 16-й штрафной балл, отстраняется от должности (оценка «неудовлетворительно»).

Оптимальная стратегия управления экосистемой

Отсутствие учета стоимости работ будет большой ошибкой. Как только выделенная сумма будет израсходована, системы перекачки и аэрации воды остановятся, и в оставшиеся дни экосистема будет развиваться без поддержки, что быстро приведет к ухудшению качества воды. То есть свободный расход в неблагоприятных условиях должен сочетаться с разумной экономией в условиях благоприятных. Ориентироваться следует на среднесуточный расход 300 у.е. : 60сут .= 5 у.е.

Выбор большой длительности цикла (6-10 сдут.) не эффективен по ряду причин:

- невозможность воздействовать на систему до конца цикла,

- инеpциальность системы в целом,

- изменения в метеоусловиях,

- декадность прогноза.

Искусственная аэрация должна использоваться разумно. Расход кислорода обусловлен разложением органики и водообменном с предприятиями: забирая воду, обогащенную кислородом, и сбрасывая воду без кислорода, предприятие уменьшает концентрацию кислорода в воде; чем больше в воде органики и выше температура, тем больше расходуется кислорода на ее разложение. Пополняется запас кислорода в воде за счет естественной и искусственной аэрации, а также за счет дождевой воды и подкачиваемой чистой воды. Перекачка и сброс воды создают в озере течение от промышленной зоны через среднюю в культурную. Следовательно, концентрацию кислорода в промышленной зоне можно повышать за счет перекачки чистой воды, тогда как в средней и культурной зонах это следует делать за счет аэрации, причем аэрация в средней зоне (А1) должна быть выше чем в культурной (А2).

Подкачка и сброс воды существенно влияют на концентрацию растворенных примесей. Концентрация органики растет только за счет сточных вод предприятий, а убывает за счет разложения. Кроме того, загрязнения с водой перетекают из одних зон в другие. Чем выше концентрация кислорода в воде, тем сильнее идет разложение органики. При этом концентрация неорганики растет. Таким образом, концентрация неорганики увеличивается за счет сточных вод и разложения органических веществ, а понижается только за счет проточности воды.

Задания

Задание 1 Сделайте вывод о влиянии объема подкачки и сброса воды на параметры озера. Для этого смоделируйте разные режимы управления (Р>S, Р=S,Р<S) для больших и малых объемов перекачки воды. Для ускорения работы осуществляйте их при максимальной продолжительности цикла (Т=10 суток).

Задание 2 Сделайте вывод о влиянии аэрации на параметры озера. Для этого смоделируйте режимы сильной и слабой аэрации с использованием А1, А2 и обоих аэраторов совместно (Т=10 суток).

Задание 3Исходя из результатов, полученных в заданиях 1-2, обеспечьте максимально эффективное управление данной экосистемой в течение 2 месяцев. Выставленную компьютером оценку продемонстрируйте преподавателю.

Контрольные вопросы

1. Что такое ПДК? Для чего используются эти показатели?

2. Что такое аэрация? Может ли быть естественная аэрация и чем она отличается от искусственной?

3. За счет каких процессов может происходить самоочищение водной экосистемы?

Лабораторная работа № 8

Поиск по сайту: