Имитационное моделирование гидротехнических проектов на пойменных территориях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.18, кандидат наук Васильченко, Анна Анатольевна

• Васильченко, Анна Анатольевна
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Васильченко, Анна Анатольевна

Оглавление

Введение

Глава 1 Проблемы, методы и технологии моделирования гидротехнических проектов на пойменных территориях

§1 Логико-семантическая модель факторов воспроизводства экосистем пойменных территорий

1.1 КЕ8Т-анализ факторов воспроизводства экосистем пойменных территорий

1.2. 8ШОТ-анализ факторов воспроизводства экосистем пойменных территорий

1.3. Анализ природно-климатических и техногенных факторов воспроизводства экосистемы северной части Волго-Ахтубинской поймы

§2 Постановка задачи многокритериальной оптимизации паводкового гидрологического режима пойменных территорий зарегулированных рек

2.1 Модель объекта оптимизации

2.2 Варианты постановки задачи многокритериальной оптимизации

2.3 Задача многокритериальной условной оптимизации в условиях неопределенности

2.4 Методы решения задачи

§3. Структура, функции и особенности моделирования гидротехнических проектов на пойменных территориях

3.1. Структура и функции гидротехнических проектов на пойменных территориях

3.2. Особенности моделирования гидротехнических проектов на пойменных территориях

§4. Методы и технологии моделирования гидротехнических проектов на пойменных территориях

4.1 Методы и технологии когнитивного моделирования

4.2. Модели экологического риска

4.3 Геоинформационное моделирование

4.4 Гидродинамическое моделирование

4.5 Имитационное моделирование и вычислительный эксперимент

4.6 Методы оптимизации

Глава 2 Комплексная адаптивная имитационная модель

гидротехнических проектов на пойменной территории

§1 Комплексная модель состояния пойменной территории

1.1 Многослойная цифровая модель параметров и критериев состояния пойменной территории

§2. Комплексная модель гидротехнических проектов на пойменной территории

2.1 Модель целевой функции

2.2 Модель внешних параметров и ресурсных ограничений

2.3 Модель множества допустимых состояний

2.4 Модель альтернатив реализации проектов

2.5 Модель связи состояний системы с альтернативами реализации проекта

2.6 Модели анализа и выбора альтернатив (модели оптимизации)

§3 Комплексная исследовательская модель и исследовательские вычислительные эксперименты

3.1. Модель гидрологических зон пойменной территории

3.2 Модели динамики паводковых вод с переменными параметрами структуры малых русел

3.3 Алгоритмы и результаты исследования адекватности модели состояния

Глава 3 Имитационное моделирование гидротехнических проектов углубления малых русел северной части ВАП и строительства/ликвидации в них паводковых дамб вычислительные эксперименты по оценке их эффективности

§1 Вычислительные эксперименты по оценке эффективности проектов установки и ликвидации дамб в малых руслах ВАП

1.1 Оценка эффективности проектов ликвидации действующих дамб в ерике Гнилой-Пахотный

1.2 Оценка эффективности проектов установки дамб на ерике Гнилой-Пахотный

1.3 Оценка эффективности проектов установки дамб руслах ерика Гнилой-Пахотный

§2 Вычислительные эксперименты по оценке эффективности проектов восстановления малых русел ВАП

2.1 Вычислительные эксперименты по углублению русел бассейна реки Ахтуба

2.2 Вычислительные эксперименты по изменению глубины всех малых русел северной части ВАП

2.3 Вычислительные эксперименты по исследованию эффективности

проекта углубления всех малых русел северной части ВАП на локальных участках территории в окрестностях начала русловых систем

гидрологических зон

2.4. Вычислительные эксперименты по оценке эффективности адаптивного алгоритма иерархической оптимизации проектов восстановления малых

русел ВАП

2.5 Вычислительные эксперименты по оценке эффективности эвристического алгоритма установки дамб в малых руслах ВАП с целью перераспределения паводковых вод

Глава 4 Программный комплекс «Система имитационного моделирования гидротехнических проектов на пойменных территориях»

§1 Структура и функции, модули программного комплекса «Система имитационного моделирования гидротехнических проектов на пойменных территориях

1.1 Комплексный модуль параметров состояния пойменной территории

1.2 Комплексный модуль проектов

1.3 Комплексный исследовательский модуль

§2 Уровни описания СИМ ГП

2.1 Уровень данных

2.2 Уровень алгоритмов

2.3 Уровень задач

§3. Принципы открытости и расширяемости СИМ ГП

Заключение

Список литературы

Приложения

Приложение 1. Таблица координат русел северной части ВАП (к главе 2)

Приложение 2. Объемы паводковых вод в зонах ВАП (к главе 2)

Приложение 3. Топологическая модель е. Гнилой-Пахотный (к главе 2)

Приложение 4. Карты социохозяйственных ущербов (к главе 2)

Приложение 5. Карты изменения затопления биосферных зон ВАП при установке дамб Г1 и Г2 на ерике Гнилой-Пахотный (к главе 3)

Приложение 6. Графики изменния площади затопления биосферных зон ВАП ВАП при установке дамб в северо-западной части переходной зоны (к главе

3)

Приложение 7. Карты затопления биосферных зон ВАП ВАП при установке дамб в северо-западной части переходной зоны (к главе 3)

Приложение 8. Графики зависимости площади затопления и величины агрегированного экологического ущерба гидрологических зон от поступившего объема паводковых вод при нулевом социохозяйственном ущербе (к главе 3)

Приложение 9. Алгоритм построения списка альтернатив и матрицы связности альтернатив руслового графа (к главе 4)

Приложение 10. Свидетельства на регистрацию программы для ЭВМ и базы данных

6

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Имитационное моделирование гидротехнических проектов на пойменных территориях»

Введение

Актуальность исследования эффективности гидротехнических проектов на пойменных территориях обусловлена, с одной стороны, их важностью в экологическом отношении, с другой - сложностью и междисциплинарностью проблемы. Неопределенность и пространственная распределенность паводковых процессов в п оймах крупных рек требуют анализа большого числа альтернатив территориального распределения проектных работ в широком диапазоне внешних параметров. Практически единственным адекватным способом исследования возможности реализации и эффективности таких проектов является имитационное моделирование с использованием многослойных цифровых карт, вычислительных гидродинамических моделей, методов оптимизации. Вычислительная, алгоритмическая и методологическая сложность исследования таких проектов, возможность поэтапной многолетней параллельной реализации нескольких из них в условиях развития территорий требуют от системы имитационного моделирования свойств расширяемости данных, алгоритмов и задач, реализуемых посредством расширяемых баз данных, модульности и каркасности структуры компьютерных программ.

Научная актуальность проблемы обусловлена отсутствием общих методов и алгоритмов имитационного междисциплинарного моделирования таких проектов, включающего в себя геоинформационное, гидродинамическое моделирование, решение задач оптимизации с пространственно распределенными параметрами и критериями состояния. Практическая актуальность проблемы обусловлена необходимостью совершенствования научного обоснования долгосрочной федеральной программы активного противодействия экологической деградации территории северной части Волго-Ахтубинской поймы.

Главной проблемой большинства пойменных природохозяйственных систем в поймах рек являются чрезвычайные паводковые наводнения, происходящие, в частности, на крупных реках России каждые несколько лет. Изучению этой проблемы посвящено подавляющее число научных работ, в том числе - работ по имитационному моделированию гидротехнических проектов противодей-

ствия паводковым затоплениям [1, 5, 15, 18, 38, 45, 49-50, 53-54, 76, 78]. Однако для пойм зарегулированных южных рек (поймы Волги, Терека, Дона, Днепра и др.), а также в поймах малых рек, (притоки рек Дона, Оки, Волги, Камы и др.) более актуальна проблема обезвоживания и экологической деградации вследствие длительного антропогенного воздействия.

Сохранение и частичное восстановление состояния экосистем этих пойм можно обеспечить реализацией природовосстановительных проектов, одновременно способствующих безопасному развитию социально-хозяйственных территорий. Междисциплинарность, объективная и субъективная неопределенность данной проблемы в сочетании с высокой вычислительной сложностью моделирования динамики паводковых вод чрезвычайно затрудняют ее исследования. Научные публикации по этой проблематике чрезвычайно редки [13-14, 46, 52, 77].

Особое место в ряду этих проблем занимает проблема деградации уникальной Волго-Ахтубинской поймы (ВАП), в особенности ее северной части в пределах Волгоградской области. Здесь в наибольшей степени сконцентрировались и создали кумулятивный эффект негативные антропогенные факторы: заре-гулированность стока р. Волги, изменение структуры русловой системы, эффекты урбанизации и хозяйственной деятельности, рекреационная нагрузка. Сдерживание этих факторов требует реализации целого комплекса проектов и механизмов [62], среди которых значительное место занимают гидротехнические проекты в малых руслах ВАП. Отмеченная выше гидрологическая деградация большого числа малых рек России и недавно начавшиеся работы по их восстановлению придают проблеме исследования экологических гидротехнических русловых проектов особую актуальность.

Неопределенность и пространственная распределенность паводковых процессов требует анализа ситуации и проектных работ в широком диапазоне параметров, а эффективность рассматриваемых проектов должна по возможности сохраняться в столь же широком их диапазоне. Ограниченность проектных ресурсов требует анализа большого числа самих проектов и альтернатив территори-

ального распределения проектных работ в рамках каждого из них. Планирование и реализация таких проектов на уникальных в экологическом отношении слабоустойчивых пойменных территориях особенно проблематичны как в связи со сложностью динамики паводковых вод в условиях разветвленной системы малых русел, так и в связи с многокритериальностью задачи управления, обусловленной значимостью социального, экономического и экологического критериев.

Практически единственным адекватным способом исследования возможности реализации и эффективности таких проектов является имитационное моделирование с системным использованием многослойных цифровых карт, вычислительных гидродинамических моделей, методов оптимизации. Вычислительная, алгоритмическая и методологическая сложность исследования таких проектов, возможность поэтапной многолетней параллельной реализации нескольких из них в условиях социохозяйственного развития территорий требуют от системы имитационного моделирования свойств расширяемости данных, алгоритмов и задач, реализуемых посредством расширяемых баз данных, модульности и каркасности структуры компьютерных программ.

Имитационное моделирование гидротехнических проектов является междисциплинарной задачей, включающей гидродинамическое моделирование, геоинформационные технологии, методы оптимизации. Для адекватности построенных моделей требуется корректное применение методов отдельных дисциплин и контроль погрешности моделирования. Задача оптимизации гидротехнических проектов является задачей с территориально распределенным эффектом и альтернативами их реализации (управлениями), и, как следствие, имеющей высокую алгоритмическую сложность, снижение которой может быть достигнуто применением метода разделения территории на зоны независимого эффекта их реализации.

Целями исследования являются разработка методов, алгоритмов и программного обеспечения имитационного моделирования и оптимизации гидротехнических проектов на пойменных территориях с использованием геоинформационных и гидродинамических моделей, эвристических и точных методов

оптимизации, а также оценка оптимальных параметров и эффективности проектов в северной части ВАП на основе вычислительных экспериментов.

Достижение этой цели потребовало решения следующих основных задач:

- разработка комплексной модели состояния пойменной территории, включающей в себя структурно-функциональную и причинно-следственную модель факторов воспроизводства природной системы пойменной территории, цифровые территориально распределенные, графовые и агрегированные модели рельефа, гидрологической, функциональной структуры и критериев состояния пойменной территории;

- разработка комплексной имитационной модели оценки влияния структуры и геометрических характеристик малых русел пойменных территорий на динамику паводковых процессов модельных пойменных территорий;

- разработка комплексной имитационной модели гидротехнических проектов изменения структуры русловой системы пойменных территорий, включая комплексную классификацию гидротехнических проектов на пойменных территориях, эвристические модели параметрической оптимизации проектов углубления малых русел и установки паводковых дамб; модель двухэтапной параметрической оптимизации проекта углубления малых русел пойменной территории и установки паводковых дамб на основе разностного метода динамического программирования и адаптивного гидрологического зонирования пойменной территории;

- разработка программного комплекса имитационного моделирования гидротехнических проектов пойменных территорий;

- проведение вычислительных экспериментов по оценке влияния и установлению оптимальных значений глубины русел и параметров паводковых дамб на площадь паводкового затопления модельных пойменных территорий и северной части ВАП в широком диапазоне параметров паводкового гидрографа с использованием разработанных моделей и программных средств;

- имитационное моделирование проектов углубления русел и установки

паводковых дамб в северной части ВАП и проведение вычислительных экспериментов по оценке их эффективности с использованием разработанных моделей и программных средств.

В работе применяются методы когнитивного анализа, гидродинамического и геоинформационного имитационного моделирования, вычислительного эксперимента, методы оптимизации, теории графов, технологии распределенных вычислений.

Разработана оригинальная компьютерная система имитационного моделирования гидротехнических проектов на пойменной территории, сочетающая в себе комплексные междисциплинарные модели территориально распределенных и агрегированных параметров и критериев состояния ее экосистемы и проектов его изменения на основе исследования зависимости паводковой динамики от структурных параметров гидросистемы территории методами вычислительного эксперимента, методами условной оптимизации в широком диапазоне внешних параметров.

В результате проведения имитационного моделирования проектов углубления русел и размещения паводковых дамб в северной части ВАП исследована их эффективность на различных участках территории в широком диапазоне параметров паводкового гидрографа Волжской ГЭС. Разработанные имитационные модели, результаты вычислительных экспериментов и программный комплекс имитационного моделирования могут найти применение при исследовании гидротехнических проектов на пойменных территориях. Достоверность результатов обеспечивается корректным применением методов математического моделирования и оптимизации и подтверждается совпадением результатов альтернативных вычислительных экспериментов с применением различных методов и технологий.

Основные результаты диссертационной работы докладывались на 9-ой международной конференции «Управление развитием крупномасштабных систем (MLSD'2016)» (Москва, 2016), III международной школе-конференции «Геомет-

рический анализ и его приложения (Волгоград, 2016), XII международной научно-практической конференции «Современные сложные системы управления» (HTCS 2017) (Липецк, 2017), международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы прикладной математики, информатики и механики» (Воронеж, 2017), Научной сессии ВолГУ «Математика и информационные технологии» (Волгоград, 2017). Результаты диссертационной работы включены в отчеты по следующим научным грантам: научный грант Администрации Волгоградской области "Создание компьютерной системы поддержки принятия решений по улучшению гидрологического режима северной части Волго-Ахтубинской поймы: проведение экспертиз гидротехнических сооружений, имитационное моделирование, синтез оптимальных механизмов эколого-экономического управления" (2013 г., проект №286), грант РГНФ № 14-12-34019 "Проектирование механизмов эколого-экономического управления территориями с низкой социально-экономической устойчивостью", грант РФФИ и Администрации Волгоградской области «Проектирование системы управления паводковым гидрологическим режимом северной части Волго-Ахтубинской поймы на основе геоинформационного и гидродинамического моделирования» (про-ект№ 16-48-340147, 2016-2017г.г.).

На защиту выносятся следующие положения.

1. Разработана комплексная модель гидротехнических проектов на пойменной территории, включающая в себя:

- цифровые территориально распределенные, графовые и агрегированные модели рельефа, гидрологической, функциональной структуры и критериев состояния пойменной территории;

- модели параметрической оптимизации проектов углубления малых русел и установки паводковых дамб на основе их территориальной и структурной локализации;

2. Создан программный комплекс, реализующий оригинальные комплексные модели состояния пойменной территории и проектов его изменения и позволяющий проводить имитационное моделирования гидротехнических

проектов в широком диапазоне внутренних и внешних параметров.

3. В результате вычислительных экспериментов с использованием программного комплекса имитационного моделирования гидротехнических проектов на пойменных территориях установлены оптимальные значения глубин русел, максимизирующих площадь паводкового затопления экологически значимой территории северной части Волго-Ахтубинской поймы, определяемые, с одной стороны, их территориальной и структурной локализацией, с другой - параметрами паводкового гидрографа.

4. В результате имитационного моделирования проекта углубления малых русел северной части Волго-Ахтубинской поймы и вычислительных экспериментов по оценке его эффективности установлена разнонаправленность его эффекта для различных участков территории и найдены зоны его наиболее эффективной реализации, минимизирующие краткосрочный экологический ущерб для различных величин проектного ресурса.

5. В результате вычислительных экспериментов получена оценка меры негативного влияния действующих дамб в малых руслах Волго-Ахтубинской поймы на динамику паводковых процессов, а также оценка эффективности проектов установки управляемых паводковых дамб для увеличения площади паводкового затопления ядра биосферной зоны.

Основное содержание диссертации изложено в 12 научных публикациях, из которых одна монография [61], шесть статьей из перечня ВАК [28, 32-36], две статьи в научных журналах , входящих в наукометрическую базу SCOPUS [110, 112], а также 4 статьи в сборниках международных конференций [22-23, 27, 29]. Получены свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ и свидетельство о государственной регистрации базы данных.

На основе программно-математического комплекса «ЭКОГИС» (цифровая модель рельефа ВАП и модель численного моделирования ее паводковых затоплений), созданного научным коллективом под руководством проф. А.В. Хопер-скова, автором создана комплексная адаптивная имитационная модель гидро-

технических проектов на пойменной территории, включающая в себя комплексные адаптивные модели ее параметров и критериев состояния, модель проектов его изменения, а также комплексная модель оценки влияния структурных параметров ее гидросистемы на динамику паводкового затопления. Программные реализации цифровой кадастровой карты и иерархической русловой модели северной части ВАП проведены совместно соответственно с С.Е. Гребенюком и К.Е. Дубинко. Автором самостоятельно проведено имитационное моделирование всех проектов, проведены вычислительные эксперименты по анализу их эффективности.

Диссертация состоит из Введения, 4 глав, Заключения, 10-ти приложений и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 276 страниц машинописного текста.

Содержание работы.

Во Введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель, определены задачи исследования, научная и практическая ценность работы, описана структура диссертационного исследования.

В 1-ой главе диссертации проведен анализ методологических, алгоритмических и технологических основ имитационного моделирования гидротехнических проектов на пойменных территориях. В §1 проведено исследование при-родно-антропогенных факторов экологической деградации пойменных территорий крупных зарегулированных рек с использованием методов SWOT- и NEST анализа. (С учетом особенностей пойменных территорий PEST-анализ модифицирован в NEST- анализ заменой политических факторов (P) природными (N).) Выявлена сложная структура факторов динамики пойменных систем и ее сильная зависимость от внешних условий. В результате анализа природно-климатических и антропотехногенных факторов деградации экосистемы северной части ВАП установлено, что главным фактором деградации ее экосистемы является современный паводковый гидрологический режим (под которым в используемом далее узком смысле понимается карта максимального затопления

территории), являющийся следствием деградации объема паводков и русловой системы. В §2 описана модель многокритериальной оптимизация паводкового гидрологического режима пойменных территорий. Выделено пять критериев состояния системы и группы потенциально оптимизируемых параметров: паводкового гидрографа, русловой и функциональной структур территории. Проанализированы варианты постановки задач условной многопараметрической оптимизации с учетом критериальной неопределенности и неопределенности внешних параметров. В §3 описаны структура, функции и особенности моделирования гидротехнических проектов на пойменных территориях. Под проектом в диссертационной работе понимается осуществляемый с определенной целью комплекс действий из определенного их множества с заданными мерой достижения цели, величиной проектных ресурсов, внешними ограничениями. Анализ допустимых альтернатив реализации проекта проводится для учета выполнения ограничительных условий и максимизации его эффективности в случае неопределенности проектного ресурса.

Комплексная модель проекта включает в себя модели цели, действий и их альтернатив, связи между действиями, целью и ресурсными ограничениями, модели эффективности, оптимизации, выбора единственной альтернативы. Важным свойством таких моделей является наличие ряда неопределенностей: неопределенности состояния пойменной системы вследствие структурно-функциональной сложности и неопределенности паводковых параметров, неопределенность цели и ограничений проекта вследствие объективной многокрите-риальности оценки состояния системы. Снятие этих неопределенностей при большом числе и диапазоне изменения внешних параметров, высокой алгоритмической сложности расчета каждого варианта детерминированной модели, помимо использования гарантированных или средних значений целевой функции, требует создания комплексной адаптивной имитационной модели проектов, являющейся системой параметрических семейств моделей состояния системы и его изменения, оптимальные значения параметров которых для каждого вида проекта при заданных технологиях и методах моделирования подбираются в хо-

де предварительных вычислительных экспериментов.

В §4 проведен обзор отдельных элементов (моделей, методов и технологий) комплексной модели проектов гидротехнических проектов на пойменных территориях: моделей когнитивного анализа, экологического риска, оптимизации, геоинформационных и гидродинамических имитационных моделей, вычислительного эксперимента.

Во 2-ой главе представлена комплексная адаптивная имитационная модель гидротехнических проектов на пойменной территории, включающая в себя комплексные модели параметров и критериев состояния пойменной территории (§1), проектов его изменения (§2), а также комплексную модель оценки влияния параметров природной гидросистемы территории на динамику ее паводкового затопления (§3).

Комплексная модель параметров и критериев состояния пойменной территории включает в себя:

1. таблицы параметров гидрографов; кадастровых типов и функциональных индексов;

2. цифровые многослойные карты со следующими слоями:

- цифровая карта (модель) рельефа территории с русловой подсистемой (ЦМР);

- цифровая кадастровая карта (ЦКК);

- расчетная цифровая карта экологических, социальных и хозяйственных индексов (ЦКИ);

- расчетные цифровые карты гидрологических и функциональных зон;

- расчетные цифровые карты затоплений (ЦКЗ);

- расчетные цифровые карты критериев состояния - гидрологических экологических, социальных и хозяйственных ущербов (ЦКУ).

3. графовую модель русловой структуры;

4. агрегированные величины проектных эффектов.

Основой комплексной модели проектов является программно-

математический комплекс «ЭКОГИС», созданный научным коллективом под руководством проф. А.В. Хоперскова, в состав которого входят модули построения ЦМР и расчета ее паводкового затопления. Основой ЦМР ВАП - сеточной функции b(xuy¡) (i=1,..800; j=1,..2000) с размером ячейки 25 м - послужили спутниковые данные ASTER и SRTM с разрешением до 20 м в плоскости Земли и до 0,5 м по вертикали. Для построения ЦМР используются геоинформационные системы (ГИС «Панорама», ГИС «Карта» и др.) данные дистанционного зондирования Земли, спутниковых снимков, географических, административных, лоцманских карт, экспедиционных исследований.

Используемая в диссертационной работе для построения всех ЦКЗ численная модель динамики поверхностных вод, также входящая в состав программно-математического комплекса «ЭКОГИС», учитывает все основные факторы затопления территории: поверхностные и подземные источники воды - плотины, осадки, ключи, выход грунтовых вод на поверхность суши; рельеф местности с учетом антропогенной застройки территорий и рельефа дна водоемов; свойства подстилающей поверхности - придонное трение, инфильтрация (новая многослойная нелинейная модель); внутреннее вязкое трение; ветровое воздействие -нагонные волны; вращение Земли - сила Кориолиса; испарение. Реализованы параллельные OpenMP, CUDA-, OpenMP-CUDA-версии расчетного модуля метода CSPH-TVD.

Логика функционирования комплексной модели проектов схематично представляется в следующем виде. С помощью программно-математического модуля «ЭКОГИС» строится ЦМР пойменной территории. Результатом реализации альтернатив проекта являются виртуальные ЦМР, с использованием которых в модуле «ЭКОГИС» рассчитываются ЦКЗ для различных параметров паводкового гидрографа и (с использованием КЦИ) соответствующие ЦКУ и агрегированные значения целевых функций. Далее проводится выбор альтернатив реализации проекта с возможным применением моделей оптимизации.

При заданном рельефе карта затопления территории определяется величиной постоянного расхода Q и длительностью t первой фазы паводка. В диссер-

тационной работе в качестве целевых функций проектов в ВАП использовались следующие параметры первой ступени паводкового гидрографа Q: 17000-30000м /с , V: 3-20 сут. В диссертационной работе использовались два территориально распределенных и агрегированных критерия (экологический, социохозяй-ственный) состояния системы, представленных величинами соответствующих индексов значимости и гидрологических ущербов, а также общая площадь паводкового затопления и объем паводковых вод на территории. Предполагается, что экологический ущерб пойменной территории возникает от незатопления, социохозяйственный - от затопления ее участков. В диссертационной работе используется простейшая модель ущерба, согласно которой ненулевой краткосрочный гидрологический ущерб участка территории равен величине его соответствующего индекса, а территориальное агрегирование проводится простым суммированием.

Модель гидрологического зонирования создана для снижения вычислительной сложности оптимизационных задач. Гидрологические зоны - разделе н-ные сухими (с некоторой погрешностью е) границами прирусловые участки пойменной территории. Результат проекта в каждой зоне определяется локальными проектными действиями. Формирование гидрологических зон выполняется поэтапно: первичные зоны формируются модифицированным алгоритмом Вороного как окрестности соответствующих русел, затем группы объединяются для выполнения условия независимого затопления. Погрешность зонирования е рассчитывается оценкой относительной величины трансграничных потоков. Результатом реализации модели зонирования является набор карт гидрологических зон с параметрами Q,t, е.

Функциональные зоны (социальные, хозяйственные, экологические) - части территории с общим типом индекса - созданы для моделирования целевых функций и ограничений проектов. Частным случаем такого зонирования являются законодательно установленные биосферные зоны природного парка «Волго-Ахтубинская пойма». Иерархическая модель русловой структуры в виде иерархического графа, соответствующего топологии русловой сети, используется для

оптимизации проектов.

В §2 представлена комплексная модель гидротехнических проектов на пойменных территориях. Целью имитационного моделирования является оценка ее параметров и поиск эффективных альтернатив реализации проектов. Целевыми функциями исследованных проектов являются величины приращения площади паводкового затопления AS и снижения агрегированного экологического ущерба Аиэкол. Допустимые состояния системы определяется условием незатопления социохозяйственных территорий.

Простой альтернативой реализации проектов является изменение высот одной или нескольких ячеек ЦМР. Их число определяется территориальной локализацией проекта и их величиной. Рассматривались следующие простые альтернативы:

- участки главных русел гидрологических зон бассейна р. Ахтуба;

- все русла участков территории (квадратов переменной длиной стороны), примыкающих к началам главных русел гидрологических зон;

- непрерывные участки русловой системы гидрологических зон с переменной общей длиной.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Васильченко, Анна Анатольевна, 2018 год

Список литературы

1. Авакян, А.Б. Наводнения: причины, проблемы, защита. / А.Б. Авак-н// Библиотечка журнала «Военные знания», сборник №3 - М., - 2000 С.31-41.

2. Агеев, П.В. Применение имитационного моделирования для управления программными проектами / П.В. Агеев // Процессы управления и устойчивость. - 2016. - Т. 3. - № 1. - С. 57-62.

3. Аксенов, К.А. Использование мультиагентного имитационного моделирования и стохастического подхода для планирования сроков динамически формируемого портфеля проектов в строительстве / К.А. Аксенов, К. Ван, Н.Г. Рыжкова, О.П. Аксенова. // Современные проблемы науки и образования. - 2013. - № 1. - С. 181.

4. Аксёнов, К.А. Применение имитационного моделирования и технологии интеллектуальных агентов для решения задачи управления проектами / К.А. Аксёнов, А.С. Антонова. // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Информатика. Телекоммуникации. Управление. - 2011. - № 4 (128). - С. 2736.

5. Алабян, А.М. Оперативное прогнозирование наводнений на основе комплексного упреждающего моделирования и интеграции разнородных данных. / А.М. Алабян, В.А. Зеленцов, И.Н. Крыленко, С.А. Потрясаев, Б.В. Соколов, Р.М. Юсупов // Труды СПИИРАН. - 2015. - № 4 (41). - С. 5-33.

6. Анализ экологических последствий эксплуатации Волгоградского водохранилища для сохранения биоразнообразия основных водно-болотных территорий Нижней Волги // Отчет о НИР ФГУ «ГОИН» / И.В. Землянов, О.В. Горелиц, А.Е. Павловский и др. - Москва, 2010, 675 с.

7. Архипова, А.С. Определение показателей риска аграрных проектов с использованием имитационного моделирования // А.С. Архипова, Н.М. Светлов. // Современные наукоемкие технологии. Региональное приложение. - 2012. - № 3. - С. 5-9.

8. Асарин, А. Е. Речные наводнения: причины и последствия. Что можно и нужно сделать? / А. Е Асарин // Стратегия гражданской защиты: проблемы и исследования. Выпуск 1 (3). - 2013, С. 416-426.;

9. Баркалов, С.А. Оптимизационные модели распределения инвестиций на предприятии по видам деятельности / С.А. Баркалов, О.Н. Бакунец, И.В. Гуреева, В.Н. Колпачев, И.Б. Руссман. М.: ИПУ РАН, - 2002. - 68 с.

10. Бармин, А.Н. Геоботанический мониторинг луговых экосистем северной части Волго-Ахтубинской поймы / А.Н. Бармин, В.Б. Голуб, М.М. Иолин, И.С.Шарова. //Геология, география и глобальная энерги-, 2011. - Т.1. -С. 104-113;

11. Бармин, А.Н. Индикация изменений условий среды в северной части Волго-Ахтубинской поймы при использовании шкал Л.Г. Раменского и DCA-ординации / А.Н. Бармин, В.Б. Голуб, М.М. Иолин, Г.З. Асанова. // Известия высших учебных заведений. Раздел геодезия и аэрофотосъемка.- 2010. - № 5. - С. 21-24.

12. Батьковский, А.М. Оценка рисков инвестиционных проектов на основе имитационного статистического моделирования / А.М. Батьковский, Е.Г. Семенова, В.Я. Трофимец, Е.Н. Трофимец // Вопросы радиоэлектроники. 2015. - № 4. - С. 204-222.

13. Бахов, Ж.К. Междисциплинарный подход к оценке экологической безопасности теплоэнергетических предприятий / Ж.К. Бахов, Э.М. Орымбетов, Г.Ж. Бекболатов //Достижения вузовской науки- 2013. - № 6. -С. 92-97.

14. Березовский, Д.А. Анализ осложнений при эксплуатации газовых месторождений на завершающей стадии и разработка метода прогнозирования состояния пород-коллекторов на основе методов междисциплинарного моделирования / Березовский Д.А., Савенок О.В. // Наука. Техника. Технологии (политехнический вестник).- 2014. - № 1. - С. 26-34.

15. Борщ, С.В. Система прогнозирования паводков и раннего оповещения о

наводнениях на реках черноморского побережья Кавказа и бассейна Кубани / С.В. Борщ, Ю.А. Симонов, А.В. Христофоров // Труды Гидрометеорологического научно-исследовательского центра Российской Федерации. - 2015. - № 356. - С. 1-247.

16. Бреер, В.В. Модели порогового коллективного поведения в задачах управления эколого-экономическими системами / В.В. Бреер, Д.А. Новиков,

A.Д. Рогаткин. // Управление большими системами. - 2015. - № 55. - С. 35. -53.

17. Брылев, В.А. Особо охраняемые природные территории Волгоградской области / В.А. Брылев, Н.О. Рябинина, Е.В. Комиссарова, А.В. Материкин, Н.В. Сергиенко, И.С. Трофимова / под ред. В.А. Брылева.- Волгоград: Альянс, 2006.- 256с.;

18. Бубер, А.Л. Методические подходы к решению задач многокритериальной оптимизации для управления водными ресурсами бассейнов рек в интересах водопользователей агропромышленного комплекса (апк) / А.Л. Бубер // Основные результаты научных исследований института за 2017 год: сборник научных трудов. - Москва. Издательство: Всероссийский научно -исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова (Москва) . - 2018 - С. 75-89.

19. Бурков В.Н. Модели и механизмы управления эколого-экономическими системами. / В.Н. Бурков, Д.А. Новиков, А.В. Щепкин // Проблемы управления. -№1 -2009. - С.2-7.

20. Бурков, В.Н. Механизмы управления эколого-экономическими системами. /

B.Н. Бурков, Д.А. Новиков, А.В. Щепкин., под ред. Академика С.Н. Васильева. — М.: Издательство физико-математической литературы, 2008.— 244с.

21. Бурков, В.Н. Модели и методы теории активных систем в управлении организационными проектами / В.Н. Бурков, А.Ю. Заложнев, Д.А. Новиков // Труды 17-го Конгресса по управлению проектами «Проектно-ориентированные бизнес и общество». Москва, - 2003. - С. 238 - 2 44.

22. Васильченко, А.А. Оптимизация проекта восстановления малых русел северной части Волго-Ахтубинской поймы на основе гидрологической структуризации территории. / А.А. Васильченко, В.С. Бакулин // Современные сложные системы управления: Материалы XII международной научно-практической коференции. 25-27 октября 2017 -. Издательство Липецкого государственного университета, 2017. Том 1, С. 58-62.

23. Васильченко, А.А. Оптимизация проекта восстановления малых русел северной части Волго-Ахтубинской поймы на основе геоинформационного и гидродинамического моделирования. / А.А. Васильченко, А.А. Воронин, А.В. Хоперсков. // Актуальные проблемы прикладной математики, информатики и механики: Сборник трудов Международной научно-практической конференции. Воронеж, 18-20 декабря 2017 -. Воронеж: Издательство «Научно-исследовательские публикации», - 2017. - С. 1601-1608.

24. Вислянская, И.Г. Водоемы района Костомукши. Характеристика биоценозов. / И.Г. Вислянская, Т.П. Куликова, Н.М. Калинкина // Состояние водных объектов Республики Карелия по результатам мониторинга 1998-2006 гг.

25. Волошина, Е.О. Разработка инновационных проектов с использованием имитационного моделирования / Е.О. Волошина // Россия в современном мире: в поисках инновационной стратегии; новые модели роста: материалы Международной межвузовской научной магистерской конференции, сборник докладов под редакцией: Т.Г. Тумаровой, И.Н. Самоновой, Н.С. Славецкой. -2012. - С. 142-144.

26. Воронин, А. А. Модель оценки ущерба в слабоустойчивых социоприродохозяйственных системах / А. А. Воронин, С. Е. Гребенюк // Материалы XIII Всероссийской школы-конференции молодых ученых (5-9 сентября 2016 г., Самара). - 2016. - C. 300-312.

27. Воронин, А.А. Анализ эффективности гидротехнических проектов обводнения северной части Волго-Ахтубинской поймы на основе имитационного геоинформационного и гидродинамического моделирования. / Воронин А.А., Васильченко А.А., Писарев А.В., Храпов С.С. // Управление

развитием крупномасштабных систем (MLSD'2016): материалы Девятой международной конференции, 3-5 октября 2016 г., Москва, Россия в 2-х томах, М.: ИПУ РАН, - 2016. - Т. I. - С. 343-345.

28. Воронин, А.А. Анализ эффективности природовосстановительных проектов в эколого-экономической системе "Волжская ГЭС - Волго-Ахтубинская пойма" / А.А. Воронин, А.А. Васильченко, С.С. Храпов, Е.О. Агафонникова // Управление большими системами. Выпуск 52. М.: ИПУ РАН, - 2014.

29. Воронин, А.А. Влияние геометрической структуры русел Волго-Ахтубинской поймы на динамику ее паводкового затопления. / А.А. Воронин, А.А. Васильченко, Н.А. Антонян // Геометрический анализ и его приложения: материалы III Международной школы-конференции. 30.0503.06. 2016 г. Издательство: Волгоградский государственный университет (Волгоград) - 2016 г. - С. 50-52.

30. Воронин, А.А. Имитационные модели динамики поверхностных вод с использованием данных дистанционного зондирования: влияние рельефа местности. / А.А. Воронин, М.В. Елисеева, А.В. Писарев, А.В. Хоперсков, С.С. Храпов. // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. -2012, № 3(19). - С. 54-62.

31. Воронин, А.А. Задача управления гидрологическим режимом в эколого-экономической системе «Волжская ГЭС - Волго-Ахтубинская пойма». Ч.2. Синтез системы управления. / А.А. Воронин, М.В. Елисеева, С.С. Храпов, А.В. Писарев, Хоперсков А.В. // Проблемы управления. - 2012, № 6. - С. 1925.

32. Воронин, А.А. Когнитивный анализ и сценарно-имитационное моделирование развития эколого-экономической ситуации в северной части Волго-Ахтубинской поймы. / А.А. Воронин, А.А. Васильченко, О.С. Якушкина // Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 1: Математика. Физика. - 2015 г. - №6 (31). - С. 17-30.

33. Воронин, А.А. Оптимизация и сценарно-имитационное моделирование динамики структуры малых искусственных русел пойменных территорий /

А.А. Воронин, В.С. Бакулин, А.А. Васильченко, М.А. Харитонов // Математическая физика и компьютерное моделированиеВолгоград: Издательство Волгоградского государственного университета, 2017 г. -Том 20. - №4. - С. 26-38.

34. Воронин, А.А. Программный комплекс для имитационного моделирования гидротехнических проектов на пойменных территориях. / А.А. Воронин, А.А. Васильченко, К.Е. Дубинко, И.И. Исаева // Математическая физика и компьютерное моделирование. - Волгоград: Издательство Волгоградского государственного университета, 2018. - Том 21. - №2. - С. 59-74.

35. Воронин, А.А. Проектирование механизмов управления гидрологическим режимом Волго-Ахтубинской поймы на основе геоинформационного и гидродинамического моделирования. / А.А. Воронин, А.А. Васильченко, А.В. Писарев, С.С. Храпов, Ю.Е. Радченко // Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 1: Математика. Физика. - 2016. - № 1 (32). - С. 24-37.

36. Воронин, А.А. Проектирование системы эколого-экономического управления территорией Волго-Ахтубинской поймы на основе гидродинамического и геоинформационного моделирования. / А.А. Воронин, А.А. Васильченко, М.В. Писарева, А.В. Писарев, А.В. Хоперсков, С.С. Храпов, Ю.Е. Подщипкова // Управление большими системами. Выпуск 55. М.: ИПУ РАН, - 2015.

37. Галкина, К.С. Использование имитационного моделирования при анализе рисков инновационных проектов / К.С. Галкина // Социально-экономические и технические проблемы оборонно-промышленного комплекса: история, реальность, инновации межвузовский сборник статей по материалам III Всероссийской научно-практической конференции. - 2016. - С. 51-54.

38. Гармаев, Е.Ж. Опыт разработки программы по снижению негативного воздействия вод в бассейне реки Селенги / Е.Ж. Гармаев, Т.А. Борисова // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. - 2016. - № 2. - С. 45-62.

39. Георгиевский, В.Ю. Гидрологический режим и водные ресурсы / В.Ю. Георгиевский, А.Л. Шалыгин // Методы оценки последствий изменения климата для физических и биологических систем- М.:2012. - С.53-85

40. Гладышев, М.Т. К задаче о распаде начального разрыва в открытых руслах / Гладышев М.Т. // Изв. высш учеб. заведений, - 1968. - №4, - С.81-88.

41. Горбунов-Посадов, М.М. Расширяемые программы / М.М. Горбунов-Посадов. — М. : Полиптих, 1999. — 336 с.

42. ГОСТ Р 14.09-2005 Руководство по оценке риска в области экологического менедж- мента / М.: Стандартинформ, 2010. 41 с. ;

43. ГОСТ Р 518972002 Менеджмент риска. Термины и определения / М.: Госстандарт России. 2002. 12 с

44. Григорьев, Ю.П. Применение имитационного моделирования к анализу проекта освоения участка "амфиболитовый" шайдомского месторождения строительного камня / Ю.П. Григорьев, Е.В. Шевченко // Записки Горного института. - 2011. - Т. 194. - С. 240-244.

45. Грицай, В.В. Применение метода имитационного моделирования при исследовании формирования стока реки Кубань / В.В. Грицай // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки. - 2004. - № 2 (126). - С. 103-104.

46. Гурман, В.И. Многоуровневый комплекс социо-эколого-экономических моделей для исследования устойчивого развития региона/В.И. Гурман, Д.Е. Урбанович//Моделирование устойчивого регионального развития: материалы II Междунар. конф. -2007. -Т.1.

47. Даутов, А.Ф. Применение имитационного моделирования для прогнозирования результатов инвестиционного проекта / А.Ф. Даутов, Д.С. Макаренко, Р.М. Дашкин // Международный молодежный симпозиум по управлению, экономике и финансам: сборник научных статей. Институт управления, экономики и финансов КФУ. - 2016. - С. 411-412.

48. Дмитриев, В. Г. Оценка экологического риска. Аналитический обзор публикаций // В. Г. Дмитриев // Арктика и Север. - 2014. - № 14. С. 126 - 148.

49. Жданова, Е.М. Моделирование паводковых вод для обоснования мероприятий по защите территорий от затопления / Е.П. Жданов //Социально-экономическая политика страны и сибирского региона при переходе на инновационный путь развития: материалы IX Международной научной конференции (22-23 июня 2017 г., Барнаул, -Россия). Издательство: ИП Рудь Ирина Владимировна, типография "Графикс", - 2017. - С. 56-59.

50. Знаменский, В.А. Невские наводнения. Причины и особенности. Способы защиты. Экология защиты. / В.А. Знаменский. - СПб: ВВМ, - 2004. - 96С.

51. Иванов, В.В. Влияние гидроузлов на деформации пойменных берегов и русловых форм в низовьях реки Волги и Кубани. / В.В. Иванов, В.Н. Коротаев //Эрозия почв и русловые процессы Выпуск 16. 2008, - С. 224 -242.

52. Ильин, В.П. Экзапроблемы математического моделирования. / В.П. Ильин // Вестник ЮУрГУ. Серия «Математическое моделирование и программирование». вып. 6, - 2010. -№35 (211). - С. 29-40.

53. Кашарин, Д.В. Анализ результатов численного моделирования и экспериментальных исследований устойчивости мобильных дамб из композитных материалов / Д.В. Кашарин, Тхай Т.К.Т. // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Строительство и архитектура. - 2014. - № 1. - С. 91-105.

54. Косухин, С.С. Методы и технологии распределенного вычислительного эксперимента для обеспечения защиты санкт-петербурга от наводнений / С.С. Косухин, С.В. Ковальчук, А.В. Бухановский. //Динамика сложных систем - XXI век. - 2013. - Т. 7. - № 3. - С. 022-027.

55. Кулинич, А.А. Компьютерные системы моделирования когнитивных карт: подходы и методы / А.А. Кулинич, // Проблемы управления. - Москва, -2010 - № 3 - с. 2-16.

56. Лазарев, Е.А. Адаптация метода ветвей и границ для решения многокритериальных задач структурной оптимизации Лазарев Е.А. // Журнал

Средневолжского математического общества. - 2012. - Т. 14. - № 3. - С. 6473.

57. Лозовик, П.А., Калмыков М.В. Водоемы района Костомукши. Химический состав воды озерно-речной системы р. Кенти/Состояние водных объектов Республики Карелия по результатам мониторинга 1998-2006 гг. Петрозаводск. - 2007. - С. 106-112.

58. Магомедова, А. В. Геоинформационное моделирование водных объектов на примере Чограйского водохранилища / А. В. Магомедова, З. А.Курбанова , М. К. Гаджиев // Научно-методический электронный журнал «Концепт». -2013. - Т. 3. - С. 656-660. - URL: http://e-koncept.ru/2013/53133.htm.

59. Малашенко, Ю.Е. Нормативный динамический анализ предельных режимов функционирования гетерогенной вычислительной системы / Ю.Е. Малашенко, И.А. Назарова // Известия Российской академии наук. Теория и системы управления. - 2015. - № 5. - С. 73.

60. Малыханов, А.А. Применение имитационного моделирования для повышения эффективности управления запасами на примере трех реальных проектов / А.А. Малыханов, В.Е. Черненко // Имитационное моделирование. Теория и практика Седьмая всероссийская научно-практическая конференция: труды конференции в 2 томах. Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, под общей редакцией С.Н. Васильева, Р.М. Юсупова. 2015. - С. 204-209.

61. Мищенко, А.В. методы и модели управления ограниченными ресурсами проекта в условиях неопределенности и риска. / А.В. Мищенко, П.С.Кошелев //Экономический анализ: теория и практика. - 2014. - № 20 (371). - С. 53-66.

62. Модели и механизмы эколого-экономического управления слабоустойчивыми социоприродохозяйственными системами / под ред. Воронина А.А. / Воронин А.А, Васильченко А.А., Писарев А.В., Кузьмин Н.М., Храпов С.С., Гребенюк С.Е, Кругликова Ю.Е, Якушкина О.С, Хоперсков А.В. Издательство: Общество с ограниченной ответственностью "Консалтинговое агентство" (Волгоград). - 2015 г. - С.448.

63. Мукаев, Р.Х. Оценка рисков инвестиционных проектов разработки нефтяных месторождений методом имитационного моделирования (монте-карло) / Р.Х. Мукаев // Проблемы анализа риска. - 2015. - Т. 12. - № 3. - С. 22-35.

64. Нигметов, Г.М. Зонирование территории российской федерации по величине риска от наводнений / Г.М. Нигметов, В.И. Ларионов, Ю.А. Филатов, В.И. Пчелкин, С.В. Ульянов к. т. н., А.А. Сорогин, Н.С. Юзбеков.// Технологии гражданской безопасности,- 2003. [Электронный ресурс] КиберЛенинка, режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/zonirovanie-territorii-rossiyskoy-federatsii-po-velichine-riska-ot-navodneniy.

65. Новиков, Д.А. Модели механизмы управления научными проектами в ВУЗах / Д.А. Новиков, А.Л.. Суханов. М.: Институт управления образованием РАО, - 2005. - 80 с.

66. Острейковский, В. А. Математическое моделирование техногенного риска от эксплуатации нефтегазового оборудования / В. А Острейковский // Вестник кибернетики. - 2012. - № 11. С. 71-75.

67. Пацула, О.В. Методы управления ограниченными ресурсами проекта в условиях неопределенности на примере задачи о назначениях. / Пацула О.В. // Научные труды Кубанского государственного технологического университета. - 2015. - № 13. - С. 217-224.

68. Писарев, А.В. Актуализация цифровой модели рельефа местности Волго-Ахтубинской поймы с использованием гидрологического мониторинга, основанного на GPS-измерениях береговых линий во время затоплений. // Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 1: Математика. Физика. - 2012. - №2 (17). - С. 91-95

69. Плотников, А.Н. Построение оценочной системы управления инновационно-инвестиционными проектами на основе имитационного моделирования / А.Н. Плотников, Д.А. Плотников, Г.Р. Шамьенова. //Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Экономика. Управление. Право. - 2015. -Т. 15. - № 3. - С. 249-255.

70. Поскряков, А.В. Оценка и управление рисками инновационного проекта с

применением имитационного моделирования / А.В. Поскряков // Управление риском. - 2009. - № 4 (52). - С. 7-14.

71. Программный комплекс ЭКОГИС. - [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://geomit.ru/ecogis. - Загл. с экрана.

72. Скороходов, В.А. Задача о максимальном потоке в сети с особыми условиями распределения потока. / В.А. Скороходов, А.С. Чеботарева // Дискретный анализ и исследование операций. - 2015. - Т. 22. - № 3 (123). - С. 55-74.

73. Скороходов, В.А. Задача о максимальном потоке в сетях с потерями в вершинах. / В.А. Скороходов, Шевелев М.В. // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки.- 2015. -№ 2 (186). - С. 47-52;

74. Современное состояние водных ресурсов Нижней Волги и проблемы их управления: мат-лы науч.-практ. конф. (18-19 ноября 2009, г. Астрахань). -Астрахань : АГУ, КаспНИРХ, АГТУ, 2009

75. Степанов, К.А. Методика моделирования волны прорыва для предотвращения возможного ущерба, вызванного затоплением земель в результате обрушения плотины. / К.А. Степанов //Современные проблемы науки и образования. - 2013. - № 6. - С. 36.

76. Степаньян, О.В. Современное состояние биоты водоемов Кума-манычской впадины: Усть-манычского, Веселовского, Пролетарского и Чограйского водохранилищ / О.В. Степаньян, А.В. Старцев // Аридные системы.- 2014, -том 20- №2(59). [Электронный ресурс]: статья. - Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/sovremennoe-sostoyanie-bioty-vodoemov-kuma-manychskoy-vpadiny-ust-manychskogo-veselovskogo-proletarskogo-i-chograyskogo.

77. Счастливцев, Е.Л. Информационная система оценки и прогноза качества окружающей среды горнодобывающего региона / Е.Л. Счастливцев, В.П. Потапов, О.Л. Гиниятуллина, И.Е. Харлампенков // В книге: Математическое моделирование и вычислительно-информационные технологии в междисциплинарных научных исследованиях: материалы IV Всероссийской

конференции. - 2014. - С. 62.

78. Таратунин, А.А. Наводнения на территории Российской Федерации. / А.А. Таратунин, - Екатеринбург: УГЦ «Аэрокосмоэкология». - 2000 -376 С.

79. Угольницкий, Г.А. Управление устойчивым развитием активных систем. / Г.А. Угольницкий.- Издательство Южного Федерального университета, -2016. - 940 С.

80. Угольницкий, Г.А. Управление эколого-экономическими системами./ Г.А. Угольницкий. - М.: Вузовская книга, - 1999. - 132 С.

81. Филиппова, И. А. Минимальный сток рек Европейской территории России и его оценка в условиях изменения климата. Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук (URL: http://www.iwp.ru/sites/files/iwp.ru/news/2014-11-

24/21/%D0%B4%D0%B8%D 1 %81 %D 1%81 %D0%B5%D 1%80%D 1%82%D0% B0%D 1%86%D0%B8%D 1 %8F%20%D 1%84%D0%B8%D0%BB%D0%B8%D0 %BF%D0%BF%D0%BE%D0%B2%D0%B0_%D0%B8_%D0%B0_0.pdf)]

82. Фокина, О.М. Снижение рисков проектного финансирования и федеральных целевых инвестиционных проектов и программ на основе имитационного моделирования / О.М. Фокина, В.В. Плаксина, О.М. Винограй. //Регион: системы, экономика, управление. - 2008. - № 2 (2). - С. 89-96.

83. Фридман, А.М. Физика галактических дисков. / А.М. Фридман, А.В. Хопер-сков - М.: Физ-матлит, - 2011. - 640 С.

84. Фридман, А.М. Неуниверсальность классической концепции тангенциального разрыва / А.М. Фридман, О.В. Хоружий // УФН. - 1993. - Т.163. - С. 79- 5.

85. Фридман, А.М. Предсказание и открытие сильнейших гидродинамических неустойчивостей, вызванных скачком скорости: теория и эксперименты. / А.М. Фридман // УФН. - 2008. - Т. 178, N3. - С. 225-242.

86. Хоперсков, А.В. Задача управления гидрологическим режимом в эколого-экономической системе «Волжская ГЭС - Волго-Ахтубинская пойма». Ч.1. Моделирование динамики поверхностных вод в период весеннего паводка / А.В. Хоперсков, С.С. Храпов, А.В. Писарев, А.А. Воронин, М.В. Елисеева,

И.А. Кобелев // Проблемы управления. - 2012. - № 5. - С. 18-25.

87. Храпов, С.С. Численная схема для моделирования динамики поверхностных вод на основе комбинированного SPH-TVD-подхода. / С.С. Храпов, А.В. Хоперсков, Н.М. Кузьмин, А.В. Писарев, И.А. Кобелев // Вычислительные методы и программирование. - 2011. - Т. -12. - №1. - С.282-297.

88. Чупина, Д. А. Геоинформационное моделирование геолого-геоморфологического каркаса ландшафтов Барабы для выявления наиболее уязвимых территорий при иссушении/увлажнении климата / Д. А. Чупина ; науч. рук. И. Д. Зольников // Проблемы геологии и освоения недр : труды XXI Международного симпозиума имени академика М. А. Усова студентов и молодых ученых, посвященного 130-летию со дня рождения профессора М. И. Кучина, Томск, 3-7 апреля 2017 г. : в 2 т.- Томск : Изд -во ТПУ, - 2017. -Т. 1. - С. 843-844. URL: http://earchive.tpu.ru/handle/11683/44386.

89. Шебзухова, Т.А. Современное состояние и проблемы развития водохозяйственной сферы в регионах Юга России / Т.А. Шебзухова, А.А. Вартумян, И.С. Штапова, Н.В. Медяник, Н.П. Жуковская. // Юг России: экология, развитие. - 20 17. - Т.12 . - №1. -C.62-72. - DOI: 10.18470/1992 -1098-2017-1-62-72.

90. Шмаль, А. Г. Факторы экологической опасности и экологические риски / А. Г. Шмаль // г. Бронницы, Издательство: МП «ИКЦ БНТВ», - 2010. - 192 с.

91. Aurelli, F. Numerical simulation and experimental verification of Dam-Break flows with shocks / F. Aurelli, P. Mignossa, M. Tomirotti // J. Hydraulic Res, - № 38. - 2000. - P.197-205.

92. Belyakov, S. Transformation of elements of geoinformation models in the synthesis of solutions / S.Belyakov, M.Belyakova, A. Bozhenyuk, I. Rozenberg // Advances in Intelligent Systems and Computing. 2018. - vol. 679. - P. 526-535.

93. Bieda, B. Stochastic Analysis in Production Process and Ecology Under Uncertainty / B. Bieda. - Berlin, New York: Springer, 2012. -189 p.

94. Bozhenyuk, A. Method of maximum two-commodity flow search in a fuzzy temporal graph / Bozhenyuk A., Gerasimenko E., Rozenberg I. Advances in

Intelligent Systems and Computing. 2018. - vol. 641. - P. 249-260.

95. Dyakonova, T. Numerical Model of Shallow Water: The Use of NVIDIA CUDA Graphics Processors / T. Dyakonova, A. Khoperskov, S. Khrapov // Communications in Computer and Information Science, - 2016. - v.687. - P. 132145. DOI: 10.1007/978-3-319-55669-7_11. Режим доступа: https://arxiv. org/abs/1705.00614

96. Fairman, R. et al. Environmental Risk Assessment - Approaches, Experiences and Information Sources: Environmental issues report No 4. // Prepared at Monitoring and Assessment Research Centre, King's College, London. EEA (European Environment Agency) Copenhagen, Denmarkl 1. 19U9RL: http://www.eea.europa.eu/publications/GH-07-97- 595-EN-C2/riskindex.html

97. Fridman, A.M. Centrifugal instability in rotating shallow water and the problem of the spiral structure in galaxies / A.M. Fridman, A.G. Morozov, M.V. Nezlin, E.N. Snezhkin // Physics Letters A. - 1985.- V.109. - P. 228-231.

98. Gillman, M. An introduction to mathematical models in ecology and evolution: time and space / M.Gillman // A John Wiley & Sons, Ltd., 2nd ed. - 2009. -167 p.

99. Guidance for Ecological Risk Assessment: Levels I, II, III, IV. Final / Oregon Department of Environmental Quality. - 1998. - 88 p.

100. Hayes, K. R. Uncertainty and Uncertainty Analysis Methods. Final report for the Australian Centre of Excellence for Risk Analysis (ACERA) / K. R. Hayes / CSIRO Division of Mathematics, Informatics and Statistics, Hobart, Australia. -2011. - 130 p.

101. Karimipour, F. Watershed delineation from the medial axis of river networks. / F. Karimipour, M. Ghandehari, H. Ledoux // Computers and Geosciences. - 2013. (59). - P. 132-147.

102. Khoperskov, A. A Numerical Simulation of the Shallow Water Flow on a Complex Topography / A. Khoperskov, S. Khrapov A // Numerical Simulations in Engineering and Science / Edited by Srinivasa Rao, InTechOpen, - 2018, P. 237254. DOI: 10.5772/intechopen.71026. Режим доступа: https://www.intechopen.com/ books/ numerical-simulations-in-engineering-and-

science/ a-numerical-simulation-of-the-shallow-water-flow-on-a-complex-

topography

103. Legendre, P Numerical Ecology. Second English edition / P. Legendre, L. Legendre // Elsevier Science B.V., Amsterdam, - 1998. - 853 p.

104. May, R. Theoretical Ecology. Principles and Applications / R.May R. and A. McLean // Oxford University Press Inc., New York. - 2007. - 268 p. ;

105. O'Brien, G. Regional-scale risk assessment methodology using the Relative Risk Model (RRM) for surface freshwater aquatic ecosystems in South Africa / G.O'Brien and V. Wepener // Water SA. - Vol. 38, - No. 2. - 2012. - P. 153-165.

106. Pastorok, R. . Role of Ecological Modeling in Risk Assessment / R. Pastorok et al. // Human and Ecological Risk Assessment: Vol. 9. - No. 4. - 2003. P. 939-972.

107. Pollard, S. A Practical Guide to Environmental Risk Assessment for Waste Management Facilities.Guidance Note 25. Version: 2. / S. Pollard, D. Purchase and S. Herbert // National Centre for Risk Analysis and Options Appraisal, Environment Agency. London. - 2000. - 80 P.

108. Pollard, S. J. T. Ecological and public health risks: analysis and management / S. J. T. Pollard S. J. T. // UNESCO Encyclopedia of Life Support Systems (EOLSS). - 2002. - P. 219-235.

109. Schleier, III J. Regional ecological risk assessment for the introduction of Gambusia affinis (western mosquitofish) into Montana watersheds / J. Schleier III, E. Sharlene, S. Sing and R. Peterson // Biol Invasions. - 2008. - 10. - P. 1277-1287.

110. Voronin, A. Assessment of the impact of riverbeds depth in the northern part of the Volga-Akhtuba floodplain on the dynamics of its flooding. / A. Voronin, A. Vasilchenko, A. Svetlov, N. Antoyan // International Journal of Pure and Applied Mathematics, - Volume 110. - No. 1 . - 2016. - P.183-192.

111. Voronin, A. Decision support system for urbanization of the northern part of the volga-akhtuba floodplain (Russia) on the basis of interdisciplinary computer modeling / A. Voronin, I. Isaeva, A. Khoperskov, S. Grebenjuk // Communications

in computer and information science. - 2017. - Vol. 754. - P. 419-429. 112. Voronin, A. A project optimization for small watercourses restoration in the northern part of the Volga-Akhtuba floodplain by the geoinformation and hydrodynamic modeling. / A. Voronin, A. Vasilchenko, A. Khoperskov // Journal of Physics: Conf. Seriesyol 973. - 2018. - P. 012064 URL:

http://iopscience.iop.org/ article/10.1088/1742-6596/973/1/012064/pdf.