Методические указания для обучаемого по работе с программой “Малая река”. Методические указания для обучаемого по работе с программой “Мал. Программа "малая река" (аннотация). Имитационная программа "Малая река" предназначена для использования в учебном процессе как одна из лабораторных работ в курсе "
 Скачать 66 Kb.
|
|
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:
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:
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:
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:
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:
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 - (100количество свиней) или (200количество 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:
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:
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:
После небольшой паузы Вы увидите на экране заставку программы РЕКА. 6. ВВОД ДАННЫХ В ПРОГРАММЕ. В программе предусмотрено два вида ввода данных:
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. 7.2. В программе задействованы следующие функциональные клавиши: F1 - информация о природоохранных мероприятиях, моделируемых в программе (т.е. информация об эффективности разных методов очистки сточных вод, о влиянии разных видов вспашек на уменьшение дождевого стока, о влиянии лесополосы и искусственной аэрации); F2 - схема взаимодействия блоков системы (т.е. графическое изображение связей, моделируемое в программе); F3 - правила работы с программой (на экран выдаётся информация о моделируемой экологической системе, о цели игры, о возможных управляющих воздействиях на систему, о стоимости природоохранных мероприятиях и т.д.); F10 - оценка деятельности обучаемого по турам. Удобрения (азотные -50 кг/га, фосфорные - 45 кг/га, калийные - 45 кг/га, органические 10т/га, известкование - 1т/га); пестициды (метафос 30 кг/га, цинеб - 3 кг/га, атразин - 6 кг/га); вспашка уплотнённая; лесополоса шириной 30м. Получится результат за первый год: прибыль - 1442 тыс. Руб. Затраты - 123 тыс. Руб. Экономический ущерб - 400.8 тыс.руб. Слишком большой экономический ущерб говорит о том, что необходимо больше внимания уделять природоохранным мероприятиям. Необходимо улучшить очистку сточных вод, применять меньшее количество удобрений и пестицидов. Если на природоохранные мероприятия затратить средств немного больше, то можно достичь нулевого экономического ущерба. Пример: интенсивность работы промышленного предприятия - 150; очистка сточных вод предприятия - биологическая; поголовье скота - 2000 свиней; очистка сточных вод фермы - биологическая с доочисткой; сельскохозяйственная культура - пшеница; удобрения (азотные -20 кг/га, фосфорные - 25 кг/га, калийные - 20 кг/га, органические 5т/га, известкование - 1т/га); пестициды (метафос 15 кг/га, цинеб - 2 кг/га, атразин - 3 кг/га); вспашка -глубиной 35-37см.; лесополоса шириной 30м. Результат за первый год: прибыль - 1096.4 тыс. руб. Затраты - 185 тыс. руб. Экономический ущерб - 0тыс.руб. говорит о том, что управление системой ведётся правильно. Получена высокая прибыль и обеспечена чистота воды в реке. 8. ОЦЕНКА ДЕЙСТВИЙ ОБУЧАЕМОГО. По окончании пяти лет игрового времени программа подводит оценку деятельности обучаемого по полученной прибыли и нанесённому экономическому ущербу. Оценка “отлично” выставляется обучаемому, если он получит прибыль 5 млн. руб. и экономический ущерб 0 руб. При худших показателях оценка соответственно снижается. |