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 игры, а затем во время игры для получения справочной информации по экологической системе " 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 в 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 экологическая система будет развиваться без поддержки, что очень быстро может привести к ухудшению качества воды. Таким образом, свободный расход в неблагоприятных условиях должен сочетаться с разумной экономией при 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 в воде примесей. концентрация органики растет только за счет сточных вод предприятий, а убывает за счет разложения. Кроме того, загрязнения с водой пеpетекают 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 не только за счет сточных вод, но и за счет разложения органических веществ, а понизить ее можно только проточностью воды.

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 3 Исходя 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? Чем естественная аэрация отличается от искусственной?

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