Для цитирования:
Сухинов А. И., Чистяков А. Е., Сидорякина В. В., Кузнецова И. Ю., Атаян А. М. Использование параллельных вычислений для оценки процесса переноса загрязняющих веществ в мелководных водоемах // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Математика. Механика. Информатика. 2024. Т. 24, вып. 2. С. 298-315. DOI: 10.18500/1816-9791-2024-24-2-298-315, EDN: LXBVIR
Использование параллельных вычислений для оценки процесса переноса загрязняющих веществ в мелководных водоемах
Во многих странах мира отмечается ухудшение геоэкологического состояния водных объектов, связанное со значительно возросшим антропогенным воздействием на природные воды. При этом гарантированное качество водных ресурсов и его надежность обеспечиваются сопоставлением реализуемого качества и гарантированного. В настоящей статье рассматриваются модели поступления и перемещения загрязняющих веществ, содержащихся в водной среде. На основе используемых в настоящее время подходов и критериев загрязнения вод разработан комплекс параллельных программ для высокопроизводительных вычислительных систем, позволяющий моделировать рассматриваемые процессы, а также оценивать риски и уязвимость по отношению к антропогенным воздействиям, проводить районирование акватории мелководного водоема в соответствии с уровнями антропогенных нагрузок, осуществлять экологическое проектирование с позиции устойчивого развития.
- Moriasi D. N., Wilson B. N., Douglas-Mankin K. R., Arnold J. G., Gowda P. H. Hydrologic and water quality models: Use, calibration, and validation // Transactions of the ASABE. 2012. Vol. 55, iss. 4. P. 1241–1247. http://dx.doi.org/10.13031/2013.42265
- Bristeau M. O., Perthame B. Transport of pollutant in shallow water using kinetic schemes // ESAIM Proceedings. 2001. Vol. 10. P. 9–21. http://dx.doi.org/10.1051/proc:2001002
- Hang Z. Commentary on study of surface water quality model // JournaI of Water Resources and ArchitecturaI Engineering. 2006. Vol. 4, iss. 4. P. 18–21.
- Burn D. H., McBean E. A. Optimization modeling of water quality in an uncertain environment // Water Resources Research. 1985. Vol. 21, iss. 7. P. 934–940. https://doi.org/10.1029/WR021i007p00934
- Rinaldi S., Soncini-Sessa R. Sensitivity analysis of generalized Streeter – Phelps models // Advances in Water Resources. 1978. Vol. 1, iss. 3. P. 141–146. https://doi.org/10.1016/0309-1708(78)90024-6
- Dobbins W. E. BOD and oxygen relationships in streams // Journal of Sanitary Engineering Division. 1964. Vol. 90, iss. 3. P. 53–78. https://doi.org/10.1061/JSEDAI.0000495
- Camp T. R. Water and Its Impurities. New York : Van Nostrand Reinhold Inc., 1963. 368 p.
- Mujumdar P. P., Subbarao Vemula V. R. Fuzzy waste load allocation model: Simulation-optimization approach // Journal of Computing in Civil Engineering. 2004. Vol. 18, iss. 2. P. 120–131. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0887-3801(2004)18:2(120)
- Yih S.-M., Davidson B. Identification in nonlinear, distributed parameter water quality models // Water Resources Research. 1975. Vol. 11, iss. 5. P. 693–704. https://doi.org/10.1029/WR011i005p00693
- Jirka G. H. Large scale flow structures and mixing processes in shallow flows // Journal of Hydraulic Research. 2001. Vol. 39, iss. 6. P. 567–573. https://doi.org/10.1080/00221686.2001.9628285
- Murillo J., Burguete J., Brufau P., Garcia-Navarro P. Coupling between shallow water and solute flow equations: Analysis and management of source terms in 2D // International Journal for Numerical Methods in Fluids. 2005. Vol. 49, iss. 3. P. 267–299. https://doi.org/10.1002/fld.992
- Vasilachi I. C., Asiminicesei D. M., Fertu D. I., Gavrilescu M. Occurrence and fate of emerging pollutants in water environment and options for their removal // Water. 2021. Vol. 13. Art. 181. https://doi.org/10.3390/w13020181
- Wang Q., Li S., Jia P., Qi C., Ding F. A review of surface water quality models // The Scientific World Journal. 2013. Vol. 2013. Art. 231768. https://doi.org/10.1155/2013/231768
- Сидорякина В. В., Сухинов А. И. Исследование корректности и численная реализация линеаризованной двумерной задачи транспорта наносов // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2017. Т. 57, № 6. С. 985–1002. http://doi.org/10.7868/S0044466917060138, EDN: YRWNQH
- Сухинов А. И., Чистяков А. Е., Проценко Е. А., Сидорякина В. В., Проценко C. B. Комплекс объединенных моделей транспорта наносов и взвесей с учетом трехмерных гидродинамических процессов в прибрежной зоне // Математическое моделирование. 2020. T. 32, № 2. С. 3–23. https://doi.org/10.20948/mm-2020-02-01
- Сухинов А. И., Чистяков А. Е., Проценко Е. А., Сидорякина В. В., Проценко C. B. Параллельные алгоритмы решения задачи динамики изменения рельефа дна в прибрежных системах // Вычислительные методы и программирование. 2020. Т. 21, вып. 3. С. 196–206. https://doi.org/10.26089/NumMet.v21r318, EDN: UHVOOQ
- Четверушкин Б. Н. Пределы детализации и формулировка моделей уравнений сплошных сред // Математическое моделирование. 2012. Т. 24, № 11. С. 33–52. EDN: RXPNZB
- Д’Асчензо Н., Савельев В. И., Четверушкин Б. Н. Об одном алгоритме решения параболических и эллиптических уравнений // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2015. Т. 55, № 8. С. 1320–1328. https://doi.org/10.7868/S0044466915080037, EDN: UDEXPJ
- Четверушкин Б. Н., Д’Асчензо Н., Савельев А. В., Савельев В. И. Кинетическая модель для магнитной газовой динамики // Математическое моделирование. 2017. Т. 29, № 3, С. 3–15. EDN: YIXTTB
- Сухинов А. И., Проценко Е. А., Чистяков А. Е., Шретер С. А. Сравнение вычислительных эффективностей явной и неявной схем для задачи транспорта наносов в прибрежных водных системах // Вычислительные методы и программирование. 2015. Т. 16, вып. 3. С. 328–338. https://doi.org/10.26089/NumMet.v16r332, EDN: YTTYNN
- Sukhinov A., Chistyakov A., Sidoryakina V. Investigation of nonlinear 2D bottom transportation dynamics in coastal zone on optimal curvilinear boundary adaptive grids // XIII International Scientific-Technical Conference “Dynamic of Technical Systems” (DTS-2017) (September 13–15, 2017). Rostov-on-Don : EDP Sciences, 2017. Art. 4003. https://doi.org/10.1051/matecconf/201713204003, EDN: ZWFGPV
- Ковтун И. И., Проценко Е. А., Сухинов А. И., Чистяков А. Е. Расчет воздействия на водные биоресурсы дноуглубительных работ в Белом море // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2016. Т. 9, № 2. С. 27–38. EDN: XENHWZ
- Биологические процессы и самоочищение на загрязненном участке реки: (на примере верх. Днепра) / под ред. Г. Г. Винберга. Минск : Изд-во БГУ им. В. И. Ленина, 1973. 192 с.
- Винберг Г. Г., Алимов А. Ф., Балушкина Е. В., Никулина В. Н., Финогенова Н. П., Цалолихин С. Я. Опыт применения разных систем биологической индикации загрязнения вод // Научные основы контроля качества поверхностных вод по гидробиологическим показателям. Ленинград : Гидрометеоиздат, 1977. С. 124–132.
- Данилов-Данильян В. И., Готовцев А. В., Никаноров А. М. Проблемы мониторинга БПК // Водные ресурсы. 2012. Т. 39, № 5. С. 510–520. EDN: PBWDDP
- Джамалов Р. Г., Мягкова К. Г., Никаноров А. М., Решетняк О. С., Сафронова Т. И., Трофимчук М. М. Гидрохимический сток рек бассейна Оки // Вода и экология: проблемы и решения. 2017. № 4 (72). С. 26–39. https://doi.org/10.23968/2305-3488.2017.22.4.26-39, EDN: YPORLZ
- Никаноров А. М., Брызгало В. А., Решетняк О. С. Изменчивость экологического состояния речных зон устьевых экосистем крупных рек России // Вода: химия и экология. 2013. № 12. С. 15–21. EDN: RPYDUF
- Матишов Г. Г., Степаньян О. В., Григоренко К. С., Харьковский В. М., Поважный В. В., Сойер В. Г. Особенности гидролого-гидрохимического режима Азовского и Черного морей в 2013 г. // Вестник Южного научного центра. 2015. Т. 11, № 2. С. 36–44. EDN: UCBKRJ
- 491 просмотр