Опыт моделирования процессов массопереноса в системе "водосбор-водоток-водоем"

Автор: Кондратьев Сергей Алексеевич, Шмакова Марина Валентиновна, Родионов Владимир Зинонович

Журнал: Общество. Среда. Развитие (Terra Humana) @terra-humana

Рубрика: Природная среда

Статья в выпуске: 3 (56), 2020 года.

Бесплатный доступ

В настоящем обзоре представлены результаты анализа развития теоретических основ математического моделирования процессов массопереноса в системе «водосбор - водоток - водоем». Опыт предшествующих исследований показывает, что для успешного решения разнообразных задач моделирования процессов на водосборах, водотоках и водоемах, специалист должен иметь систему моделей, которые описывают сток и вынос взвешенных и растворенных веществ с водосбора, их перенос в гидрографической сети и в водоеме, принимающем сток. Можно говорить о моделирующей системе, объединяющей модели перечисленных выше процессов, которые могут работать как в комплексе, так и самостоятельно. Компоновка модели сложной системы с использованием разработанных и отлаженных моделей выполняется в соответствии со следующими определяющими факторами: (1) требованиями поставленной задачи; (2) особенностями строения объекта исследования; (3) наличием и размещением пунктов измерительной сети, являющимися источником исходной информации для моделирования; (4) возможностями потребителя при реализации модели. Существенно расширить возможности моделирования процессов массопереноса в системе «водосбор - водоток - водоем» удается за счет привлечения детерминировано-стохастического (ДС) подхода, основанного на применении как детерминированных, так и стохастических компонентов в рамках единой моделирующей системы.

Еще

Детерминированно-стохастическое моделирование, система "водосбор - водоток - водоем"

Короткий адрес: https://sciup.org/140250275

IDR: 140250275

Список литературы Опыт моделирования процессов массопереноса в системе "водосбор-водоток-водоем"

  • Антонов А.С. Введение в параллельные вычисления (методическое пособие). - М.: Изд-во МГУ. - 2002, 69 с.
  • Виноградов Ю.Б. Математическое моделирование процессов формирования стока. Опыт критического анализа. - Л.: Гидрометеоиздат, 1988. - 312 с.
  • Гельфан А.Н. Динамико-стохастическое моделирование формирования талого стока / Авт. дис. … д.ф.-м.н. - М.: ИВП РАН, 2006. - 36 с.
  • Гельфан А.Н. Динамико-cтохастическое моделирование формирования талого стока. - М.: Наука, 2007. - 280 с.
  • Зилитинкевич С.С., Крейман К.Д., Миронов Д.В. Гидротермодинамическое взаимодействие озера с атмосферой. - Л.: Наука, 1990. - 136 с.
  • Иванищев В.В., Михайлов В.В., Флегонтов В.В. и др. Имитационное моделирование природной системы "озеро-водосбор". - Л.: Изд. ЛИИ АН, 1987. - 230 с.
  • Игнатьева Н.В. Роль донных отложений в круговороте фосфора в озерной экосистеме // Ладожское озеро - прошлое, настоящее, будущее. - СПб.: Наука. -2002. - С. 148-157.
  • Израэль Ю.А. Глобальная система наблюдений. Прогноз и оценка изменений состояния окружающей среды. Основы мониторинга // Метеорология и гидрология. - 1974, № 7. - С. 3-8.
  • Имитационное моделирование системы "водосбор-река-морской залив". - Таллинн: Валгус, 1989. - 428 с.
  • Кондратьев С.А., Голосов С.Д, Зверев И.С., Рябченко В.А., Дворников А.Ю. Моделирование абиотических процессов в системе водосбор-водоем (на примере Чудско-Псковского озера). - СПб.: Нестор-История, 2010. - 116 с.
  • Кондратьев С.А. Формирование внешней нагрузки на водоемы: проблемы моделирования. - СПб.: Наука, 2007. - 253 с.
  • Кондратьев С.А., Шмакова М.В. Математическое моделирование массопереноса в системе водосбор - водоток - водоем. - СПб.: Нестор-История, 2019. - 246 с.
  • Кошелева Н.Е. Математическое моделирование миграционных процессов в ландшафтно-геохимических системах / Авт. дис. … д. географ. н. - М.: МГУ, 2003. - 40 с.
  • Крейман К.Д., Рянжин С.В., Медведев М.Ю., Голосов С.Д., Кондратьев С.А., Кузменко Л.Г. Моделирование процессов тепломассопереноса в водоеме и на его водосборе. - СПб.: Наука, 1992. - 120 с.
  • Кучмент Л.С. Математическое моделирование речного стока. - Л.: Гидрометеоиздат, 1972. - 191 с.
  • Меншуткин В.В., Руховец Л.А., Филатов Н.Н. Моделирование экосистем пресноводных озер (обзор) 1. Гидродинамика озер // Водные ресурсы. Том 40. - 2013, № 6. - С. 566-582.
  • Меншуткин В.В., Руховец Л.А., Филатов Н.Н. Моделирование экосистем пресноводных озер (обзор) 2. Модели экосистем пресноводных озер // Водные ресурсы. Том 41. - 2014, № 1. - С. 24-38.
  • Мотовилов Ю.Г. Информационно-моделирующий комплекс ECOMAG для моделирования речных бассейнов // Тезисы IV Всерос. гидрол. съезда. Секция 5: Гидрофизические явления и процессы. Формирование изменчивость речного стока, гидрологические и водохозяйственные расчеты. - СПб., 2004. - С. 139-140.
  • Мотовилов Ю.Г., Фащевская Т.Б. Пространственно распределенная модель формирования стока тяжелых металлов в речном бассейне // Вода, химия и экология, - 2018, № 1-3. - С. 18-31.
  • Поддержка принятия решений по экосистемных услугах лесов Европы - определение ценности, синергетические эффекты и компромиссы. Отчет по НИР "2018-14-588-0004". - М.: Центр по проблемам экологии продуктивности лесов, 2018. - 254 с.
  • Рахуба А.В. Имитационное моделирование роста биомассы фитопланктона в Куйбышевском водохранилище // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. - 2018, № 1. - С. 76-87.
  • Рахуба А.В., Шмакова М.В. Математическое моделирование динамики заиления как фактора эвтрофирования водных масс Куйбышевского водохранилища // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Т. 17. - 2015, № 4. - С. 189-193.
  • Рожков В.А., Трапезников Ю.А. Вероятностные модели океанологических процессов. - Л.: Гидрометеоиздат, 1990. - 272 с.
  • Романов А.В., Жидиков А.П. Модели тало-дождевого стока в гидрологических расчетах и прогнозах. - Обнинск, 1987, № 2. - 66 с.
  • Румянцев В.А., Кондратьев С.А., Капотова Н.И., Ливанова Н.А. Опыт разработки и применения математических моделей бассейнов малых рек. - Л.: Гидрометеоиздат, 1985. - 93 с.
  • Русаков А.М. Исследование и моделирование сложных систем. - М.: МГУПИ, 2014. - 90 с.
  • Фролов А.В. Динамико-стохастическое моделирование многолетних гидрологических процессов / Авт. дис. … д.ф.-м.н. - М.: ИВП РАН, 2006. - 44 с.
  • Цыденов Б.О., Старченко А.В. Численная модель взаимодействия систем "река-озеро" на примере весеннего термобара в озере Камлупс // Вестник Томского ГУ. Серия Математика и механика. - 2013, № 5(25). - С. 102-115.
  • Чеботарев Ю.А. Моделирование гидрологических процессов на малых лесных водосборах // Гидрологическая роль лесных геосистем. - Новосибирск: Наука, 1989. - С. 27-34.
  • Шмакова М.В. Теория и практика математического моделирования речных потоков. - СПб.: Лема, 2013. - 142 с.
  • Ясинский С.В., Гусев Е.М. Динамико-стохастическое моделирование процессов формирования весеннего склонового стока на малых водосборах // Почвоведение. - 2003, № 7. - С. 847-861.
  • Ailliot P., Allard D., Monbet V., Naveau P. Stochastic weather generators: an overview of weather type models // Journal de la Société Française de Statistique et Société Mathématique de France. - 2015, № 156 (1). - P. 101-113.
  • Arheimer В., Olsson J. Integration and Coupling of Hydrological Models with Water Quality Models: Applications in Europe. - Swedish Meteorological and Hydrological Institute (SMHI), 2003. - 53 p.
  • Becker A. Criteria for a hydrologically sound structuring of large scale land surface process models // Advances in Theoretical Hydrology / Ed. by J.P.O'Kane. - Elsevier Publ., 1992. - P. 98-111.
  • Bouwman A.F., Bierkens M.F.P., Griffioen J., Hefting M.M., Middelburg J.J., Middelkoop H., Slomp C.P. Nutrient dynamics, transfer and retention along the aquatic continuum from land to ocean: towards integration of ecological and biogeochemical models // Biogeosciences. - 2013, № 10. - Р. 1-23.
  • He H.S., Larsen D.R., Mladenoff D.J., et al. Exploring component-based approaches in forest landscape modeling // Environmental Modeling & Software. - 2002, vol. 17(6). - P. 519-529.
  • HELCOM Baltic Sea Action Plan. - Helsinki: Helsinki Commission Publ., 2007. - 103 p.
  • HELCOM Copenhagen Ministerial Declaration: Taking Further Action to Implement the Baltic Sea Action Plan // Reaching Good Environmental Status for a healthy Baltic Sea. - Copenhagen, Denmark, 2013. - 19 p.
  • Moriasi D.N., Gitau M.W., Pai N., Daggupati P. Hydrologic and water quality models: performance measures and evaluation criteria // Transactions of the ASABE (American Society of Agricultural and Biological Engineers). - 2015, № 58(6). - P. 1763-1785.
  • Ruskule E. Water Quality Models Description // Environment. Technology. Resources. - 2011, vol. 1. - P. 112-119.
  • Veryard R. The Component-based Business: Plug And Play. - Gateshead: Athenaeum Press, 2001. - 216 p.
  • Wu Weiming. Computational River Dynamics. - CRC Press, 2007. - 509 p.
  • Xu C.-Y. Modelling in Hydrology. Chapter 1 in Textbook of hydrologic models. - Uppsala University, 2002. - 13 p.
Еще
Статья научная