10870

В связи с этим в современных условиях актуальным является решение по созданию интерактивной системы мониторинга экологической обстановки региона в условиях автодорожных пробок, позволяющая мгновенно получать данные и проводить оценку рисков загрязнения в режиме реального времени, что позволило бы в конечном итоге решать задачу оперативного реагирования, принятия управленческих решений и организации мероприятий по обеспечению экологического благополучия

[1, 2].

Экологическое благополучие на дорогах с повышенным уровнем загрязнения может достигаться за счёт принятие мер, таких как:

−Введение дороги-дублёр;

−Запрет движения какого-то вида транспорта;

−Радикальные меры по введению платного въезда. Интерактивная система мониторинга ориентирована на средние и

крупные города, а основными группами пользователей будут являться:

−Участники движения (водители и пешеходы);

−Жители домов/районов, прилегающих к магистрали или

дороге;

−Городские власти.

Правовыми же предпосылками создания такой системы является решение, введённое СанПиНом, которое говорит о том, что на автомагистралях, линиях железнодорожного транспорта необходимо вводить зоны санитарных разрывов, где будет осуществляться уменьшение вредного воздействия и снижений выбросов до значений гигиенических нормативов.

− Для автомагистралей, линий железнодорожного транспорта, метрополитена, гаражей и автостоянок, а также вдоль стандартных маршрутов полета в зоне взлета и посадки воздушных судов, устанавливается расстояние от источника химического, биологического и/или физического воздействия, уменьшающее эти воздействия до значений гигиенических нормативов (далее - санитарные разрывы).

Выявить такие опасные зоны поможет современная система мониторинга, рассматриваемая в данной работе, научная новизна которой заключается в:

–Использование современных технологий (картографический сервис, интерфейс, расширяющий возможности сервера);

–Возможности оценить риск немедленных токсикологических

эффектов;

–Использовании информации о фактической интенсивности транспортных потоков;

–Использовании погодных условия в текущий момент времени;

–Использовании метода моделирования рассеивания загрязнения.

190

Расчёта концентрации загрязняющего вещества производится исходя из характеристик транспортного потока, а также погодных условий в текущий момент времени, в первую очередь это скорость движения ветра и то под каким углом относительно дороги он движется (Рисунок 1).

Рис. 1. Угол между дорогой и направлением движения ветра

Учитывается также:

−масса выбросов, зависящая от интенсивности транспортного потока и его структуры;

−стандартное отклонение Гауссова рассеивания в вертикальном направлении.

Интерактивная система мониторинга реализована в качестве Webсервиса «Eco-routes» (Рисунок 1) и доступна пользователям в интернете по адресу: http://eco-routesservice.rhcloud.com.

Рис. 1. Web-сервис «Eco-routes»

191

Качественная оценка рисков осуществляется в соответствии с предельно допустимой концентрацией (ПДК):

–Концентрация < ПДК – благоприятно;

–Концентрация на уровне ПДК – напряженно;

–Концентрация > ПДК – не благоприятно.

–

Рис. 2. Результат работы Web-сервиса по запросу пользователя с оценочными показателями загрязнения

Для разработки сервиса используется следующие языки программирования и технологии:

−На серверной стороне – Java;

−работает на веб-сервере Tomcat, используя Servlet;

−Log4j – для логирования работы серверной части;

−Maven – сборка проекта в веб-архив .war.

−Интерфейс пользователя – HTML5, CSS3, JavaScript.

На данный момент, продолжается разработка пользовательского WEB-сервиса, реализующий процедуру оценки качества окружающей среды, а также риски для здоровья, на автомагистралях применительно к слабому звену городской среды – зонам пробок.

Литература

1. Interactive system for environmental monitoring of traffic jam/Alexander V. Ivanov, Alexander Yu. Platov, Marina S. Belyakova,

192

Ekaterina A. Kaminskas//15th International SGEM GeoConference, Albena, Bulgaria 18-24 June 2015. Book 2 Vol. 1, 699-706 pp.

2.ONLINE TRAFFIC JAM MONITORING FOR MOBILE USERS/ A. Ivanov, A. Platov, D. Stepanov//16th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2016,www.sgem.org, SGEM2016 Conference Proceedings, Book2 Vol. 1, 781-788 pp

Платонова В.Д. Стефанова М.В.

(ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет»)

СРАВНЕНИЕ ОТДЕЛОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА НАТУРАЛЬНОЙ И СИНТЕТИЧЕСКОЙ ОСНОВЕ

Рынок отделочных материалов с каждым годом пополняется новыми наименованиями, полученными путем внедрения новейших технологий в сферу строительства. Порой такое разнообразие усложняет выбор, анализ и подбор оптимального варианта становится долгим и трудоемким.

Современный образ жизни вынуждает человека проводить большую часть своего времени непосредственно в помещениях: это и дом, и работа, и общественные заведения, поэтому к выбору отделочных материалов нужно подходить очень тщательно, так как некоторые изделия и материалы не всегда соответствуют санитарно-гигиеническим нормам и правилам.

Под экологической чистотой строительных материалов понимается возможность обеспечить при определенных регламентах строительства благополучное проживание человека, не ухудшающего его здоровье, и определяется содержанием в стройматериалах и строительных изделиях любых вредных веществ, включая их токсичность, микробиологические повреждения, радиоактивность.

Под токсичностью стройматериалов понимается негативное воздействие стройматериалов и строительства на живые организмы в силу наличия в них химических веществ, характеризующихся токсическими особенностями и вызывающих нарушения функционирования экологических систем и гибель живых организмов, включая и человека.

Экологическая вредность стройматериалов оценивается на основе сравнения выделяющихся токсических элементов и веществ с принятым уровнем ПДК, учетом класса их опасности, состава и количества. [1]

193

Ниже приведена сравнительная таблица отделочных материалов на натуральной и синтетической основе, составленная путем обработки данных, собранных с различных источников.

194

Экологическая обстановка в настоящем хоть и стабильна, но имеет некоторую отрицательную динамику, связанную с развитием промышленности, повышением количества автомобилей на дорогах, поэтому для отделки помещений с постоянным пребыванием людей необходимо выбирать наиболее экологически чистые материалы, к

195

которым, на основании вышепредставленной таблицы, можно отнести и некоторые синтетические материалы.

Литература

1.Ходыкин А.П., Ляшко А.А., Волошко Н.И. Товароведение непродовольственных товаров. Учебник. - М: Издательский дом Дашков и К, 2008.

2.Нестерова Д. Внутренняя отделка. Современные материалы и технологии / Д. Нестерова. – М: РИПОЛ классик, 2008.

3.Мельников И. Материалы для напольных покрытий / И. Мельников. – Электронный ресурс. – ЛитРес, 2011.

4.Серикова Г. Современные отделочные материалы. Виды, свойства, применение / Г. Серикова. – М: РИПОЛ классик, 2011

Зайнуллина Н. Р.

(ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет»)

ПРЕДЛОЖЕНИЕ О СОЗДАНИИ КЛАССИФИКАЦИЙ ВОДОХРАНИЛИЩ ПО КОЭФФИЦИЕНТУ ПЛАНОВОЙ ФОРМЫ И ФРАКТАЛЬНОЙ РАЗМЕРНОСТИ БЕРЕГОВОЙ ЛИНИИ

В природе распространены системы, морфология и поведение которых демонстрируют самоподобие при изменении пространственновременных интервалов. В англоязычной литературе явление самоподобия называют скейлингом (от англ. scaling - масштабирование, изменение масштаба). Примером скейлинга может служить береговая линия водохранилища. Рассматривая изображения береговой линии, выполненные в разных масштабах, например, 1:1000000 и 1:10000, нельзя сказать, какому масштабу соответствует каждая из картин: обе выглядят статистически одинаково. Это означает, что береговая линия самоподобна, т.е. является масштабно-инвариантным фрактальным объектом. Главной количественной характеристикой фрактального объекта является его фрактальная размерность [1, 2].

Водохранилище - природно-техногенный водоем, созданный для накопления воды и регулирования стока. Для решения многих научных и практических вопросов проектирования, создания и использования водохранилищ важное значение имеют упорядочение и систематизация

196

разнообразных сведений и данных о водохранилищах, в том числе их типизации и классификации.

Существуют различные классификации и типизации водохранилищ: типизации по генезису, по высотному положению, по конфигурации акватории; классификации водохранилищ по размерам, по глубине, по показателю водообмена, и.т.д.[3,4].

Цель данной работы: создать новые классификации водохранилищ - классификацию по коэффициенту плановой формы и классификацию по фрактальной размерности береговой линии.

Актуальность данной работы обусловлена следующими проблемами:

-в настоящее время имеются типизации и классификации водохранилищ только по внешним признакам;

-до сих пор нет общепринятой классификации водохранилищ по параметру, который будет включать два наиболее важных показателя (площадь зеркала, длина береговой линии);

-среди показателей, характеризующих размеры водохранилищ, наиболее важны площади и длина береговой линии, поскольку именно этими параметрами определяется их воздействие на окружающую среду;

-более 30 тыс. водохранилищ земного шара, эксплуатируемых в настоящее время, существенно различаются между собой по параметрам, режимным характеристикам, направлению хозяйственного использования

ивоздействию на окружающую среду.

Коэффициент плановой формы водохранилища определяется по

зеркала при НПУ. Значение KF тем больше, чем сложнее форма водохранилища.

Для определения фрактальной размерности используется метод Е. Федера (метод подсчета занятых ячеек). Этот метод, чаще всего применяется для оценки размерности множества на плоскости по его изображению [5]. Алгоритм метода:

1.Изображение покрывается сеткой с размером ячейки ε.

2.Подсчитывается число занятых ячеек N(ε).

3.Повторяются шаги 1. и 2. с увеличением размера ячейки ε от минимального до максимального (1, 3, 5).

4.Строится график зависимости N(ε) в билогарифмических координатах.

5.Методом наименьших квадратов оценивается наклон этого графика, он и представляет собой фрактальную размерность, взятую с обратным знаком.

Так как длина береговой линии P и площадь зеркала F водохранилища

являются фрактальными величинами, для их измерения следует

197

использовать топографическую основу единого масштаба [6]. В данной работе основой расчетов были приняты топографические карты, масштаб которых 1:500000 (1 см=5 км). По ним измерялись длина береговой линии и площадь зеркала. Затем рассчитывались коэффициент плановой формы и фрактальная размерность береговой линии.

На рисунке 1 приведен пример для Краснодарского водохранилища на реке Кубань. Полученные параметры при НПУ=33,65 мБс: площадь зеркала F=399,2 км2; длина береговой линии (периметр) P=172,1 км; коэффициент плановой формы KF =8,6; фрактальная размерность береговой линии D=0,839.

На данном этапе работы подобными измерениями и расчетами были охвачены 50 водохранилищ с площадями водного зеркала F от 17,7 до 32775,8 км2 разнообразных плановых конфигураций и с различной изрезанностью береговых линий, длина которых P находится в диапазоне 65,1-5641,0 км, а фрактальная размерность характеризуется величинами

D=0,700-0,869.

Описанные результаты получены впервые. Они составили базу для разработки новых классификаций водохранилищ, которые будут выработаны на следующем этапе исследований.

198

Рис. 1. - Пример определения фрактальной размерности береговой линии Краснодарского водохранилища: а - карта водохранилища; б - план водохранилища по урезу воды при НПУ=33,65 мБс; в, г, д - обработанные изображения водохранилища по урезу воды при НПУ=33,65 мБс для расчета фрактальной размерности береговой линии; е - график зависимости N(ε) в билогарифмических координатах.

Литература

1.Федер Е. Фракталы: Пер. с англ. - М.: Мир, 1991. - 254 с.;

2.Бенуа Б. Мандельброт. Фрактальная геометрия природы = The Fractal Geometry of Nature. — М.: Институт компьютерных исследований,

2002. — С. 656 с.;

3.Авакян А. Б. Водохранилища гидроэлектростанций СССР / А. Б. Авакян. - Изд. 3-е, перераб. и доп. - М. : Энергия, 1977. - 398 с.;

4.Эдельштейн К. К. Гидрология озер и водохранилищ. Учебник для вузов. - М. : Издательство "Перо", 2014, - 399 с.;

5.Иудин Д. И., Копосов Е. В. Фракталы: от простого к сложному Д.И.Иудин, Е.В. Копосов. - Н.Новгород: ННГАСУ, 2012. - 200 с;

6.Соболь И.С. Об измерении длины береговой линии водохранилищ

[Текст] = On measurement of reservoirs` shoreline length / И. С. Соболь, С. В.

Соболь, А. С. Крупинов // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. - 2014. - № 6. - С. 30-43.

199