Полуэмпирический метод расчета диффузного стока консервативных загрязнителей на участках малых равнинных рек Сообщение 1. Восстановление полного массового расхода загрязнителей pdf (рус.) pdf (eng.)

Авторы

Филимонов Валерий Юрьевич, д-р физ.-мат. наук, главный научный сотрудник, Институт водных и экологических проблем Сибирского отделения Российской академии наук, Россия, 656038, Барнаул, ул. Молодежная, 1; https://orcid.org/0000-0003-0229-7058; е-mail: vyfilimonov@rambler.ru
Ловцкая Ольга Вольфовна, старший научный сотрудник, Институт водных и экологических проблем Сибирского отделения Российской академии наук, Россия, 656038, Барнаул, ул. Молодежная, 1; https://orcid.org/0000-0002-3942-1350; е-mail: lov@iwep.ru

Аннотация

Актуальность. Качество речной воды является важнейшим фактором обеспечения экологической безопасности и рационального природопользования. Диффузионный сток загрязнителей рек представляет наибольшую опасность, поскольку является неконтролируемым и нерегулируемым. Невозможность прямой оценки расхода загрязняющих веществ в процессах диффузного загрязнения требует фундаментальных исследований и разработки адекватных математических моделей, основанных на методах решения обратных задач. В представленной работе предложен метод расчета полного массового расхода консервативных загрязнителей, поступающих в водоток с участка водосбора. Методы. На основе интегрального представления стационарного одномерного уравнения переноса загрязнителя предложен метод расчета пространственного распределения полного массового расхода консервативных загрязняющих веществ. Для определения неизвестных параметров распределения использованы метод глобальной нелинейной оптимизации и метод Монте-Карло. Результаты. Применение метода нелинейной глобальной оптимизации позволило определить как значение полного массового расхода загрязняющего вещества на исследуемой территории, так и величину числа Пекле, входящего в уравнение адвекции-диффузии. На основе метода Монте-Карло показана устойчивость полученных результатов относительно случайных отклонений значений концентрации, когда неизвестные параметры определяются как средние из тысячи возможных реализаций.

Ключевые слова

водосборная территория, диффузное загрязнение, массовый расход, обратная задача, глобальная оптимизация, метод Монте-Карло.

Ссылка для цитирования

Филимонов В.Ю., Ловцкая О.В. Полуэмпирический метод расчета диффузного стока консервативных загрязнителей на участках малых равнинных рек. Сообщение 1. Восстановление полного массового расхода загрязнителей // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2025. № 1. С. 5–23. https://doi.org/10.35567/19994508-2025-1-5-23, EDN: BBABKI