environmentПриродообустройствоPrirodoobustrojstvo1997-6011РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева10.26897/1997-6011-2022-5-83-92environment-179Research ArticleГИДРАВЛИКА И ИНЖЕНЕРНАЯ ГИДРОЛОГИЯHYDRAULICS AND ENGINEERING HYDROLOGYОценка водохозяйственного и гидроэнергетического потенциала реки на основе имитационного моделирования водохозяйственного балансаAssessment of water management and hydropower potential of the river based on simulation modeling of water management balanceРатковичЛ. Д.RatkovichL. D.

д-р техн. наук, профессор,

127434, г. Москва, ул. Прянишникова, 19

doctor of technical sciences, professor,

127434, Moscow, ul. Pryanishnikova, 19

levkivr@mail.ruИсмайыловаИ. Г.IsmajylovaI. G.

заведующий лабораторией,

127434, г. Москва, ул. Прянишникова, 19

head of the laboratory,

127434, Moscow, ul. Pryanishnikova, 19

igism37@mail.ruБовинаЮ. А.BovinaYu. A.

канд. техн. наук, доцент,

127434, г. Москва, ул. Прянишникова, 19

candidate of technical sciences, docent,

127434, Moscow, ul. Pryanishnikova, 19

r.yu.a@yandex.ruЩёголеваС. Н.ShchegolevaS. N.

студент магистратуры,

127434, г. Москва, ул. Прянишникова, 19

student of the MA course,

127434, Moscow, ul. Pryanishnikova, 19

sonya_fob@mail.ruМанхальМ.ManhalM.

аспирант,

127434, г. Москва, ул. Прянишникова, 19

post graduate student,

127434, Moscow, ul. Pryanishnikova, 19

manhal.moualla@mail.ruРоссийский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. ТимирязеваРоссияRussian state agrarian university – МAА named after C.А. TimiryazevRussian Federation202220012023058392Copyright © Раткович Л.Д., Исмайылова И.Г., Бовина Ю.А., Щёголева С.Н., Манхаль М., 20232023Раткович Л.Д., Исмайылова И.Г., Бовина Ю.А., Щёголева С.Н., Манхаль М.Ratkovich L.D., Ismajylova I.G., Bovina Y.A., Shchegoleva S.N., Manhal M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://environment.timacad.ru/jour/article/view/179

Статья посвящена вопросам обоснования проектных решений в области водного хозяйства и гидротехнического строительства с использованием имитационных водохозяйственных моделей. Затрагиваются проблемы создания баз данных с применением различных моделей природных процессов включая системы прогнозирования климата и модель динамики атмосферы. Рассматривается перечень задач, которые решаются с применением моделей класса MIKE, способных, с одной стороны, решать задачи моделирования природных процессов, с другой – осуществлять имитационное моделирование природно-технических систем, в том числе водохозяйственных. Программные пакеты могут использоваться для разработки правил управления отдельными водохранилищами и их каскадами. Отмечается, что при создании водохозяйственных систем, определении их параметров и режима функционирования целесообразно разрабатывать имитационные модели для экспертного водохозяйственного анализа. Это позволяет оценить функциональные возможности систем и избежать значительных ошибок на более детальных стадиях проектирования и эксплуатации. В качестве примера приводится водохозяйственная система Западного Маныча, притока Дона. Сформулированы проблемы объекта и круг задач, подлежащих исследованию. Система функционирует благодаря регулярной водоподаче в нее части стока рек Дон и Кубань. Ресурсы переброски расходуются на орошение, гидроэнергетику и деминерализацию озера Маныч-Гудило, представляющего собой водно-болотные угодья Ростовской области, имеющие международное значение. В работе система схематизирована, проведен гидролого-водохозяйственный анализ развития орошаемых земель и гидроэнергетического потенциала с использованием имитационного моделирования водохозяйственного баланса с элементами оптимизации. Сформулированы направления дальнейших исследований по системе водообеспечения бассейна реки Западный Маныч.

The article is devoted to the issues of substantiation of design solutions in the field of water management and hydraulic engineering construction using simulated water management models. The problems of creating databases using various models of natural processes, including climate forecasting systems and a model of atmospheric dynamics, are touched upon. The list of tasks that are solved with the use of MIKE class models, capable on the one hand to solve the problems of modeling natural processes, on the other – to carry out simulation modeling of natural technical systems, including water management, is considered. Software packages can be used to develop rules for managing individual reservoirs and their cascades. It is noted that when creating water management systems, determining their parameters and mode of operation, it is advisable to develop simulation models for expert water management analysis. This allows you to evaluate the functionality of the systems and avoid significant errors at more detailed stages of design and operation. As an example, the water management system of the Zapadny Manych, a tributary of the Don, is given. The problems of the object and the range of tasks to be investigated are formulated. The system functions due to the regular water supply of part of the Don and Kuban rivers flow to it. The transfer resources are spent on irrigation, hydropower and demineralization of Lake Manych Gudilo, which is a wetland of the Rostov region of international importance. In the work, the system is schematized and a hydrological and water management analysis of the development of irrigated lands and hydropower potential is carried out using simulation modeling of the water balance with optimization elements. The directions of further research on the water supply system of the Zapadny Manych River basin are formulated. 

имитационное моделированиеводохозяйственные балансыгидроэнергетический потенциалкомбинированная переброска стокасистема Западного Манычаsimulation modelingwater management balanceshydropower potentialcombined flow transferZapadny Manych systemReferencesKalnay E. еt all. The NCEP/NCAR40-Year Reanalysis Project // Bulletin of the American Meteorological Society. – 1996. – Т. 77.№ 3. – Рр. 437-471. http://dx.doi.org/ 10.1175/1520-0477(1996)077˂ 0437Kalnay E., et al. (1996) The NCEP/NCAR40-Year Reanalysis Project. Bulletin of the American Meteorological Society, 77, 437-471. http://dx.doi.org/10.1175/1520-0477(1996)077<0437Раткович Л.Д. Факторы влияния диффузного загрязнения на водные объекты / В.Н. Маркин, И.В. Глазунова, С.А. Соколова // Известия высших учебных заведений. Строительство. – 2016. – № 3. – С. 64.Ratkovich L.D., Markin V.N., Glazunova I.V., Sokolova S.A. Faktory vliyaniya diffuznogo zagryazneniya navodnye objekty / Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Stroitelstvo. – 2016. – № 3. – S. 64.Бубер А.Л., Раткович Л.Д., Рябиков А.И. Имитационное моделирование водохозяйственных систем в режиме оптимизации диспетчерских правил управления на примере уникального природно-технического комплекса «Озеро Байкал – Иркутское водохранилище» // Природообустройство. – 2018. – № 3. – С. 31-39.Buber A.L., Ratkovich L.D., Ryabikov A.I. Imitacionnoe modelirovanie vodohozyajstvennyh sistem v rezhime optimizatsii dispetcherskih pravil upravleniya na primere unikalnogo prirodno-tekhnicheskogo kompleksa «Ozero Bajkal – Irkutskoe vodohranilishche» // Prirodoobustrojstvo. – 2018. – № 3. – S. 31-39.Раткович Л.Д. Зависимость комплексной гарантированной водоотдачи от регулирующего объема водохранилища / А.А. Иванов, И.Г. Исмайылова, Е.Л. Раткович // Природообустройство. – 2022. – № 1. – С. 54-62.Ratkovich L.D. Zavisimost kompleksnoj garantirovannoj vodootdachi ot reguliruyushchego objema vodohranilishcha. / Ivanov A.A., Ismajylova I.G., Ratkovich E.L. // Prirodoobustrojstvo. – 2022. – № 1. – S. 54-62.Ratkovich L.D., Bakshtanin A.M., Glazunova I.V., Plokhikh N.E. Aspectsof Multi-Year Flow Control In Relation To Transboundary Rivers // International Journal of Advanced Science and Technology. – Australia, 2020. – Рр. 2418-2439. – URL: http://sersc.org/journals/index.php /IJAST/article/view/20761.Lev D. Ratkovich, Alexander M. Bakshtanin, Irina V. Glazunova, Natalya E. Plokhikh. Aspects of Multi-Year Flow Control In Relation To Transboundary Rivers 2418-2439 2020-06-05. International Journal of Advanced Science and Technology. Australia. http://sersc.org/journals/index.php/IJAST/article/view/20761Алексеев Г.А. Перспективы и резервы усовершенствования гидрологических расчетов и прогнозов для водохозяйственного проектирования // Тр. V ВГС. Т.Alekseev G.A. Perspektivy i rezervy usovershenstvovaniya gidrologicheskih raschetov i prognozov dlya vodohozyajstvennogo proektirovaniya. Tr. V VGS, t. 6, teoriya i metody gidrologicheskih raschetov. – L.: Gidrometeoizdat, 1989. – S. 15-21.Теория и методы гидрологических расчетов. – Л.: Гидрометеоиздат, 1989. – С. 15-21., I. Van Bik P. Lauks. Planirovanie i upravlenie vodohozyajstvennymi sistemami. Vvedenie v metody, modeli i prilozheniya: monografi ya / I. Van Bik P. Lauks; pod red. M.V. Seliverstovoj; Federalnoe agentstvo vodnyh resursov; per. s angl. A.V. Stepanova [i dr.]. – M.: Yustitsinform, 2009. – 660 s.Ван Бик И., Лаукс П. Планирование и управление водохозяйственными системами. Введение в методы, модели и приложения: Монография / И. Ван Бик П. Лаукс / Под ред. М.В. Селиверстовой; Пер. с англ. А.В. Степанова и др. – М.: Юстицинформ, 2009. – 660 с.Ratkovich L.D. Aspekty upravleniya vodnymi resursami v usloviyah kompleksnogo vodopolzovaniya // Evrazijskij soyuz uchenyh. – 2016. – № 3 (24). – S. 52-56.Раткович Л.Д. Аспекты управления водными ресурсами в условиях комплексного водопользования // Евразийский союз ученых. – 2016. – № 3(24). – С. 52-56.Ugrovatova E.G. Obosnovanie kombinirovannyh tipov perebroski stoka na primere reki zapadnyj Manych // Prirodoobustrojstvo. – 2013. – № 4. – S. 70-75.Угроватова Е.Г. Обоснование комбинированных типов переброски стока на примере реки западный Маныч // Природообустройство. – 2013. – № 4. – С. 70-75.Shtanko A.S., Akopyan A.S., Safarova N.I. Obobshchenie i analiz normativnyh dokumentov, opredelyavshih rezhim ispolzovaniya vodnyh resursov Proletarskogo, Veselovskogo i Ust-Manychskogo vodohranilishch. Generalization and analysis of regulatory documents for usage mode of water resources of Proletarskoye, Veselovskoye and Ust-Manychskoye reservoirs // Nauchny zhurnal Rossijskogo NII problem melioratsii. – 2012. – № 1(05). – S. 180-189.Штанько А.С., Акопян А.С., Сафарова Н.И. Обобщение и анализ нормативных документов, определявших режим использования водных ресурсов Пролетарского, Веселовского и Усть-Манычского водохранилищ // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. – 2012. – № 1 (05). – С. 180-189.Sazonov A.D., Reshetin O.S., Zakrutkin V.E. Izmenchivost gidrohimicheskih harakteristik rek Sal i Zapadnyj Manych v usloviyah sovremennogo antropogennogo vozdejstviya i klimaticheskih izmenenij (v predelah Rostovskoj oblasti) // Nauka Yuga Rossii. – 2021. – № 1. – S. 24-25Сазонов А.Д., Решетников О.С., Закруткин В.Е. Изменчивость гидрохимических характеристик рек Сали, Западный Маныч в условиях современного антропогенного воздействия и климатических изменений (в пределах Ростовской области) // Наука Юга России. – 2021. – № 1. – С. 24-25.Сазонов А.Д., Решетников О.С., Закруткин В.Е. Изменчивость гидрохимических характеристик рек Сали, Западный Маныч в условиях современного антропогенного воздействия и климатических изменений (в пределах Ростовской области) // Наука Юга России. – 2021. – № 1. – С. 24-25.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.