Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Комплексные оценки импактных загрязнений атмосферы и их использование в эколого-экономических моделях оптимизации проектных решений

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Комплексные оценки импактных загрязнений атмосферы и их использование в эколого-экономических моделях оптимизации проектных решений"

ЛАБОРАТОРИЯ МОНИТОРИНГА ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ И КЛИМАТА ГОСКОМГИДРОМЕТА СССР И АН СССР

На правах рукописи

Дунаевский Леонид Владимирович

УДК 504.06.003

КОМПЛЕКСНЫЕ ОЦЕНКИ ИМПАКТНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ АТМОСФЕРЫ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ МОДЕЛЯХ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ

Специальность 11.00.II - охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва

1990

Работа выполнена в Центральном экономико-математическом институте АН СССР

Официальные оппоненты:

Ведущая организация -

Защита состоится на заседании специализированного совета К.003.36.01 Лаборатории мониторинга природной среды и климата Госкомгидромета СССР и АН СССР по адресу: 123376, Москва, ул.Нав-лика Морозова, д.12, конференц-зал Госкомгидромета СССР.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Лаборатории мониторинга природной среды и климата Госкомгидромета СССР и АН СССР (107258, Москва, Глебовская ул., д.20б).

Автореферат разослан " " ^ 1990 г.

Отзывы, заверенные печатью учреждения, просим присылать в двух экземплярах по адресу: 107258, Москва, Глебовская ул,206, Лаборатория мониторинга природной среды и климата Госкомгидромета СССР и АН СССР, спецсовет.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат геолого-минералогических наук О

Т.Г.Орлова

доктор физико-математических наук Ю.А»Домбровский

доктор технических наук Б.А.Литвин

Всесоюзный научно-исследовательский и информационный центр "Экология"

с ^ 7 1990 г. в ^ часов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Рост численности населения, промышленных мощностей, транспорта приводит к увеличению потребления природных реаурсов и объема выбрасываемых в окружающую среду отходов на всех континентах планеты» Проблемы оптимизации использования природного сырья и охраны окружающей среды от загрязнений постепенно выходят в ряд важнейших как с точки зрения будущего отдельных государств, так и будущего всего человечества.

Не миновали эти проблемы и Советский Союз, причем для некоторых городов, поверхностных водоемов и целых регионов страны они стоят очень остро»

Повышение эффективности системы управления качеством окружающей среды возможно лишь при усилении как административно-правовых, так и экономических звеньев этой системы» Одним из важных этапов в этом деле должна стать разработка комплексных эколого-экономических критериев оценки эффективности проектных вариантов таких мероприятий, реализация которых может повлиять на состояние окружающей среды.

Трудности в разработке таких критериев связаны преимущественно с необходимостью соизмерения экологических характеристик мероприятий с их традиционными экономическими характеристиками. Указанное соизмерение возможно при условии построения экономических оценок экологических последствий оцениваемого мероприятия. Помимо расчетов интегральных показателей эффекта от реализации мероприятий, эти оценки (показатели, индексы) могут быть использованы и в других случаях, например, при исчислении штрафных платежей предприятий в региональные природоохранные фонды.

Дель работы состоит в проведении эколого-экономического анализа цепочки "выбросы - вклад источника в загрязнение среды - оценка последствий", построении соответствующей матема-. тической модели, информационном обеспечении этой модели и решении с ее использованием типовых задач оптимизации вариантов проектных решений.

Автор выносит на защиту:

- разработку принципиальной структуры интегрального по-

казателя эффекта от реализации проектных вариантов мероприятий различных типов, влияющих на генерацию активных форм отходов (в частности, загрязняющих веществ), на их выброс в окружающую среду и последствия их действия на реципиентов (т.е. на людей и различные объекты, имеющие хозяйственную или социальную ценность);

- общую схему совместной оптимизации параметров технологии производства, генерирующего вредные отходы,

параметров источников выброса загрязнений в окружающую среду, параметров мероприятий по противозагрязняющей мелиорации (усилению рассеивания и ассимиляции загрязнений) транзитной' среды, по защите среды, в прямом контакте с которой находятся реципиенты (контактной среды), и по индивидуальной защите реципиентов;

- построение и анализ оценок уровня загрязнения приземного слоя атмосферы;

- структурный аналиэ различных показателей негативных последствий образования и выброса отходов в окружающую среду;

- методику расчета показателей годовой нагрузки от выбросов загрязняющих веществ на различные комплексы реципиентов и экономической оценки этой нагрузки;

• решения двух нелинейных задач оптимизации параметров группы источников загрязнения атмосферы.

Научная новизна. Предложена целостная схема эколого-экономического моделирования импактных загрязнений атмосферы и их последствий* В ее рамках исследована эколого-экономичес-кая структура различных балльных и экономических оценок негативных последствий образования (генерации) загрязнений, вы» броса загрязнений в среду и их действия на реципиентов. Построены модели для расчета годовой нагрузки от выброса загрязняющих веществ на комплексы реципиентов и соответствующей экономической оценки фактора выброса загрязняющих веществ в атмосферу« Получено общее решение нелинейной задачи оптимизации параметров выброса загрязняющих веществ в атмосферу (высот труб и коэффициентов очистки) для источников загрязнения атмосферы с учетом затрат на возведение и эксплуатацию труб и систем очистки, а также экономических оценок фактора

выброса остаточных масс примесей в окружающую среду» Построен и реализован алгоритм решения задачи оптимального выбора значений пространственных координат источников выброса загрязняющих веществ в атмосферу (методом случайного поиска) для случая» когда минимизируется многоэкстремальная и не всюду дифференцируемая целевая функция от координат источников -значение См максимума поля "разовых" приземных концентраций выбрасываемой примеси при неблагоприятных метеорологических условиях.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Ряд положений диссертации вошел к текст "Временной типовой методики определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей природной среды", рекомендованной к использованию совместным постановлением Госплана СССР, Госстроя СССР в Президиума АН СССР от 21.10.1983 г. Л 254/284/134. В качестве приложений в указанную "Временную типовую методику" вошли также разработки автора по методам расчета оценок нагрузки от выброса загрязнений в атмосферу и от шумового загрязнения акустической среды населенных мест.

Разработанные автором диссертации понятия (тонны условного выброса и др.) и весовые коэффициенты вошли во "Временные методические рекомендации по определению платежей за загрязнение природной среды", утвержденные Госкомприродой СССР 14.07.1989 г. (№ 02-08-187), а также использованы в документе "Порядок проведения экономического эксперимента по совершенствованию хозяйственного механизма природопользования" (утвержден Председателем Государственной комиссии Совета Министров СССР по экономической реформе 5.01.1990, Л ГКЭР-8).

Апробация результатов рабогыа Результаты работы докладывались и обсуждались на всесоюзных совещаниях по планированию природоохранной деятельности (Госплан СССР, Москва, 1982, 1984 гг.), на всесоюзном совещании по проблемам контроля параметров окружающей среды (Госкомгидромет СССР, Москва, 1984), на всесоюзном совещаний по экономическим проблемам охраны городской среды (Научный совет по проблемам био-

сферы, Москва, 1976), на заседании президиума и секций Междуведомственного научно-технического совета по комплексным проблемам охраны окружающей природной среда и рациональному использованию природных ресурсов при Госкомитете СССР по науке и технике (1982, 1985).

Публикации, По диссертационной работе опубликовано 2 монографии (в соавторстве) и 8 статей общим объемом авторского текста около 12 печатных листов, а также 2 методических документа.

Объем работы» Работа состоит из введения, трех глав, заключения и перечня использованной литературы, содержащих 136 страниц машинописного текста, 4 таблицы, 11 рисунков, а также 4-х приложений общим объемом 38 страниц» В перечне литературы указано 84 источника ( 57 отечественных и 27 иностранных),

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснован выбор темы, ее актуальность, перечислены основные вопросы, разработке которых посвящена диссертация, а также кратко описаны получаемые результаты.

В первой главе "Определение эколого-экономической структуры количественных оценок генерации вредных отходов, их выброса в окружающую среду, загрязнения среды и его последствий" рассмотрена система эколого-экономического моделирования импантных загрязнений среды и их последствий.

Сначала в общей форме исследуется структура показателя экономического эффекта целевых средозащитных мероприятий и мероприятий других типов, связанных с изменением (усилением или ослаблением) воздействий загрязнений окружающей среды на реципиентов. Далее рассмотрена цепочка "параметры технологии источника 3 интенсивность образования вредных отходов в ^ —*- интенсивность выброса загрязнений из V —вклад

Э в значения параметров уровня загрязнения среды — вклад V- в значения параметров натурально-вещественных последствий контакта реципиентов с загрязненной средой экономическая оценка последствий контакта реципиентов с загрязнениями, выброшенными из 5 , и их метаболитами". Каждый

последующий элемент этой цепочки должен рассчитываться по параметрам предыдущего элемента и по некоторой дополнительной информации с помощью специальных расчетных методик, входящих в соответствующие банки методик. С точки зрения инженерно-экологической практики проблема состоит в том, что эти банки методик в настоящее время практически пусты и нельзя ожидать, что они будут в ближайшие годы заполнены. Однако практика проектирования источников выброса загрязнений в атмосферу и регулирования их параметров после введения их в эксплуатацию настоятельно требует разработки методов получения количественных (и в том числе экономических) оценок фактора функционирования источников даже в тех случаях, когда точно определить негативные последствия образования отходов и их выброса в среду именно данным источником невозможно.

В связи с этим в работе сначала проведен анализ эколого-экономяческой структуры таких величин, как экономическая оценка ЧЭО) негативных последствий (Ш) образования (генерации) вредных отходов технологией некоторого источника 2 (обозначим эту оценку )» ЭО НП выброса отходов из источника 3 в окружающую среду ЭО НП воздействия выбросов? на реципиентов ( У?), а также ЭО нагрузок от выброса загрязнений из ( I? ) и ЭО нагрузок от контакта реципиентов с этими загрязнениями и их метаболитами (1/).

Помимо перечисленных величин, рассмотрены свойства ряда близких к ним показателей - оценок экономического ущерба 2/ от выброса загрязнений в среду источником ¿7 и других. (Величина У"^ - это сумма затрат на осуществление компенсационных реакций, вызываемых в народном хозяйстве выбросами источника Я) . ^

Величины /1 , и их приращения, в отличие от аналогичных им балльных индексов выброса и нагрузок на реципиентов, предназначены для прямого соизмерения с затратными и иными характеристиками мероприятий, имеющими денежную меру. Это определяет экономический смысл, некоторые частные свойства индексов типа I? , Ц3 и границу сферы их экономически корректного использования.

Приведена классификация индексов загрязнения окружающей

среды на примере индексов загрязнения- приземного слоя атмосферы. Эти индексы определяются непосредственно через концентрации примесей в приземном слое атмосферы и классифицируются в зависимости от того, по какому параметру идет агрегирование первичной информации - по веществам-загрязнителям, или по времени, или по пространству, или по комбинациям этих факторов.

Во второй главе "Построение методики экономической оценки нагрузки от выбросов загрязняющих веществ в атмосферу" на основании изложенных в гл. I принципов сформирована методика расчета показателей нагрузки и экономических оценок этой нагрузки от выбросов загрязнений в атмосферу регулируемыми источниками загрязнения атмосферного воздуха.

Среди различных требований, предъявленных методике, были, в частности, следующие. Учитывая сферу ее использования (массовые инженерно-экологические расчеты как в проектных организациях, так и в плановых органах) она должна быть доведена до максимально простого в вычислительном отношении вида, требовать возможно меньше входной информации, быть адресной относительно источников и пригодной для оценки источников всех основных типов.

При построении методики сделаны упрощающие допущения, которые представляются обоснованными и удобными. Это относится, в частности, к следующим процедурам: определение связи концентраций примесей во внешней атмосфере и в контактном воздухе; замена громоздких интегралов, а именно - кратных по времени и пространству (по плоскости) интегралов от произведения создаваемых источником ? концентраций примесей в контактном воздухе на функцию плотности распределен/я реципиентов по зоне активного загрязнения (эти "интегралы нагрузок" можно интерпретировать как "дозовые" показатели) элементарными функциями от простейших параметров источника, среды и реципиентов; определение связи между оценкой нагрузки на людей и суммарной нагрузкой на комплекс реципиентов - "обобщенной дозой".

д В результате окончательно экономическая оценка нагрузки Ь. от выброса примесей источником 3 в атмосферу в течение

года строится в форме "экономической оценки обобщенной дозы" и оказывается представимой в следующем простом виде:

где

Л* - измеряемый в усл.т/год "приведенный выброс" примесей источником ^ , коэффициент,учитывающий рассеивание выбрасываемых примесей в атмосфере и их вынос за пределы зоны активного загрязнения от источника ^ , - показатель относительной опасности загрязнения атмосферного воздуха над территорией данного типа (данной реципиентной структуры), окружающей источник, ¿j? - переходной коэффициент (руб./усл,т).

Величина М представима в виде сМ = jt¿ m¿,

где $¿ - коэффициент относительной агрессивности i -го вещества (в усл.т/т); годовой выброс г-го вещества

в атмосферу источником (в т/год). Константы назва-

ны "относительными" потому, что все составляющие их мультипликативные компоненты для удобства пользователей нормированы по стандартному веществу. В качестве последнего взята моноокись углерода. Значения констант Д- вычисляются по стандартной процедуре и могут быть табулированы сразу для любых примесей. Они определяются в виде произведения показателя относительной опасности вдыхания человеком воздуха, загрязненного ¿-й примесью, на ряд поправок. Значение показателя ^определяется аналитически по следующим параметрам: геометрическая высота источника, среднегодовое значение модуля скорости ветра в районе выброса на уровне флюгера, опасная скорость ветра для данного источника, коэффициент температурной стратификации атмосферы в зоне выброса (последние две величины определяются по методике ГГО им, А^И.Воейкова), Значения величины

для территорий разных типов, а также значение множителя ^ выбраны на основе учета ряда соображений и оценок, в том числе экспертных. По отношению к множителю "¿Г1 эти соображения изложены в приложении 3.

В главе 3 "Оптимизация параметров источников выброса загрязняющих веществ в атмосферу" детально рассмотрены две нелинейные задачи оптимизации параметров источников загрязнения

атмосферы. Первая из них опирается на показатель оценки выбросов загрязнений в атмосферу, метод вычисления которого изложен в главе 2, а вторая использует показатель максимальной концентрации См . В точной постановке первая задача выглядит следуадим образом

Пусть

щ - масса примеси, выбрасываемая за год в атмосферу источником;

■т" - масса примеси, поступающая за год на фильтры перед выбросом через источник;

Е - безразмерный коэффициент пропускания (проскока) примеси через систему фильтрации на источнике,

£ - 7п/7Л°

L - экономическая оценка годовой нагрузки от выбросов примеси источником (руб/год); приведенные затраты на возведение и эксплуатацию

^ трубы высотой /f на источнике (руб/год);

приведенные затраты на установку и эксплуатацию фильтра о коэффициентом пропускания £ на источнике(руб/год);

Q - множество, за пределы которого не должны выходить значения пар ( И ,£ )«

В большинстве конкретных реализаций, и в том числе в рассмотренной в тексте главы 3, слагаемые целевой функции { % + + Ь ) обладают следующим свойством: если значение 2+ "56 мало, то значение Ц велико, и наоборот. Рассмотрим сначала следующую задачу (I) для одного источника -и одной примеси, выброскоторой может регулироваться:

1.1. V = -z + L >On

1.2. Ъ(Н)+Ъ(Е)

1.3. L-L (»Ч, W) > (I)

1.4. ул-Егч0

1.5. o^-B&d

1.6. Р±Н ¿Q

Целевая функция V в подобной задаче выпукла вниз и дифференцируема на всей области Q ~[Р, Q] * (OjiJ.

Рассмотрим компоненты задачи (I). Функции затрат ЦиЧ.

определим следующим образом. Пусть 1(Н) - это минимальные приведенные затраты на возведение и эксплуатацию трубы высоты Н (все прочие параметры трубы, включая параметры конструкционных материалов, считаем фиксированными). Пусть, далее, Ч(Е) - минимальные приведенные затраты, необходимые для достижения значения коэффициента пропускания фильтров, равного £ . Для функций и на основе анализа литера-,

турных данных предложены удобные аналитические аппроксимации. В работе использованы следующие аппроксимации:

где В - размерный числовой множитель, численное значение которого резко колеблется в зависимости от используемых материалов и других обстоятельств, £<> - константа, & -безразмерный показатель, численное значение которого лежит между 1,5 и 3,5; ^

2(Е) =-<!£»£ ,

где £ - положительная константа, имеющая размерность руб/год, ее численное значение может лежать в интервале от нескольких сотен до десятков тысяч (руб/годХ Ограничение (1.5) вполне естественно. Оно следует из того, что всегда

О^-т^пг" и из определения Е- уп./м° (»2=0 недостижимо, т.к. полная очистка технически невозможна). Ограничения (1.6) могут быть наложены в связи с необходимостью выполнения технологических и иных требований» Константа 20 не зависит от переменных Й и В и входит в целевую функцию задачи аддитивно, поэтому ниже она опускается» При определении значений компоненты Л СтМ) целевой функции может быть использована методика, изложенная в главе 2. Поскольку значение величины генерации отходов , а также место размещения источника, вид выбрасываемой примеси и ее температура в устье источника фиксированы, все параметры формулы (2) для величины Л можно считать фиксированными, за исключением величин /£" и // :

где введено обозначение $ ■= 7Г() —■ .

{+5 и/Км

В последних формулах <5 - показатель относительной опасности загрязнения воздуха над зоной расположения данного источника, Л и 11м - соответственно региональный показатель температурной стратификации атмосферы и "опасная" для данного источника скорость ветра, значения которых определяются в соответствии с указаниями нормативного документа "ОНД-86 Госкомгидромет", й - среднегодовое значение модуля скорости ветра на уровне флюгера в месте расположения источника, Д - показатель относительной агрессивности данного загрязняющего вещества,

В принципе для характеристики зависимости величины оценки выбросов Л от высоты источника Н могут использоваться и иные аппроксимации, помимо Ь • Поэтому исследуется задача, в которой зависимость ^ от высоты И имеет более общий вид:

/ - - (Ч)

к - ОПТ)' •

где Рь 0, 3 0 - константы. Теперь, после указанных подстановок, задача (I) приобретает вид:

(Н*Ю Г 14)

) '

Опишем ее решение при 0, Исследуем сперва свойства функции У на множестве пар положительных чисел, бо-

лее широком, чем множество Я -[Р^7 допустимых

значений пар ( Н , В ). На Я* функция V выпукла вниз, дифференцируема и достигает минимума в некоторой точке

М*(И0 }ЕС ) л причем пара чисел ( Н*» Е*) удовлетворяет системе ч>

— -О Л

и- г (5)

которую после преооразований можно записать в виде:

Решение системы (5 ) существует и единственно, равно

как и системы (4). Если <Л1*£ 52 , то задача (4) решена. Если сМ* $ Я »то приходится провести исследование поведения функции У вдоль границы Г множества 5? при различных положениях угловых точек Г относительно кривых, вдоль которых выполняются условия = О и

= 0, Опуская здесь подробности этого анализа, отметим, что классификация исходной задачи по значениям параметров ветвится на 10 случаев, которым соответствует 8 различных решений задачи. Полная классификация решений приведена в тексте диссертации» Схема решения задачи (4) при 17 = О значительно проще, чем при 0. Обобщим'теперь задачу (4) на случай выброса примесей группой источников, а именно,' пусть каждый из источников выбрасывает некоторую при-

месь, причем среди примесей могут быть одинаковые, и пусть

необходимо найти 2./У-мерный вектор ( И^ , Е1........

£у), минимизирующий целевую функцию У при выполнении соответствующих ограничений:

Р; , 1С

о , се^м

или, после упрощения:

У/

Ч^СМг-САЕ^Ш .

О ^£¡61 >

■пик

>.(6)

Очевидно, что если функции уу и множества'^- ,

где И4 , X¿ 6 М-,, С } ¿е 1)чу ( ?г£ - натуральные числа) таковы, что для каждого I существует ¿л/1 (У^ ,

jf

и если /(*,) f¿(*¿) t то существует ¿й/ f(*)~ л i-i' xeJU

- U Lnf fi (X¿) .где JU = Д XJUX * ">xjíL.

Из этого следует, что задача (6) распадается на Ж независимых задач вида

J

^)

полностью совпадающих с уже исследованной задачей (4).

Во второй задаче оптимизации, рассмотренной в'главе 3, целевая функция представляет собой максимальную "разовую" ' концентрацию для поля, создаваемого группой из источников, т.е. максимальную осредненную по 20-минутному окну осреднения концентрацию см , достигаемую при неблагоприятных метеоусловиях в некоторой точке приземного слоя атмосферы при работе всех рассматриваемых источников» Варьируемые переменные - координаты источников, т.е. точки в мерном пространстве, а ограничения - прямые, налагаемые на координаты источников, т.е. дая к -го источника задан прямоугольник .. , --

Пк = {(М«) I хке[<ьМ№ 1СМ}, Кб

причем X ~й источник может находиться в любой точке К -го прямоугольника. Прямоугольники Пц могут совпадать, пересекаться, вырождаться в отрезки или в точки (в последнем случае источник фиксирован на территории). На'множестве П = = П1хПгх Пу/ определена функция С^ (86) , где

—ЯУ-мерный-вектор,—См - максимальная приземная кон--

центрация, создаваемая Л источниками при неблагоприятных метеоусловиях и при переборе всевозможных скоростей и направлений ветра в наиболее загрязненной точке территории.

Иначе говоря, если обозначить величину

"разовой" концентрации, создаваемой при неблагоприятных метеорологических условиях совокупностью Л" источников с координатами й? ( при скорости ветра И , его

направлении ^ в' точке приземного слоя атмосферы с координатами ( X ,у ), то тогда

где Ой У<%тг> - » ¿х <.<» , <<<кз.

Необходимо решить задачу:

сю)

Точное вычисление величины См (¿8) при заданном невозможно» Действительно, при вычислении значений функции СД, (х^у) (при фиксированном ) на базе методики ГГО путем перебора узлов как угодно плотной регулярной сетки в 4-х-мерном пространстве переменных ( и , У , X , ) достижение функцией С^® (Х,^} максимума в точности в узле сетки имеет нулевую вероятность. Ь то же время в процессе минимизации функции См (ЯП) вычисление ее значений приходится делать сотни, а иногда и тысячи раз. Поэтому необходимо было использовать все возможности для ускорения процесса поиска значения (%) , т.е. максимума по ( И , у? , х, ,

$ ) функции С« (Х;у) при заданном & , пусть даже этот максимум будет определяться с некоторой погрешностью. Для этого были использованы, в частности, следующие три способа. Во-первых, концентрация См при выбросе из многих (Я) источников часто создается при скорости ветра, равной или очень близкой к "средневзвешенной опасной" скорости ветра,

номер источника), Смк - индивидуальное значение максимальной концентрации См для К -го источника. Во-вторых, численные эксперименты подтвердили справедливость следующего положения! наибольшую опасность представляют направления ветра, при которых оси факелов каких-либо двух источников оказываются лежащими на одной прямой. Было принято, что иными направлениями ветра можно пренебречь. В-третьих, было принято, что вместо регулярной сетки точек на местности можно проводить расчет только для точек, в которых (при заданном направлении ветра и его скорости, равной 'К ) располагают-

равной

где Имк - индивидуальные опасные скорости ветра (-

ся максимумы индивидуальных полей источников.

Использование этих трех способов резко ускоряет расчет, давая возможность быстро перебрать практически все локальные максимумы функций Сц ^ ( Я , ^ ) и выбрать из них наибольший. Вычисляемая таким путем функция См очень близко аппроксимирует минимизируемую функцию , что позволяет заменить минимизацию функции СМ(Э8) минимизацией Пусть символ № обозначет концентрацию, наблюдаемую при координатах источников, заданных вектором , в точке индивидуального максимума источника с номером Съ при скорости ветра ~им и его направлении от источника с номером ¿у на источник с номером . Тогда, как следует из сказанного,

Как показано в работе, функция См (98) является даже в простых случаях многоэкстремальной. Кроме того, поскольку

представляет собой максимум от набора функций, эта функция не всюду дифференцируема. Сложность функции

С/у(35)иллюстрируется рисунком I, где изображено сечение гиперповерхности См(&2) для случая, когда имеется несколько источников, но координаты всех источников, кроме первого, фиксированы, так что 9?= (и гиперповерхность

С/у (Я) представляет собой поверхность в трехмерном пространстве ( ^,, Сы ), причем взято сечение этой поверхности при -уу = соя.£ , в силу многоэкстремальности и недифференцируемости С^ (¿8) поиск ее глобального минимума детер--

минированными методами невозможен, В построенном алгоритме этот поиск ведется случайным адаптационным методом, модифицированным с учетом особенностей задачи. Помимо решения конкретных задач по оптимизации расположения источников, метод был апробирован на двух модельных функциях, первая из которых имела 625, а вторая - 15625 различных локальных минимумов, и показал хорошие результаты.

выводы

1. Для зон импактного загрязнения атмосферы предложена методология комплексного анализа цепочки "технология - выбросы - вклад в уровень загрязнения среды - вклад в воздействие загрязняющих веществ на реципиентов - оценка последствий" и определены банки методик, построение которых необходимо для осуществления соответствующих эколого-экономических расчетов при проектной деятельности.

2. Исследована аналитическая структура и свойства различных показателей загрязнения атмосферы, возникающих нагрузок и ущерба и соответствующих экономических оценок; установлены их взаимосвязи и показана необходимость использования моделей для определения величин нагрузок и их экономических оценок.

3, В осуществление предложенной концепции построена методика, позволяющая для зон импактных загрязнений атмосферы оценивать нагрузки на комплекс реципиентов, а также вычислять экономические оценки этих нагрузок по заданным параметрам источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу,

4, Эта методика использована при постановке задачи оптимизации высот труб и коэффициентов очистки для источников загрязнения атмосферы с учетом величин затрат на возведение и эксплуатацию труб, очистку отходящих газов от загрязняющих веществ, а также экономических оценок нагрузок от выброса остаточных масс загрязняющих веществ в атмосферу. Построенный алгоритм решения задачи реализован на ЭВМ РС,

5, Решена задача оптимизации расположения группы источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при наличии прямых ограничений на координаты источников и при целевой функции см - максимуме значений поля "разовых" приземных концентраций при неблагоприятных метеусловиях, Аргументирован вывод: аддитивные по источникам оценки выбросов загрязняющих веществ в атмосферу (такие, как показатели нагрузок) аналитически более удобны для использования в моделях оптимизации, чем неаддитивные по источникам оценки,

6. Наряду с локальными во времени и в пространстве показателями экстремальных значений "разовых" концентраций загря-

зияющих веществ типа , сравниваемыми с "разовыми" ПДК, целесообразно задействовать в проектных инженерно-экологических расчетах, а возможно, также и в системе мониторинга действующих источников, показатели нагрузки от выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и ее экономической оценки и иные показатели"дозового"типа.

Список опубликованных по теме диссертации работ

1. Беньяминсон Г.В., Дунаевский Л.В» Об одном классе многоэкстремальных задач. В сб. "Проблемы случайного поиска", вып. 3 /Ред. Растригин I.A. - Рига: "Зинатне", 1974, с, 134142. '

2. Берлянд М.Е., Беньяминсон Г.В., Дунаевский Л.В., Оникул Р.И. Об оптимальной организации выбросов от совокупности источников. Труды ГГО им.А.И.Воейкова, вып. 325 (Атмосферная диффузия и загрязнение воздуха). Л.: Гидрометеойздат, 1975, с. 3-25.

3. Дунаевский Л.В, Метеорологические аспекты загрязнения атмосферы, В кн, "Охрана окружающей среды. Модели управления чистотой природной среды" /Ред. Гофман К.Г., Гусев А.А, -М,: Экономика, 1977, с. 202-217.

4. Дунаевский Л.В, 0 принципах оценки величин доз загрязнителей, получаемых городским населением от различных источников загрязнений. В сб.: "Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем", вып, I /Ред.Израэль Ю.А, -Л,: Гидрометеоиздат, 1978, с. 76-94.

5. Дунаевский Л.В. Принципы комплексного обоснования стандартов чистоты физической среды. В сб.: "Управление природной средой (социально-экономические и естественнонаучные аспекты)" /Ред; Лемешев М.Я., Дунаевский Л.В. - М.: Наука, 1979, с, 85-125.

6. Дунаевский Л.В, Суммация действия загрязнений и управление качеством среды. В сб.: "Управление природной средой (социально-экономические и естественнонаучные аспекты)" /Ред, Лемешев М.Я., Дунаевский Л.В, - М.: Наука, 1979, с.141-151.

7. Дунаевский Л.В0 Метода экономической оценки последствий выброса загрязнений в атмосферный воздух и загрязнения акустической среды населенных мест. В кн.: "Охрана окружающей среды. Модели социально-экономического прогноза". - М.: Экономика, 1982, с. 197-218.

8. Дунаевский Л.В. Оценка ущерба от действия городского шума на население: вопросы методического обеспечения //Всесоюзная конференция "Борьба с щумом и вибрацией в городах". Тезисы докладов (сентябрь 1982 г.) - Днепропетровск, 1982, с. 117-121.

9. Методика определения экономической эффективности природоохранных мероприятий в странах-членах СЭВ. (в соавт.) СЭВ, Совет по вопросам охраны и улучшения окружающей среды Комитета по научно-техническому сотрудничеству. - М., 1985, 117 с,

10. Дунаевский Л.В. Временная типовая методика определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды. М.: Экономика, 1986, с. 3-22, 43-92.

Заказ № 63 П/9-90г. 0б»ём I п.л. 1ираж 100

экз.

ЦЭЛШ АН СССР.