Практики / Принципы устойчивого развития / Практика Принципы устойчивого развития
.pdfНациональный Исследовательский Университет «МЭИ»
кафедра Инженерной экологии и охраны труда
Практическое занятие 1.
Основные принципы устойчивого развития.
Студенты: Долгов Р.Н. Мутовкин А.К.
Холуянов И.А. Дубынин И.А.
Группа: ТФ-12-20
Преподаватель: Озерова Н.В.
Москва 2023
Расчет 1. ПРОГНОЗ ЧИСЛЕННОСТИ НАСЕЛЕНИЯ.
Исходные данные:
|
|
|
|
|
|
Нац. доход |
Численность |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Вариант |
|
Страна |
|
на душу |
|
населения |
|
СКР(2022) |
|
СКР |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
населения, $ |
|
2022, млн |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
|
|
Руанда |
|
|
830 |
11,953 |
|
|
3,8 |
|
|
-0,245 |
|
||||
Руанда – страна слаборазвитая. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Количество людей возрастом, в % и в млн. человек. |
|
|
|
|
||||||||||||||
0-10 |
|
11-20 |
|
21-30 |
|
31-40 |
|
41-50 |
|
51-60 |
|
61-70 |
Всего |
|||||
25% |
|
22% |
|
17% |
|
14% |
|
10% |
|
7% |
|
5% |
|
100% |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2,988 |
|
2.630 |
|
2,032 |
|
1,673 |
|
1,195 |
|
0,837 |
|
0,598 |
11,953 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Проведем расчет первого десятилетия.
Количество женщин в возрастной группе 21-30 лет состаялет 50% от общего количества людей: 2,032*0,5 = 1,016 [млн. человек].
Определим число детей, родившихся у них за 10 лет: СКР*1,016 = 3,8*1,016 = 3,861 [млн. человек].
За этот же период времени умерло 0,598 [млн. человек] (люди возрастной группы 61-70 лет, превысившие порог 70-летия за эти 10 лет).
Общая численность населения: 3,861+2,988+2,630+2,032+1,673+1,195+0,837= 15,216 [млн. человек].
Определим основыне показатели:
ОКР = 3,861/15,216*1000 = 253,75 ОКС = 0,598/15,216*1000 = 39,3
ЕПр = ОКР – ОКС = 253,75 – 39,3 = 214,45
Проведем расчет для следующего десятилетия.
Дети (7,92 чел) из возрастной группы 0 - 10 лет через 10 лет перейдут в возрастную группу 11 - 20 лет, а из возрастной группы 11 - 20 (10,8) перейдут в возрастную группу 21 - 30 лет и т. д.
В следующие 10 лет величина СКР изменится на СКР: 3,8 – 0,245 = 3,555
Количество женщин: 2,630*0,5 = 1,315 [млн. человек].
Количество родившихся детей: 1,315*СКР = 1,315*3,555 = 4,675 [млн. человек]. Количество умерших людей: 0,837 [млн. человек].
Общая численность населения: 4,675+3,861+2,988+2,630+2,032+1,673+1,195 = 19,054 [млн. человек].
ОКР = 4,675/19,054*1000 = 245,35 ОКС = 0,837/19,054*1000 = 43,93
ЕПр = ОКР – ОКС = 245,35 – 43,93 = 201,42
Выполним аналогичный расчет для 100 лет.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Об |
|
|
|
|
|
|
|
Количество людей возрастом, млн. |
щая |
Ум |
|
|
|
|||||||
Вр |
|
чис |
ерл |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
чел. |
|
|
|
лен |
|
|
|
|||
ем |
|
|
|
|
|
|
|
о, |
ОК |
ОК |
ЕП |
|||
СКР |
|
|
|
|
|
|
|
нос |
||||||
я, |
|
|
|
|
|
|
|
млн |
Р |
С |
р |
|||
лет |
|
|
|
|
|
|
|
|
ть, |
. |
|
|
|
|
|
0- |
11- |
21- |
31- |
41- |
51- |
61- |
млн |
|
|
|
|||
|
|
чел. |
|
|
|
|||||||||
|
|
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
чел. |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0 |
3,8 |
2,9 |
2,6 |
2,0 |
1,6 |
1,1 |
0,8 |
0,5 |
11, |
|
|
|
|
|
88 |
30 |
32 |
73 |
95 |
37 |
98 |
953 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
10 |
3,55 |
3,8 |
2,9 |
2,6 |
2,0 |
1,6 |
1,1 |
0,8 |
15, |
0,5 |
253 |
39, |
214 |
|
5 |
61 |
88 |
30 |
32 |
73 |
95 |
37 |
216 |
98 |
,75 |
3 |
,45 |
||
|
||||||||||||||
20 |
3,31 |
4,6 |
3,8 |
2,9 |
2,6 |
2,0 |
1,6 |
1,1 |
19, |
0,8 |
245 |
43, |
201 |
|
75 |
61 |
88 |
30 |
32 |
73 |
95 |
054 |
37 |
,35 |
93 |
,42 |
|||
|
|
|||||||||||||
30 |
3,06 |
5,9 |
4,6 |
3,8 |
2,9 |
2,6 |
2,0 |
1,6 |
23, |
1,1 |
248 |
50, |
198 |
|
5 |
17 |
75 |
61 |
88 |
30 |
32 |
73 |
776 |
95 |
,86 |
26 |
,6 |
||
|
||||||||||||||
40 |
2,82 |
6,5 |
5,9 |
4,6 |
3,8 |
2,9 |
2,6 |
2,0 |
28, |
1,6 |
230 |
58, |
201 |
|
92 |
17 |
75 |
61 |
88 |
30 |
32 |
665 |
73 |
34 |
,66 |
||||
|
|
|
||||||||||||
50 |
2,57 |
7,6 |
6,5 |
5,9 |
4,6 |
3,8 |
2,9 |
2,6 |
34, |
2,0 |
222 |
59, |
162 |
|
5 |
18 |
92 |
17 |
75 |
61 |
88 |
30 |
281 |
32 |
,2 |
27 |
,93 |
||
|
||||||||||||||
60 |
2,33 |
7,6 |
7,6 |
6,5 |
5,9 |
4,6 |
3,8 |
2,9 |
39, |
2,6 |
195 |
66, |
128 |
|
80 |
18 |
92 |
17 |
75 |
61 |
88 |
331 |
30 |
,26 |
87 |
,39 |
|||
|
|
|||||||||||||
70 |
2,08 |
7,9 |
7,6 |
7,6 |
6,5 |
5,9 |
4,6 |
3,8 |
44, |
2,9 |
179 |
67, |
111 |
|
5 |
42 |
80 |
18 |
92 |
17 |
75 |
61 |
285 |
88 |
,34 |
47 |
,87 |
||
|
||||||||||||||
80 |
1,84 |
7,0 |
7,9 |
7,6 |
7,6 |
6,5 |
5,9 |
4,6 |
47, |
3,8 |
148 |
81, |
67, |
|
66 |
42 |
80 |
18 |
92 |
17 |
75 |
49 |
61 |
,79 |
3 |
49 |
|||
|
|
|||||||||||||
90 |
1,59 |
6,3 |
7,0 |
7,9 |
7,6 |
7,6 |
6,5 |
5,9 |
49, |
4,6 |
128 |
95, |
33, |
|
5 |
34 |
66 |
42 |
80 |
18 |
92 |
17 |
149 |
75 |
,87 |
12 |
75 |
||
|
||||||||||||||
|
|
4,7 |
6,3 |
7,0 |
7,9 |
7,6 |
7,6 |
6,5 |
|
5,9 |
99, |
123 |
- |
|
100 |
1,35 |
48 |
23, |
|||||||||||
7 |
34 |
66 |
42 |
80 |
18 |
92 |
17 |
375 |
.27 |
|||||
|
|
|
95 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сравним полученные результаты с прогнозами аналитиков
(https://countrymeters.info/ru/Rwanda#population_forecast).
Рис.1. Расчет демографии Руанды аналитиками.
Сравним значения:
|
Рассчитанное значение, |
Значение аналитиков, |
Разница |
Время лет |
показателей, |
||
|
млн.чел. |
млн. чел. |
% |
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
15,216 |
16,024 |
5,31 |
20 |
19,054 |
19,065 |
0,06 |
30 |
23,776 |
21,886 |
7,95 |
40 |
28,665 |
24,254 |
15,4 |
50 |
34,281 |
26,122 |
23,8 |
60 |
39,331 |
27,390 |
30,4 |
70 |
44,285 |
28,059 |
36,6 |
80 |
47,49 |
28,184 |
40,65 |
Исходя из результатов сравнения можно сделать вывод, что делать прогноз на 100 лет неэффективно, т.к. различные природные и внутре- и внешнеполитические факторы сильно влияют на демографическую ситуацию в стране. Убедиться в этом мы можем взглянув на разницы показателей первых десятков лет. С 10-30 лет наблюдается относительно низкая разница расчетов, а затем наблюдается сильное увеличение расхождения результатов (>10%).
Выводы по расчету:
1.Численность населения Руанды за 100 лет увеличилась в 4.01 раза
(48/11,953 [млн. человек]).
2.Изменение состава населения: дети: количество увеличилось, работающие: количество значительно увеличилось, пенсионеры: количество значительно увеличилось.
Расчет 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕМОГРАФИЧЕСКОЙ ЕМКОСТИ РАЙОНА.
Исходные данные:
Вариант |
Тр, га |
К1 |
Э, м3/сут. |
Е, м3/сут. |
Л, % |
В, км |
К3 |
К4 |
|
га |
га |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
14 |
255724 |
0,03 |
0,08 |
3100000 |
48 |
22 |
0,40 |
0,20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Демографическая емкость: Д1 = Тр*К1*1000/Н1 = 306868,8 [человек].
Н1 – ориентировочная потребность в территории 1000 жителей в зависимости от характера производственной базы района (берется 25 га). Этот показатель чаще всего бывает наибольшим. Однако в горных районах он может оказаться лимитирующим и обусловить демографическую емкость района застройки. В небольших по территории, но плотно заселенных районах целесообразно определять этот показатель дифференцированно для промышленности и населения.
Емкость территории (по поверхностным водам): Д2 = Е*К2*1000/Р = 516666.6 [человек].
Р = нормативная водообеспеченность 1000 жителей (принимают от 1500 м3/сут.).
К2 |
– коэффициент, учитывающий |
необходимость |
разбавления |
|
сточных |
вод (принимают на реках южного стока К2 = 0,25, а северного стока |
|||
К2 |
= 0,10). |
|
|
|
Емкость территории (по подземным водам): Д3 = Э*Тр*1000/Рс = 511448 [человек].
РС – специальный норматив водоснабжения 1000 жителей (принимают 40 м3/сут.).
Емкость территории (по условиям организации отдыха в лесу): Д4 =
Тр*Л*0,5*10/(Н2*М1) = 306868,8 [человек].
0,5 – коэффициент, учитывающий необходимость зеленых зон городов; Н2 – ориентировочный норматив потребности 1000 жителей в рекреационных территориях (принимают 2000 га);
М1 – коэффициент, учитывающий распределение отдыхающих в лесу и у воды (принимают для регионов с умеренным климатом М1 = 0,3, а с жарким климатом
(М1 = 0,1).
Емкость территории (по условиям организации отдыха у воды): Д5 = 2В*С*1000/(0.5*М2) = 88000 [человек].
С – коэффициент, учитывающий возможность организации пляжей (принимают для районов лесной и лесостепной зон С = 0,5, а степной зоны С = 0,3);
М2 – коэффициент, учитывающий распределение отдыхающих в лесу и у воды (принимают для регионов с умеренным климатом М2 = 0,1, а с жарким климатом М2 = 0,3).
Емкость территории (по условиям организации пригородной сельскохозяйственной базы): Д6 = Тр*К3*К4*1000/П = 20457,9 [человек].
К3 – коэффициент, учитывающий долю территории района, включенную по результатам комплексной оценки в категории "благоприятные" и "ограниченно благоприятные" для сельского хозяйства;
К4 – коэффициент, учитывающий возможность использования сельскохозяйственных земель под пригородную базу;
П – ориентировочный показатель, отражающий потребности 1000 жителей района в землях пригородной сельскохозяйственной базы (принимают в зависимости от агроэкономических характеристик территории П = 1000 га).
Расчет 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ДЕРЕВЬЕВ, НЕОБХОДИМОГО ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА, ВЫРАБОТАННОГО РАЗЛИЧНЫМИ ИСТОЧНИКАМИ.
Часть 1: Расчет количества углекислого газа, выделившегося в процессе деятельности заданных источников за год.
Исходные данные:
|
|
|
Коэффициент |
|
|
|
Источник |
Потребление |
перевода в |
Содержание |
|
Варианты |
топлива, т/год |
тонны |
|||
загрязнения |
углерода, Wc |
||||
|
FC' |
условного |
|||
|
|
|
|||
|
|
|
топлива, k |
|
|
|
Сжигание |
|
|
|
|
14 |
горючих |
13000,0 |
1,000 |
1,14 |
|
производственных |
|||||
|
|
|
|
||
|
отходов |
|
|
|
|
Расход топлива: FC = FC'*k = 13000,0*1,000 = 13000 [т/год] |
|
Коэффициент выбросов CO2 от сжигания топлива: EFco2 = Wc*3,664 = 4,177 3,664 - коэффициент перевода, [т СO2]/[т С].
Количественное определение выбросов CO2 от стационарного сжигания топлива: Есо2 = FC*OF*EFco2 = 54301 [т CO2]
Коэффициент окисления OF топлива принимается для всех видов газообразного, жидкого и твердого топлива по умолчанию равным 1 (соответствует 100% окислению топлива) независимо от применяемых процессов стационарного сжигания топлива, кроме сжигания углеводородных газов в факелах.
Часть 2: Расчет углекислого газа, поглотившегося в последствии роста заданных видов деревьев.
Исходные данные:
|
Вид |
|
|
|
|
I |
Вариант |
|
ρ, г/см3 |
|
|
||
древесины |
|
|
D, м |
h, м |
||
|
|
|
|
|||
14 |
дуб |
0,7 |
|
0,79 |
8 |
Определим массу дерева: m = π*r2*h*ρ = 2,74 [т] = 2744 [кг]
Образование древесины из углекислого газа происходит по реакции:
CO2 → C + O2
Принимаем в данном уравнении массу углекислого газа (СО2) равной m1, массу углерода (С) равной m2, а их молекулярные массы равными М1 и М2 соответственно.
Воспользуемся соотношением масс реагирующих веществ и их молекулярных масс:
k1 и k2 – стехиометрические коэффициенты реагирующих веществ.
Отсюда получаем массу реагируемого вещества (углекислого газа): m1 = m*M2/M1 = 2744*44/12 = 10061,3 [кг]
Количество потребляемого при росте дерева углекислого газа: PVco2 = m1/1
моль CO2 = 10061,3/0,044*22,4 = 5122,1 [м3]
При пересчете на тонну, получаем: PVco2 = m/ρco2 = 5122,1*1,977 = 10126,4 [кг] = 10,1 [т]
Часть 3: Расчет количества деревьев, необходимого для поглощения углекислого газа, выработанного различными источниками.
Р = Есо2 / PVco2 = 5376,4 [деревьев].
Ответ: для поглощения 54301 тонны углекислого газа, выделившегося в процессе сжигания горючих производственных отходов потребуется посадка 5377 деревьев.