Математичне моделювання сценаріїв водообміну в системі каналу Дніпро-Донбас

Математичне моделювання сценаріїв водообміну в системі каналу Дніпро-Донбас

The mathematical modeling of water-exchange scenarios in the Dnipro-Donbass channel system is proposed. The channel is filled with Dnipro water from the Kamensky reservoir in order to improve the conditions of the Krasnopavliv reservoir, from which the water is supplied for Kharkiv city drinking nee...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2018
Автори: Ковальчук, Павло Іванович, Рожко, Вікторія Ісламівна, Балихіна, Ганна Андріївна, Демчук, Олена Станіславівна
Формат: Стаття
Мова:Ukrainian
Опубліковано: Kamianets-Podilskyi National Ivan Ohiienko University 2018
Онлайн доступ:http://mcm-tech.kpnu.edu.ua/article/view/140027
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Mathematical and computer modelling. Series: Technical sciences

Репозитарії

Mathematical and computer modelling. Series: Technical sciences
id mcmtechkpnueduua-article-140027
record_format ojs
institution Mathematical and computer modelling. Series: Technical sciences
collection OJS
language Ukrainian
format Article
author Ковальчук, Павло Іванович
Рожко, Вікторія Ісламівна
Балихіна, Ганна Андріївна
Демчук, Олена Станіславівна
spellingShingle Ковальчук, Павло Іванович
Рожко, Вікторія Ісламівна
Балихіна, Ганна Андріївна
Демчук, Олена Станіславівна
Математичне моделювання сценаріїв водообміну в системі каналу Дніпро-Донбас
author_facet Ковальчук, Павло Іванович
Рожко, Вікторія Ісламівна
Балихіна, Ганна Андріївна
Демчук, Олена Станіславівна
author_sort Ковальчук, Павло Іванович
title Математичне моделювання сценаріїв водообміну в системі каналу Дніпро-Донбас
title_short Математичне моделювання сценаріїв водообміну в системі каналу Дніпро-Донбас
title_full Математичне моделювання сценаріїв водообміну в системі каналу Дніпро-Донбас
title_fullStr Математичне моделювання сценаріїв водообміну в системі каналу Дніпро-Донбас
title_full_unstemmed Математичне моделювання сценаріїв водообміну в системі каналу Дніпро-Донбас
title_sort математичне моделювання сценаріїв водообміну в системі каналу дніпро-донбас
title_alt The Mathematical Modeling of Water Exchange Scenarios in the Dnipro-Donbass Channel System
description The mathematical modeling of water-exchange scenarios in the Dnipro-Donbass channel system is proposed. The channel is filled with Dnipro water from the Kamensky reservoir in order to improve the conditions of the Krasnopavliv reservoir, from which the water is supplied for Kharkiv city drinking needs. The task of choosing the most cost-effective variant of water exchange is determined, while providing a good ecological state of water resources in the Orilske and Krasnopavliv reservoirs. The method of scenario analysis is proposed for selecting the structure of the water management system. An approach is considered, as a result of which the criterion of water resources saving should be directed to the maximum value. The water quality criterion is considered as a limitation according to the current standards.Neural networks are used for ecosystem assessment of water quality in the channel system. System spatial-temporal analysis of water quality by ensemble of neurons of the perceptron type allows to compare the changes of water quality in the channel by separate indicators and groups of indicators. It gives the opportunity to find the most promising options for decision making. The balance models of water exchange, based on the equations of dynamics and preservation of the masses of pollutants, are proposed. Initially, the water flows are calculated, and then the concentration of pollutants as a result of mixing. The mathematical modeling provides the opportunity to monitor daily changes in hydrological and hydrochemical parameters in reservoirs at different variants of water exchange, processes of transportation and mixing of water mass of different quality in the Orilsky and Krasnopavliv reservoirs. The scenario options are defined the day onset of the planned result of water quality and duration of water exchange. According to the results of the scenario analysis, the most economically feasible and at the same time environmentally safe is the option to exclude the drain and filling of the Orilsky reservoir. In this embodiment, the duration of water exchange is reduced to 45 days, no irreversible discharges of water are carried out and only a 5.6% increase in rigidity in the Krasnopavliv reservoir during the first 12 days.
publisher Kamianets-Podilskyi National Ivan Ohiienko University
publishDate 2018
url http://mcm-tech.kpnu.edu.ua/article/view/140027
work_keys_str_mv AT kovalʹčukpavloívanovič themathematicalmodelingofwaterexchangescenariosinthedniprodonbasschannelsystem
AT rožkovíktoríâíslamívna themathematicalmodelingofwaterexchangescenariosinthedniprodonbasschannelsystem
AT balihínagannaandríívna themathematicalmodelingofwaterexchangescenariosinthedniprodonbasschannelsystem
AT demčukolenastaníslavívna themathematicalmodelingofwaterexchangescenariosinthedniprodonbasschannelsystem
AT kovalʹčukpavloívanovič matematičnemodelûvannâscenaríívvodoobmínuvsistemíkanaludníprodonbas
AT rožkovíktoríâíslamívna matematičnemodelûvannâscenaríívvodoobmínuvsistemíkanaludníprodonbas
AT balihínagannaandríívna matematičnemodelûvannâscenaríívvodoobmínuvsistemíkanaludníprodonbas
AT demčukolenastaníslavívna matematičnemodelûvannâscenaríívvodoobmínuvsistemíkanaludníprodonbas
AT kovalʹčukpavloívanovič mathematicalmodelingofwaterexchangescenariosinthedniprodonbasschannelsystem
AT rožkovíktoríâíslamívna mathematicalmodelingofwaterexchangescenariosinthedniprodonbasschannelsystem
AT balihínagannaandríívna mathematicalmodelingofwaterexchangescenariosinthedniprodonbasschannelsystem
AT demčukolenastaníslavívna mathematicalmodelingofwaterexchangescenariosinthedniprodonbasschannelsystem
first_indexed 2024-04-08T14:58:57Z
last_indexed 2024-04-08T14:58:57Z
_version_ 1795779029194768384
spelling mcmtechkpnueduua-article-1400272019-03-07T12:09:23Z The Mathematical Modeling of Water Exchange Scenarios in the Dnipro-Donbass Channel System Математичне моделювання сценаріїв водообміну в системі каналу Дніпро-Донбас Ковальчук, Павло Іванович Рожко, Вікторія Ісламівна Балихіна, Ганна Андріївна Демчук, Олена Станіславівна The mathematical modeling of water-exchange scenarios in the Dnipro-Donbass channel system is proposed. The channel is filled with Dnipro water from the Kamensky reservoir in order to improve the conditions of the Krasnopavliv reservoir, from which the water is supplied for Kharkiv city drinking needs. The task of choosing the most cost-effective variant of water exchange is determined, while providing a good ecological state of water resources in the Orilske and Krasnopavliv reservoirs. The method of scenario analysis is proposed for selecting the structure of the water management system. An approach is considered, as a result of which the criterion of water resources saving should be directed to the maximum value. The water quality criterion is considered as a limitation according to the current standards.Neural networks are used for ecosystem assessment of water quality in the channel system. System spatial-temporal analysis of water quality by ensemble of neurons of the perceptron type allows to compare the changes of water quality in the channel by separate indicators and groups of indicators. It gives the opportunity to find the most promising options for decision making. The balance models of water exchange, based on the equations of dynamics and preservation of the masses of pollutants, are proposed. Initially, the water flows are calculated, and then the concentration of pollutants as a result of mixing. The mathematical modeling provides the opportunity to monitor daily changes in hydrological and hydrochemical parameters in reservoirs at different variants of water exchange, processes of transportation and mixing of water mass of different quality in the Orilsky and Krasnopavliv reservoirs. The scenario options are defined the day onset of the planned result of water quality and duration of water exchange. According to the results of the scenario analysis, the most economically feasible and at the same time environmentally safe is the option to exclude the drain and filling of the Orilsky reservoir. In this embodiment, the duration of water exchange is reduced to 45 days, no irreversible discharges of water are carried out and only a 5.6% increase in rigidity in the Krasnopavliv reservoir during the first 12 days. 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. Kamianets-Podilskyi National Ivan Ohiienko University 2018-05-28 Article Article application/pdf http://mcm-tech.kpnu.edu.ua/article/view/140027 10.32626/2308-5916.2018-17.71-80 Mathematical and computer modelling. Series: Technical sciences; 2018: Mathematical and computer modelling. Series: Technical sciences. Issue 17; 71-80 Математичне та комп'ютерне моделювання. Серія: Технічні науки ; 2018: Математичне та комп'ютерне моделювання. Серія: Технічні науки. Випуск 17; 71-80 2308-5916 10.32626/2308-5916.2018-17 uk http://mcm-tech.kpnu.edu.ua/article/view/140027/137071 Авторське право (c) 2021 Математичне та комп'ютерне моделювання. Серія: Технічні науки

Схожі ресурси