Энгельсский технологический институт (филиал)
федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования
«Саратовский государственный технический университет имени »
Кафедра «Экология и охрана окружающей среды»
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
(очное обучение)
По дисциплине ЕН. В.01 «Модели массопереноса в природных средах»
Для специальности 280201.65 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов»
УМКД обсужден на заседании кафедры ЭКОС
«__» _________ 201_ г. протокол №_
Зав. кафедрой ЭКОС, проф.
Утвержден на заседании УМКС каф. МПП
«___» ________ 201_ г. протокол №_
Председатель УМКС, проф.
Энгельс 2011
Энгельсский технологический институт (филиал)
федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования
«Саратовский государственный технический университет имени »
КАФЕДРА ЭКОС
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
(очное обучение)
По дисциплине ЕН. В.01 «Модели массопереноса в природных средах»
Для специальности 280201.65 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов»
Курс 3Семестр 7 Лекции 34 час. Практич. занятия 17 час. Лаборат. занятия - Всего 99 час. | Экзамен - Зачет-7 Самостоят. работа 48 час. Контрольная работа- Часов в нед.-4 |
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры «____»________201_ г.
Протокол №___________
Зав. кафедрой__________________
подпись
Рабочая программа утверждена учебно-методической комиссией по специальности
«___»__________201_ г. протокол №_________
Председатель УМКС __________________
подпись
1. Цель преподавания дисциплины и место в учебном процессе:
1.1. Целью курса «Модели массопереноса» является изучение природных систем и процессов переноса в них при помощи математического моделирования.
1.2. Задачи изучения дисциплины.
Является овладение принципами и методами моделирования для решения экологических проблем настоящего и прогнозируемого периода.
1.3. С дисциплиной тесно взаимосвязаны: физическая химия, химия окружающей среды, математика, геология, информатика, метрология и ряд других дисциплин.
2. Требование к знаниям и умениям студентов по дисциплине.
Студент должен знать:
основные термины, понятия и закономерности переноса и рассеяния веществ в природных средах, возможность их трансформирования при процессах переноса: квалификацию и основные отличия различных типов моделей.
Студент должен уметь:
определять основные процессы, подобрать математическое описание и выбрать тип модели.
3. Распределение трудоемкости (час.) по темам и видам занятий
№ модуля | № темы | Наименование темы | Всего часов | Из них часов | |||
лекц. | лаб. | прак. | срс | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
1 | 1 | Модели и основы моделирования | 8 | 6 | - | - | 2 |
1 | 2 | Источники природных и антропогенных загрязнений | 4 | 2 | - | 2 | |
2 | 3 | Массоперенос загрязняющих веществ в загрязняющей среде | 10 | 2 | - | 2 | 6 |
2 | 4 | Механизмы переноса веществ и законы диффузии | 20 | 6 | - | 6 | 8 |
2 | 5 | Процессы самоочищения в природных средах | 12 | 2 | 2 | 8 | |
3 | 6 | Модели массопереноса в водных средах | 15 | 6 | 2 | 7 | |
3 | 7 | Модели массопереноса в воздушных средах | 16 | 6 | 2 | 8 | |
3 | 8 | Модели массопереноса в почвах | 14 | 4 | 3 | 7 | |
Итого | 99 | 34 | 17 | 48 |
4. Содержание лекционного курса
№ тема | Всего часов | № лекции | Тема лекции. Вопросы, отрабатываемые на лекции. |
1 | 2 | 3 | 4 |
1 | 2 | 1 | Роль моделей в экологии; понятие модели; типы моделей; условия моделирования и исследования объектов. |
2 | 2 | Классификация математических моделей; общие принципы построения математических моделей; структура математической модели, этапы разработки. | |
2 | 3 | Объекты моделирования: стохастические и детерминированные. | |
2 | 2 | 4 | Классификация и характеристика естественных и антропогенных источников загрязнения природных сред. |
3 | 2 | 5 | Пути миграции загрязняющих веществ в окружающей среде. Процессы распространения примесей. |
4 | 2 | 6 | Молекулярная диффузия и законы Фика; турбулентная диффузия; конвективная диффузия |
2 | 7 | Диффузия в однофазной неподвижной среде; стационарная диффузия в движущихся средах; диффузия из точечного источника в движущуюся среду | |
2 | 8 | Массоперенос в многокомпонентных системах; осмотическая и реверсивная диффузия; диффузия в твердых телах; самодеффузия | |
5 | 2 | 9 | Виды загрязнений и каналы самоочищения природных сред: сорбционные процессы, гидролиз, фотолиз, окисление, микробиологическое самоочищение и т. д. |
6 | 2 | 10 | Механическая модель распространения загрязнений в реке. |
2 | 11 | Гидродисперсионная модель распространения загрязнений в реке. | |
2 | 12 | Модель поршневого вытеснения распространения загрязнений в реке. | |
7 | 2 | 13 | Модель рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе с учетом рельефа местности. |
2 | 14 | Модель рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе с учетом метеоситуации | |
2 | 15 | Модель рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе с учетом суммации действия вредных веществ и фоновой концентрации | |
8 | 2 | 16 | Прогнозная модель переноса солей в орошаемых почвах |
2 | 17 | Балансовая модель засоления орошаемых земель |
5. Перечень практических занятий
№ тема | Всего часов | № занятия | Тема практического занятия. Вопросы, отрабатываемые на практическом занятии |
3 | 2 | 1 | Расчет концентрации паров (Н2SO4, HNO3) в приземном слое воздуха. (трансформация веществ в атмосфере: окисление. вымывание, нейтрализация, коэффициенты скорости трансформации и выведения) |
4 | 6 | 2 | Расчет рН осадков на расстоянии от источника (трансформация веществ в атмосфере: окисление, вымывание, нейтрализация, коэффициенты скорости трансформации и выведения) |
3 | Оценка распределения окисей (SO4, NOx) и трансформация веществ в зависимости от расстояния от источника выброса при постоянной скорости ветра. (Н2SO4, HNO3) | ||
4 | Оценка распределения окисей (SO4, NOx) и трансформация веществ в зависимости от расстояния от источника выброса при переменной скорости ветра. (Н2SO4, HNO3) | ||
5 | 2 | 5 | Оценка времени полувыведения в процессе коагуляции аэрозольных частиц («сухое осаждение», формула Стокса, вымывание осадками, экспоненциальный закон) |
6 | 3 | 6,7 | Определение эмпирических коэффициентов аналитических выражений основной гидрофизической характеристики. Определение эмпирических коэффициентов аналитических выражений функций влагопроводности |
7 | 2 | 8 | Знакомство с программным комплексом SWAP на примере моделирования водного баланса в условиях отсутствии растений. |
8 | 2 | 9 | Моделирование влаго - и солепереноса при орошении для условий аридной зоны. |
6. Перечень лабораторных занятий
Не предусмотрены учебным планом
7. Задания для самостоятельной работы студентов очного обучения
№ тема | Всего часов | Вопросы для самостоятельного изучения (задания) | Литература |
1 | 2 | Дисперсионный анализ и его применение в экологических исследованиях. | 1-8 |
2 | 2 | Пути миграции загрязняющих веществ в природной среде. | 1,11,12 |
3 | 6 | Формы и модели переноса в подземных водах. | 5,10,12,14,15 |
4 | 8 | Диффузия в твердых телах. | 1, 12,9 |
5 | 8 | Моделирование кинетики биохимической очистки промышленных сточных вод. | 14,15 |
6 | 7 | Миграционная модель обезжелезивания в подземных водах. | 14.15 |
7 | 8 | Метеорологические аспекты загрязнения атмосферы. | 3,10,11,13 |
8 | 7 | Перенос в слоистых средах. | 1-13 |
8. Курсовой проект
Не предусмотрена учебным планом
9. Курсовая работа
Не предусмотрена учебным планом
10. Расчетно-графическая работа
Не предусмотрена учебным планом
11. Контрольная работа
Не предусмотрена учебным планом
12. Список основной литературы
1. Романов модели в экологии / , С-Пб.: С-Пб ГТУ. 20с.
2. Митрофанов анализ: учебное пособие / . Саратов: Научная книга. 20с.
3. Экология и безопасность жизнедеятельности / под ред. проф. М.: Высшая школа. 20с.
4. Горелов / . М.:Юрайт.20с.
5. Комиссаров и синтез систем водообеспечения химических производств: учеб. пособие для вузов // , , Суан Нгуен Нгуен. М.: Химия. 20с.
6. Корсак переносов влаги и растворенных в ней веществ в почве / , // Метод. указания к практ. занятиям. Часть 1. Саратов, 2008, 22с.
7. Корсак переносов влаги и растворенных в ней веществ в почве / , // Метод. указания к практ. занятиям. Часть 2. Саратов, 2008, 16с.
8. Арефьева переносов влаги и растворенных в ней веществ в почве / , // Метод. указания к практ. занятиям. Часть 3. Саратов, 2008, 19 с.
Дополнительная литература:
9. Могилевский динамических систем / М.: Вузовская книга. 19с.
10. Луканин потоки и окружающая среда: учебное пособие для вузов/под ред. // , , М. В Яшина. М.: ИНФРА. 19с.
11. Скурлатов в экологическую химию / , , А. А Мизити. М.: Высшая школа. 1994. С. 63-258.
12. Марчук моделирование в проблеме окружающей среды / . М.: Наука. 19с.
13. Пузаченко основы географического прогноза и охраны среды. / М.: Изд-во УРАО. 19с.
14. Моделирование миграции подземных вод / Л. Лукнер. М.: Недра. 19с.
15. Математические модели контроля загрязнения воды / под ред. . М.: Мир. 19с.
Использование наглядных пособий
Предусмотрено использование плакатов, схем, наглядных пособий и видео материалов по всем разделам дисциплины. Тесты AST.
