Структури природньо-промислових систем

У загальному випадку під структурою ППС розуміється склад і взаємне розташування її компонентів і елементів, які визначають характер і напрямок функціонування системи. Залежно від призначення і мети використання можна виділити наступні типи структури ППС: компонентна, функціональна, ієрархічна, морфологічна.

Структура може бути представлена у вигляді принципової схеми, блок-схеми, спеціальної карти-схеми або аерофотознімку.

При цьому вид структури ППС повинен відповідати меті інженерно-екологічних досліджень або типу структури.

Структура ППС представляється набором відповідних структурних одиниць, які залежно від ступеню узагальнення й типу структури можуть мати різні найменування.

Типи структур ППС і їхні структурні одиниці представлені на рис.1.

Компонентна структура ППС

Суспільство

засоби праці

Предмети праці

Продукти праці

Функціональна структура ППС

Взаємодія

Вплив

Дія

Наслідки

Ієрархічна структура ППС:

а) простору б) часу в) організації г) наукових

досліджень

Надсистама

1-й рівень деталізації

Глобальна

Постійна

2-й рівень деталізації

Система

Регіональна

Тривала

Підсистема

3-й рівень деталізації

Локальна

Коротко-тимчасна

Елемент

4-й рівень деталізації

Елементарна

Миттєва

Морфологічна структура ППС

Контури

Ареали

Шари

Зони

Рис.1. Принципові схеми структури природньо-промислових систем.

Компонентна структура ППС

Під компонентами ППС слід розуміти її однорідні за складом частини, наділені певними функціональними ознаками.

Компонентна структура повинна відбивати сутність теоретичного і методологічного підходу до виділення та дослідження ППС, розкривати їх склад і властивості як елементарних, структурних одиниць ноосфери. Компонентну структуру можна представити у вигляді блок-схеми (рис. 2 на якому зображений нообіогеоценоз). З рис.2 видно, що в ППС можна виділити такі структурні одиниці:

співтовариства (екотоп, біоценоз, нооценоз); компоненти (літосфера, гідросфера, атмосфера, фітоценоз, зооценоз, мікробіоценоз, суспільство, засоби праці й продукти праці).

Рис.2. Структурна схема матеріально-енергетичної одиниці ноосфери.

Природньо-промислові системи, що містять перераховані вище співтовариства й компоненти, є класичними. Саме стосовно них необхідно розробляти всі методологічні та методичні аспекти інженерно-екологічних досліджень.

В конкретних ситуаціях, коли ППС не містить якого-небудь компоненту або цей компонент представлений окремими елементами (рослинність — окремими видами дерев, суспільство — працівниками тільки даного виробництва, продукти праці — тільки промисловою продукцією), дослідження системи повинно проводитися з урахуванням даних особливостей.

Ієрархічна структура

З методологічної точки зору ієрархічна структура повинна розкривати поняття чотирьох ієрархій: простору, часу, організації та наукових досліджень.

Природно-промислові системи приурочені до певного виду виробництва і відповідної території. З метою виявлення пріоритетності та підпорядкованості складається просторова ієрархічна структура. Вона повинна відбивати взаємне розташування ППС різного рівня на конкретній площі.

Природно-промислова система глобального рівня просторової ієрархії – ноосфера- являє собою сукупність систем регіонального рівня -територіально-виробничих комплексів. Один ТВК може містити кілька природно-промислових комплексів. Кожний з яких може бути розчленований на кілька нообіогеоценозів - елементарних природно-промислових систем. Найбільш інформативна така структура у вигляді спеціальної карти-схеми, (рис. 3). На прикладі ППК тут виділені основні структурні елементи промислової, комунально-побутової і аграрної ланок та показаний, що видобуток корисної копалини, збагачення, енергетика створюють свої природно-промислові системи меншого рангу (нообіогеоценози), границі яких визначаються границею впливу цього виробництва на природне середовище.

Загальна границя ППК визначається границею впливу основного виробництва, у цьому випадку гірничо тай збагачувального.

Ієрархія часу є в основному характеристикою процесів. Структура часової ієрархії дає можливість прогнозування появу нових структурних елементів ППС у результаті будівництва промислових об'єктів або розширення зони впливу виробництва в результаті переміщення.

Можливості часової ієрархії структур ППС можна проілюструвати побудовою структурних карт-схем, віднесених до різного періоду часу. Це дозволяє проаналізувати процеси розвитку ППС, виявити їх тенденції і напрямки, оцінити стан і скласти прогноз зміни компонентів системи.

Ієрархія організації ППС Приймаємо за елементарну ППС нообіогеоценоз і розглянемо ієрархічну структуру ППС (схема 1). Виділимо рівні організації в трьох середовищах: біотичне, абіотиче і виробниче (соціальне).

Спочатку вивчаються властивості складових частин, а потім ці властивості використовують для аналізу роботи системи в цілому.

Принцип виділення елементів це одержання необхідної і достатньої інформації для аналізу і вивчення структури та характеру функціонування системи.

У біотичному середовищі виділяються наступні елементи: гени, клітини, органи, організми й популяції.

В абіотичному середовищі – це наступні елементи: ізотопи, елементи, речовини, сполуки і утворення.

Особливу категорію становлять утворення - структурні елементи літосфери (ґрунти, материнські і гірські породи), гідросфери (атмосферні, поверхневі, ґрунтові й підземні води) і атмосфери (гази в приземному шарі, воді, ґрунтах і гірських породах). Незважаючи на реальне існування утворень, їх границі намітити доволі складно, але необхідно. У противному випадку результати не будуть комплексними, а в деяких випадках і не достовірними.

Рис. 3. Карта-схема просторової ієрархії природно-промислових

систем. 1-3 — промислова ланка: 1 — видобуток корисної копалини, 2 — збагачення корисної копалини, 3 — виробництво теплової електроенергії; 4-6 — аграрна ланка:4 — лісознавство, 5 — рослинництво, 6 — тваринництво; 7—9 — комунально-побутова ланка (рекреаційні угіддя, заповідні угіддя і т.ін.).

Виробниче середовище складається з таких компонентів: засобу праці, суспільство і продукти праці.

У свою чергу в кожному компоненті можна виділити наступні елементи:

- матеріали й інструменти, машини й механізми, технологічні площадки, ділянки, виробництва - компонент - засоби праці ;

- особистості, шари, категорії, групи, класи - компонент - суспільство (градація населення, що виявилося в зоні впливу підприємства);

• сировина, напівфабрикати, продукція, вироби, предмети споживання - компонент - продукти праці.