Тезисы докладов

Одна из важнейших проблем, которые ставит перед человечеством научно-технический прогресс, - проблема "чистой воды". Через несколько десятилетий чистая пресная вода станет важнейшим ресурсом.

Вода занимает особое положение среди природных богатств Земли - она незаменима. К истощению водных ресурсов ведет не рост расходуемой воды, а ее загрязнение. Выделяют химическое, физическое, биологическое, тепловое, радиоактивное типы загрязнений. Загрязнение воды представляет собой нередко чрезвычайно серьезную угрозу.

Если поток загрязнений превышает способности экосистемы водоема к самоочищению, они накапливаются в донных отложениях, и негативные процессы усугубляются так называемым вторичным загрязнением. Каждый из водных объектов имеет определенный предел самоочищения и поэтому может выдержать только определенную нагрузку сточных вод, превышение которой разрушает его способность к самоочищению и ведет к катастрофическим последствиям.

Проблема качества воды является комплексной проблемой. Вода - это сложная физическая, биохимическая и экологическая система. Для того, чтобы уметь предсказывать последствия принятия тех или иных решений, необходим соответствующий инструмент, с помощью которого можно было проанализировать массу весьма разнородной информации. Таким инструментом является вычислительный эксперимент, основанный на математическом моделировании, численных методах и использующий базы данных и геоинформационные технологии.

Для выполнения вычислительных экспериментов создаются специализированные информационно-прогностические компьютерные системы (ИПКС). Основные блоки ИПКС:

• база данных, содержащая всю необходимую информацию об изучаемом объекте;
• комплекс математических моделей и компьютерных программ;
• комплекс программ, предназначенный для формирования заданий, выполнения вычислительных экспериментов и для анализа разнородных данных (натурных, экспериментальных, расчетных) при необходимости с картографической привязкой.

При математическом моделировании качества воды необходимо совместное исследование гидрофизических и химико-биологических процессов. Гидрофизические процессы в значительной мере формируют среду обитания гидробионтов, определяют перенос и седиментацию веществ, интенсивность процессов загрязнения и самоочищения водоемов.

В данную ИПКС включены следующие гидрофизические модели: численные модели для определения гидротермического режима реки и расчета длины полыньи в нижнем бьефе ГЭС; численные алгоритмы для исследования стратифицированных течений в проточных водохранилищах; численные модели ветровых течений в непроточных водоемах; упрощенные модели транспорта наносов и примесей в реках.

Разрабатываемая компьютерная система позволит эффективно использовать имеющиеся знания для оценки экологического состояния водного объекта и выработки рекомендаций по рациональному водопользованию.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект 99-05-64695).

Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии Обратная связь

[Головная страница] [Конференции]

© 1996-2000, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск
© 1996-2000, Сибирское отделение Российской академии наук, Новосибирск