Bài giảng MÔ HÌNH HÓA MÔI TRƯỜNG - Phần 1 pot

1 NỘI DUNG BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ TSKH. BÙI TÁLONG 2 NỘI DUNG VÀTHỜI LƯỢNG § MÔ HÌNH, MÔ HÌNH HÓA VÀMÔ HÌNH HÓA CÁC QUÁTRÌNH MÔI TRƯỜNG (4 TIẾT) § PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG CÁC MÔ HÌNH TOÁN SINH THÁI (4 TIẾT) § MÔ HÌNH HÓA Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ (16 TIẾT) § MÔ HÌNH HÓA Ô NHIỄM NƯỚC (16 TIẾT) § XÂY DỰNG PHẦN MỀM TÍCH HỢP GIS, CSDL MÔI TRƯỜNG VÀMÔ HÌNH TOÁN TRÊN VÍDỤCAP, ENVIMAP (5 TIẾT) § TÀI LIỆU THAM KHẢO 3 MỐI LIÊN HỆ GIỮA MÔN HỌC VÀCÁC MÔN HỌC KHÁC 4 MÔ HÌNH, MÔ HÌNH HÓA VÀMÔ HÌNH HÓA CÁC QUÁTRÌNH MÔI TRƯỜNG BùiTáLong, ViệnMôitrườngvàTàinguyên 5 Tổngquanvềmônhọc 1. Mụctiêu 1. Mụctiêu 2. Nộidung 2. Nộidung 3. Phươngphápnghiêncứu 3. Phươngphápnghiêncứu 4. Kiểmtra 4. Kiểmtra 6 Mục đích § Cơ sở lýluậnvàthựctiễncủaphươngpháp môhìnhhóamôitrường; § Biếtcách ứngdụngcụthể củamôhìnhtrong côngtácquảnlýmôitrườnghiệnnay; § Ứngdụngmộtsốphầnmềmtínhtựđộng hóatínhtoánô nhiễm, quảnlýmôitrường. 7 Nộidung § Vaitròcủamôhìnhmôitrường § Mô hìnhhóatrongnghiêncứusinhthái § Mô hìnhhóachấtlượngnước § Mô hìnhhóachấtlượngkhôngkhí 8 Phươngphápnghiêncứu § Xây dựnggiản đồ thôngtin; § Nắmbắtcácqui luậtvậtlýtrongtừngbàitoán; § Cáccôngcụtoán đượcsửdụng để thamsốhóa cácqui luậtvậtlý. Mộtsốkiếnthứctoán được sử dụngtrongmôhìnhhóa: phươngtrìnhvi phân, điềukiệnban đầu, điềukiệnbiên, phương phápgiảisố, biểudiễnkếtquả; § Công cụ tin học: cácphầnmềm; § Tàiliệuthamkhảo. 9 NỘI DUNG BÀI 1 § Mô hìnhnhư mộtcôngcụkếtnốithế giớitự nhiênvàxãhộiloàingười. § Mô hìnhhóamôitrườngnhư mộtbộphận khôngtáchrờicủamôhìnhhóanóichung. § Cácdạngmôhìnhmôitrường. § Mộtsốnguyêntắccơbảntrongxâydựng môhình 10 Môhìnhnhư mộtcôngcụkếtnốithế giớitựnhiênvàxãhộiloàingười. § Ngàynay hầuhếtcácngànhkhoahọcđềusử dụng“môhình”, (“model”). § Mô hìnhkhôngchỉ xuấthiệntrongkhoahọctự nhiênmàcònxuấthiệntrongkhoahọcxãhội. § Vớinhiềunhànghiêncứumôhình đượchiểulà cácmôhìnhsốphứctạpchạytrênmáytính, trong mộtsốngànhkhoahọckhácmôhình đượchiểu như mộtdạngmẫutươngtự. § Tuynhiêncórấtnhiềuthuậtngữ “môhình” được sử dụngrấtkhácnhau. [...]... được từ quá trình mô hình hóa tiếp tục thúc đẩy sự phát triển các phương pháp mới giải quyết các bài toán khoa học cũng như làm cơ sở thông qua các quyết định quản lý cụ thể 19 Mô hình hóa môi trường như một phần của mô hình hóa tự nhiên – xã hội § § § § Một số định nghĩa và khái niệm cơ bản Cấu trúc cơ bản của mô hình hóa môi trường Các thành phần trong quá trình mô hình hóa môi trường sinh thái Các... triển lý thuyết hệ thống và mô hình hóa, coi đây là công cụ chính để nghiên cứu môi trường § Vào năm 19 97, Viện quốc tế về phân tích hệ thống ứng dụng (IIASA, Laxenbourg, Áo) đã công bố danh mục các công trình nghiên cứu trong 25 năm (19 55 – 19 97) gồm hơn 50.000 công trình liên quan tới lý thuyết hệ thống và mô hình hóa môi trường 22 Mô hình môi trường là gì ? § Các mô hình môi trường (Environmental Models)... Kurkovsky A.P và Pritsker A.A.B § Các hệ thống tự động gắn với các mô hình mô phỏng cho phép nâng cao hiệu quả của nghiên cứu môi trường; § Vấn đề trung tâm trong nghiên cứu môi trường là khái niệm chất lượng môi trường Khái niệm này gắn liền với sự thiết lập tải trọng môi trường cho phép lên môi trường § Cần thiết phải nhận được các mô hình cho phép đánh giá thiệt hại của các hệ sinh thái dựa trên các... của quá trình mô hình hóa môi trường 20 Vì sao cần mô hình môi trường ? Quan điểm này đòi hỏi mỗi quốc gia nhanh chóng giải quyết các nhiệm vụ sau đây: › › › Xâydựng các phương pháp đánh giá sự bền vững của các hệ sinh thái; Nghiên cứu các quy luật biến đổi theo thời gian của chúng; Hoàn thành các phương pháp đánh giá định lượng tác động lên môi trường các hoạt động kinh tế - xã hội 21 (tiếp theo)... độ vi mô (mức độ địa phương) - xem xét các quá trình trên một diện tích từ vài m tới một vài trăm m và thời gian từ vài phút đến một vài chục phút (một bài toán sinh thái tiêu biểu ở đây là tính cho một số ít các nguồn thải và xem xét chi tiết phân bố không gian của nồng độ tại một địa phương nào đó) 29 Cấu trúc cơ bản của mô hình hóa môi trường 30 Các thành phần trong quá trình mô hình hóa môi trường. .. tượng này thay đổi như thế nào khi các điều kiện này hay điều kiện khác (được mô tả bởi các tham số của mô hình) thay đổi § Quá trình này gọi là mô phỏng toán học 26 Công việc thiết lập mô hình toán học các quá trình môi trường § Cần phải thu thập các dữ liệu đầu vào cho mô hình § Xác định trạng thái ban đầu của môi trường cần phải có một mạng lưới quốc tế thu thập và xử lý thông tin ban đầu... thống nhất cao về “model” § Ứng dụng của mô hình rất rộng, chúng giúp cho quá trình thông qua quyết định trong cuộc sống hàng ngày; § Mô hình là một khái niệm cơ bản của khoa học và đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong khoa học môi trường nơi các phép thí nghiệm rất khó tiến hành 11 “Make things as simple as possible, but not any simpler.” Albert Einstein 12 Mô hình như một công cụ chính kết nối tự... của mô hình hóa § Quá trình mô hình hóa có thể dựa trên những nguyên lý khác nhau, dựa trên cơ sở xem xét và phân tích các mối liên hệ nhân – quả § Mô hình toán học của một đối tượng bất kỳ là sự mô tả nó bằng các công cụ, phương pháp toán học 24 Các quá trình được mô tả bằng các biểu thức toán học Rất nhiều biểu thức toán học các quá trình liên quan tới mô phỏng môi trường sinh thái đã tồn tại:... trình môi trường xảy ra trong một khoảng thời gian nào đó” § Ngày nay loài người đã hiểu rõ ràng rằng việc tiến hành những thí nghiệm trực tiếp với sinh quyển của hành tinh là không thể Do vậy xây dựng mô hình là phương tiện quan trọng để nhận thông tin về tình trạng có thể của sinh quyển chịu những tác động lớn từ phía con người lên nó Cục bảo vệ môi trường Mỹ 23 Nguyên lý của mô hình hóa §... trình mô hình hóa môi trường sinh thái 31 § Biến trạng thái (state variables), hàm điều khiển (forcing function) và biến ngoại sinh (exogerous variables), các phương trình toán học (mathematical equations), các tham số (parameters), các hằng số thông số (universal constants) 32 Ví dụ: Mô hình hóa hệ sinh thái dưới nước 33 Các thành phần trong quá trình mô hình hóa môi trường 34 Phân tích độ nhạy (sensitivity) . lýluậnvàthựctiễncủaphươngpháp môhìnhhóamôitrường; § Biếtcách ứngdụngcụthể củamôhìnhtrong côngtácquảnlýmôitrườnghiệnnay; § Ứngdụngmộtsốphầnmềmtínhtựđộng hóatínhtoánô nhiễm, quảnlýmôitrường. 7 Nộidung § Vaitròcủamôhìnhmôitrường §. KHẢO 3 MỐI LIÊN HỆ GIỮA MÔN HỌC VÀCÁC MÔN HỌC KHÁC 4 MÔ HÌNH, MÔ HÌNH HÓA VÀMÔ HÌNH HÓA CÁC QUÁTRÌNH MÔI TRƯỜNG BùiTáLong, ViệnMôitrườngvàTàinguyên 5 Tổngquanvềmônhọc 1. Mụctiêu 1. Mụctiêu 2. Nộidung 2 Mộtsốđịnhnghĩavàkháiniệmcơbản § Cấutrúccơbảncủamôhìnhhóamôi trường § Cácthànhphầntrongquátrìnhm hình hóamôitrườngsinhthái § Cácbướccủaquátrìnhmôhìnhhóamôi trường