WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаГеографія фізична, Геоморфологія, Геологія → Дефініція гідрохімічної системи за функціонально- геосистемним принципом та її математична формалізація - Реферат

Дефініція гідрохімічної системи за функціонально- геосистемним принципом та її математична формалізація - Реферат

геосистем. Проте власне водні об'єкти в них не розглядаються як природні системи.
Важливим кроком в розвитку системного підходу до вивчення водних об'єктів є робота В.М.Самойленка [23]. Ним вперше виконана формалізація водойми з береговою зоною в якості складної динамічної природно-технічної системи, стан якої описується групою екологічних ознак (гідрологічних, гідрохімічних, радіоекологічних, морфолітодинамічних, екотоксикологічних, гідробіологічних, водогосподарських). У цій роботі вперше зустрічаємо поєднання ландшафтної берегової геосистеми з водоймою, яка проте окремо не виділяється як геосистема. Це природнеутворення власне двох геосистем, суходолу та водної, розглядається в той же час у поєднанні з територіально-господарським комплексом. Таким чином, реалізується класична модель природно-господарської системи з домінуванням водогосподарських функцій.
Проаналізовані вище роботи дозволяють зробити декілька важливих для подальших досліджень хімічного складу води з позицій системного підходу висновків:
1) впровадження теорії систем, що базується на принципах матеріалістичної діалектики - науки про загальні закони руху та розвитку природи, людського суспільства та мислення, науки про загальні зв'язки у природничі дослідження привело до розвитку геосистемної методології досліджень природних утворень;
2) поняття "геосистема" пройшло еволюційний шлях розвитку від позначення великих природно-територіальних систем до обмежених за площею ландшафтів, річкових басейнів, водойм з прибережною територією;
3) на основі численних досліджень виділено функціонально-цілісні геосистеми, основою яких є потоки речовини та енергії, які обумовлюють процеси обміну речовинами між компонентами неживої природи та метаболізму в живих організмах.
На протязі останніх 40-50 років завдяки успішному розвитку гідрохімічних досліджень вдалося наповнити абстрактні поняття "хімічний склад води", "якість води" конкретними науковими фактами. Відбувся перехід від досліджень сольових розчинів, якими вважалися природні води ще на початку століття, до досліджень складних дисперсних систем з вмістом різноманітних мінеральних та органічних речовин на мікро- та макрорівнях.
Наука "насправді будується шляхом виділення природних тіл, які утворилися в результаті закономірних природних процесів", - говорив видатний геохімік В.І.Вернадський [2]. Розширення наукових уявлень про хімічний склад природних вод, процеси його формування, про гідрохімічний режим водних об єктів а також розвиток геосистемних досліджень у географії, особливо функціональних геосистем, створило передумови для вирізнення специфічного "природного тіла" - гідрохімічної системи природних вод, в першу чергу за функціональними ознаками, та для створення теоретичної і методичної бази її дослідження.
Під гідрохімічною системою (ГХС) слід розуміти динамічний просторово-часовий та специфічний комплекс хімічних речовин та процесів у природних водах, який здійснює функцію обміну речовиною та енергією у природних водних системах.
ГХС виділяється за принципом функціонально-цілісної геосистеми як об'єм простору; системоутворюючою основою її є компоненти хімічного складу води (табл.) з їх специфічним характером форм знаходження та типами зв'язків.
Таблиця. Компоненти гідрохімічної системи.
Тип розчину Справжній розчин Колоїдна форма Суспензія
Форма розчину Молекулярно-дисперсна Колоїдно-дисперсна Грубодисперсна
Поперечний розмір частинки в см
10-8 -10-6
10-7 -10-5
>10-5
Електроліти Неелектроліти
Катіони Аніони Гази Тверді речовини
Головні компоненти,
> 10 мг/дм3 Na+
K+
Mg2+
Ca2+ Cl-
NO3-
HCO3-
SO4- O2
CO2
N2 SiO2.xH2O Глини
Дрібнодисперсні піски
Органічні компоненти грунтів
Другорядні за вмістом компоненти
<<10 мг/дм3 Fe2+
Sr2+
Mn2+
NH4+
Al3+ F-
Br-
J-
NO2-
HPO42-
HBO2 H2S
NH3
CH4
He Органічні сполуки
(продукти обміну речовин у живих організмах) Гідрооксиди металів(наприк- ладFe,Mn), кремнієві кис- лоти та силікат-ти, гумінові кислоти Гідрооксиди Fe і Mn,нафтопродукти, жири,специфічні органічні речовини
Мікрокомпоненти,
<0,1мг/дм3 Li+
Rb+
Ba2+
As(III)
Cu2+
Zn2+
Pb2+
та інші елементи HS- Rn
ГХС є системою відкритого типу. ЇЇ властивості та структура формуються головним чином під впливом факторів зовнішнього по відношенню до неї середовища - за рахунок екзосистемних процесів. Внутрішньосистемні (ендосистемні) процеси відіграють важливу, проте другорядну роль.
Опираючись на результати попередніх досліджень систем взагалі [30, 36-38] і, особливо, природних систем[11, 15, 31], спробуємо виконати математичну формалізацію гідрохімічної системи.
Для цього представимо елементи системи - компоненти хімічного складу води у вигляді певного набору параметрів, які позначимо символами X1, X2, X3, … , Xn, де n - число хімічних компонентів. Тоді множину цих елементів
Х = {Х1, Х2, Х3, ... , Хn } (1.1)
назвемо складом гідрохімічної системи S.
Елементи Х1, Х2, Х3, ... , Хn об'єднуються в систему певними відношеннями і зв'язками, які називаються системоутворюючими, або, як уже було названо вище, ендосистемними.
Крім того, що ці елементи зв'язані між собою, вони ще зазнають впливу зовнішніх відносно системи S об'єктів. Таким чином утворюються екзосистемні зв'язки, які характеризують зовнішні фактори формування ГХС, які можуть бути представленими системами інших генетичних типів, наприклад, ландшафтно-геохімічними системами (ЛГС). ЛГС можуть одночасно обумовлювати також основні речовинно-енергетичні потоки в геосистемі вищого порядку, до якої належить дана ГХС. Так, наприклад, концентрація амонійного азоту, як одного із компонентів ГХС, через систему зовнішніх зв'язків залежить від його вмісту у компонентах ЛГС (в тому числі у грунтовому покриві за рахунок природних надходжень та внесення добрив), а також у донних відкладах (за анаеробних умов), в стічних водах тощо.
Тому варто позначити символом F множину зовнішніх систем (факторів) m, які формують екзосистемні зв'язки ГХС і є по відношенню до неї зовнішнім (навколишнім) середовищем. Цю множину представимо вектором:
F ={F1, F 2, F 3, ... , F m}. (1.2)
Множина відношень
Loading...

 
 

Цікаве