Компьютерное моделирование процессов управления водными ресурсами бассейнов рек
Технология
MIKE NASIN


Бубер А.Л. – ФГУП СНЦ «Госэкомелиовод»
Трошина М.В. - ВНИИГиМ

Страницы : - 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7

Задачи управления водными ресурсами:

  • разработка Схем комплексного использования водных ресурсов;
  • разработка водохозяйственных балансов (ВХБ);
  • разработка водохозяйственных расчетов (ВХБ);
  • разработка правил эксплуатации гидроузлов;
  • оптимальное управление водными ресурсами;
  • оперативное управление в процессе эксплуатации.

Цели:

  • оценить состояние речной сети;
  • оценить обеспеченность водопотребителей и водопользователей;
  • определить узкие места системы;
  • выработать оптимальные диспетчерские правила управления водными ресурсами для каскада гидроузлов;
  • оценить качество воды в речной сети;
  • определить предельно-допустимые сбросы загрязняющих веществ для различных водопотребителей

Проблемы реализации:

  • большое число переменных и ограничений;
  • расчет по многолетним рядам;
  • конфликт интересов;
  • многовариантный подход;
  • визуализация результатов расчетов и представление их в картографическом виде в ГИС системе.

Компьютерная технология MIKE BASIN

Блок-схема системы моделирования MIKE BASIN

Возможности моделирования в среде
MIKE
BASIN

  • адекватное математическое описание бассейна реки;
  • описание схем распределения воды между существующими и потенциальными потребителями и пользователями;
  • возможность задания диспетчерских правил управления гидроузлами;
  • формирование гидрологических рядов как вручную, так и на основе модели ”Осадки – сток”;
  • учет различных требований на воду.


Основные понятия MIKE BASIN

  • речная сеть;
  • ствол;
  • притоки;
  • узлы;
  • участки;
  • потребители;
  • пользователи;
  • ирригация;
  • гидроэнергетика;
  • водоотведение (переброска);
  • водохранилище;
  • озеро;

Представление речной сети в среде MIKE BASIN

  • Структура бассейна описывается как сеть, состоящая из главной реки (ствола) и притоков различного порядка.
  • Сеть задается узлами и участками, соединяющими два соседних узла.
  • Ветви представляют собой потокообразующие рукава речной сети.
  • Узлы определяют:
    • Устьевые точки, истоки, точки слияния и бифуркации;
    • водохранилища и озера;
    • места, где происходит активная водная деятельность;
    • важные точки, где требуется выдача результатов моделирования.
  • Водопотребители и водопользователи определяются узлами вне сети, связь с рекой осуществляется при помощи водозаборных и сбросных каналов;
  • К участкам реки привязывается водосборная территория;

Пример графического представления сети в MIKE BASIN

Программный продукт MIKE BASIN

  • использует графический пользовательский интерфейс ( GUI);
  • связь MIKE BASIN с ГИС ArcView;
  • работает в среде ArcView, используя полный набор его функции;
  • модель речной сети «оцифровывается» и помещается непосредственно на экране ГИС ArcView;
  • информация о конфигурации сети, местонахождению водопользователей, водохранилищ, водозаборов и сбросов возвратных вод определяется посредством экранного редактора в среде ArcView;
  • ввод данных осуществляется редактором временных серий TsEdit или импортом из любой цифровой среды, например из Excel.

Ввод исходных данных в MIKE BASIN

  • базовый ввод в модель состоит из временных серий бассейнового стока;
  • дополнительные файлы ввода определяют:
    • характеристики водохранилищ и правил управления для каждого водохранилища;
    • метеорологические временные серии;
    • и данные, относящиеся к каждому водопотребителю или схеме использования воды (такие как требования вододеления, правила формирования возвратных вод и т.д.).

    Модель речной сети в среде MIKE BASIN

    Расчет по модели

    После того как заданы:

      • определенная конфигурация речного бассейна;
      • многолетние гидрологические ряды;
      • комбинация использования водных ресурсов;
      • внутрибассейновая и межбассейновая переброска;
      • водохранилища и правила управления ими;
      • требования различных потребителей и пользователей;
      • приоритеты водоотведения,

    выполняется имитационное моделирование в среде MIKE BASIN на основе применения водобалансовых методов в каждом узле и на каждом участке реки.


    Выдача результатов моделирования

    Выдача включает:

    • информацию об исполнении каждого элемента водохозяйственной системы внутри полного периода моделирования;
    • величину и последовательность нехватки воды при любой водной обстановке;
    • временные серии речного потока во всех узлах;
    анимация результатов расчетов на картографической основе с использованием цветовых схем и масштабирования.
Страницы : - 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7