Please use this identifier to cite or link to this item: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/28882

Title: Mathematical modeling of dynamics of radioecological processes and reliability of pollutants transport in a forest ecosystem
Other Titles: Математичне моделювання динаміки радіоекологічних процесів та надійності транспорту полютантів у лісовій екосистемі
Authors: Гроза, Валентина
Матвєєва, Ірина
Groza, Valentyna
Matvieieva, Iryna
Affiliation: Національний авіаційний університет, Київ, Україна
National Aviation University, Kyiv, Ukraine
Bibliographic description (Ukraine): Groza V. Mathematical modeling of dynamics of radioecological processes and reliability of pollutants transport in a forest ecosystem / Valentyna Groza, Iryna Matvieieva // Scientific Journal of TNTU. — Tern. : TNTU, 2019. — Vol 93. — No 1. — P. 102–112. — (Mathematical modeling. Mathematics).
Bibliographic description (International): Groza V., Matvieieva I. (2019) Mathematical modeling of dynamics of radioecological processes and reliability of pollutants transport in a forest ecosystem. Scientific Journal of TNTU (Tern.), vol. 93, no 1, pp. 102-112.
Is part of: Вісник Тернопільського національного технічного університету, 1 (93), 2019
Scientific Journal of the Ternopil National Technical University, 1 (93), 2019
Journal/Collection: Вісник Тернопільського національного технічного університету
Issue: 1
Volume: 93
Issue Date: 16-Apr-2019
Submitted date: 28-Mar-2019
Publisher: ТНТУ
TNTU
Place of the edition/event: Тернопіль
Ternopil
UDC: 574.15
614.876
Keywords: математичне моделювання
камерні моделі
транспорт радіонуклідів
надійність лісової екосистеми
mathematical modeling
box model
radionuclide transport
reliability of a forest ecosystem
Number of pages: 11
Page range: 102-112
Start page: 102
End page: 112
Abstract: В навколишньому середовищі під впливом техногенних чинників відбуваються перетворення, наслідком яких є необоротні зміни в біологічних угрупованнях та втрата стійкості природних систем. Створено й проаналізовано систему оцінювання надійності компонентів лісових екологічних систем за допомогою побудови послідовних камерних моделей, методів теорії надійності та диференціальних рівнянь. За допомогою алгоритму оцінювання надійності екологічних систем проведено аналіз радіоекологічного стану екосистеми лісу, розподіл та перерозподіл радіонуклідів унаслідок транспорту полютантів її компонентами. На основі теорії та моделей надійності екосистем через оцінювання параметрів радіоємності створено модель для оцінювання надійності утримання радіонуклідів/полютантів в екосистемах. Оцінювання параметрів радіоємності проведено за формулою Fj = ∑aij / (∑aij + ∑aji ), де ∑aij – сума швидкостей переходу полютантів з різних складових екосистеми до конкретного елемента ландшафту або екосистеми (камеру i); ∑aji – сума швидкостей відтоку полютантів з досліджуваної камери (j) до інших складових екосистеми, спряжених з ними. Сформовано приклади камерних моделей лісової екосистеми з урахуванням коефіцієнтів/швидкостей переходів радіонуклідів між камерами. Досліджено варіанти транспорту радіонуклідів у системі: за звичайних умов, при застосуванні захисних заходів (збільшення стоку радіонуклідів та застосування відповідних будівельних конструкцій), при створенні аварійної ситуації (пожежі). Надійність транспорту радіонуклідів між камерами екосистеми, що досліджується, обчислено за допомогою математичної програми MAPLE 5. Отримані розрахунки відображають динаміку міграції радіонуклідів від вихідного джерела до інших компонентів системи. Показано, що застосування математичного моделювання при вивченні стану природних екологічних систем дозволяє встановити стан їх забруднення, а також визначати рівні нагромадження полютантів у різних компонентах екосистеми
The system of assessing reliability of forest ecosystems’ components by means of construction of successive box models, the reliability theory methods and differential equations has been created and analyzed in the article. A model for determining the reliability of radionuclide / pollutants content in ecosystems has been developed. Examples of box models for forest ecosystems with consideration of coefficients / rates of radionuclide transitions between cameras have been formed. Different variants of radionuclide transport in a system have been investigated: for natural conditions, for possibility of applying protective measures, for emergency situations. The reliability assessment of radionuclide transport between cameras of investigated ecosystems is realized by means of the software MAPLE 5. It has been shown that application of mathematical modeling in the study of natural ecological systems allows determining the level of their pollution, as well as the levels of pollutants accumulation in different components of the ecosystem.
URI: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/28882
ISSN: 2522-4433
Copyright owner: © Ternopil Ivan Puluj National Technical University, 2019
References (Ukraine): 1. Кутлахмедов Ю. О., Корогодін В. І., Кольтовер В. І. Основи радіоекології. К.: Вища школа, 2003. 320 с.
2. Гродзинський Д. М. Радіобіологія. К.: Либідь, 2000. 448 с.
3. Гудков І. М., Гайченко В. А., Кутлахмедов Ю. О. та ін. Радіоекологія: навч. посіб. К.: НУБіП України, 2011. 368 с.
4. Кутлахмедов Ю. А., Матвеева И. В., Гроза В. А., Надежность биологических систем. К.: Фитосоциоцентр, 2018. 399 с.
5. Матвєєва І. В., Азаров С. І., Кутлахмедов Ю. О. та ін. Стійкість екосистем до радіаційних навантажень: монографія. К.: НАУ, 2016. 316 с.
6. Гродзинський Д. М., Кутлахмедов Ю. О., Михєєв О. М. та ін. Методи управління радіоємністю екосистем. К.: Фітосоціонер, 2006. 172 с.
7. Матвеева И. В. Анализ и оценка радиоэкологических контрмер на основе теории радиоемкости. Ядерна фізика та енергетика. 2013. Т. 15. № 3. С. 306–312.
8. Кутлахмедов Ю. А., Матвеева И. В., Саливон А. Г. и др. Исследование радиологических процессов методами теории надежности. Ядерна фізика та енергетика. 2012. Т. 13. № 3. С. 289–296.
9. Петрусенко В. П., Шмаков І. П., Кутлахмедов Ю. О. Аналіз стійкості динамічної моделі екосистеми щодо міграції радіонуклідів. Ядерна фізика та енергетика. Київ. 2008. № 2. С. 73–77.
10. Основи лісової радіоекології / за ред. М. М. Калетника. К.: Держкомгосп України, 1999. 252 с.
11. Азаров С. І., Сидоренко В. Л., Середа Ю. П. Оцінка радіаційного ризику при гасінні пожежі у Чорнобильській зоні. Екологічна безпека та природокористування. 2015. № 2. С. 12–20.
12. Азаров С. І., Бондар О. І., Ващенко В. М. та ін. Мінімізація радіаційних наслідків лісових пожеж після Чорнобильської катастрофи на основі еколого-інформаційного моніторингу: монографія. Херсон, 2016. 300 с.
References (International): 1. Kutlakhmedov Yu. O., Korohodin V. I., Kol’tover. V. K. Osnovy radioekolohiyi. Kyiv: Vyshcha shkola, 2003. 320 p.
2. Hrodzins’kiy DM. Radiobiolohiya. Kyiv, Lybid’: 2000. 448 p.
3. Hudkov I. M., Haychenko V. A., Kutlakhmedov Yu. O. ta in. Radioekolohiya: navch. posib. Kyiv: NUBiP Ukrayiny. 2011. 368 p.
4. Kutlakhmedov Yu. A., Matvieyiva I. V., Groza V. A.. Nadiynist’ biolohichnykh system. Kyiv: Fitosotsiotsentr, 2018. 399 p. [Іn Russian].
5. Matveyeva I. V., Azarov S. I., Kutlakhmedov Yu. A. i dr. Ustoychivost' ekosistem k radiatsionnykh nagruzok: monografiya. Kyiv: NAU. 2016. 316 p.
6. Hrodzins’kiy D. M., Kutlakhmedov Yu. O., Mikhyeyev O. M. ta in. Metody upravlinnya radioyemnistyu ekosystem. Kyiv: Fitosotsioner, 2006. 172 p.
7. Matvіeіeva I. V. Analiz i otsinka radioekolohichnykh kontrzakhodiv na osnovi teoriyi radioyemnosti. Yaderna fizyka ta enerhetyka. 2013. T. 15. No 3. Рp. 306–312. [Іn Russian].
8. Kutlakhmedov Yu. A., Matvieieva I. V., Salyvon A. H. y dr. Doslidzhennya radiolohichnykh protsesiv metodamy teoriyi nadiynosti. Yaderna fizyka ta enerhetyka. 2012. T. 13. No 3. Рp. 289–296. [Іn Russian].
9. Petrusenko V. P. Shmakov I. P., Kutlakhmedov Yu. O. Analiz stiykosti dinamichnoyi modeli ekosystemy otnosytel’no mihratsiyi radionuklidiv. Yaderna fizyka ta enerhetyka. Kyiv. 2008. No 2. Рp. 73–77.
10. Kaletnyk M. M. Osnovy Lisovoyi radioekolohiyi. Kyiv: Derzhkomhosp Ukrayiny, 1999. 252 p.
11. Azarov S. I., Sydorenko V. L., Sereda Yu. P. Otsinka radiatsiynoho ryzyky pry hasinni pozhezhi u Chornobil’s’kiy zone. Ekolohichna bezpeka ta pryrodokorystuvannya. 2015. No 2. Рp. 12–20.
12. Azarov S. I., Bondar O. I., Vashchenko V. M. ta in. Minimizatsiya radiatsiynikh naslidkiv lisovikh pozhezh posle Chornobyl’s’koyi katastrofy na osnove ekoloho-informatsiynoho monitorynhu: monohrafiya. Kherson, 2016. 300 p.
Content type: Article
Appears in Collections:Вісник ТНТУ, 2019, № 1 (93)



Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.