Математичне моделювання сценаріїв водообміну в системі каналу Дніпро-Донбас
DOI:
https://doi.org/10.32626/2308-5916.2018-17.71-80Анотація
Запропоновано математичне моделювання сценаріїв проведення водообміну в системі каналу Дніпро-Донбас. Канал наповнюється дніпровською водою з Кам’янського водосховища з метою покращення стану Краснопавлівського водосховища, з якого вода подається для питних потреб м. Харків. Ставиться задача вибору найбільш економічно ефективного варіанту водообміну при забезпеченні доброго екологічного стану водних ресурсів в Орільському та Краснопавлівському водосховищах. Для вибору структури системи управління водообміном пропонується метод сценарного аналізу. Розглянуто підхід, в результаті реалізації якого критерій економії водних ресурсів необхідно спрямувати до максимального значення. Критерій якості води розглядається як обмеження згідно чинних нормативів.
Для екосистемного оцінювання якості води вздовж каналу використовуються нейронні мережі. Системний просторово-часовий аналіз якості води за ансамблем нейронів персептронного типу дозволяє співставляти зміни якості води в каналі за окремими показниками та групами показників. Це дає можливість виявити найбільш перспективні варіанти прийняття рішень. Пропонуються балансові моделі водообміну, що базуються на рівняннях динаміки та збереження мас забруднюючих речовин. Спочатку розраховуються потоки води, а потім концентрації забруднюючих речовин в результаті змішування. Математичне моделювання надає можливість відслідковувати щодобові зміни гідрологічних та гідрохімічних показників у водосховищах при різних варіантах проведення водообміну, процеси транспортування та перемішування водних мас різної якості в Орільському та Краснопавлівському водосховищах. Варіанти сценаріїв визначають добу настання запланованого результату якості води та тривалість водообміну. За результатами сценарного аналізу найбільш економічно доцільним і при цьому екологічно безпечним є варіант виключення спрацювання та наповнення Орільського водосховища. У цьому варіанті тривалість проведення водообміну зменшується до 45 днів, не здійснюються безповоротні скиди води та лише на 5.6 % підвищується жорсткість у Краснопавлівському водосховищі протягом перших 12 діб.Посилання
Kovalchuk P. Modelling of water use and river basin environmental rehabilitation / P. Kovalchuk, H. Balykhina, O. Demchuk, V. Kovalchuk // Комп’ютерні науки та інформаційні технології CSIT 2017 : матеріали XII Міжнародної науково-технічної конференції CSIT 2017. — Львів : Видавництво «Вежа і Ко», 2017. — Т. 1. — С. 468–472.
Державні санітарні норми та правила охорони поверхневих вод від забруднення (ДСанПіН 4630-88).
ДСТУ 4808:2007 Джерела централізованого питного водопостачання. Гігієнічні та екологічні вимоги щодо якості води і правила вибирання. — К. : Держспоживстандарт України, 2007.
Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council of 23 October 2000 establishing a framework for Community action in the field of water policy // Official Journal of the European Communities. 22.12.2000, ENL327/1.
Методика екологічної оцінки якості поверхневих вод за відповідними категоріями / В. Д. Романенко, В. М. Жукинський, О. П. Оксіюк [та ін.]. — К. : Символ-Т, 1988. — 28 с.
Регламент проведення водообміну у Краснопавлівському водосховищі у період жовтень-грудень 2016 року, затверджений Державним агентством водних ресурсів України від 29 серпня 2016 р.
Kovalchuk P. I. Perceptron model of system environmental assessment of water quality in river basins / P. I. Kovalchuk, A. V. Gerus, V. P. Kovalchuk // 4-th international conference on inductive modeling. Proceedings. — K., 2013. — P. 279–284.
Ковальчук П. І. Сценарне моделювання промивки річки Інгулець при подачі води на зрошення / П. І. Ковальчук, О. С. Демчук, Р. Ю. Коваленко, Г. А. Балихіна // Індуктивне моделювання складних систем : збірник наукових праць. — 2016. — № 8. — С. 117–127.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Authors who publish with this journal agree to the following terms:- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).