Разнообразие ПТК . Все компоненты природы тесно и неразрывно связаны друг с другом. Изменение одного из них вызывает изменения других.
Взаимосвязи эти выражаются в обмене веществом и энергией. Проследить взаимосвязи можно на различных примерах. Так, изменение количества солнечной радиации, поступающей на земную поверхность, приводит к изменению характера растительности, а это, в свою очередь, изменяет почвенный покров, животный мир, сказывается на процессах рельефообразования и т. д.
Мы уже знаем, что различные компоненты природы меняются от места к месту, то есть изменяются в пространстве. Они меняются и во времени. Рельеф и климат Русской равнины до четвертичного оледенения были иными.
Изменение любого компонента природы происходит в пределах какой-либо конкретной территории.
Поэтому природный территориальный комплекс - ПТК - это закономерное сочетание взаимосвязанных компонентов природы на определенной территории.
Учение о природных территориальных комплексах - ландшафтоведение - было основано в конце прошлого столетия В. В. Докучаевым. Оно имеет большое практическое значение для сельского хозяйства, лесоводства, мелиорации, рекреационного дела, строительства городов, дорог, различных предприятий. Без знания особенностей того или иного природного комплекса не может быть и речи о рациональном использовании, охране и улучшении природной среды.
В иерархии природных комплексов различают три главных уровня: локальный, региональный, глобальный.
Формирование природных комплексов локального уровня связано с местными факторами, имеющими небольшой радиус действия, например с отдельными элементами рельефа. К этому уровню относится фация - элементарная неделимая географическая единица, то есть однородный комплекс. Региональные природные комплексы формируются в результате влияния факторов с более широким радиусом действия: тектонических движений, солнечной радиации и т. п. Для этого уровня характерны природные зоны, области.
Глобальный уровень - это географическая оболочка , которая охватывает взаимопроникающие и постоянно взаимодействующие тропосферу, гидросферу, верхние слои литосферы и биосферу.
Подумайте, какие изменения в природе способен фиксировать человек в течение своей жизни. Проанализируйте еще раз геохронологическую таблицу и определите, в течение какого отрезка времени происходят какие-либо существенные изменения в природе Земли, в ПТК.
Физико-географическое районирование . Любой ПТК - это результат более или менее длительного развития. Ученые фиксируют медленные тектонические движения, вековые изменения климата, наступание и отступание морей и т. д. Даже проживший долгую жизнь человек не успевает заметить эти изменения.
Особым разнообразием отличаются более мелкие ПТК. Различное геологическое строение, разнообразие рельефа и климата от места к месту приводят к изменению почвенно-растительного покрова.
На территории России выделяется много разнообразных ПТК. Природное, или физико-географическое, районирование служит основным методом выявления ПТК, установления их границ. В основе выделения крупных ПТК на территории России лежат различия в геологическом строении и рельефе и существенные климатические различия. По этим признакам ученые физико-географы обычно выделяют на территории России:
В данном учебнике мы рассмотрим шесть крупных природных регионов:
Внутри этих крупных природных регионов выделены территории с наиболее типично проявляющейся широтной зональностью на равнинах и высотной поясностью в горах, а также показаны природные уникумы и памятники природы региона.
ПТК природные и антропогенные . Наше время характеризуется все большим ростом антропогенной нагрузки на ландшафт. Человек все больше добывает из недр Земли полезных ископаемых, все больше расходует воды на бытовые и хозяйственные нужды, занимает все новые и новые площади под пашни и строительные площадки, вырубая леса, уничтожая луга. Поэтому все меньше и меньше остается природных ландшафтов. Практически все природные комплексы в той или иной мере изменены человеком. Измененные под влиянием деятельности человека природные ландшафты называются антропогенными .
Вопросы и задания
В статье рассматривается опыт создания ПТК АСУ ТП для энергетики с указанием основных этапов работ и оборудования. Приводятся примеры реализации данной методики на практике.
ООО «Р.В.С.», г. Москва
В результате предъявляемых к сетевым предприятиям ЕЭС России требований по повышению наблюдаемости параметров режима и состояния оборудования подстанций на рынке инжиниринговых услуг все более востребованными становятся готовые комплексные решения - это программно-технический комплекс системы сбора и передачи информации (ПТК ССПИ) и ПТК автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТП). Ниже будет рассмотрен наиболее функциональный из них – ПТК АСУ ТП.
ПТК АСУ ТП решает задачу создания системы нижнего уровня в рамках создаваемой в настоящее время многоуровневой системы технологического управления (АСТУ) ФСК ЕЭС, а также автоматизированной системы диспетчерского управления (АСДУ), снабжая высшие уровни иерархии значительным объемом технологической информации о состоянии и режимах функционирования контролируемого и управляемого оборудования подстанций и прилегающих участков электрических сетей.
ПТК АСУ ТП реализуется как 3-уровневый архитектурный комплекс. Нижний уровень – информационно-измерительный комплекс (ИИК), состоящий в основном из измерительных счетчиков и преобразователей таких производителей, как Satec Power Solution, Schneider Electric (ION Power Measurement), Mikronika и т.д.
Средний уровень – контрольно-коммуникационный уровень, состоит из устройств сбора, обработки и передачи информации и технических средств приема-передачи данных. В состав входят контроллеры модульного типа (Siemens серии S7-400, Mikronika серии SO-52x и др.) и сетевое оборудование (Cisco, Ruggedcom, Alcatel, MOXA).
Верхний уровень – информационно-вычислительный комплекс (ИВК), состоит из серверного оборудования (HP, Advantech) и автоматизированных рабочих мест (АРМ) операторов. В ИВК используются такие полнофункциональные SCADA-системы, как WinCC от Siemens, Syndis RV от Mikronika, Centum CS3000 от Yokogawa для обеспечения человекомашинного интерфейса (ЧМИ).
При создании ПТК АСУ ТП ключевым моментом является выбор вендора для поставки оборудования среднего уровня. В состав данного оборудования входят контроллеры присоединений модульного типа, необходимые для сбора информации о текущих аналоговых значениях – телеизмерения, дискретных значениях – телесигнализации, а также модули для выдачи дискретного выходного сигнала – телеуправления.
Рис. 1. Общая структурная схема ПТК АСУ ТП для энергетики
Техническое решение по организации ПТК АСУ ТП на базе оборудования от конкретного производителя является важным, поскольку к данному оборудованию должны интегрироваться другие автономные подсистемы. Такими подсистемами являются:
Подсистема телемеханики (ТМ). ТМ является основной системой, на базе оборудования которой создается ПТК АСУ ТП. Посредством дополнительных коммуникационных модулей к телемеханике интегрируются остальные подсистемы (РАС, РЗА, СУМТО, ККЭ и другие вспомогательные подсистемы);
Подсистема регистрации аварийных событий (РАС). РАС традиционно строится на базе оборудовании ПАРМА (Нева). Альтернативные решения можно построить на оборудовании производителей AREVA, Siemens, Schneider Electric, Mikronika;
Релейная защита и автоматика (РЗА). К подсистеме РЗА в связи с ее важностью предъявляют серьезные требования. На сегодняшний день современное оборудование для реализации РЗА поставляет Бреслер, AREVA, Siemens, Schneider Electric;
Система управления и мониторинга трансформаторным оборудованием (СУМТО). СУМТО на базе оборудования производства ЭЛАРА-Тексто становится популярным аппаратно-техническим комплексом для защиты трансформаторного оборудования на подстанциях.
Подсистема контроля качества электроэнергии (ККЭ). ККЭ может реализовываться как аппаратно-техническими средствами с помощью измерительных приборов и счетчиков (SATEC, ION), так и программными средствами на базе оборудования подсистемы телемеханики (программный продукт от компании Mikronika).
Согласно «Программе повышения надежности и наблюдаемости ЕНЭС. Этап 1 «ОАО «ФСК ЕЭС», компания «Р.В.С.» участвует в проекте по созданию программно-технического комплекса автоматизированной системы управления технологическим процессом (ПТК АСУ ТП).
Примером проекта по созданию ПТК АСУ ТП может служить проект на подстанции 330 кВ «Юго-Западная» МЭС Северо-Запада». ПТК АСУ ТП на подстанции 330 кВ «Юго-Западная» создана на базе оборудования компании Mikronika. В подсистеме телемеханики установлен серверный шкаф с резервируемыми коммуникационными контроллерами, 2 шкафа по присоединениям 110 кВ и 330 кВ с двумя крейтами контроллеров в каждом, 14 измерительных преобразователей на присоединении 10 кВ. Телеизмерения (значения вторичных цепей токов и напряжений по присоединениям на линиях и шинах 330 кВ, 110 кВ) и телесигнализации (дискретные входные сигналы положения выключателей, разъединителей, заземляющих ножей 330 кВ, 110 кВ, 10 кВ) заводятся в шкафы телемеханики напрямую через модули MPL-xxx контроллера SO-52. Телеуправление выключателями 330 кВ, 110 кВ, 10 кВ реализовано с помощью модулей выходов управления MSS-xxx в контроллере SO‑52. Для снятия сигналов телеизмерений и телесигнализаций, а также управления выключателями 10 кВ в КРУН-10 используются отдельные устройства SO-5403v1, которые устанавливаются в каждую ячейку. Отдельно снимаются обобщенные дискретные сигналы аварийно-предупредительной сигнализации подстанции (общий сигнал аварии на подстанции, сигналы неисправности и аварии систем РЗА, РАС, СУМТО) и аналоговые сигналы (температура окружающей среды, скорость и направление ветра). Синхронизация времени в ПТК АСУ ТП обеспечивается сервером единого времени SO-5530-GT.
Рис. 2. Структурная схема ПТК АСУ ТП на ПС 330 кВ «Юго-Западная»
Подсистема РАС реализована на оборудовании ПАРМА и интегрируется в ПТК АСУ ТП по Ethernet. В РАС стоит отдельный сервер, на который в случае аварийных ситуаций записывается вся необходимая информация в виде осциллограмм. По требованию через технологии ftp-сервера реализована дальнейшая передача информации.
Для реализации работы подсистемы СУМТО на автотрансформаторы АТ-1 и АТ-2 устанавливается ряд датчиков: датчики давления на стороны высокого и среднего напряжения, датчик температуры и датчик газовлагосодержания в масле автотрансформатора. Дополнительно в основной шкаф СУМТО заводятся вторичные цепи токов и напряжений.
Основным оборудованием подсистемы ККЭ является сертифицированный измерительный прибор SATEC PM175. Каждый прибор РМ175 устанавливается на отдельную шину 330 кВ, 110 кВ и 10 кВ. Приборы интегрируются в ПТК по интерфейсу RS-485 (Modbus).
На сегодняшний день внедрение на подстанциях ПТК ССПИ с возможностью дальнейшего возможного расширения системы до АСУ ТП является необходимым минимумом для реализации «программы повышения надежности и наблюдаемости ЕНЭС». В случае полноценной реализации программы повышается эффективность управления подстанцией благодаря возможности ведения заданного режима, предотвращения отказов оборудования, локализации и устранения последствий отказов оборудования и сохранения надежности и безопасности работы автоматизируемого оборудования подстанций, а также эффективности и комфортности работы оперативного и обслуживающего персонала.
Вспомните
Что такое территориальный комплекс. Вся огромная поверхность земной суши состоит из множества разных участков: материков и океанов, лесов и болот, полей и городов. С точки зрения географии всех их роднит то, что это участки земной поверхности определенной величины. Географы называют их территориями.
Территория - это участок поверхности Земли со всем, что на нем находится.
Посмотрим на окружающую территорию. Картина, которую мы увидим, может быть разной. Но независимо от внешних различий мы можем выделить в ней постоянно встречающиеся части - компоненты . Это живые и неживые тела природы: воздух, горные породы, вода, растения и животные. Но нас окружают не только природные тела. Многие компоненты территорий созданы человеком: дома и дороги, плотины и аэродромы.
Сочетание отдельных частей и явлений, составляющих единое целое, называется комплексом . Для географии единое целое - это территория. Все расположенные на ней компоненты (и природные, и созданные человеком), взаимодействуя между собой, образуют территориальные комплексы.
Рис. 179. Природный территориальный комплекс
В тех частях Земли, где природа не тронута деятельностью человека, территориальные комплексы состоят только из природных компонентов. Поэтому их называют природными территориальными комплексами . Это не простой набор компонентов. Вы уже знаете, что они взаимосвязаны и постоянно обмениваются химическими веществами, водой и энергией (рис. 179). Там, где вмешательство человека существенно изменило природу, образовались природно-хозяйственные территориальные комплексы (рис. 180). Компоненты, созданные человеком, также взаимодействуют с природными компонентами. Высокие здания изменяют движение ветров, асфальт не позволяет влаге просачиваться в почву, препятствует росту растений. В свою очередь, текучие воды могут размывать дороги и фундаменты зданий.
Каждый территориальный комплекс имеет свои особенности и развивается как единый организм. Если изменить один компонент, изменяются и все другие, а также весь комплекс в целом.
Из курса истории вы знаете, какую роль в жизни Древнего Египта играла река Нил. Ее ежегодные разливы не только приносили на пойму плодородный ил, но и промывали почву, удаляя различные соли. Когда на Ниле была построена огромная плотина и образовалось крупное водохранилище, половодья прекратились. Ил перестал поступать на поля, а сами почвы засолились. Люди не могут больше выращивать на пойме ценные растения. Само же водохранилище создало хорошие условия для размножения малярийных комаров. Но пострадали не только река и проживающие вдоль нее люди. Сократилось поступление питательных веществ с водами Нила в Средиземное море. Это привело к уменьшению количества планктона и численности многих морских организмов.
Рис. 180. Природно-хозяйственный территориальный комплекс
Разнообразие территориальных комплексов. Связаны между собой не только компоненты на определенных территориях, но и сами территориальные комплексы. Они «общаются» между собой с помощью ветров, морских течений и рек, путешествующих животных и людей.
Из маленьких территорий, как из кирпичиков, складываются большие. Самый большой территориальный комплекс - географическая оболочка . Она непрерывна и охватывает всю Землю целиком. Географическая оболочка подразделяется на комплексы меньшего размера: материков и океанов, равнин и гор, холмов и речных долин и т. д. Среди территориальных комплексов особо выделяются природные зоны.
Природная зона - это часть географической оболочки, которая отличается от других ее частей особенностями температуры, увлажнения, почв, растительного и животного мира.
Название природным зонам обычно дается по преобладающему в них типу растительности: зоны экваториальных лесов, саванн, степей и т. д.
Главная причина возникновения природных зон - неравномерное распределение тепла по поверхности Земли. Поскольку его количество изменяется при движении от экватора к полюсам, природные зоны сменяют друг друга в том же направлении. Эта смена природных зон называется широтной зональностью . Однако зоны сменяются не только по широте. В горах, с подъемом вверх, они также сменяют друг друга, так как изменяются температура и количество осадков. Вертикальная смена природных зон называется высотной поясностью .
Вопросы и задания
Изучение содержания параграфа предоставляет во""ож- ность: углубить понимание сущности понятия «компоненты природ,..» и атмосферы и др.). Например, на климатические особенности территории оказывает влияние рельеф. Климат и рельеф воздействуют на формирование вод, почв, растительности и животного мира. В свою очередь растительный и животный мир объединены системой взаимодействия между собой и оказывают влияние на другие компоненты природы. Взаимосвязи между компонентами природы необходимо учитывать при организации хозяйственной деятельности.
Например, осушение болот приводит к понижению уровня грунтовых вод территории, а это оказывает влияние на почвы, рж.итель- ность, животный мир, рельеф и т. д.
Природные компоненты, тесно взаимодействуя меж,/ собой на определенной территории, образуют комплексы, ^гогые называются природно-территориальными комплексами. Под природно-территориальным комплексом (ПТК) понимается относительно однородный участок земной поверхности, который отличается своеобразным сочетанием природных компонентов. По величине территории выделяют ПТК трех уровней: планетарные, региональные и локальные. Наиболее крупный - планетарный, или глобальный, уровень ПТК представлен на планете географической оболочкой. ПТК регионального уровня: материки, природные зоны, физико-географические страны - являются структурными частями географической оболочки. ПТК локального уровня представлены ландшафтами. 
Границы ПТК, как правило, ярко не выражены, и переход от одного комплекса к другому идет постепенно. На картах границы природных комплексов наносятся линиями, которые являются условным знаком.
Для каждого природного комплекса характерна своя структура. Структура ПТК - это сочетание компонентов природы, образующих птк.
Свойства ПТК. Главным свойством ПТК разного ранга сл дует считать его целостность. Целостность означает тесную взаим^в.язь компонентов ПТК.
Еще одно важное свойство природного комплекса - устойчивость, которая заключается в возможности ПТК возвращаться в исходное состояние при воздействии на него внешних ~ил (вырубка лесов, мелиорация и т. д.).
Устойчивость природных комплексов имеет огромное значение в связи с усилением воздействия человека на природу. Кризисные явления в природе возникают, когда нарушается устойчивость и способность ПТК к самовосстановлению. Устойчивость обеспечивается разнообразием взаимосвязей между компонентами ПТК. Чем сложнее ПТК, тем он устойчивее, т. е. имеет больше возможностей для самовосстановления и противодействия хозяйственной деятельности человека.
ПТК постоянно развиваются, т. е. обладают таким свойством, как изменчивость. Это можно в еть на примере локальных комплексов, когда идут процессы зарастания озер, возникновения оврагов, заболачивания лесов и т. д. Считается, что в естественных условиях эволюция природных юмпТексов происходит в направлении повышения их устойчивости. В этой связи основная проблема при антропо - генном воздействии на природу заключается в том, чтобы не снижать естественной устойчивости природно-территориальных комплексов.
Понятие «ландшафт». Структура ландшафта. С развитием географии изменялось представление о ПТК. На основе учения о природно-территориальных комплексах сформировалось новое направление - ландшафтоведение, объектом изучения которого является ландшафт (от нем. land - земля, schaft - взаимосвязь).
Ландшафт является однородным природным образованием в пределах природной зоны и отражает ее основные особенности. Ландшафт может приниматься как основная единица при физико-географическом районировании. Для формирования представлений о территории достаточно изучить ее в пределах ландшафта. Каждый ландшафт является частью более крупных территориальных географических единиц.
Под ландшафтом понимается конкретная территория, однородная по происхождению и истории развития, обладающая единым геологическим фундаментом, однотипным рельефом и единообразным сочетанием гидротермических условий, почв и биоценозов.
Ландшафт состоит из морфологических частей: фаций, урочищ и местностей.
Самым простым (элементарным) комплексом является фация, которая характеризуется наибольшей однородностью природных компонентов. Примером может быть небольшая речная долина, ложбина, западина и др., которые имеют однород- 
| Глубина залегания грунтовых вод | 0,6 | 2,0 | 3,0 | 2,0 | 0,5 | 0,2 |
| Почвы | Дерново подзолистые заболачи ваемые | Дерново- подзо листые | Подзо листые | Дерново- подзо листые | Дерново подзолистые заболачи ваемые | Торфяно болотные |
| Расти тельность | Сосняк можжеве- лово- чернично зелено- мошный | Сосняк бруснично зелено- мошный | Сосняк можжеве- лово- лишайни ковый | Сосняк крушино- можжеве- лово- зелено- мошный | Сосняк березово чернично зелено- мошный | Ольс осоково сфагновый |
| Живот ный мир | Белка, дятел, дрозды, зяблик, пеночки | Белка, зяблик, синицы, пеночки | Белка, зяблик, дятел, синицы | Белка, зяблик, пеночки, синицы, мухоловка | Белка, дрозды, пеночки, зяблик, синицы | Дрозды, МЫШИ, лягушки, змеи |
| Рельеф | Подножие холма | Склон холма южной экспозиции | Вершина холма | Склон холма северной экспозиции | Подножие холма | Западина |
Alt="" />
Свойства культурного.ан^шафта
иногда называют окультуренными..и культурными. Под культурным ландшафтом понимается территория, на которой в результате деятельности человека ландшафт приобрел новые свойства по сравнению с прежним своим состоянием.
Ландшафтам в течение времени присущи изменения качественных и количественных араметров. Такие преобразования носят название - развитие ландшафта. Факторы, вызывающие процессы развития ландшафта, делятся на внутренние и внешние. В результате развития одни ландшафты могут преобразовываться и исчезать, другие, наоборот, формироваться. Задачей рационального природопользования является предотвращение нежелательного разрушения (деградации) ландшафтов, т. е. управление развитием ландшафта.
Процесс выбора способов рационального использования ландшафта, чтобы задаваемые ему социально-экономические функции наиболее полно соответствовали его природным свойствам, называется оптимизацией ландшафта. Поиски путей оптимального использования ландшафта состоят в определении видов использования и его ограничении, в анализе последствий воздействия деятельности человека. Оптимизация ландшафта - одно из важных средств охраны природы в процессе ее использования.
Оптимизация ландшафтов должна осуществляться по следующим направлениям. Во-первых, в научных интересах (сохранение эталонов природы), а также для сохранения генофонда, водоохранных, почвозащитных и других целей. Их необходимо сохранять в естественном неизмененном состоянии. Во-вторых, экстенсивно использовать в сочетании с мерами, направленными на поддержание природного равновесия в ландшафте. Сюда относится регулируемое лесопользование с рубками в пределах годичного прироста; окультуривание пастбищ, сенокосов; комплекс мероприятий по улучшению прироста и качества биомассы; сохранение качества воды в водоемах; улучшение санитарно-гигиенических и эстетических достоинств ландшафта и др. В-третьих, учитывать воздействия, связанные с глубокими преобразованиями, приводящими к возникновению качественно новых ландшафтов. При создании культурных ландшафтов необходимо тщательно изучать их внутренние и внешние связи. Та” :хт проведении гидромелиоративных работ необходимо поддерживать оптимальный уровень залегания грунтовых вод. Это предотвратит пересушку водоразделов, будет способствовать сохранению лесных массивов. Такой подход поможет применять соответствующие системы севооборотов и способы обработки полей.
Одна из главных задач оптимизтти±. ландшафта - создание внутреннего разнообразия, что, в свою очередь, повышает не только его экономическую значимость, но и экологические, рекреационные и эстетические качества. (Как используется территория пригородной зоны в вашем городе? Какую площадь занимают леса?)
Таким образом, оптимизация ландшафтов основывается на научных принципах организации территории и регулировании функций ландшафта с учетом голого-природоохранительных задач.
? 1. Что такое ПТК и какие природные компоненты в них выделяют? Как и свс’пвами обладает ПТК и какие факторы их определяют? В результате какой хозяйственной деятельности могут разрушаться
взаимосвязи ПТК? Приведите примеры. Какие виды антропогенных ландшафтов выделяют и как они отличаются по строению и свойствам?
Вопросы для обобщающего повторения В чем заключаются направления исследований А. Гумбольта и К. Риттера? Используя текст учебного пособия, составьте логическую цепочку, отражающую этапы развития географической науки. Когда и почему возникла необходимость обобщения географических знаний? В чем особенность основных направлений развития современной географии?
4*. Подготовьте сообщение на тему: «Современные методы географических исследований». Какие методы применяются для создания карт? Каковы следствия вращения Земли вокруг своей оси и обращения Земли вокруг Солнца? С какими географическими факторами связана природная зональность? Почему человека считают особой геологической силой в процессе развития природы? Почему с широтой изменяется температура воздуха и какое влияние это оказывает на формирование природных зон?
10*. Установите связь между климатом и животным миром в одной из природных зон (по выбору учащегося).
11. Классифицируйте регионы мира по наиболее крупным запасам тех или иных видов природных ресурсов.
12*. Составьте обобщающую таблицу, отражающую отличия антропогенного и естественного ландшафтов. Назовите современные факторы воздействия общества на окружающую среду и их последствия. Что такое оптимизация ландшафта и почему она необходима?
Территориальная организация общества. География мирового хозяйства
