27. Моделирование природных процессов. Моделирование системы рационального природопользования «окружающая среда- производство-потребитель»

Рассмотрим взаимодействие между ОС, промышленностью и потребителями. ОС является источником сырья, промышленность использует это сырье для производства потребительских товаров, готовая продукция поступает к потребителю. Рассмотрим схему взаимодействия промышленности и потребителя:

Сырье товары

ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА ↔ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ ↔ ПОТРЕБЛЕНИЕ

Отходы (пром. Сектор) вторичное (потреб. Сектор)

сырье

отходы

Некоторые виды природных запасов потребители могут использовать непосредственно ( вода, воздух), но этот вид потребления в данном случае не учитывается. Табачные продукты производства поступают в ОС в виде отходов. Некоторые виды отходов о потребительских товаров используются промышленностью как вторичное сырье. Потребителями являются как отдельные покупатели , так и организации, местные администрации и Федеральное правительство в целом.

Чтобы составить уравнение материального баланса используем следующие переменные.

1. наименований единиц продукции типа к, производимой в единицу времени.

2. число наименований единиц продукции типа к, потребляемой в единицу времени.

3. материала i-го типа в Ос

4. масса материала i-го типа в промышленном секторе

5. масса материала i-го типа, в потребительском секторе.

6. i-го типа, потребляемая для производства 1-ой единицы продукции j-го типа

7. масса промышленных отходов i-го типа, образующихся в единицу времени из материала j-го типа.

8. масса поступающих от потребителя отходов i-го типа, образующихся в единицу времени из материала j-го типа.

9. масса материала i-го типа возвращаемая из цикла в единицу времени, приходящееся на единицу массы материала j-го типа

Уравнение материального баланса массы материала i-го типа , потребляемого из ОС будет иметь вид:

(1)

1 член правой части выражает массу сырья забираемого из ОС в единицу времени.

2 и 3 члены выражают соответственно массы отходов, поступающих в единицу времени от промышленного и потребительского секторов в ОС.

Уравнение материального баланса материала i-го типа в промышленном секторе будет таким:

(2)

1 член правой части выражает поступление в промышленный сектор в единицу времени массы сырье из ОС

2 и 3 члены уравнения выражают соответственно массу промышленных отходов от промышленного сектора и массу промышленной продукции, поступающей от потребителя в единицу времени.

4 член выражает массу вторичного сырья , поступающего в промышленный сектор от потребительского сектора за цикл в единицу времени.

Уравнение материального баланса материала i-го типа в потребительском секторе будет иметь вид:

(3)

1 член правой части выражает массу продукции, поступающей потребителям в единицу времени.

2 член –массу вторичного сырья, поступающего в промышленный сектор за цикл в единицу времени.

3 член-массу отходов, поступающих в ОС за единицу времени от потребительского сектора.

Если существует равновесное состояние , т.е не происходят изменения массы материалов каждого из секторов то ур-я 1,2 можно записать в следующем виде:

Если

1 и 2 запишем в виде

(4)

(5)

Уравнение получаемое из ур-я 3 не является независимым поскольку оно может быть получено путем вычитания ур-я 4 из ур-я 5.

Согласно ур-ю 4 в равновесном состоянии суммарная масса отходов в единицу времени равна массе сырья, которая берется из ОС в единицу времени.

Приведенные уравнения можно использовать для нахождения различных вариантов уменьшения массы используемого сырья и след-но снижения массы образующихся отходов.

Так например , можно во-первых изменить потребление а т.е производство зависит от потребления, т.е переменная также будет изменяться.

2)Улучшить техническое оснащение и процесс изготовления продукции, т. о, чтобы это привело к сокращению массы, отходов, т.е уменьшению коэф-тов и

3)Повысить часть возвращаемой в производство массы вторичных материалов за цикл т.е увеличить коэф-т

4) улучшить техническое оснащение и технологический процесс , ччто позволит уменьшить массу материалов необходимых для обеспечения всех потребностей т.е обеспечить коэф-т