<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">environment</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Природообустройство</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Prirodoobustrojstvo</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1997-6011</issn><publisher><publisher-name>РГАУ-МСХА</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.26897/1997-6011-2024-4-99-107</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">environment-580</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ГИДРАВЛИКА И ИНЖЕНЕРНАЯ ГИДРОЛОГИЯ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>HYDRAULICS AND ENGINEERING HYDROLOGY</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Оптимизационный алгоритм управления водными ресурсами водохранилищ для обоснования диспетчерских графиков</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Optimization algorithm of reservoir water resources management to substantiate dispatch schedules</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-6900-2640</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Раткович</surname><given-names>Л. Д.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ratkovich</surname><given-names>L. D.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Лев Данилович Раткович, д-р техн. наук, профессор, профессор кафедры гидравлики, гидрологии и управления водными ресурсами</p><p>Scopus Author ID: 6506421682; AuthorID: 527541</p><p>127434, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Lev D. Ratkovich, DSc (Eng), professor, professor of the department of hydraulics, hydrology and management of water resources</p><p>127434, Moscow, Timiryazevskaya str., 49</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Соколова</surname><given-names>С. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Sokolova</surname><given-names>S. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Светлана Анатольевна Соколова, канд. техн. наук, доцент кафедры гидравлики, гидрологии и управления водными ресурсами</p><p>AuthorID: 939094; 57218659380 Scopus; AAE-3539-2022</p><p>127434, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Svetlana A. Sokolova, CSc (Eng), associate professor of the department of hydraulics, hydrology and management of water resources</p><p>127434, Moscow, Timiryazevskaya str., 49</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Манхаль</surname><given-names>Муалла</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Mualla</surname><given-names>Manhal</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Манхаль Муалла, аспирант кафедры гидравлики, гидрологии и управления водными ресурсами</p><p>127434, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Manhal Mualla, post graduate student of the department of hydraulics, hydrology and management of water resources</p><p>127434, Moscow, Timiryazevskaya str., 49</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева, Институт мелиорации, водного хозяйства и строительства имени А.Н. Костякова</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Russian state agrarian university – Moscow Timiryazev agricultural academy, Institute of land reclamation, water management and construction named after A.N. Kostyakov</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2024</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>03</day><month>11</month><year>2024</year></pub-date><volume>0</volume><issue>4</issue><fpage>99</fpage><lpage>107</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Раткович Л.Д., Соколова С.А., Манхаль М., 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Раткович Л.Д., Соколова С.А., Манхаль М.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Ratkovich L.D., Sokolova S.A., Mualla M.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://environment.timacad.ru/jour/article/view/580">https://environment.timacad.ru/jour/article/view/580</self-uri><abstract><sec><title>Правила использования водных ресурсов водохранилищ (ПИВР) нуждаются в постоянном обновлении с учетом значительного числа факторов, влияющих на эффективность управления. Антропогенное изменение морфометрических функций, частичное заиление мертвого объема, изменение основных гидрологических характеристик оказывают существенное влияние на параметры водохранилищ и режим регулирования стока. Обоснование режима регулирования остается актуальной и традиционно сложной инженерной задачей ПИВР, дискутируемой на профессиональных совещаниях и в научных публикациях. В статье обсуждается методический подход, основанный на введении заданного алгоритма управления в процесс назначения интервального запроса к ресурсам водохранилища. Запрос при этом формулируется как двухпараметрическая степенная функция прогнозируемого ресурса за расчетный интервал времени (месяц). Варьируются показатель степени и относительная длина диапазона бесперебойного покрытия требований к водным ресурсам. Построены номограммы, иллюстрирующие влияние показателя степени на очертание зависимости требований к водохранилищу. На наш взгляд, данный подход существенно сокращает область Парето, исключая значительную часть множества формальных оптимумов. Алгоритм предлагаемой модели ориентирован на двухкритериальную оптимизацию, где в качестве критериев рассматриваются относительные величины суммарной годовой водоотдачи и суммы относительных интервальных ординат водопотребления. Единый функционал формируется путем линейной свертки критериев. Модель иллюстрируется на примере ресурсов реки Жиздра для серии из двух маловодных лет. В процессе моделирования баланса и оптимизации используются инструменты Excel включая процедуры «поиска решений» и VBA. Отмечается необходимость привлечения более мощных алгоритмов оптимизации для расчетов по длительным многолетним гидрологическим рядам.</title></sec></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The rules for the use of reservoir water resources need to be constantly updated, considering a significant number of factors affecting the effectiveness of management. Anthropogenic changes in morphometric functions, partial siltation of dead volume, and changes in basic hydrological characteristics have a significant impact on reservoir parameters and flow regulation regime. Justification of the regulatory regime remains an urgent and traditionally difficult engineering task of the IRP, discussed at professional meetings and in scientific publications. The article discusses a methodological approach based on the introduction of a given control algorithm into the process of assigning an interval request to the reservoir. In this case, the request is formulated as a two-parameter power function of the predicted resource for the estimated time interval (month). The degree indicator and the relative length of the range of uninterrupted water requirements coverage are the arguments of the query function. Nomograms illustrating the influence of the degree indicator on the outline of the dependence of requirements on the reservoir are constructed. In our opinion, this approach significantly reduces the Pareto set, excluding a significant part of the set of formal optima. The algorithm of the proposed model is focused on two-criteria optimization, where the relative values of the total annual water output and the sum of the relative interval ordinates of water consumption are considered as criteria. The unified functional is formed by linear convolution of criteria. The model was tested on the example of the resources of the Zhizdra River for a series of two low-water years. In the process of balance modeling and optimization, Excel tools are used, including “solution search” and VBA procedures. It is noted that it is necessary to use more powerful optimization algorithms for calculations based on multiyear hydrological series.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>имитационное моделирование</kwd><kwd>алгоритм модели</kwd><kwd>многокритериальная оптимизация</kwd><kwd>линейная свертка критериев</kwd><kwd>функция запроса</kwd><kwd>параметры водохранилища</kwd><kwd>процедура «поиска решения»</kwd><kwd>область Парето</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>simulation modeling</kwd><kwd>model algorithm</kwd><kwd>multi-criteria optimization</kwd><kwd>linear convolution of criteria</kwd><kwd>query function</kwd><kwd>reservoir parameters</kwd><kwd>“solution search” procedure</kwd><kwd>Pareto set</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Водохозяйственные системы и водопользование: учебник / Под ред. Л.Д. Ратковича и проф. В.М. Маркина. М.: ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М», 2019. 452 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Water management systems and water use: Textbook / Ed. by L.D. Ratkovich and Prof. V.M. Markin. Moscow, INFRA-M Scientific and Publishing Center Publ., 2019. 452 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Методические указания по разработке правил использования водохранилищ. Приказ Минприроды РФ от 26.01.2011 N17 Об утверждении Методических указаний по разработке правил использования водохранилищ. https://legalacts.ru/doc/prikaz-minprirody-rf-ot-26012011-n17/?ysclid=m1084ejhh0417635829</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Guidelines for the development of rules for the use of reservoirs. Order of the Ministry of Natural Resources of the Russian Federation dated 26.01.2011 No. 17 On approval of the Guidelines for the development of rules fortheuseofreservoirs.https://legalacts.ru/doc/prikaz-minprirody-rf-ot-26012011-n-17/?ysclid=m1084ejhh0417635829</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Асарин А.Е., Бестужева К.Н., Христофоров А.В., Чалов С.Р. Водохозяйственные расчеты: учебное пособие. Географический факультет МГУ. М.: МГУ, 2012. 144 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Asarin A.E., Bestuzheva K.N., Khristoforov A.V., Chalov S.R. Water management calculations: Textbook. Faculty of Geography of Moscow State University. Moscow, MGU Publ., 2012. 144 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Чокин Ш.Ч., Баишев Б.Б., Григорьев В.В. Расчеты водохранилищ многоцелевого назначения: Научное издание. Алма-Ата: Наука, 1983. 206 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Sh.Ch. Chokin B.B. Baishev. V.A. Grigorjev. Calculations of multi-purpose water management: scientific publication / Ministry of energetics and electrification of the USSR, Kazakh research institute. Alma-Ata: Nauka, 1983. 206 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Loucks D.P., Van Beek E. Water resources systems planning and management. An introduction to methods, models and applications – Unesco Publishing. Turin, 2005. 680 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Loucks D.P. Water resources systems planning and management. An introduction to methods, models and applications / D.P. Loucks, E. Van Beek. – Unesco Publishing. Turin, 2005. 680 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Daniel P. Loucks and John S. Gladwell. Sustainability Criteria for Water Resource Systems: Cambridge University Press, 2008. 156 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Daniel P. Loucks and John S. Gladwell. Sustainability Criteria for Water Resource Systems: Cambridge University Press, 2008. 156 s.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ratkovich L.D., Bakshtanin A.M., Glazunova I.V., Plokhikh N.E. Aspects of Multi – Year Flow Control. In Relation To Transboundary Rivers // International Journal of Advanced Science and Technology. 2020. Vol. 29, № S4. Pр. 2418-2439. EDN: HNIGCR.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Aspects of Multi-Year Flow Control In Relation To Transboundary Rivers / L.D. Ratkovich, A.M. Bakshtanin, I.V. Glazunova, N.E. Plokhikh // International Journal of Advanced Science and Technology 2020. Vol. 29, No. S4. P. 2418-2439. – EDN HNIGCR.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Buber A., Bolgov M., Buber V. Statistical and Water Management Assessment of the Impact of Climate Change in the Reservoir Basin of the Volga-Kama Cascade on the Environmental Safety of the Lower Volga Ecosystem // Applied Sciences (Switzerland). 2023. Vol. 13, № 8. P. 4768.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Buber A. Statistical and Water Management Assessment of the Impact of Climate Change in the Reservoir Basin of the Volga–Kama Cascade on the Environmental Safety of the Lower Volga Ecosystem / A. Buber, M. Bolgov, V. Buber // Applied Sciences (Switzerland). – 2023. – Vol. 13, No. 8. – P. 4768</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Муалла М., Раткович Л.Д. Оценка водообеспеченности в речном бассейне на основе обобщенных критериев покрытия водопотребления // Гидротехническое строительство. 2023. № 10. С. 42-47.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mualla M., Ratkovich L.D. Assessment of the of water availability in the river basin on the basis of the generalized criteria of covering water consumption // Hydro technical building. 2023. № 10. P. 42-47.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Перминов А.В., Ильинич В.В., Наумова А.А. Практикум по регулированию стока. М.: РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, 2021. 153 с. EDN: MXSCEN.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Perminov A.V., Iljinich V.V., Naumova A.A. Practicum on flow regulation. Moscow: Russian State Agrarian University-Moscow Timiryazev Agricultural Academy, 2021. 153 p. EDN: MXSCEN.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ильинич В.В., Перминов А.В., Гавриловская Н.В. Использование байесовских технологий для оценки вероятностных характеристик функционирования водохранилища // Известия Алтайского государственного университета. 2023. № 1 (129). С. 95-99. DOI: 10.14258/izvasu(2023)1-15. EDN: CEXPHC.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Iljinich V.V., Perminov A.V., Gavrilovskaya N.V. Use of Bayesian technologies for assessing probabilistic characteristics of reservoir functioning. 2023. № 1 (129). P. 95-99. DOI: 10.14258/izvasu(2023)1-15. EDN: CEXPHC</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
