Представление книги
С большим удовольствием представляю вниманию российских читателей новое учебное пособие «Компьютерная оценка воздействия на окружающую среду магистральных трубопроводов», авторами которой являются член- корреспондент РАН, профессор, д.т.н. В.П.Мешалкин - Директор Международного Института Логистики Ресурсосбережения и Технологической инноватики Российского Химико-технологического Университета им. Д.И.Менделеева и профессор, д.ф.-м.н. О.Б.Бутусов, заведующий кафедрой "Прикладная математика и информатика" Московского государственного университета инженерной экологии и профессор.
Проблема оценки и прогнозирования воздействий на природную среду аварий на магистральных трубопроводах и предприятиях нефтегазохимического комплекса является весьма актуальной, охватывающей широкий спектр научных и организационно-технических решений. Для ее решения в настоящее время используются самые современные инструментальные средства, включая средства аэрокосмического мониторинга сложных техногенноприродных систем, а также методы математического и компьютерного моделирования. Однако в настоящее время не потеряли актуальность и классические методы экосистемного анализа, основанные на результатах биологических экспериментов и натурных измерениях параметров объектов природной среды.
К сожалению, в настоящее время ощущается явный недостаток в учебных пособиях, в которых были бы интегрированы в единое целое столь разнообразные научно-технические темы и которые были бы целиком и полностью посвящены детальному изложению этого актуального в настоящее время и очень важного научного направления - оценке и прогнозированию воздействия на окружающую природную среду аварий на магистральных трубопроводах и предприятиях нефтегазохимического комплекса.
По моему мнению, представляемая читателям книга, несомненно, будет полезна студентам, обучающимся по направлению 240800 "Энерго- и ресурсосберегающие процессы химической технологии, нефтехимии и биотехнологии" по специальностям 240802 "Основные процессы химических производств и химическая кибернетика" и 240803 «Рациональное использование материальных и энергетических ресурсов»; по направлению 280200 «Защита окружающей среды» по специальностям 280201 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» и 280202 «Инженерная защита окружающей среды» в качестве учебного пособия при изучении таких дисциплин, как "Оценка воздействия на окружающую среду и экологическая экспертиза", "Надежность и эффективность химико-технологических систем (ХТС)", "Математическое моделирование экологических систем" и "Экологическая безопасность".
Основное внимание авторы уделяют математическим и аппаратурнотехническим методам оценки воздействия аварий на лесные массивы, являющиеся важнейшими экологическими системами Земли. Это также вполне естественно, учитывая огромные лесные массивы, расположенные на территории нашей страны. Из 4 млрд, га суммарной площади лесов Земли на долю России приходится более одного миллиарда гектар леса. Лесные массивы являются одним из главных резервов биосферы, выполняя важную функцию сохранения углеродного баланса и стабилизации глобального углеродного цикла.
В учебное пособие включены такие важные, по моему мнению, разделы, как классические и современные методы и инструменты компьютерного дешифрирования аэрокосмической информации о воздействии на лесные массивы аварий на магистральных трубопроводах, включая изложение новых современных методов фрактально-статистического, текстурного и вейвлет анализа аэрокосмических изображений.
Впервые в доступной форме дано подробное описание ряда современных математических и компьютерных моделей оценки воздействия на лесные массивы аварий на магистральных трубопроводах. К этим моделям следует отнести математические и компьютерные модели атмосферного переноса аварийных газовых выбросов и лесных пожаров, которые описывают явления, неразрывно связанные с авариями. Во многих случаях магистральные трубопроводы пересекают местность со сложным рельефом, поэтому включение в учебное пособие раздела о математической модели переноса газовых выбросов в условиях сложного рельефа и ландшафта является весьма полезным для повышения качества подготовки специалистов в области охраны окружающей природной среды и промышленной экологии.
Впервые дано подробное и в доступной форме описание теории "доза- эффект" зависимостей для лесных экосистем, которая, по мнению авторов, может претендовать на роль основного инструмента для оценки уровней техногенного воздействия на леса. Описано применение этой теории для оценок воздействия на лесные массивы аварий на магистральных трубопроводах и предприятиях нефтегазохимического комплекса. На основе теории "доза- эффект" зависимостей и с помощью теории нечетких множеств авторами была разработана нечеткая интервальная модель динамических процессов восстановления лесов в районах разливов нефти, которая позволяет прогнозировать фазовые траектории на диаграмме "доза-эффект" динамики лесной экосистемы. В результате моделирования установлено, что в ряде случаев фазовая траектория, описывающая деградацию лесной экосистемы, проходит через особые точки метастабильного состояния, играющие важную роль в повышении устойчивости лесной экосистемы к внешнему воздействию. Практическое изучение этой модели на компьютере позволяет гораздо глубже понять сложные механизмы функционирования лесной экосистемы под воздействием аварийных выбросов.
В представляемой книге подробно описаны прикладные математические модели и информационно-компьютерные системы анализа воздействий на природную среду магистральных трубопроводов. Рассмотрены процессы и явления распространения выбросов вредных веществ при авариях в трубопроводных системах.
Авторы подробно излагают принципы разработки архитектуры, программно-информационного и аппаратурно-технического обеспечения информационных компьютерных систем мониторинга и управления охраной ОПС при авариях с выбросом химически опасных веществ на магистральных трубопроводах и предприятиях нефтегазохимического комплекса.
Особый интерес для читателей может представить описание методологических основ оценки и процедур управления экологически чистым риском от магистральных трубопроводов. Авторы излагают принципы управления рисками и предупреждения чрезвычайных ситуаций на объектах химической промышленности; дают классификацию видов рисков и чрезвычайных ситуаций на объектах химической промышленности. В книге описаны методика анализа опасностей и прогнозирования чрезвычайных ситуаций; методика разработки научно-обоснованных решений по снижению техногенного риска и предупреждению чрезвычайных ситуаций; методология оценки экологического риска от воздействий промышленных предприятий; стратегия и процедура управления экологическим риском. Авторы описывают эвристическовычислительную процедуру управления организационно-экономическим риском промышленных предприятий, а также архитектуру, интеллектуальное и программно-информационное обеспечение гибридных экспертных систем ситуационного управления магистральными газо- и нефтепроводами.
Все главы учебного пособия хорошо иллюстрированы наглядными примерами, доведенными до уровня практических компьютерных программ. Материал представленного учебного пособия изложен на достаточно высоком научно-методическом уровне и в то же время доступен для понимания студентами. Предлагаемое учебное пособие можно считать полезным учебнометодическим материалом для студентов, изучающих методы математического моделирования экологических систем и оценки воздействий на окружающую среду.
Уверен, что данное учебное пособие будет представлять также большой интерес для научных и инженерно-технических работников научно- исследовательских институтов и проектно-конструкторских организаций различных отраслей промышленности, занимающихся расчетами в области энерго- и ресурсосберегающих экологически безопасных химических технологий, промышленной экологии и промышленной экологической безопасности, а также для преподавателей, аспирантов и магистрантов технических и технологических университетов.
