Модели и алгоритмы управления структурой пойменных территорий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Исаева Инесса Игоревна
Исаева Инесса Игоревна
кандидат наук
2024
- Специальность ВАК РФ00.00.00
- Количество страниц 259
Оглавление диссертации кандидат наук Исаева Инесса Игоревна
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Теоретические и технологические основы моделирования управления пойменными территориями
§1. Технологии моделирования состояния пойменных территорий
1.1. Геоинформационные системы и высокопроизводительные вычисления
1.2. Модели территориальной структуры
1.3. Статистические методы в гидрологии
§2. Модели экологического риска
2.1. Понятие экологического риска и его классификация
2.2. Модели оценки экологического риска
§3. Модели управления проектами
3.1. Модели управления и софинансирования проектов
3.2. Равновесия в угрозах и контругрозах
Глава 2. Модели, методы и алгоритмы управления структурой пойменных территорий
§1. Задача условной оптимизации СПХ-потенциала пойменных территорий
1.1. Общая постановка задачи
1.2. Методы снижения неопределенности задачи управления
§2. Корпус карт моделирования затоплений пойменной территории
2.1. Обоснование необходимости корпуса карт моделирования и его вид
2.2. Алгоритм перехода от многоступенчатого к постоянному гидрографу
§3. Регрессионная модель депрессии зарегулированного русла
3.1. Пространственно неоднородная модель депрессии русла
3.2. Алгоритм территориально-временной коррекции гидрографа
§4. Алгоритм адаптивного зонирования пойменной территории. Структура Г2
§5. Модель комплексной (К) структуры пойменной территории
5.1. Гидрологическая (Г1) структура пойменной территории
5.2. Функциональная (Ф) структура и характеристические функции пойменной территории
§6. Модель динамики гидрологической структуры
§7. Постановка задачи управления комплексной структурой пойменной территории
§8. Метод решения задачи управления комплексной структурой пойменной территории
8.1. Алгоритм «доноры-акцепторы»
8.2. Алгоритм решения задачи управления в зонах структуры Г2
8.3. Алгоритм решения задачи управления на всей территории поймы
§9. Теоретико-игровые механизмы управления пойменными территориями
9.1. Механизм управления социохозяйственным освоением пойменных территорий
9.2. Механизм софинансирования гидротехнических проектов в малых руслах
Глава 3. Управление структурой территории северной части Волго-Ахтубинской поймы
§1. Анализ состояния Волго-Ахтубинская поймы и вариантов его стабилизации
1.1. Проблема деградации территории Волго-Ахтубинской поймы
1.2. Варианты реализации гидротехнических проектов Волго-Ахтубинской поймы
§2. Корпус карт моделирования затоплений территории ВАП в период весенних попусков Волжской ГЭС
§3. Структуры территории ВАП
3.1. П-структура ВАП
3.2. Г2-структура ВАП
3.3. Ф-структура ВАП
3.4. К-структура ВАП
§4. Динамика и прогноз К-структуры ВАП
4.1. Территориально-временная коррекция гидрографа для моделирования динамики Г1-структуры ВАП
4.2. Построение динамики К-структуры ВАП
§5. Оптимальные параметры проекта стабилизации устойчиво затапливаемой территории ВАП
§6. Результаты имитационного моделирования оптимального процесса социохозяйственного освоения ВАП
6.1. Функция экологического состояния ВАП
6.2. Параметры оптимального процесса социохозяйственного освоения ВАП
§7. Параметры оптимального механизма софинансирования на территории ВАП
Глава 4. Программный комплекс и база данных моделирования
§1. База данных тематических цифровых карт Волго-Ахтубинской поймы
§2. Программный комплекс управления комплексной структурой пойменных территорий
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение А. Экспертные оценки, определенные для видов разрешенного использования территории ВАП
Приложение Б. Цифровые карты территориальных структур ВАП и другие иллюстративные материалы
Приложение В. Свидетельства о регистрации программы для ЭВМ и базы данных
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Другие cпециальности», 00.00.00 шифр ВАК
Имитационное моделирование гидротехнических проектов на пойменных территориях2018 год, кандидат наук Васильченко, Анна Анатольевна
Математическое обеспечение для численного моделирования динамики поверхностных вод на неоднородном рельефе местности2018 год, кандидат наук Дьяконова, Татьяна Андреевна
Модели и алгоритмы управления структурой симметричных потоковых иерархий2017 год, кандидат наук Харитонов Михаил Алексеевич
Волго-Ахтубинская пойма и дельта реки Волги: Динамика травянистого растительного покрова в меняющихся природных и антропогенных условиях2002 год, доктор географических наук Бармин, Александр Николаевич
Геоинформационный анализ современного состояния агролесоландшафтов Волго-Ахтубинской поймы2016 год, кандидат наук Таранов, Николай Николаевич
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модели и алгоритмы управления структурой пойменных территорий»
ВВЕДЕНИЕ
Пойменные территории (ПТ) характеризуются повышенной зависимостью своего состояния от гидрологического режима, определяемого объемом весеннего паводка, русловой структуры и рельефа территории [89, 99, 129, 145, 20*]. Сложная структура русловой системы и зон паводкового затопления определяют мозаичность расположения функциональных зон пойменных территорий. В основе эффективности хозяйствования на пойменных территориях лежит принцип оптимальности соответствия территориального распределения водного ресурса функциональному распределению фрагментов пойменной территории. Именно поэтому поймы зарегулированных равнинных рек подвержены системной деградации вследствие техногенного нарушения их гидрологического режима фактом наличия и режимом функционирования ГЭС. Пойменные экосистемы относятся к чрезвычайно уязвимым ландшафтам, которые активно деградируют из-за нарушений правил землепользования и изменений характеристик естественных паводковых явлений, обеспечивающих существование пойм [121, 129, 135, 21*].
Одним из известных исторических примеров антропогенной деградации крупнейших водных систем является долина реки Хуанхэ [85] и речная система Янцзы [138]. Антропогенное накопление речных отложений в ее нижнем течении стало следствием строительства плотин, начатого около 2900-2700 лет назад для защиты от наводнений. Накопление отложений требовало постоянного увеличения числа и высоты плотин. Это ускоряло накопление наносов и, тем самым, увеличивало разрушительность наводнений. Знаменитые поймы Нила, междуречья Тигра и Ефрата являются классическими примерами деградации природных экосистем [88, 129, 21*]. Жители междуречья Тигра и Ефрата на протяжении всей известной истории страдали от таких последствий активной хозяйственной деятельности как ирригационная аккумуляция и вторичное засоление почвы и их последствий - обмеления и блуждания русел [88, 21*]. Считается, что именно эти явления были главной причиной запустения многих территорий Месопотамии в различные периоды ее истории.
В то время как главной проблемой жизни в поймах незарегулированных рек являются паводковые наводнения, поймы зарегулированных рек, гидрологический режим которых подчинен нуждам гидроэнергетики, страдают от обезвоживания [21*, 114]. Ослабление паводков и исчезновение регулярных наводнений приводит к высыханию речных долин и, как следствие, к деградации экосистемы с переходом на замещающие ландшафты. В настоящее время деградация в различной степени, по-видимому, охватывает до 90 процентов общей площади таких систем из-за активного хозяйственного вмешательства как на самих пойменных территориях, так и на водосборных областях в первую очередь вследствие регулирования водного стока за счет гидрологических сооружений [94]. Во многих случаях наблюдается замена заболоченных угодий на замещающие экосистемы.
Процесс социохозяйственного освоения пойм крупных зарегулированных рек вблизи ГЭС можно разделить на три периода. Первый - период создания пойменных социоприродохозяйственных систем (СПХС) в условиях плановых весенних попусков ГЭС - характеризуется высокой эффективностью сельского хозяйства на плодородных землях с низкими затратами на их орошение, активной урбанизацией и развитием социально-экономической инфраструктуры. В этот период создается функциональная структура пойменной территории, наилучшим образом отвечающая ее гидрологической структуре, определяемой весенними затоплениями. Контролируемая деградация паводковых процессов и пойменных экосистем кажется приемлемой платой за производство электроэнергии и развитие пойменных СПХС.
В то же время резкое нарушение природного динамического равновесия между вымыванием и осаждением донного грунта в главном речном русле запускает процесс медленного понижения (депрессии) речного дна на протяжении многих десятков километров ниже ГЭС [2, 5, 18, 35]. Так, понижение уровней рек за годы работы ГЭС составляет: р. Камы у Воткинской ГЭС - 1,1 м, р. Волги у Нижегородской ГЭС - 1,3 м, р. Волги у Волжской ГЭС (ВГЭС) в меженных условиях -1,7-1,8 м, в период весенних половодий - 1,25-1,35м [2, 5, 12, 18, 42, 119, 132, 21*]. Это является причиной снижения объема паводковых вод, поступающих
в поймы [2, 5, 12, 18, 35, 42, 119, 132]. Результатом этого снижения является прогрессирующее сужение устойчиво затапливаемой пойменной территории, являющейся биотопом ее природной системы, и расширение наименее ценной в социоприродохозяйственном отношении неустойчиво затапливаемой территории. Прогрессирующая комплексная деградация пойменных СПХС вследствие роста дисгармонии между функциональной и гидрологической структурами пойменной территории определяет существо второго периода их развития.
Третьим периодом развития пойменных СПХС является их стабилизация в новых условиях. Постепенное замедление русловой депрессии и установление новых природно-техногенных равновесных значений параметров речного русла и гидрологической структуры поймы служит основой ее новой функциональной структуры, продуктивность которой значительно снижена по сравнению с первоначальной в связи с преобладанием наименее продуктивной в социальном, природном и хозяйственном отношениях неустойчиво затапливаемой территории [47].
Среди междуречий, в большой степени сохранивших к настоящему времени свое природное значение, особое положение занимает Волго-Ахтубинская пойма (ВАП) - уникальное природное образование, протянувшееся почти на 450 км в полупустынной зоне юга России - последний, практически единственный участок долины р. Волги, сохранивший естественное строение [47]. Пра-долина Нижней Волги формировалась на протяжении последних 600-700 тыс. лет, периодически превращаясь в глубокий и длинный ингрессионный залив, положение вершины которого определялось величиной подъема уровня Каспийского моря. На протяжении всего позднего плейстоцена и голоцена в этом ингрессионом заливе происходило чередование лиманно-морского и речного режимов, обусловленных колебаниями уровня Каспийского моря. В регрессивную фазу море освобождало долину, и в это время в долине формировалась пойма [135]. В период трансгрессивных фаз море распространялось вверх по долине Волги и образовывало ингрессионный залив. Всего за последние 16 тыс. лет в пределах Волго-Ахтубинской долины наблюдалось 6 уменьшающихся в площади морских
стадий, чередующихся с увеличивающимися в площади регрессионными речными стадиями. Поэтому участки речных пойм, формировавшихся в предыдущие регрессивные стадии, частично сохранялись в последующие трансгрессивные стадии и постепенно наращивали общую дельту, которая затем превратилась в Волго-Ахтубинскую пойму [60].
Современная Волго-Ахтубинская пойма, которая является объектом реализации подхода, описанного в работе - особо ценное и целостное природно-территориальное образование, занимающее территорию 867 кв. км с общей протяженностью больших и малых русел около 800 км. ВАП характеризуется высоким природным разнообразием, наличием редких и уязвимых в существующих условиях видов растений и животных, ландшафтов, а также благоприятных условий для развития сельского хозяйства и экологического туризма [77]. Особенностью ВАП является наличие значительной части территории (37%) с неопределенным кадастровым видом землепользования. Природный ландшафт поймы обусловлен весенним паводком, заливающим существенную часть ее низменных областей. Во время весеннего половодья более 70% территории ВАП затапливается из р. Ахтубы, являющейся рукавом р. Волги.
Один из наиболее драгоценных объектов охраны ВАП - это последние оставшиеся на Волге наиболее продуктивные естественные нерестилища осетровых площадью 250 га. Они расположены на участке реки от плотины Волгоградского гидроузла до села Черный Яр. Всего в коренном русле Волги функционирует 23 нерестилища площадью 374 га и 15 нерестилищ в Ахтубе площадью 51,5 га. В настоящее время естественное воспроизводство осетровых в Волге существенно подорвано [47].
Создание каскада крупнейших гидроэнергетических узлов и водохранилищ на р. Волге запустило процессы структурной перестройки пойменного ландшафта, являющегося в настоящее время природной средой территориальной СПХС. Функционирование ВГЭС стало главным фактором формирования, функционирования и деградации СПХС ВАП [3, 9, 21*]. За период функционирования ВГЭС средняя доля вод, поступающих в р. Ахтубу из р. Волги
во время весеннего паводка, снизилась в 3 раза [3, 17*]. Резкое сокращение среднего объема и пиковых значений паводков после запуска ВГЭС стимулировало активное социохозяйственное освоение освобождающихся плодородных влагообеспеченных земель. Обратной стороной положительных социально-экономических последствий регулирования р. Волги стала цепь негативных факторов, нанесших ощутимый ущерб природным комплексам ВАП [21*].
Важность проблемы экологической деградации ВАП отражена в региональном проекте Волгоградской области «Сохранение уникальных водных объектов на территории Волгоградской области» в рамках национального проекта «Экология».
В последние десятилетия эта проблема является предметом интенсивных исследований. Обширный перечень публикаций последних лет можно разделить на исследования по мониторингу, диагностике и моделированию экологических и социально-экономических проблем и рисков (например, работы [3, 18, 20, 85, 89, 119, 120, 135, 138, 140, 152, 155]) и исследования по проектированию систем принятия решений [86, 93, 96, 100, 130, 146, 154], управлению риском [112, 126, 134, 145]. Следует отметить, что если первая группа исследований опирается на относительно точные количественные (геоинформационные, гидродинамические, статистические) методы и технологии, то вторая - главным образом на качественные методы менеджмента и экспертного оценивания. Объективной причиной этого является многомерная неопределенность задачи управления развитием пойменных СПХС.
Тема и методы настоящего исследования лежат в русле современных исследований проблем деградации пойменных территорий (см. обзор [97]), а также проблем проектирования и функционирования комплексов речных плотин. Главными целями исследования функционирования и проектирования плотин в последние десятилетия в мире являются эколого-экономические критерии (см. обзоры [149, 150]). Наибольшая часть работ посвящена проблеме удержания плотинами речных наносов (см. обзоры [149, 150], а также [102, 103, 104, 110, 111, 133, 143, 147]). Следующими по популярности целями исследования являются
восполнение запасов грунтовых вод ([41, 98, 105, 107, 125, 127, 147]), защита от природных и техногенных наводнений и минимизация их ущерба [19, 40, 63, 68, 79, 111, 113, 133, 143, 156]. Проблема воздействия плотин на речные русла и почву исследуется в работах [92, 106]. Темой обзора [124] является прогнозирование состояния водной системы р. Нил с каскадом плотин. В работе [97] проводится системный анализ целостности пойм США. В статье [9] представлен обзор основных гидрологических и водохозяйственных задач и проблем, возникших в последние десятилетия на Нижней Волге (в особенности, в северной части ВАП) в результате строительства и эксплуатации Волжско-Камского каскада водохранилищ, климатических изменений, техногенной деформации русел (в особенности в нижнем бьефе ВГЭС) [6*].
Среди методов исследования этих проблем основную часть занимают полевые и гидрологические наблюдения в сочетании с моделями водного баланса, гидродинамики и динамики накопления осадков (см. обзоры [149, 150], а также [47, 102, 103, 104, 110, 113, 147]). Сценарно-имитационное моделирование используется авторами [107, 111]. Проблема оптимальности мест установки плотин также находится в центре внимания многих авторов. Авторы обзора методов оптимизации задач управления водными ресурсами [127], отмечая многочисленность и противоречивость их целей, а также их ЫР-полноту, делают вывод о целесообразности использования недетерминированного метаэвристического подхода (генетические алгоритмы, метод поиска гармонии и др.), обеспечивающего эффективный поиск приемлемых решений. Авторами [107] предложена экспертная социально-гидрологическая модель принятия решения с учетом предпочтений агентов в сложной социоприродохозяйственной водной системе для анализа целесообразности строительства крупной плотины в водосборном бассейне р. Сега в центральной Испании. В [150] для создания карт восприимчивости к наводнениям фрагментов территории поймы р. Прахова в Румынии используются нечеткие и итеративные оптимизационные модели машинного обучения.
Проблема устойчивого развития речных систем и близкая к ней проблема эколого-экономического управления региональными СПХС также является предметом многих исследований. В центре внимания авторов [24, 123, 128, 137, 141 ] находится проблема снижения качества жизни и эффективности хозяйствования в условиях антропотехногенной деградации пойменных ландшафтов и экосистем. Темами исследований являются методы и технологии идентификации параметров устойчивого развития, обеспечения их достижения и сохранения. В работе [128] основой анализа проблемы устойчивого развития служат «индексы совместимости системы», рассчитываемые на основе целевых функций ее акторов и критериев устойчивости экосистем. Устанавливаемая таким образом область допустимых значений параметров эквивалентна лежащей в основе системы эколого-экономического управления СПХС области нормативных безубыточных действий ее хозяйствующих субъектов [14]. Эти подходы, адекватные для устойчивых систем, теряют свою эффективность при анализе пойменных СПХС зарегулированных рек, находящихся в условиях развивающейся природно-техногенной деградации.
Предложенная в диссертационной работе модель структуры ПТ является инструментом исследования проблем долгосрочной стабилизации ее гидрологического режима, экосистемы и эффективного использования ресурсов. Построена модель комплексной (К) структуры ПТ, являющейся суперпозицией ее гидрологической (Г) и функциональной (Ф) структур. Г-структура ПТ определяется территориальным распределением частот ее весенних паводковых затоплений. Ф-структура - территориальным распределением видов функционального использования ее фрагментов. Поставлена задача управления К-структурой ПТ путем согласованной оптимизации гидротехнических (ГТ) и социохозяйственных (СХ) проектов. Целью управления при этом является достижение и поддержание оптимальной квазистационарной К-структуры ПТ, характеризуемой наилучшим проектно-достижимым соответствием функционального назначения фрагментов территорий режиму их весеннего паводкового затопления.
Объект исследования: территории пойм зарегулированных рек.
Предмет исследования: зависимость К-структуры пойменных территорий зарегулированных рек и ее динамики от параметров ГТ- и СХ- проектов.
Цель исследования: разработка и исследование моделей, алгоритмов и информационных технологий управления К-структурой территорий пойм зарегулированных рек для достижения и поддержания их эффективных гидрологических и функциональных свойств на основе оптимизации и координации ГТ- и СХ-проектов.
Задачи исследования:
1. Разработка модели и алгоритмов построения К-структуры ПТ как суперпозиции ее Г- и Ф-структур, а также алгоритмов оценки ее состояния.
2. Разработка модели динамики Г-структуры ПТ с учетом эффекта депрессии речного русла.
3. Постановка задачи управления К-структурой ПТ путем согласованной оптимизации комплекса ГТ- и СХ-проектов и разработка алгоритма ее решения.
4. Разработка эффективных вычислительных процедур и программного комплекса, реализующего алгоритмы управления К-структурой ПТ, и его интеграция с программным комплексом численного гидродинамического моделирования «EcoGIS-Simulatюn».
5. Организация и проведение вычислительных экспериментов для решения задачи управления К-структурой ВАП.
Научная актуальность исследуемой проблемы обусловлена
- отсутствием общих методов решения задач долгосрочной оптимизации и управления проектами в системах с территориально распределенными динамическими параметрами и критериями оптимальности;
- недостаточной разработанностью моделей и алгоритмов исследования депрессии русел зарегулированных рек;
- недостаточной разработанностью алгоритмов долгосрочного прогнозирования гидрологического режима ПТ;
- отсутствием моделей и алгоритмов управления К-структурой ПТ, объединяющей в себе природные и социохозяйственные свойства.
Практическая актуальность проблемы обусловлена необходимостью:
- долгосрочного прогнозирования эффекта депрессии русел зарегулированных рек, гидрологического режима и К-структуры ПТ;
- создания научно обоснованных методов долгосрочной стабилизации и оптимизации гидрологического режима, природной и социохозяйственной систем ПТ, в частности, территории ВАП.
Методы исследования: в работе применяются методы когнитивного и экспертного анализа, гидродинамического и геоинформационного имитационного моделирования, теории игр, высокопроизводительных вычислений, статистического анализа, теории оптимизации.
Научная новизна: впервые поставлена и решена задача управления К-структурой ПТ как задача ее стабилизации и оптимизации путем согласованной оптимизации комплекса ГТ- и СХ-проектов. Для решения поставленной задачи разработаны: оригинальный метод построения модели К-структуры ПТ и эффективные алгоритмы анализа ее долгосрочной динамики; теоретико-игровые модели управления СХ-освоением пойменных территорий и софинансирования ГТ-проектов; эффективные численные методы и алгоритмы оптимизации комплекса ГТ-проектов.
Практическая значимость: разработанные модели, алгоритмы и программно-алгоритмический комплекс могут быть использованы при решении задач управления ПТ. Результаты поиска оптимальных мест установки и режимов работы паводковых плотин в ВАП, обеспечивающих стабилизацию и оптимизацию ее К-структуры, возможно использовать при разработке стратегии ее устойчивого развития.
Достоверность результатов обеспечивается корректным применением методов геоинформационного и математического моделирования, численных методов, методов оптимизации и теории игр, а также подтверждается совпадением
результатов альтернативных вычислительных экспериментов с применением различных методов и технологий.
Апробация результатов работы: результаты работы докладывались на международных конференциях «Creativity in intelligent technologies and data science» (г. Волгоград, 12-14 сентября 2017 г., 16-19 сентября 2019 г.), «IX International Conference on Operation Research (ORM 2018 - Germeyer 100)» (г. Москва, 22-27 октября 2018 г.), «3rd International Conference on Control Systems, Mathematical Modeling, Automation and Energy Efficiency» (10-12 ноября 2021 г.); всероссийских конференциях «XIV Всероссийская школа-конференция молодых ученых «Управление большими системами»» (г. Пермь, 04-08 сентября 2017 г.), «XV Всероссийская школа-конференция молодых ученых «Управление большими системами»» (г. Воронеж, 10-13 сентября 2018 г.), «XVII Всероссийская школа-конференция молодых ученых «Управление большими системами»» (г. Москва, 06-09 сентября 2021 г.), «XIII Всероссийское совещание по проблемам управления» (г. Москва, 17-20 июня 2019 г.); региональных конференциях молодых исследователей Волгоградской области (XXI-XXIII заседания, 2016-2018 гг.) и конференциях вуза «Научная сессия ВолГУ» (2017-2018 гг.).
Результаты работы включены в отчеты по следующим научным грантам: РФФИ № 16-48-340147 «Проектирование системы управления паводковым гидрологическим режимом северной части Волго-Ахтубинской поймы на основе геоинформационного и гидродинамического моделирования», № 18-41-342001 «Имитационное моделирование и оптимизация проектов размещения паводковых дамб в малых руслах северной части Волго-Ахтубинской поймы с целью снижения экологического риска», РНФ № 23-21-00176 «Создание системы управления устойчивым развитием слабоустойчивых социоприродохозяйственных систем пойменных территорий и обеспечения их безопасности на основе известных и новых алгоритмов оптимизации, высокоскоростных вычислений, гидродинамического, геоинформационного и теоретико-игрового моделирования».
Публикации: основное содержание работы изложено в 25 научных публикациях, из которых 8 статей в журналах из списка ВАК и приравненных к
ним [6*, 7*, 12*, 16*, 17*, 18*, 21*, 22*], 2 статьи в научных журналах, входящих в наукометрические базы SCOPUS, Web of Science [19*, 20*], 6 статей в сборниках международных конференций [2*, 3*, 5*, 23*, 24*, 25*]. Получены свидетельства о государственной регистрации базы данных и программы для ЭВМ (см. приложение В).
Личный вклад: автором проведены формализация постановок, разработка и программная реализация алгоритмов, проведение вычислительных экспериментов в части модели К-структуры и ее динамики [11*, 13*, 19*, 21*, 24*, 25*], расчете целевых функций, критериев состояния ПТ и рисков на ее основе [1*, 3*, 16*, 19*, 23*], теоретико-игровых моделей механизмов управления СХ-освоением ПТ [2*, 6*, 8*, 9*, 13*, 14*, 15*, 20*] и механизмов софинансирования ГТ-проектов [4*, 5*, 7*, 8*, 10*, 12*], задачи управления К-структурой, включающей в себя регрессионную модель депрессии зарегулированного речного русла [13*, 17*, 18*, 22*].
Для численного исследования созданных алгоритмов разработаны соответствующие вычислительные процедуры и их программные реализации на основе программно-математического комплекса «EcoGIS-Simulation» (цифровая модель рельефа ВАП и модель численного моделирования ее паводковых затоплений), созданного научным коллективом под руководством проф. А.В. Хоперскова. Проектирование Г2-структуры (§4 главы 2), а также расчеты, связанные с гидротехническими проектами (§5 главы 3), выполнены совместно с А.А. Васильченко. Проектирование и программная реализация алгоритма «доноры-акцепторы» (п. 8.1 главы 2, §7 главы 3) выполнена совместно с К.Е. Дубинко, программная реализация алгоритма «склейки» карт (п. 4.2 главы 3) - совместно с М.А. Харитоновым. Постановка задач, обсуждение и интерпретация результатов проводились совместно с научным руководителем.
Структура работы: диссертация состоит из введения, 4-х глав, заключения и 3-х приложений. Основной текст диссертации содержит 259 страниц. Список литературы содержит 184 наименования.
Во введении обоснована актуальность темы диссертации, проведен обзор публикаций по теме исследования, описано краткое содержание работы.
В главе 1 представлен обзор теоретических и технологических основ моделирования задач управления ПТ: ГИС-технологий и высокопроизводительных вычислений, моделей территориальной структуры, статистических методов в гидрологии (§1), моделей экологического риска (§2), моделей управления проектами (§3).
В главе 2 представлены модели и алгоритмы, входящие в состав разработанного метода управления структурой ПТ. В §1 общая задача стратегического управления ПТ сформулирована как задача условной оптимизации ее СПХ-потенциалов. Для снижения неопределенности и алгоритмической сложности задачи разработан комплекс моделей, позволяющей свести ее к задаче управления К-структурой ПТ.
Первая модель - модель корпуса карт моделирования затоплений (ККМЗ) (§2). Вторая - регрессионная модель депрессии зарегулированного русла (§3). Третья модель - модель адаптивного зонирования пойменной территории (структура Г2, §4), используемого при решении задачи управления. Четвертая -модель К-структуры ПТ как суперпозиции Ф- и Г-структур (§5). Пятая -регрессионная модель динамики Г1-структуры (§6), построенная на основе статистического анализа гидрографов весенних попусков ВГЭС 1961-2022 гг. и моделей §2-4.
В §7 задача управления трансформирована в задачу поиска целевой квазистабильной проектной 24-элементной структуры, удовлетворяющей условиям социохозяйственной безопасности и устойчивого затопления биотопа пойменной экосистемы. В §8 представлен алгоритм численного решения частной задачи - оптимизации ГТ-проектов, включающий в себя эвристический алгоритм «доноры-акцепторы» и алгоритм динамического программирования. В §9 даны описания второй части задачи из §7 главы 2 - задачи проектирования оптимального механизма управления СХ-освоением ПТ и оптимального механизма софинансирования ГТ-проектов.
В главе 3 представлены результаты решения задачи из §7 главы 2 для территории ВАП. В §1 представлены результаты анализа состояния Волго-Ахтубинская поймы и вариантов его стабилизации. В §2 описан построенный ККМЗ ВАП в период весенних попусков Волжской ГЭС. В §3 представлены цифровые карты ряда построенных территориальных структур ВАП, а также описан численный алгоритм быстрого поиска приближенной карты устойчивого затопления картами ККМЗ и результаты его реализации для ВАП. В §4 представлены результаты моделирования динамики К-структуры ВАП. В §5 представлены результаты поиска оптимальных параметров проекта стабилизации устойчиво затапливаемой территории ВАП. В §6 представлены результаты имитационного моделирования оптимального процесса социохозяйственного освоения ВАП. В §7 - результаты решения задачи поиска оптимального ГТ-проекта с механизмом его софинансирования на территории ВАП.
В главе 4 приведены описания программного комплекса и базы данных, содержащей построенные цифровые карты ретроспективных, современных, прогнозных и проектных К-структур ВАП.
Похожие диссертационные работы по специальности «Другие cпециальности», 00.00.00 шифр ВАК
Водный режим пойм равнинных рек на примере Волжского бассейна2013 год, кандидат наук Нестеренко, Дмитрий Павлович
Динамика поверхностных вод на территории Волго-Ахтубинской поймы на основе численного моделирования2013 год, кандидат физико-математических наук Писарев, Андрей Владимирович
Природно-географические основы оптимизации произрастания и воспроизводства лесов в поймах рек юго-востока Русской равнины2004 год, доктор географических наук Максимов, Алексей Николаевич
Динамика изменений почвенно-растительного покрова северной части Волго-Ахтубинской поймы2011 год, кандидат географических наук Шарова, Ирина Сергеевна
Совершенствование методов и технологий прикладного численного моделирования в гидравлике открытых потоков2005 год, доктор технических наук Беликов, Виталий Васильевич
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Исаева Инесса Игоревна, 2024 год
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Авдеева, З.К. Эвристический метод концептуальной структуризации знаний при формализации слабоструктурированных ситуаций на основе когнитивных карт / З.К. Авдеева, С.В. Коврига // Управление большими системами. Выпуск 31. - М.: ИПУ РАН, 2010. - С. 5 - 35.
2. Александровский, А.Ю. Влияние русловых деформаций в нижнем бьефе на условия работы энергетического оборудования ГЭС / А.Ю. Александровский, Б.И. Силаев, В.В. Чуканов // Гидротехническое строительство. -2002. - № 11. - С. 20-23.
3. Анализ экологических последствий эксплуатации Волгоградского водохранилища для сохранения биоразнообразия основных водно-болотных территорий Нижней Волги / И.В. Землянов, О.В. Горелиц, А.Е. Павловский и др. // Отчет о НИР ФГУ «ГОИН». - М.: 2010. - 675 с.
4. 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. Управление в медико-биологических и экологических системах: сб. трудов. - М., 2014. - Вып. 52. - С. 133-147.
5. Архипова, О.А. ГИС "Экологическая изученность южных морей России" на технологической платформе ARCGIS ONLINE / О.А. Архипова // ГЕОИНФОРМАТИКА. - 2014. - № 3. - С. 2-9.
6. Асарин, А.Е. Русловые деформации в нижнем бьефе Волгоградского гидроузла и возможности их ограничения / А.Е. Асарин, К.В. Ткачев // Гидротехническое строительство. - 2014. - № 12. - С. 54-58.
7. Бакланов, П.Я. Пространственные структуры природопользования в региональном развитии / П.Я. Бакланов // География и природные ресурсы. - 2019. - № 1. - С. 5-13.
8. Барышников, Н.Б. Морфология, гидрология и гидравлика пойм / Н.Б. Барышников. - Л.: Гидрометеоиздат, 1984. - 280 с.
9. Беркович, К.М. Экологическое русловедение / К.М. Беркович, Р.С. Чалов, А.В. Чернов. - М.: ГЕОС, 2000. - 332 с.
10. Болгов, М.В. Водные проблемы нижней Волги: основные факторы и компенсирующие мероприятия / М.В. Болгов, А.И. Беляев // Известия РАН. Серия географическая. - 2023. - Т. 87, № 6. - С. 862-874.
11. Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов. — М. : Большая российская энциклопедия, 2004-2017.
12. Буланов, Е.П. Понижение кривой расходов в нижнем бьефе Волжской ГЭС, связанное с общими размывами русла // XV пленарное межвузовское координационное совещание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов: Тез. докл. - Волгоград, 2000. - С.71-73.
13. Бурков, В.Н. Как управлять проектами / В.Н. Бурков, Д.А. Новиков. -М.: Синтег, 1997. - 190 с.
14. Бурков, В.Н. Механизмы управления эколого-экономическими системами / В.Н. Бурков, Д.А. Новиков, А.В. Щепкин / под ред. Академика С.Н. Васильева. - М.: Изд-во физико-математической литературы, 2008. - 244 с.
15. Буряк, Ж.А. Геоинформационное моделирование пространственно-временной изменчивости агроклиматических условий / Ж. А. Буряк, Э. А. Терехин // Региональные геосистемы. - 2020. - Т. 44, № 3. - С. 333-342.
16. Васильченко, А.А. Имитационное моделирование гидротехнических проектов на пойменных территориях : дис. ... канд. техн. наук : 05.13.18 / А.А. Васильченко. - Волгоград, 2018. - 276 с.
17. 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: сб. тр. участников трудов Международной научно-практической конференции (Воронеж, 18-20 декабря 2017 г.) - Воронеж, 2017. - С. 1601-1608.
18. Векслер, А.Б. Переформирование русла в нижних бьефах крупных электростанций / А.Б. Векслер, В.М. Доненберг. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 216 с.
19. Веременюк, В.В. Моделирование процесса изменения уровней в каскаде из двух русловых водохранилищ при пропуске половодья / В.В. Веременюк, В.В. Ивашечкин, О.В. Немеровец // Наука и техника. - 2019. -Т. 18. -№ 2. -С. 146-154.
20. Водно-экологические проблемы Волго-Ахтубинской поймы / М.В. Болгов [и др.] // Экосистемы: экология и динамика. - 2017. - Т. 1, № 3. - С. 15-37.
21. Воронин, А.А. Модель оценки ущерба в слабоустойчивых социоприродохозяйственных системах / А.А. Воронин, С.Е. Гребенюк // Управление большими системами (УБС'2016): материалы XIII Всероссийской школы-конференции молодых ученых / под ред. Новикова Д.А., Засканова В.Г. -Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, Самарский университет, 2016. - С. 300-311.
22. Вяткин, В.Н. Комплексный подход к оценке и классификации финансовых рисков: формула и таксономия рисков / В.Н. Вяткин, А.Ю. Казак // Вестник УрФУ. Серия экономика и управление. - 2012. - № 4. - С. 127-141.
23. Грекусис, Дж. Методы и практика пространственного анализа. Описание, исследование и объяснение с использованием ГИС / пер. с анг. А. Н. Киселева. - М.: ДМК Пресс, 2021. - 500 с.
24. Горелиц, О.В. Современный механизм заливания территории ВолгоАхтубинской поймы в период половодий (в пределах Волгоградской области) / О.В. Горелиц, И.В. Землянов // Научный потенциал регионов на службу модернизации. - 2013. - № 2 (5). - С. 9-18.
25. Губко, М.В. Теория игр в управлении организационными системами / М.В. Губко, Д.А.Новиков. - 2-е изд. - М.: ООО НПО Синтег, 2005. - 138 с.
26. ГОСТ Р 14.09-2005. Руководство по оценке риска в области экологического менеджмента [Текст]. - Введ. 2007-01-01. - М.: Стандартинформ, 2010. - 41 с.
27. ГОСТ Р 51897-2002. Менеджмент риска. Термины и определения [Текст]. - Введ. 2003-01-01. - М.: Госстандарт России, 2002. - 12 с.
28. Дружинин, В.С. Методы статистической обработки гидрометеорологической информации. Учебное пособие. Направление «Гидрометеорология». Специальность «Гидрология» / В.С. Дружинин, А.В. Сикан. - СПб : изд. РГГМУ, 2001. - 174 с.
29. Дмитриев, В.Г. К вопросу о понятии экологического риска. Аналитический обзор публикаций // Арктика и Север. - 2013. - № 13. - С. 168-188.
30. Дмитриев, В.Г. Оценка экологического риска. Аналитический обзор публикаций // Арктика и Север. - 2014. - № 14. - С. 126-148.
31. Дубинко К.Е. : маг. дисс. 01.04.02 / Дубинко К.Е. - Волгоград, 2019.
32. Дьяконова, Т.А. Метод оценки эффективного коэффициента шероховатости в меандрированных руслах на основе численного моделирования // Математическая физика и компьютерное моделирование. - 2018. - Т. 21. - С. 6469.
33. Еленевский, Р.А. Вопросы изучения и освоения пойм / Р.А. Еленевский. - Москва : Изд-во Всес. акад. с.-х. наук им. В. И. Ленина, 1936. - 100 с.
34. Злотина, Л.В. Устойчивость пойм рек ЕТР к антропогенным нагрузкам / Л.В. Злотина, В.В. Иванов // Проблемы оценки экологической напряженности Европейской территории России: факторы, районирование, последствия. - М.: МГУ, 1996. - С. 101-107.
35. 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. - 2008. - Вып. 16. - С. 224-242.
36. Имитационные модели динамики поверхностных вод с использованием данных дистанционного зондирования: влияние рельефа местности / А.А. Воронин, М.В. Елисеева, А.В. Писарев и др. // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. - 2012. - № 3 (19). - С. 54-62.
37. Исаева И.И. Проектирование механизмов софинансирования гидротехнических проектов на пойменных территориях: маг. дисс. 01.04.02 / Исаева И.И. - Волгоград, 2019. - 106 с.
38. Искаков, М.Б. Равновесие, сдерживаемое контругрозами, и сложное равновесие в безопасных стратегиях / М.Б. Искаков, А.Б. Искаков // Управление большими системами. - 2014. - Вып. 51. - С. 130-157.
39. Искаков, М.Б. Равновесия в угрозах и контругрозах в некооперативных играх // Управление большими системами. - 2006. - Вып. 15. - С. 147-166.
40. Квасов, П.А. Новые подходы к стратегии строительства противопаводковых сооружений / П.А. Квасов // Символ науки: международный научный журнал. - 2015. - № 12-1. - С. 49-53.
41. Любимова, Т.В. Динамика изменения уровня подземных вод в зоне грунтовых плотин / Т.В. Любимова, А.А. Латыш // Геология, география и глобальная энергия. - 2020. - № 4 (79). - С. 84-88.
42. Мажбиц, Г.Л. Изменение положения кривой связи расходов и уровней воды и русловые процессы в нижнем бьефе Волжской ГЭС / Г.Л. Мажбиц, Е.П. Буланов // В сб.: Водные ресурсы Волги: настоящее, будущее, проблемы 99 управления. - Астрахань: Издательство АГУ, 2008. - С. 232-240.
43. Марков, Е.С. Мелиорация пойм нечерноземной зоны / Е.С. Марков. -М.: Колос, 1973. - 320 с.
44. Медведева, С.А. Экологический риск. Общие понятия, методы оценки // XXI век. Техносферная безопасность. - 2016. - Т.1, №1(1). - С. 67-81.
45. Методические рекомендации по определению расчетных гидрологических характеристик при отсутствии данных гидрометрических наблюдений / А.В. Рождественский, А.Г. Лобанова, Г.А. Плиткин [и др.]. - Санкт-Петербург : изд-во Нестор-История, 2009. - 193 с.
46. Мозжерин, В.И. Геоморфология и гидрологический режим островов / В.И. Мозжерин, А.В. Чернов // Экологические системы островов 34 Куйбышевского водохранилища. Казанский район переменного подпора. - Казань : издательство ФЭН, 2002. - С. 7-29.
47. Модели и механизмы эколого-экономического управления слабоустойчивыми социоприродохозяйственными системами / А.А Воронин [и др.] ; под ред. Воронина А.А. - Волгоград : Изд-во: ООО "Консалтинговое агентство". - 2015. - 448 с.
48. Наумова, Т.В. Повышение эффективности эксплуатационных мероприятий по снижению захвата наносов в водозаборы оросительных систем / Т.В. Наумова, А.М. Кушер, И.Ф. Пикалова // Вестник МГСУ. - 2019. - Т. 14. - № 9 (132). - С. 1167-1179.
49. Некрасова, М.А. Модели и методы принятия решений в управлении эколого-экономическими системами : монография / М.А. Некрасова. - Москва : Изд-во Российского университета дружбы народов, 2017. - 176 с.
50. Новиков, Д.А. Обобщенные решения задач стимулирования в активных системах / Д.А. Новиков. - М.: ИПУ РАН, 1998. - 68 с.
51. Новиков, Д.А. Теория управления организационными системами. -3-е изд. - М.: Издательство физико-математической литературы, 2012. - 604с.
52. Петров, И.Б. Обь-Иртышская пойма (типизация и качественная оценка земель) / Отв. ред. Л.Н. Ивановский, Г.В. Бачурин. - Новосибирск : Наука. Сиб. отд-ние, 1979. - 136 с.
53. Писарев, В.С. Классификация справочно-картографических ГИС. Общие понятия / В.С. Писарев // ГЕО-Сибирь-2006. Т. 1. Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия. Часть 1: сб. материалов II Междунар. науч. конгресса «ГЕО-Сибирь-2006». - Новосибирск: СГГА, 2006. - С. 146-148.
54. Позаченюк, Е.А. Территориальное планирование. Учебное пособие / Е.А. Позаченюк. - Таврический национальный университет им. В.И. Вернадского, Симферополь, 2006. - 182 с.
55. Преснякова, А.Н. Исследование динамики затопления территории Волго-Ахтубинской поймы по данным космического мониторинга / А.Н. Преснякова, А.В. Писарев, С.С. Храпов // Математическая физика и компьютерное моделирование. - 2017. - № 1(38). - С. 66-74.
56. Проектирование системы эколого-экономического управления территорией Волго-Ахтубинской поймы на основе гидродинамического и геоинформационного моделирования / А.А. Воронин [и др.] // Управление большими системами. - 2015. - Вып. 55. - С. 79-102.
57. Рождественский А.В. Статистические методы в гидрологии / А.В. Рождественский, А.И. Чеботарев. - Ленинград : Гидрометеоиздат, 1974. - 421 с.
58. Руководство по гидрологическим прогнозам. Вып. 1. Долгосрочные прогнозы элементов водного режима рек и водохранилищ / Е.Г. Попов, Е.П. Чемеренко, А.И, Афанасьев [и др.]; под ред. Е.Г. Попова. - Ленинград : Гидрометеоиздат, 1989. - 358 с.
59. Руководство по гидрологической практике. Том II. Управление водными ресурсами и практика применения гидрологических методов. - 6-е изд. -Швейцария : Всемирная метеорологическая организация, 2012. - 324 с.
60. Рычагов Г.И. История формирования палеодельт Нижней Волги / Г.И. Рычагов, В.Н. Коротаев, А.В. Чернов // Геоморфология. - 2010. - №3. - С. 73-80. -DOI : https://doi.org/10.15356/0435-4281-2010-3-73-80.
61. Сикан А.В. Вероятностные распределения в гидрологии. Специальные главы теории и практики гидрологических расчетов / А.В. Сикан. - Санкт-Петербург : РГГМУ, 2020. - 286 с.
62. Социально-экономическая география: понятия и термины. Словарь-справочник / Отв. ред. А.П. Горкин. - Смоленск: Ойкумена, 2013. - 328 с.
63. Стефанишин, Д.В. Управление рисками от паводков на плотинах и затапливаемых территориях при стохастической неопределенности максимального речного стока / Д.В. Стефанишин // Известия Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники им. Б.Е. Веденеева. - 2007. - Т. 249. -С. 78-85.
64. Сурков, В.В. Динамика пойменных ландшафтов Верхней и Средней Оби / В.В. Сурков. - М., 1999. - 254 с.
65. Типовые решения в управлении проектами / Д.К. Васильев [и др.] - М.: ИПУ РАН, 2003. - 75 с.
66. Угольницкий, Г.А. Управление устойчивым развитием активных систем : монография. - Ростов-на-Дону : Изд-во Южного федерального университета, 2016. - 940 с.
67. Угольницкий, Г.А. Управление эколого-экономическими системами. -М.: Вузовская книга, 2004. - 132 с.
68. Фалеев, М.И. Оценка опасностей и угроз, обусловленных катастрофическими наводнениями, и предложения по защите населения и территорий от них / М.И. Фалеев, Г.С. Черных, А.С. Старостин // Стратегия гражданской защиты: проблемы и исследования. - 2014. - Т. 4. - № 2 (7). - С. 1832.
69. 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 // Вычислительные методы и программирование: новые вычислительные технологии. - 2011. - Т. 12, № 1. - С. 282-297.
70. Храпов, С.С. Численное моделирование гидродинамических аварий: размыв дамб и затопление территорий // Вестник Санкт-Петербургского университета. Математика. Механика. Астрономия. - 2023. - Т. 10, № 2. - С. 357373.
71. Храпов, С.С. Численное моделирование самосогласованной динамики поверхностных вод, влекомых и взвешенных наносов: II. Исследование поперечных деформаций русла и перераспределения расходов воды по рукавам р. Волги при промышленной добыче песка / С.С. Храпов // Математическая физика и компьютерное моделирование. — 2022. — Т. 25, № 4. — С 52-65. — DOI: https://doi.org/10.15688/mpcm.jvolsu.2022.4.5.
72. Храпов, С.С. Численное моделирование самосогласованной динамики поверхностных и грунтовых вод / С.С. Храпов // Математическая физика и компьютерное моделирование. — 2021. — Т. 24, № 3. — С 45-62. — DOI: https://doi.org/10.15688/mpcm.jvolsu.2021.3.5.
73. Чалов, Р.С. Геоморфологическая классификация пойм равнинных рек / Р.С. Чалов, А.В. Чернов // Геоморфология. - 1985. - № 3. - С. 3-11.
74. Чернов, А.В. О типизациях и классификациях речных пойм и пойменных процессов // Пойма и пойменные процессы. - 2006. - С. 12-30.
75. Численное моделирование самосогласованной динамики поверхностных вод, влекомых и взвешенных наносов: I. Влияние промышленной добычи песка на безопасность судоходства в русле р. Волга / С.С. Храпов, Е.О. Агафонникова, А.Ю. Кликунова, В.П. Радченко, Е.В. Баскаков, Е.С. Савин, И.С. Маковеев, Н.С. Храпов // Математическая физика и компьютерное моделирование. — 2022. — Т. 25, № 3. — C. 31-57. — DOI: https://doi.Org/10.15688/mpcm.jvolsu.2022.3.3.
76. Швыряев, А.А. Оценка риска от систематического загрязнения атмосфера в исследуемом регионе: Методические указания к задаче практикума / А.А. Швыряев, В.В. Меньшиков. - М.: Изд- во Химич. фак. Моск. ун-та, 2002. - 41 с.
77. Шевандрин, А.В. Особенности социально-экономического развития социохозяйственных слабоустойчивых природных систем (на примере Волго-Ахтубинской поймы) / А.В, Шевандрин, Е.А. Петрова, А.А. Воронин // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - №6.
78. Шмаль, А.Г. Факторы экологической опасности и экологические риски. - Бронницы: МП «ИКЦ БНТВ», 2010. - 192 с.
79. Яценко, Е.С. Оценка последствий гидродинамической аварии на склюихинском водохранилище по имитационным параметрам волны прорыва плотины / Е.С. Яценко, Д.А. Анисимова // Известия Алтайского государственного университета. - 2014. - № 3-2 (83). - С. 140-143.
80. Гидрограф Волжской ГЭС. URL: http : //hgraph. ru/vol ge s (Дата обращения 02.05.2023).
81. Карта информатизации бизнеса - Геоинформационные системы [Электронный ресурс] // TADVISER.RU: Государство. Бизнес. Технологии. URL: https://www.tadviser.ru/index.php/ГИС - Геоинформационные системы (Дата обращения: 03.02.2024).
82. Постановление Главы Администрации Волгоградской области № 389-п от 22.07.2016 (ред. от 24.07.2017) «Об утверждении положения о природном парке «Волго-Ахтубинская пойма»» [Электронный ресурс]: URL: http://docs.cntd.ru/document/441604043 (Дата обращения: 18.02.2023).
83. Программный комплекс ЭКОГИС [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://telenovo.ru/wp-content/uploads/2019/06/GEOMIT.pdf (Дата обращения: 05.04.2024).
84. Федеральный закон «Об охране окружающей среды» от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ (ред. от 29.07.2018) / Принят Госдумой РФ 20 декабря 2001 г., одобрен Советом Федерации 26 декабря 2001 г. URL: http://www.consultant.ru/document/cons doc LAW 34823/ (Дата обращения 07.05.2023).
85. A 2000-year documentary record of levee breaches on the lower Yellow River and their relationship with climate changes and human activities / W.-J. Li, S.-Y. Yu, J. Pan [et. al] // Holocene. - 2021. - Vol.31. - P. 333-345.
86. A Decision Support System for irrigation water allocation along the middle reaches of the Heihe River Basin, Northwest China / Y. Ge, et al. // Environmental Modelling & Software. - 2013. - Vol. 47. - P. 182-192.
87. Agafonnikova, E.O. A computer simulation of the Volga river hydrological regime: a problem of water-retaining dam optimal location / E.O. Agafonnikova, A.Yu. Klikunova, A.V. Khoperskov // Bull. of the South Ural State Univers., Series Math. Modelling, Programming and Comp. Soft. - 2017. - Vol. 10. - P. 148-155.
88. Al-Quraishi, A.K. Connecting changes in Euphrates River flow to hydropattern of the Western Mesopotamian Marshes / A.K. Al-Quraishi, D.A. Kaplan // Science of The Total Environment. - 2021. - Vol. 768:144445. - DOI : http: //dx.doi. org/ 10.1016/j. scitotenv.2020.144445.
89. A Modeling Assessment of Large-Scale Hydrologic Alteration in South American Pantanal Due to Upstream Dam Operation / P.F. Jardim, M.M.M. Melo, L.D.C. Ribeiro[et al.] // Frontiers in Environmental Science. - 2020. - Vol. 8. - Art. ID 567450. - DOI: 10.3389/fenvs.2020.567450.
90. Assessment of the effects of multiple extreme floods on flow and transport processes under competing flood protection and environmental management strategies / T. Tu, K.J. Carr, A. Ercan [et. al] // Science of The Total Environment. - 2017. - Vol. 607-608. - P. 613-622. - DOI : https://doi.org/10.1016/i.scitotenv.2017.06.271
91. Assessment of the impact of riverbeds depth in the northern part of the Volga-Akhtuba floodplain on the dynamics of its flooding / A. Vasilchenko, et. al. // Intern. J. Pure and Applied Math. - 2016. - No. 110. - P. 183-192.
92. Conesa-García, C. Bed stability variations after check dam construction in torrential channels (South-East Spain) / C. Conesa-García, F. López-Bermúdez, R. García-Lorenzo // Earth Surface Processes and Landforms. - 2007. - Vol. 32 (14). - P. 2165-2184. - DOI: 10.1002/esp.1521.
93. Coupling Biophysical Processes and Water Rights to Simulate Spatially Distributed Water Use in an Intensively Managed Hydrologic System / B. Han, S.G. Benner, J.P. Bolte [et al.] // Hydrol. Earth Syst. Sci. - 2017. - Vol. 21. - P. 3671-3685.
94. Davidson, N.C. How much wetland has the world lost? Long-term and recent trends in global wetland area / N.C. Davidson // Marine and Freshwater Research. - 2014. - Vol. 65. - P. 934-941. - DOI : http://dx.doi.org/10.1071/MF14173.
95. Decision Support System for Water and Environmental Resources in the Connecticut River Basin / David W. Julian, et al. // Journal of Water Resources Planning and Management. - 2015. - Vol. 142, No.1, 04015038. - P. 1-16.
96. Decision support systems in water resources in the demarcated region of Douro - case study in Pinhao river basin, Portugal / L.F.S. Fernandes, et al. // Water and Environment Journal. - 2014. - Vol. 28. - P. 350-357.
97. Degradation of floodplain integrity within the contiguous United States Degradation of floodplain integrity within the contiguous United States / R. Ryan, S. Kira, A. Ryan, [et al.] // COMMUNICATIONS EARTH and ENVIRONMENT. - 2023. -https://doi.org/10.1038/s43247-023-00877-4.
98. Designing water-saving-ecological check dam sites by a system optimization model in a region of the loess plateau, Northwest China / Y. Gao, L.Yang,
Y. Song [et al.] // Ecological Informatics. - 2022. - Vol. 72, No. 101887. - DOI: https://doi.org/10.1016/iecoinf.2022.101887.
99. Determination of the Manning roughness coefficient influenced by vegetation in the river Aa and Biebrza river / L. De Doncker, P. Troch, R. Verhoeven [et al.] // Environ. Fluid Mech. - 2009. - Vol. 9. - P. 549-567. - DOI : https://doi.org/10.1007/s10652-009-9149-0 .
100. Development and evaluation of multiple objective decision making methods for watershed management planning / F. Lam, et al. // Journal of the American Water Resources Association. - 2002. - Vol. 38, No. 2. - P. 517-529.
101. 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. - Vol. 687. - P. 132145.
102. Effect of check dams on runoff, sediment yield, and retention on small semiarid watersheds / V.O. Polyakov, M.H. Nichols, M.P. McClaran [et al.] // Journal of Soil and Water Conservation. - 2014 - Vol. 69, No. 5. - P. 414-421. - DOI: doi: 10.2489/jswc.69.5.414.
103. Effects of check dams on runoff characteristics along gully reaches, the case of Northern Ethiopia / G. Etefa, F. Amaury, Z. Amanuel [et al.] // Journal of Hydrology. - 2017. - Vol. 545. - P. 299-309. - DOI: 10.1016/j.jhydrol.2016.12.019.
104. Effects of soil and water conservation measures on sediment delivery processes in a hilly and gully watershed / Z. Yi, M. Xiangdong, W. Bing [et al.] // Journal of Hydrology. - 2023. - Vol. 616. - P. 128804. - DOI: https://doi.org/10.1016/Mhydrol.2022.128804.
105. Effects of the Check Dam System on Water Redistribution in the Chinese / L. Plateau, J. Huang, O. Hinokidani [et al.] // Journal of hydrologic engineering asce. -2013. - Vol. 18. - No. 18. - P. 929-940. - DOI: 10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0000689.
106. Evaluating the effects of check dams on channel geometry, bed sediment size and riparian vegetation in Mediterranean mountain torrents / D. Zema, G. Bombino,
P. Denisi // Science of the Total Environment. - 2018. - Vol. 642. - P. 327-340. - DOI: https://doi.org/10.10167j.scitotenv.2018.06.035, 0048-9697.
107. Gil-García, L. To dam or not to dam? Actionable socio-hydrology modeling to inform robust adaptation to water scarcity and water extremes / L. Gil-García, H. Gonzalez-Lopez, C. Dionisio Perez-Blanco // Environmental Science and Policy. 2023. - Vol. 144. - P. 74-87. - DOI: 10.1016/j.envsci.2023.03.012.
108. Guidance for Ecological Risk Assessment: Levels I, II, III, IV. Final / Oregon Department of Environmental Quality. - 1998. - 88 p.
109. Hayes, K.R. Uncertainty and Uncertainty Analysis Methods. Final report for the Australian Centre of Excellence for Risk Analysis (ACERA) / CSIRO Division of Mathematics, Informatics and Statistics. - Hobart, Australia - 2011. - 130 p.
110. Hydrologic Response of Streams Restored with Check Dams in the Chiricahua Mountains / L. M. Norman, F. Brinkerhoff, E. Gwilliam [et al.] // River Research and Applications 32(4). - 2015. - P. 519-527. - DOI: 10.1002/rra.2895.
111. Influence of check dams on flood hydrology across varying stages of their lifespan in a highly erodible Catchment / S. Yuan, Z. Li, L. Chen [et al.] // Loess Plateau of China. - 2022. - CATENA. - Vol. 210. - P. 105864. - DOI: https://doi.org/10.1016/j.catena.2021.105864.
112. Intelligent Decision Support System for River Floodplain Management / P. Wriggers, M. Kultsova, A. Kapysh, A. Kultsov, I. Zhukova // Communications in Computer and Information Science. — 2014. — Vol. 466. — P. 195-213. — DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-11854-3 18.
113. Joint impacts of dams and floodplain on the rainfall-induced extreme flood in the Changjiang (Yangtze) River / R. Tang, Z. Dai, X. Mei, Y. Lou // Journal of Hydrology. - 2023. - DOI: 10.1016/j.jhydrol.2023.130428.
114. Kingsford, R.T. Ecological impacts of dams, water diversions and river management on floodplain wetlands in Australia / R.T. Kingsford // Austral Ecology. -2000. - Vol. 25, iss. 2. - P. 109-127. - DOI: https://doi.org/10.1046/j.1442-9993.2000.01036.x.
115. Khoperskov, A.A numerical simulation of the shallow water flow on a complex topography / A. Khoperskov, S. Khrapov // Numerical Simulations in Engineering and Science / Edited by Srinivasa Rao, InTechOpen. - P. 237-254.
116. Khrapov, S.S. Application of Graphics Processing Units for Self-Consistent Modelling of Shallow Water Dynamics and Sediment Transport / S.S. Khrapov, A.V. Khoperskov // Lobachevskii Journal of Mathematics. -2020. - Vol. 41, no. 8. - P. 14751484.
117. Klikunova, A.Yu. Creation of Digital Elevation Models for River Floodplains / A.Yu. Klikunova, A.V. Khoperskov // CEUR Workshop Proceedings. -2019. - Vol. 2391. - P. 275-284.
118. Klikunova, A.Yu. Numerical hydrodynamic model of the Lower Volga / A.Yu. Klikunova, A.V. Khoperskov // Journal of Physics: Conference Series. - 2018. -Vol. 1128, 012087. - P. 1-6.
119. Long-Term Deposition of Fine Sediments in Vienna's Danube Floodplain before and after Channelization / S. Hohensinner, S. Grupe, G. Klasz, T. Payer // Geomorphology. - 2022. - Vol. 398. - Art. ID 108038. - DOI: https://doi.org/10.1016/igeomorph.2021.108038.
120. Long-term human-generated alterations of Tagus River: Effects of hydrological regulation and land-use changes in distinct river zones / M.R. Fernandes, F.C. Aguiar, M.J. Martins [et. al] // Catena. - 2020. - Vol. 188:104466. - DOI : https://doi.org/10.1016/icatena.2020.104466.
121. Mack, M.G. The rivers of civilization / M.G. Mack, J. Lewin // Quaternary Science Reviews. - 2015. - Vol. 114. - P. 228-244.
122. Manson, G.C. A genetic classification of floodplains / G.C. Manson, J.C. Croke // Geomorphology. - 1992. - Vol.4, no. 6. - P. 459-486.
123. Modi, A.A hydro-bio-geomorphic framework for sustainable river-floodplain management / A. Modi, V. Kapoor, V. Tar // Science of The Total Environment. - 2022. - Vol. 812:151470. - DOI : https://doi.org/10.1016/j .scitotenv.2021.151470.
124. Mulat, K. Future hydrology of the Upper Blue Nile River basin and its impact on the Grand Ethiopian Renaissance Dam water resource system: a review / K. Mulat, A. Tegegne // Hydrological Sciences Journal. - 2023. - DOI: 10.1080/02626667.2023.2179878.
125. Numerical analysis of water budget process of check dam system in small basin on Loess Plateau / J. Huang, Q. Fu, H. Osamu, B. Wang // Nongye Gongcheng Xuebao/Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering. - 2011. Vol. 27. - No. 7. P. 51-57. - D0I:10.3969/j.issn.10 02-6819.2011.07.009.
126. 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, V. Wepener // Water SA. - 2012. - Vol. 38, No. 2. - P. 153-165.
127. Optimization of Dam Operation and Interaction with Groundwater: An Overview Focusing on Greece Citation / D. Karakatsanis, T. Patsialis, K. Kalaitzidou [et al.] // Water 15 (3852). - 2023. - DOI: https://doi.org/10.3390/w15213852.
128. Ougolnitsky, G.A. A System Approach to the Regional Sustainable Management / G.A. Ougolnitsky // Advances in Systems Science and Applications. -2017. - Vol. 17, No. 2. - P. 52-62.
129. Pacini, N. Hydrological characteristics and water resources management in the Nile Basin / N. Pacini, David M. Harper // Ecohydrology & Hydrobiology. - 2016. -Vol. 16, Iss. 4. - P. 242-254. - DOI : https://doi.org/10.1016/j.ecohyd.2016.09.001.
130. Pecos River Decision Support System: Application for Adjudication Settlement and River Operations EIS. / J. McCord, J. C. Carron, B. Liu, S. Rhoton, M. Rocha, T. Stockton // Southern Illinois University Carbondale OpenSIUC. — , 2004.
131. Pollard, S.J.T. Ecological and public health risks: analysis and management // UNESCO Encyclopedia of Life Support Systems (EOLSS). - 2002. - P. 219-235.
132. Post-damming flow regime development in a large lowland river (Volga, Russian federation): implications for floodplain inundation and fisheries / K. Gorski, L.V. van den Bosch, K.E. van de Wolfshaar [et al.] // River Research and Applications. - 2012. - Vol. 28, iss. 8. - P. 1121-1134.
133. Ran, Q. Numerical modelling shows an old check-dam still attenuates flooding and sediment transport / Q. Ran, H. Tang, F. Wang, J. Gao // Earth Surface Processes and Landforms. - 2021. - Vol. 46(4). - P. 1-19. - DOI: 10.1002/esp.5123.
134. Regional Ecological Risk Assessment in the Huai River Watershed during 2010-2015 / Yan Lu, Fen Qin, Zhongbing Chang, Shuming Bao // Sustainability. - 2017.
- Vol. 9, no. 12. - P. 2231.
135. Results of Long-Term Observations on Stationary Transects in the Volga-Akhtuba Floodplain / V.B. Golub, A.V. Chuvashov, V.V. Bondareva [et al.] // Biology Bulletin. - 2020. - Vol. 47. - P. 1309-1317.
136. Rychagov, G.I. History of the Lower Volga paleo-deltas formation / G.I. Rychagov, V.N. Korotaev, A.V. Chernov // Geomorfologiya. - 2010. - No. 3. - P. 7381. - DOI : https://doi.org/10.15356/0435-4281-2010-3-73-80.
137. Scenarios and Indicators for Sustainable Development-Towards A Critical Assessment of Achievements and Challenges : Printed Edition of the Special Issue Published in Sustainability / ed. by Joachim H. Spangenberg. - Basel : Multidisciplinary Digital Publishing Institute, 2019. - 180 pp.
138. Shifts in river-floodplain relationship reveal the impacts of river regulation: A case study of Dongting Lake in China / C. Lu, Y. Jia, L. Jing [et. al] // Journal of Hydrology. - 2018. - Vol.559. - P. 932-941. - DOI : http://dx.doi.org/10.1016/i.ihydrol.2018.03.004.
139. Smith, M.J. Geospatial Analysis. A Comprehensive Guide to Principles / Michael J. de Smith, Michael F. Goodchild, Paul A. Longley. - UK: Winchelsea Press, 2018. - 618 pp.
140. Spatiotemporal variations and underlying mechanism of the floodplain wetlands in the meandering Yellow River in arid and semi-arid regions / X. Ablat, Q. Wang, N. Arkin [et. al] // Ecological Indicators. - 2022. - Vol. 136:108709. - DOI : https://doi.org/10.1016/iecolind.2022.108709.
141. Stochastic Flood Risk Assessment under Climate Change Scenarios for Toronto, Canada Using CAPRA / D. Rincón, J.F. Velandia, I. Tsanis, U.T. Khan // Water.
- 2022. - Vol. 14:227. - DOI : https://doi.org/10.3390/w14020227.
142. System Methodology and Model Tools for Territorial Sustainable Management / G.A. Ougolnitsky, T.Yu. Anopchenko, O.I. Gorbaneva, E.I. Lazareva, A.D. Murzin // Advances in Systems Science and Applications. - 2018. - 18(4). - P. 136150.
143. Tang, H. Impacts of filled check dams with different deployment strategies on the flood and sediment transport processes in a loess plateau catchment / H. Tang, H. Pan, Q. Ran // Water. - 2020. - Vol. 12(5): 1319. - DOI: 10.3390/w12051319.
144. Tardos, Éva Simple Generalized Maximum Flow Algorithms / Éva Tardos, Kevin Wayne // Lecture Notes in Computer Science. - 1998. - Vol. 1412. - P. 310-324.
- DOI: https://doi.org/10.1007/3-540-69346-7 24.
145. Tariq, M.A.U.R. An Evaluation of Risk-Based Agricultural Land-Use Adjustments under a Flood Management Strategy in a Floodplain / M.A.U.R. Tariq, Z. Rajabi, N. Muttil // Hydrology. - 2021. - Vol. 8(1):53. - DOI: 10.3390/hydrology8010053.
146. The Illinois River Decision Support System (ILRDSS), Report Prepared for the: Illinois Department of Natural Resources / D. Misganaw, Y. Guo, H. V. Knapp, N. G. Bhowmik. — Illinois : Illinois State Water Survey, 1999. - 50p.
147. The impact of a check dam on groundwater recharge and sedimentation in an ephemeral stream / H. Djuma, A. Bruggema, C. Camera [et al.] // Water 9 (11): 813.
- 2017. - DOI: 10.3390/w9100813.
148. The Numerical Simulation of Shallow Water: Estimation of the Roughness Coefficient on the Flood Stage / S. Khrapov, A. Pisarev, I. Kobelev [et. al.] // Advances in Mechanical Engineering. - 2013. - Vol. 2013. - Art. ID 787016. - 11 p.
149. The use of check dams for soil restoration at watershed level: A century of history and perspectives / M.E. Lucas-Borja, G. Piton, M. Nichols [et al.] // Science of the Total Environment. - 2019. Vol. 692. - P. 37-38. - DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.07.248.
150. The use of check dams in watershed management projects Examples from around the world / A. Naseer, X. Xiangzhou, E. Manuel [et al.] // Science of the Total Environment. - 2019. - Vol. 676. - P. 683-691. - DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.04.249.
151. Using fuzzy and machine learning iterative optimized models to generate the flood susceptibility maps: case study of Prahova River basin, Romania / R. Costachea, H. Abdoe, A. Mishraf [et al.] // Geomatics, Natural hazards and risk. - 2023. - Vol. 14. -No. 1. - DOI: https://doi.org/10.1080/19475705.2023.2281241.
152. Vegetation Cover Dynamics and Resilience to Climatic and Hydrological Disturbances in Seasonal Floodplain : The Effects of Hydrological Connectivity / Linlu Shi, Yuyu Wang, Yifei Jia [et al.] // Frontiers in Plant Science. - 2017. - Vol. 8. - P. 111.
153. 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 // J. Phys.: Conf. Series. - 2018. - Vol. 973, 012064. - P. 1-10.
154. Weng, S.Q. An integrated scenario-based multi-criteria decision support system for water resources management and planning — A case study in the Haihe River Basin / S.Q. Weng, G.H. Huang, Y.P. Li // Expert Syst. with Applications. — 2010. — Vol. 37. — P. 8242-8254. — DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.eswa.2010.05.061.
155. Wu, C. Modelling Impacts of Environmental Water on Vegetation of a SemiArid Floodplain-Lakes System Using 30-Year Landsat Data / C. Wu, J.A. Webb, M.J. Stewardson // Remote Sens. - 2022. - Vol.14, no. 3. - Art. no. 708.
156. Yazdi, J. Optimal Design of Check Dams in Mountainous Watersheds for Flood Mitigation / J. Yazdi, M. Sabbaghian Moghaddam, B. Saghafian // Water Resources Management. - 2018. - Vol. 32. - P. 4793-4811. - DOI: https://doi.org/10.1007/s11269-018-2084-4.
157. Environmental Risk Assessment - Approaches, Experiences and Information Sources: Environmental issues report No 4. / R. Fairman, et al. // Prepared at Monitoring and Assessment Research Centre, King's College, London. EEA (European Environment Agency) Copenhagen, Denmark. URL: https://www.eea.europa.eu/publications/GH-07-97-595-EN-C2/riskindex.html (Дата обращения: 07. 05.2023).
158. (IMP)3 Policy Options. D 5.2 Final Report /A. Cornaro, et al. // Improving the Implementation of Environmental Impact Assessment. Sixth Framework Programme. - 2006. - 145 p. URL: http://ec.europa.eu/environment/archives/eia/eia-studies-and-reports/pdf/D5_2-IMP3-FinalReport.pdf (Дата обращения: 07. 05.2023).
159. Risk Assessment. D 3.2 Report WP 3 / W. Lexer, et al. // Improving the Implementation of Environmental Impact Assessment. Sixth Framework Programme. -2006. - 245 p. URL: http://www.umweltbundesamt.at/fileadmin/site/umweltthemen/UVP SUP EMAS/IMP/ IMP3-Risk_Assessment.pdf (Дата обращения: 07.05.2023).
Список публикаций Исаевой Инессы Игоревны
1*. Васильченко, А.А. Имитационное моделирование гидротехнических проектов установки дамб в северной части Волго-Ахтубинской поймы / А.А. Васильченко, И.И. Исаева // XIII Всероссийское совещание по проблемам управления ВСПУ-2019. Сборник трудов XIII Всероссийского совещания по проблемам управления ВСПУ-2019. - Москва: Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, 2019. - С. 1599-1603.
2*. Воронин, А.А. Иерархическое управление процессом урбанизации северной части Волго-Ахтубинской поймы / А.А. Воронин, И.И. Исаева // Современные сложные системы управления: материалы XII международной науч-практ. конф. в 2 ч. - Липецк : Изд-во Липецкого госуд. тех. ун-та, 2017. - Ч. 1. - С. 63-67.
3*. Воронин, А.А. Имитационное моделирование и оптимизация проекта размещения паводковых дамб в малых руслах северной части Волго-Ахтубинской поймы / А.А Воронин, К.Е. Дубинко, И.И. Исаева // Актуальные проблемы прикладной математики, информатики и механики : сборник трудов Международной научной конференции. - Воронеж : Изд-во «Научно-исследовательские публикации», 2019. - С. 665-671.
4*. Воронин, А.А. Модели управления проектами в системе с активными агентами / А.А Воронин, И.И. Исаева // Управление большими системами: сборник
трудов XV Всероссийской школы-конференции молодых ученых: в 2 т. / под ред. С.А. Баркалова; ФГБОУ ВО Воронежский государственный технический университет. - Воронеж : Изд-во ВГТУ, 2018. - Т. 1. - С. 165-170.
5*. Воронин, А.А. Модели управления эколого-экономическими проектами в активных системах / А.А Воронин, И.И. Исаева // IX Московская международная конференция по исследованию операций (ORM 2018). Труды. в 2 т. / отв. ред. Ф.И. Ерешко. - Москва : МАКС Пресс, 2018. - Т. 2. - С. 14-17.
6*. Воронин, А.А. Модель управления процессом социохозяйственного освоения пойменных территорий / А.А Воронин, И.И. Исаева // Математическая физика и компьютерное моделирование. - 2023. - Т. 26, № 2. - С. 16-31. - DOI : https://doi.Org/10.15688/mpcm.jvolsu.2023.2.2.
7*. Воронин, А.А. Проектирование системы эколого-экономического управления территориями речных долин / А.А. Воронин, К.Е. Дубинко, И.И. Исаева // Автоматизация в промышленности. - 2019. - № 8. - С. 56-60. - DOI: https://doi.org/10.25728/avtprom.2019.08.12.
8*. Воронин, А.А. Проекты и механизмы эколого-экономического управления пойменными территориями / А.А. Воронин, И.И. Исаева // XIII Всероссийское совещание по проблемам управления ВСПУ-2019. Сборник трудов XIII Всероссийского совещания по проблемам управления ВСПУ-2019. - Москва: Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, 2019. - С. 1604-1608.
9*. Воронин, А.А. Трехуровневая система управления процессом урбанизации Волго-Ахтубинской поймы / А.А. Воронин, И.И. Исаева // Управление большими системами. УБС-2017: материалы XIV Всероссийской школы-конференции молодых ученых. - Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2017. - С. 141-151.
10*. Исаева, И.И. Информационные механизмы управления эколого-экономическими проектами в активных системах / И.И. Исаева // Материалы Научной сессии. Сборник материалов : в 2-х томах / ред. А.Э. Калинина [и др.]. -Волгоград : Изд-во ВолГУ, 2018. - Т. 2. - С. 119-122.
11*. Исаева, И.И. Моделирование долгосрочной паводковой динамики Волго-Ахтубинской поймы / И.И. Исаева // XXIII Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области : тез. докл. - Волгоград : Изд-во ВолГУ, 2019. - С. 31-33.
12*. Исаева, И.И. Модели управления гидротехническими проектами на пойменных территориях с учетом активности ее хозяйствующих субъектов / И.И. Исаева, А.А. Воронин // Математическая физика и компьютерное моделирование. - 2024. - Т. 27, №№ 1. - С. 45-61. - DOI : https://doi.org/10.15688/mpcm.ivolsu.2024.1.4.
13*. Исаева, И.И. Основы проектирования системы эколого-экономического управления развитием пойменных территорий / И.И. Исаева // Управление большими системами. УБС-2021: материалы XVII Всероссийской школы-конференции молодых ученых. - Москва : Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН, 2021. - С. 102-112.
14*. Исаева, И.И. Сравнительный анализ институционального и мотивационного механизмов управления социально-экономическим развитием территории Волго-Ахтубинской поймы на основе междисциплинарного моделирования / И.И. Исаева // XXII Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области : тез. докл. - Волгоград : Изд-во ВолГУ, 2018. - С. 21-23.
15*. Исаева, И.И. Трёхуровневая модель управления процессом урбанизации Волго-Ахтубинской поймы / И.И. Исаева // XXI Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области : тез. докл. -Волгоград : Изд-во ВолГУ, 2017. - С. 24-26.
16*. Программный комплекс для имитационного моделирования гидротехнических проектов на пойменных территориях / А.А. Васильченко, А.А. Воронин, К.Е. Дубинко, И.И. Исаева // Математическая физика и компьютерное моделирование. - 2018. - Т. 21, № 2. - С. 59-74. - DOI : https://doi.Org/10.15688/mpcm.jvolsu.2018.2.5.
17*. Устойчивое развитие пойменных территорий зарегулированных рек. Часть 1. Моделирование динамики комплексной структуры пойменных территорий
/ И.И. Исаева, М.А. Харитонов, А.А. Васильченко и др. // Проблемы управления. -2023. - №6. - С. 42-55. - DOI: http://doi.org/10.25728/pu.2023.6.4.
18*. Устойчивое развитие пойменных территорий зарегулированных рек. Часть 2. Проектирование эффективной системы управления структурой пойменных территорий / И.И. Исаева, М.А. Харитонов, А.А. Васильченко и др. // Проблемы управления. - 2024. - №1. - С. 57-78. - DOI: http://doi.org/10.25728/pu.2024.1.6.
19*. Decision Support System for the Socio-Economic Development of the Northern Part of the Volga-Akhtuba Floodplain (Russia) / I. Isaeva, A. Voronin, A. Khoperskov, et al. // Communications in Computer and Information Science. - 2019. -Vol. 1083. - P. 63-77. - DOI : https://doi.org/10.1007/978-3-030-29743-5 5.
20*. 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. - DOI : https://doi.org/10.1007/978-3-319-65551-2 30.
21*. Isaeva, I. Modeling the Territorial Structure Dynamics of the Northern Part of the Volga-Akhtuba Floodplain / Inessa I. Isaeva, Alexander A. Voronin, Alexander V. Khoperskov, Mikhail A. Kharitonov // Computation. - 2022. - Vol. 10, issue 4. - DOI : https://doi.org/10.3390/computation10040062.
22*. Khoperskov, A. Control model of the floodplain territories structure / A. Khoperskov, A. Voronin, A. Klikunova, I. Isaeva // Advances in Systems Science and Applications. - 2020. - Vol. 20(3). - P. 153-165. - DOI : https://doi.org/10.25728/assa.2020.203.964.
23*. Voronin, A. Control model for hydrologic safety of flooded territories / A. Voronin, M. Kharitonov, A. Vasilchenko, I. Isaeva // Proceedings of 3rd International Conference on Control Systems, Mathematical Modelling, Automation and Energy Efficiency (SUMMA). - Lipezk : Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2021. - P. 344-348. -
DOI : https://doi.org/10.1109/SUMMA53307.2021.9632213.
24*. Voronin, A. Modeling the dynamics of the territorial structure of the northern part of the Volga-Akhtuba floodplain / A.A. Voronin, I.I. Isaeva, A.V. Khoperskov, M.A. Kharitonov // Proceedings of 3rd International Conference on Control Systems, Mathematical Modelling, Automation and Energy Efficiency (SUMMA). -Lipezk : Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2021. - P. 313-318. - DOI : https://doi.org/10.1109/SUMMA53307.2021.9632265.
25*. Voronin, A. Models to Control Volga HES Discharge in Spring / A. Voronin, M. Kharitonov, I. Isaeva // Proceedings of 1st International Conference on Control Systems, Mathematical Modelling, Automation and Energy Efficiency (SUMMA). - Lipezk : Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2019. - DOI : https://doi.org/10.1109/SUMMA48161.2019.8947536.
Приложение А. Экспертные оценки, определенные для видов разрешенного использования территории ВАП
Код Вид разрешенного использования Всего ячеек цифровой карты Функциона льная группа Ценность Характеристи ческая группа
12 Земли под объектами промышленности 2477 Х средняя убывающая
31 Земли, занятые водными объектами, земли водоохранных зон водных объектов, а также земли, выделяемые для установления полос отвода и зон охраны водозаборов, гидротехнических сооружений и иных водохозяйственных сооружений, объектов. 5 СПХ низкая возрастающая
37 Для размещения объектов сельскохозяйственного назначения и сельскохозяйственных угодий 292 ПХ средняя возрастающая
38 Для сельскохозяйственного производства 90914 Х средняя убывающая
39 Для использования в качестве сельскохозяйственных угодий 1309 ПХ средняя возрастающая
43 Для ведения крестьянского (фермерского) хозяйства 17 СХ средняя убывающая
44 Для ведения личного подсобного хозяйства 2250 СХ средняя убывающая
45 Для ведения гражданами садоводства и огородничества 3565 СХ средняя убывающая
58 Для индивидуальной жилой застройки 22819 С высокая убывающая
63 Для иных видов жилой застройки 303 С высокая убывающая
66 Для объектов общественно-делового значения 512 С высокая убывающая
87 Для размещения кладбищ 18 С средняя убывающая
95 Для размещения промышленных объектов 17 Х средняя убывающая
103 Для размещения иных сооружений промышленности 17 Х средняя убывающая
132 Для размещения автомобильных дорог и их конструктивных элементов 214 СХ средняя убывающая
135 Для размещения дорожных сооружений 140 СХ средняя убывающая
150 Для размещения газопроводов 35 Х средняя убывающая
171 Для размещения военных организаций, учреждений и других объектов 148 С высокая убывающая
Код Вид разрешенного использования Всего ячеек цифровой карты Функциона льная группа Ценность Характеристи ческая группа
186 Для размещения иных объектов промышленности, энергетики, транспорта, связи, радиовещания, телевидения, информатики, обеспечения космической деятельности, обороны, безопасности и иного специального назначения 41 Х высокая убывающая
187 Для размещения особо охраняемых историко-культурных и природных объектов (территорий) 5711 СП высокая возрастающая
189 Для размещения государственных природных заповедников (в том числе биосферных) 9 СП высокая возрастающая
195 Для размещения объектов санаторного и курортного назначения 35 СП высокая константа
200 Для размещения объектов (территорий) рекреационного назначения 935 СП средняя константа
203 Для размещения туристических баз, стационарных и палаточных туристско-оздоровительных лагерей, домов рыболова и охотника, детских туристических станций 1029 С высокая убывающая
205 Для размещения лесопарков 29 СП средняя константа
207 Для размещения детских и спортивных лагерей 364 С высокая убывающая
214 Для размещения иных особо охраняемых историко-культурных и природных объектов (территорий) 29663 СП высокая возрастающая
215 Для размещения объектов лесного фонда 107481 П высокая константа
216 Для размещения лесной растительности 121 П средняя константа
219 Для размещения объектов водного фонда 3727 П низкая возрастающая
220 Под водными объектами 19 П низкая возрастающая
221 Для размещения гидротехнических сооружений 39 Х низкая убывающая
222 Для размещения иных сооружений, расположенных на водных объектах 5 Х низкая убывающая
224 Для эксплуатации очистных сооружений 166 X низкая убывающая
8888 Нет кадастрового участка 120340 Не определено низкая константа
Приложение Б. Цифровые карты территориальных структур ВАП и другие иллюстративные материалы
Рисунок Б.1 - Серия карт затопления ККМЗ для Q = 18 000 м3/с
Рисунок Б.2 - Серия карт затопления ККМЗ для Q = 20 000 м3/с
Рисунок Б.4 - Серия карт затопления ККМЗ для Q = 24 000 м3/с
Рисунок Б.5 - Серия карт затопления ККМЗ для Q = 26 000 м3/с
(16000;6) КЗ (17000;7)
(17000;7) КЗ (18000;8)
(18000;8) КЗ (19000;9)
(19000;9) КЗ (20000;10)
(20000;10) КЗ (21000;11)
(21000;11) КЗ (22000;12)
(22000;12) УБ (23000;13) (23000;13) УБ (24000;14) (24000;14) УБ (25000;15)
(25000;15) УБ (26000;16) (26000;16) УБ (27000;17) (27000;17) УБ (28000;18)
(28000;18) УБ (29000;19) (29000;19) УБ (30000;20)
Рисунок Б.6 - Сравнение характера затопления для соседних карт ККМЗ. Голубым отмечено затопление, общее для 1 и 2 карт. Для разницы затоплений на 1 и 2 карте
(карта 1 вложена в карту 2): светло-зеленым отмечено появление затопления экологических территорий с индексом 1; зеленым отмечено появление затопления экологических территорий с индексом 2; розовым отмечено появление затопления социохозяйственных территорий с индексом 1 ; красным отмечено появление затопления социохозяйственных территорий с индексом 2
Ti-структура
Рисунок Б.7 - Результаты подбора бета функции распределения ^-структуры с учетом вариативности периода 0 (Т на рисунке)
Рисунок Б.8 - Результаты подбора логнормальной функции распределения Гг структуры с учетом вариативности периода 0 (Т на рисунке)
Т = 45 Т = 50
0 200 400 600 800 0 200 400 600 800
Volume of the flood first stage, thous. cub. m / 86400 Volume of ttie flood first stage, thous. cub. rn 186400
Рисунок Б.9 - Результаты подбора экспериментальной функции распределения Г1-структуры с учетом вариативности периода 0 (Т на рисунке)
Рисунок Б. 10 - Современная ^-структура с шагом 0.05 и шагом 0.2 соответственно
Рисунок Б.11 - Верхние и нижние границы карт без затопления для различных
периодов © (Т на рисунке)
Рисунок Б.12 - Верхние и нижние границы карт без затопления для различных
периодов © (Т на рисунке)
Рисунок Б.13 - Изменение параметра устойчивости для неустойчиво затапливаемых территорий при увеличении периода 0 (Т на рисунке)
10 20 30 40 50 60
Т, уеаге
Рисунок Б. 14 - Изменение параметра устойчивости для незатапливаемых территорий
при увеличении периода 0 (Т на рисунке)
Ф-структура
12 3 4
Рисунок Б.15 - Кадастровая карта Волго-Ахтубинской поймы для различных
категорий земель
13001 16004 17000 60103 60104 60105 60140 70005 80101 80149 80150 80201 90001 90002 100001
100002 100003 100004 100005 100006 100007 100008 100009 100010 100011 100012 100013 100014 100015 100016 100017
100018 100019 100020 100021 100022 100023 100024 100025 100026 100027 100028 110001 110002 110003 110004 110005
110006 110007 110008 110009 110010 110011 110012 110013 110014 110015 110016 110017 110018 110019 110020 110021
110022 110023 120001 120002 120003 120004 120005 120006 120007 120008 120009 120010 120011 120012 120013 120014
120015 120301 120302 120303 120308 130001 130002 130003 130004 130005 130007 130008 130009 130010 130011 130012
130013 130016 130023 140001 140002 140003 140004 140005 140006 140007 140008 140009 140010 140011 140012 140014
150001 150002 150003 150004 150005 150006 160001 160002 160003 160004 160007 170001 170002 170003 170004 170005
Рисунок Б.16 - Кадастровая карта Волго-Ахтубинской поймы для различных кадастровых кварталов
12 31 37 38 39 43 44 45
* /ШШшШ % ■ >
58 63 66 87 95 103 132 135 150
171 186 187 189 195 200 203 205 207
«■А ; /М
214 215 216 219 220 221 222 224 8888
* и н
Рисунок Б.17 - Кадастровая карта Волго-Ахтубинской поймы для различных видов разрешенного использования
¡М^, Типы разрешенного использования
¿гч^-з территорий
45 - Для ведения гражданами садоводства и огородничества
144 - Для ведения личного подсобного хозяйства
43 - Для ведения крестьянского (фермерского) хозяйства
39 - Для использования в качестве сельскохозяйственных угодий
38 - Для сельскохозяйственного производства
137 - Для размещения объектов сельскохозяйственного назначения и сельскохозяйственных угодий
Рисунок Б.18 - Кадастровая карта Волго-Ахтубинской поймы. Хозяйственные виды разрешенного использования
150
171
186
187
189
195
200
203
205
207
214
215
216
219
220
221
Рисунок Б.19 - Характер затопления различных видов разрешенного использования территорий Волго-Ахтубинской поймы для 3 видов паводкового затопления (малого, среднего, большого). Синим выделено общее затопление, красным выделены территории, имеющие номер разрешенного типа использования из строки и затопленные; зеленым выделены территории, имеющие номер разрешенного типа
использования из строки и незатопленные
К-структура
Затапливаются на АВ
Затапливаются на С
Затапливаются на Б
Затапливаются на Е
Рисунок Б.20 - Карты некадастрированных территорий, затапливаемых при гидрографах из выделенных областей на плоскости Qt
Рисунок Б.21 - Единая карта некадастрированных территорий, затапливаемых при гидрографах из выделенных областей на плоскости Qt
Благоприятные для Неблагоприятные для
социохозяйственного освоения социохозяйственного освоения
территории территории
Рисунок Б.22 - Карты некадастрированных территорий, рекомендованных и не рекомендованных для социохозяйственного освоения
Рисунок Б.23 - Карты 24-элементной К-структуры 1975 г.
Рисунок Б.24 - Карты 24-элементной К-структуры 2005 г.
Рисунок Б.25 - Карты 24-элементной К-структуры 2052 г.
Рисунок Б.26 - Карты 45-элементной К-структуры 1975 г.
Рисунок Б.27 - Карты 45-элементной К-структуры 2005 г.
Рисунок Б.28 - Карты 45-элементной К-структуры 2052 г.
«Склейка» карт на основе ККМЗ
2052 г. - Плотина на Волге 150 м
Рисунок Б.29 - Карты затопления ВАП, построенные с учетом алгоритма «склейки»,
учитывающего депрессию р. Волга
Критерии, риски, ущербы
Рисунок Б.30 - Динамика относительного социального критерия (с учетом пространственно однородной депрессии главного русла)
Рисунок Б.31 - Динамика относительного экономического критерия (с учетом пространственно однородной депрессии главного русла)
Рисунок Б.32 - Динамика относительного экологического критерия (с учетом пространственно однородной депрессии главного русла)
Рисунок Б.33 - Динамика социального риска (с учетом пространственно однородной депрессии главного русла)
Рисунок Б.34 - Динамика экономического риска (с учетом пространственно однородной депрессии главного русла)
Рисунок Б.35 - Динамика экологического риска (с учетом пространственно однородной депрессии главного русла)
Рисунок Б.36 - Карты социального ущерба для затоплений с параметрами Q = 25 000м3/с, t = {10,15,20,25,30}. Каждый рисунок включает карту затопления, желтым отмечены территории для социального пользования, красным отмечен социальный ущерб - затопленные территории социального пользования
Flooding For (16:6) Flooding For (25;9) Flooding For (30;26)
Рисунок Б.37 - Карты затопления территории ВАП для паводков, определяемых набором (ХХ;УУ). Цветом представлено ранжирование по глубине затопления. Представлено 3 вида паводкового затопления (малое, среднее и большое), каждый из которых определялся своим набором ?). Так, для малого паводкового затопления выбрано (16;6), для среднего - (25;9), для большого - (30;26)
Ecological Damage For (16;6) Ecological Damage For (25;9) Ecological Damage For (30;26)
Рисунок Б.38 - Карты экологического ущерба для паводков, определяемых набором (XX;YY). Цветом представлено ранжирование по экологическому индексу. Под экологическим ущербом понимаются те точки цифровой карты, которые: имеют экологический индекс; для которых параметр затопления р равен -1; на карте затопления, соответствующей паводку, они не затоплены
Socio-economic Damage For (16;6) Socio-economic Damage For (25;9) Socio-economic Damage For (30;26)
Рисунок Б.39 - Карты социоэкономического ущерба для паводков, определяемых набором (XX;YY). Цветом представлено ранжирование по социоэкономическому индексу. Под социоэкономическим ущербом понимаются те точки цифровой карты, которые: имеют социоэкономический индекс; для которых параметр затопления р равен 1; на карте затопления, соответствующей паводку, они затоплены
Ecological Utility For (16;6) Ecological Utility For (25;9) Ecological Utility For (30;26)
Рисунок Б.40 - Карты экологической полезности для паводков, определяемых набором (XX;YY). Цветом представлено ранжирование по экологическому индексу. Под экологической полезностью понимаются те точки цифровой карты, которые: имеют экологический индекс; для которых параметр затопления р равен -1; на карте затопления, соответствующей паводку, они затоплены
Socio-economic Utility For (16;6) Socio-economic Utility For (25;9) Socio-economic Utility For (30;26)
Рисунок Б.41 - Карта социоэкономической полезности для паводков, определяемых набором (XX;YY). Цветом представлено ранжирование по социоэкономическому индексу. Под социоэкономической полезностью понимаются те точки цифровой карты, которые: имеют социоэкономический индекс; для которых параметр затопления р равен 1; на карте затопления, соответствующей паводку, они не
затоплены
Ecological And Socio-economic Damage For (30;26)
Иг'
ЩШШ
Рисунок Б.42 - Карты ущербов для паводков, определяемых набором (XX;YY). Цветом представлено ранжирование по социоэкономическому индексу (красные оттенки) и по экологическому индексу (желтые оттенки)
Рисунок Б.43 - Карты полезностей для паводков, определяемых набором (XX;YY). Цветом представлено ранжирование по социоэкономическому индексу (фиолетовые оттенки) и по экологическому индексу (зеленые оттенки)
Рисунок Б.44 - Карты экологического состояния для паводков, определяемых набором (XX;YY). Цветом представлено ранжирование по экологическому индексу (для ущерба красные оттенки, для полезности зеленые оттенки)
Рисунок Б.45 - Карты социоэкономического состояния для паводков, определяемых набором (XX;YY). Цветом представлено ранжирование по социоэкономическому индексу (для ущерба красные оттенки, для полезности зеленые оттенки)
Рисунок Б.46 - Карта с экологическими индексами Волго-Ахтубинской поймы
Экологический ущерб
Рисунок Б.47 - Современная карта экологического ущерба Волго-Ахтубинской поймы
Проектные изменения К-структуры
ПА1 (I = -5.2 м)
ПА1 (I = -4.8 м) + ПА2 (I = -4.8) ПА1 (I = -4.8 м) + ПАЗ (I = -5.5)
ПА2 (I = -4.8 м)
ПВ1 (I = 50 м) + ПВ5 (I = 100 м) ПВ4 (I = 100 м) + ПВ5 (I = 100 м)
ПВ1 (I = 150 м) + ПВ4 (I = 200 м)+ ПВ5 (I = 150 м)
Рисунок Б.48 - Проектные изменения территории устойчивого затопления структуры кр (2052). Приращение территории отмечено зеленым цветом. Красным цветом отмечены территории, выведенные из устойчивого затопления
Рисунок Б.49 - Относительные площади проектных изменений территории
устойчивого затопления структуры Кр (2052)
Стратегия Н ^ С Стратегия Н ^ СХ Стратегия Н ^ С + СХ
ПА1 (1=-5.2 м) % % %
ПА1(1=-4.8 м)+ ПА2(1=-4.8 м) % % %
ПА1(1=-4.8 м)+ ПА3(1=-5.5 м) % % %
Стратегия Н ^ С
Стратегия Н ^ СХ
Стратегия Н ^ С + СХ
ПА2 (1=-4.8 м)
ПВ1(1=150 м)+ ПВ2(1=150 м)+ ПВ3(1=100 м)
ПВ1(1=50 м)+ ПВ3(1=100 м)
ПВ2(1=100 м)+ ПВ3(1=100 м)
Рисунок Б.50 - Изменение кадастровых видов разрешенного использования при установке различных конфигураций плотин. Зеленым отмечен переход от вида использования Н к СП, красным - от Н к С, оранжевым - от Н к СХ
Приложение В. Свидетельства о регистрации программы для ЭВМ и базы данных
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.