Решение задач экологии с применением компьютерного математического моделирования

Грязнов Глеб Андреевич
студент 1 курса
Учреждение «Колледж «Максат»

Научный руководитель: преподаватель специальных дисциплин

Борух Оксана Аркадьевна

Решение задач экологии с применением компьютерного математического моделирования

 

В XXI век человечество вступило, неся на своих плечах огромный груз глобальных проблем, от решения которых зависит социальный прогресс и сохранение человеческой цивилизации. Среди них одной из самых актуальных является экологическая проблема. Жизнь в атомном и химическом мире для человека стала более комфортной, но одновременно приобрела дополнительные элементы риска для его жизни и здоровья в связи с радиацией, загрязнением окружающей среды токсичными соединениями, потенциальной опасностью химического оружия.

Все составляющие экологической проблемы в равной степени стоят и перед Казахстаном. Однако в нашей стране ситуация усугубляется тем, что на протяжении длительного времени Казахстан был базой для испытания ядерного оружия. Нынешняя ситуация в Казахстане такова, что ухудшение состояния окружающей среды грозит не только благополучию, но и самой жизни населения. Более четверти территории республики непригодны для жизни из-за испытаний на военных полигонах, из-за того, что промышленные предприятия оставляют после своей деятельности тонны токсичных промышленных выбросов, а сельское хозяйство использует тонны ядовитых химических веществ для борьбы с сорняками и насекомыми. Из-за опустынивания потеряна почти половина пастбищ, 75% поливных земель засолены. В отдельных районах средняя продолжительность жизни людей сократилась на 15-20 лет по сравнению с развитыми странами.

Сегодня в Казахстане большое внимание уделяется научным разработкам в области охраны окружающей среды. 9 января 2007 года был принят Экологический кодекс РК. При этом следует отметить, что Казахстан - единственная страна СНГ, где на сегодняшний момент существует такой кодекс. Кроме того, создан трехтомный национальный Экологический атлас, проводятся исследования на военно-испытательных полигонах и космодроме «Байконур», изучаются проблемы взаимосвязи состояния окружающей среды и здоровья населения. Ежегодно издаются национальные отчеты о состоянии окружающей среды.

Однако решение экологических проблем не может быть делом только государства. Необходимо сформировать у каждого человека представление о сопричастности к данной проблеме, о мере ответственности его как гражданина за экологическое будущее своей страны. Поэтому экологическое воспитание молодежи может рассматриваться как составная часть патриотического воспитания.

Одной из наиболее актуальных экологических проблем на данном этапе является состояние водных ресурсов Республики Казахстан. Наличие и состояние водных ресурсов является жизненно важным фактором, влияющим на экономическое развитие страны. В то же время, общее состояние и качество водных ресурсов в Республике Казахстан значительно ухудшается, и их интенсивное загрязнение может оказать разрушительное воздействие на окружающую среду.

Основными источниками загрязнения наземных вод на территории Республики Казахстан являются промышленные горнодобывающие и перерабатывающие предприятия, городская застройка, животноводческие фермы, земледельческие поля, особенно орошаемые, различного рода отстойники, хранилища твердых и жидких отходов, нефтепродуктов, склады некоторых материалов, автотранспорт и др.

Таким образом, экстенсивный характер развития народного хозяйства последних десятилетий и форсированный режим эксплуатации природных ресурсов предопределили обострение экологического кризиса Казахстана. Проблема загрязнения вод приобрела глобальный характер. В настоящее время выделяют химическое, физическое, биологическое, тепловое, радиоактивное типы загрязнений. Загрязняющие вещества, в зависимости от типа источника загрязнения, разными путями попадают в водную среду. Поступление загрязняющих веществ в водоём может происходить непрерывно (по времени) или в результате массового сброса, в виде точечных или распределённых в пространстве источников.

При изучении любого явления вначале получают качественное описание проблемы. На этапе моделирования качественное представление переходит в количественное. На этом этапе определяют функциональные зависимости между переменными для каждого варианта решения и входных данных выходные данные системы. Построение моделей – процедура неформальная и очень сильно зависит от опыта исследователя, всегда опирается на определённый опытный материал. Модель должна правильно отражать явления, однако этого мало – она должна быть удобной для использования. Сегодня математическое моделирование применяют в различных областях знаний, выработано немало принципов и подходов, носящих достаточно общий характер.

Задача компьютерного моделирования заключается в том, чтобы научиться предвидеть, возможно, более отдалённые последствия хозяйственно-экономической деятельности человека и ее последствия для природы, биосферы, ноосферы и самого человека как их части.

Сложность и многогранность обозначенной проблемы, ее научная практическая ценность, а также недостаточная степень разработанности и, следовательно, необходимость новых вариантов решений определили выбор тематики учебно-исследовательской работы, ее цель и задачи.

Целью данной научно-практической работы является разработка программы для решения задач экологии с применением компьютерного математического моделирования.

Задачи исследования:

-изучить понятие экологии, структуру современной экологии;

-рассмотреть основные понятия математического моделирования;

-описать принципы построения математических моделей;

-изучить основные понятия и определения компьютерного моделирования;

-изучить постановку задачи;

-описать структуру программы.

Актуальность научно-практической работы обусловлена тем, что загрязнение водоемов вредными веществами уже сейчас становится мировой проблемой. Все более возрастающие потребности промышленности и сельского хозяйства в воде заставляют все страны, ученых мира искать разнообразные средства для решения этой проблемы.

Предметом исследования является теоретические аспекты компьютерного математического моделирования задач экологии.

Объектом исследования является возможности среды программирования Delphi 7.0 при решении задач экологии.

Гипотеза: экологизация общества – это процесс формирования системы взглядов общества, направленных на достижение гармонии человека с природой. Его осуществление также может производиться путем развития экологического образования и воспитания, научного обеспечения, экологической пропаганды и участия общественности.

В качестве метода решения экологических задач в рамках исследования используют численное решение алгебраических и трансцендентных уравнений.

Научная новизна научно-практической работы заключается в анализе современных информационных технологий для численного решения задач экологии.

Практическая значимость заключается в возможности лёгкой адаптации разработанной программы на решение реальной экологической задачи при аналогичных условиях, например, для оценки состояния сточных вод реки Аксу на территории г. Степногорск.

Заключение

В настоящее время проблема «Человек и среда его обитания» широко обсуждается во всём мире. Рост населения, истощение природных ресурсов, отрицательные воздействия человека на окружающую среду, нехватка продуктов питания в некоторых развивающихся странах – вот основные аспекты этой проблемы. В условиях научно-технической революции воздействие человека на окружающую его среду приобрело масштабы, которые можно сравнить с природными процессами. Возникла реальная угроза необратимых отрицательных последствий. Все более возрастающие потребности промышленности и сельского хозяйства в воде заставляют все страны, ученых мира искать разнообразные средства для решения этой проблемы. Возникает задача – изучить действие всех в совокупности факторов, обуславливающих развитие человечества, найти пути сознательного управления этим развитием.

В этих условиях важным инструментом анализа управления развитием сложных систем становятся методы математического моделирования. Методологической базой комплексного исследования наиболее важных сторон развития человеческого общества является системный анализ.

Таким образом, можно сделать следующий вывод: эксплуатация разработанной программы позволит решать реальную экологическую задачу при аналогичных условиях, например, для оценки состояния сточных вод реки Аксу на территории г. Степногорска.

Решение задач экологии с применением компьютерного математического моделирования

 

Решение задач экологии с применением компьютерного математического моделирования

 

Решение задач экологии с применением компьютерного математического моделирования

скачать dle 11.0фильмы бесплатно

Конференции

Реформа образования: проблемы и перспективы (для учителей)

Наука XXI века: новые достижения (для учащихся)

Конкурсы для учащихся

➤ Взгляд в будущее (конкурс сочинений)

Русская поэзия последних десятилетий XX века (Литературный конкурс)

Конкурсы для учителей

Лучшая презентация к уроку

Лучшая разработка внеклассного мероприятия

Лучшая разработка классного часа

Лучший сценарий праздника

Лучший сайт педагога

Лучшая разработка урока с использованием ИКТ

Лучшая разработка открытого урока

Лучшая разработка урока в начальной школе

Лучшая разработка практического занятия

Лучший конспект занятия с использованием игровых приёмов

Лучший конспект занятия в детском саду

Лучшая разработка занятия по патриотическому воспитанию

Лучшая разработка родительского собрания

Лучшая разработка занятия по экологическому воспитанию

Лучшая разработка занятия в классе предшкольной подготовки

Лучшая разработка мастер-класса

Лучшая разработка спортивно-массового мероприятия

Лучшая разработка тренинга