5 Прогнозування якості довкілля

Однією з поширених задач екологічного прогнозування є отримання прогнозу якості довкілля. Її головними критеріями є показники якості води та атмосферного повітря.

Оцінка якості атмосферного повітря. Якість атмосфери оцінюють за результатами статистичної обробки проб атмосферного повітря та проб атмосферних опадів. Для забезпечення достатнього представництва статистичної вибірки необхідно відібрати досить велику кількість проб. Інакше важко одержати достовірну інформацію про наявність кореляцій між складом проб і різними факторами, такими, як висота, швидкість вітру, напрямок вітру тощо.

Виявлення кореляцій — це необхідна процедура для побудови прогнозу якості екологічного середовища. З цією метою проводять дисперсійний, кореляційний і регресійний аналіз бази даних, отриманій у ході відбору проб. При доборі проб фіксуються параметри, від якій прогнозується залежність стану атмосфери, Наприклад, якщо очікується мати залежність від точки розташування, напрямку вітру, висоти, часу доби, сезону, то як незалежні параметри вибирають:

— час добору проби (ранок, вечір тощо);

— місце добору проб;

— сезон;

— напрямок вітру;

— висоту добору проби тощо.

Для кожного параметра відбирають не менше 5-10 проб, тобто, у кожній фіксованій точці відбору (беруть не менше п'яти таких точок) проводять відбір проб не менш як п'ять разів уранці і п'ять разів увечері в кожний із сезонів так, щоб напрямок вітру був щоразу різним. За результатами аналізу проб будується багатофакторна база даних. Потім база даних групується в групи за кожним з факторів і проводиться дисперсійний аналіз результатів вимірювань.

Наприклад, статистичні дослідження іонного складу опадів показали, що ступінь і характер мінералізації атмосфери різні в різних регіонах України: над морями й океанами домінують іони Na* і СІ. тоді як над сушею переважає сульфатно-кальцієва і сульфатно-магнієва мінералізація. Атмосферні іони впливають на формування загального іонного стоку, складаючи до 40 % останнього а, отже, визначають показники якості води.

Ієрархічний підхід до керування якістю води. Керування якістю води здійснюється на основі прогнозування наслідків оперативного технологічного втручання у ході її очистки. Особливість такого керування полягає в тому, що при відповідному моделюванні пронесу стосовно регіональних йодних систем розмаїття форм таких систем і шляхів їхнього використання спричинює множинність моделей, що задовольняють поставленим вимогам. Ці моделі можуть бути як взаємодоповнюючими, так і несумісними (тобто такими, що взаємно виключають одна одну).

Отже, одна із задач при ухваленні керівного рішення полягає у виборі оптимальної моделі з погляду на її вартість та обсяги розвязуваних проблем.

Для оцінки великого числа альтернативних можливостей використовують принцип ієрархії моделей. Для моделей якості води існує трирівнева ієрархія:

— планувальні моделі;

— проектувальні моделі;

— оперативні моделі.

Планувальні моделі розробляються для оцінки вартості принципових рішень (не включаючи подробиць цих рішень). Це обмежує терміни і вартість таких проектів.

Проектувальні моделі будуються на базі моделей, відібраних із загального числа планувальних, що дають найбільш дешеві рішення. Ці моделі розробляють більш ретельно, проробляючи дані рішення з аналізом довгострокових перспектив одержання потрібної якості води.

Оперативні моделі будуються на базі проектувальних моделей, відібраних із загального чиста таких моделей. На основі оперативних моделей, що включають докладний аналіз прийнятих рішень, будується стратегія керування якістю води.