Введение
Глава 1. Методологические основы информационного моделирования 13
1.1. Модели - информационные отображения объектов моделирования 13
1.1.1. Понятие информационной модели.
1.1.2. Классификация моделей по способу отображения информации об объектах.
1.1.3. Достоверность данных, используемых для построения моделей.
1.1.4. Переменные информационной модели и ограничения их возможных значений.
1.1.5. Основные функции моделей.
1.2. Элементы технологии построения информационных мо делей 21
1.2.1. Этапы моделирования.
1.2.2. Оптимизация моделей.
1.2.3. Информационные принципы моделирования.
Выводы 31
Глава 2. Исследование закономерностей формирования сезонной динамики речного стока 33
2.1. Информационно-вероятностные методы поиска и исследования взаимосвязей между переменными 33
2.3.1. Вероятностное описание, типизация, подготовка и контроль исходной информации.
2.3.2. Моделирование взаимосвязей между переменными на основе использования оценок совместных и условных распределений вероятности.
2.3.3. Методические приемы поиска скрытых многофакторных зависимостей.
2.3.4. Содержательная интерпретация результатов анализа.
2.3.5. Программный модуль для поиска и исследования эмпирических закономерностей.
2.2. Моделирование сезонной динамики гидрологических характеристик речных бассейнов 58
2.2.1. Данные о месячных значениях стока и осадков.
2.2.2. Детализация описания водного баланса речного бассейна в рамках модели сезонной динамики его параметров.
2.2.3. Гипотезы о механизмах формирования стока.
2.2.4. Оптимизация модели.
2.2.5. Модельные расчеты динамики параметров состояния речного бассейна и их интерпретация.
2.3. Анализ пространственных, климатических и ландшафтных особенностей формирования стока рек 74
2.3.1. Использованные данные.
2.3.2. Годовой сток как функция годовых осадков.
2.3.3. Взаимосвязи генетических ком понент годового стока с различными элементами осадков.
2.3.4. Зависимость месячного стока от месячных и сезонных
осадков.
2.3.5. Речной сток как функция географических координат и ландшафтных характеристик водосборного бассейна.
2.3.6. Взаимосвязи параметров сезонной модели и ландшафтных характеристик водосбора.
Выводы 100
Глава 3. Прогнозирование межгодовой изменчивости суммарного притока в озеро байкал 102
3.1. Методы и программные средства совместного прогнозирования временных рядов 102
3.1.1. Достоверность и информативность прогнозных оценок.
3.1.2. Подготовка временных рядов для поиска в них прогностических закономерностей.
3.1.3. Алгоритмы экстраполяции временных рядов с помощью вероятностных моделей.
3.1.4. Исследование свойств итерационного прогностического алгоритма на тестовом примере.
3.1.4. Программные средства для моделирования и прогнозирования временных рядов.
3.2 Геодинамические ряды как информационная основа для прогнозирования стока 117
3.2.1. Использованные данные.
3.3.2. Графическое представление динамики рядов и сравнение различных способов ее моделирования и прогнозирования.
3.3 Прогностические оценки суммарного притока в озеро Байкал на основе разных моделей 123
3.3.1. Авторегрессионные модели стока и их использование для его прогнозирования.
3.3.2. Прогноз притока в Байкал как функции прогноза температуры Северного полушария.
3.3.2. Прогнозирование стока с применением группы моделей с различным запаздыванием предикторов.
3.3.3. Предсказание стока в рамках модели совместной динамики контролируемых переменных с использованием итерационного прогностического алгоритма.
Выводы 139
Глава 4. Оптимизация управления расходом реки ангары 141
4.1. Моделирование взаимосвязей между основными характеристиками ангарского каскада водохранилищ 142
4.1.1. Приоритетные процессы, закономерности и параметры формирования количества и качества воды в реке Ангаре.
4.1.2. Эмпирическая модель соотношения «объем-уровень» для водохранилищ.
4.1.3. Балансовая математическая модель динамики объемов водохранилищ.
4.1.4. Вероятностная модель сезонной изменчивости компонент водного баланса.
4.1.5. Имитационная модель сезонной динамики интегральных параметров ангарских водохранилищ.
4.1.6. Математическая модель поступления и переноса загрязняющих веществ.
4.1.7. Стационарная математическая модель формирования потоков воды и загрязняющих ее веществ.
4.1.8. Эмпирическая модель пространственного распределения притока воды и мощности источников загрязнения.
4.1.9. Имитационная модель сезонной динамики распределения потоков и концентраций загрязняющих веществ в реке Ангаре.
4.2. Задачи оптимального управления 161
4.2.1. Оптимизация уровенного режима водохранилищ.
4.2.2. Регулирование расходов реки Ангары в интересах многих водопользователей.
Выводы 169
Глава 5. Моделирование распространения загрязняющих веществ при оценке антропогенного воздействия на поверхностные воды 170
5.1. Модель динамики аварийного загрязнения нефтепродуктами реки Верхней Ангары 171
5.1.1. Расходы воды и гидравлические характеристики русла.
5.1.2. Математическая модель переноса нефтепродуктов вдоль русла реки.
5.1.3. Расчеты динамики загрязнения от аварийного сброса нефтепродуктов.
5.1.4. Оценка воздействия на окружающую среду и вероятные ущербы.
5.2. Модель распространения взвешенных веществ на локальном участке реки Ангары вблизи водозабора города Ангарска 188
5.2.1. Описание модели.
5.2.2. Предварительные приближенные оценки поведения взвеси в воде.
5.2.3. Примеры модельных расчетов поля загрязнения.
5.2.4. Оценка результатов моделирования и рекомендации по минимизации загрязнения, реки.
5.3. Модель формирования поля загрязнения воды на приплотинной части акватории Братского водохранилища 205
4.3.1. Источники данных о моделируемых процессах и особенности их описания.
4.3.2. Реализация модели на компьютере.
4.3.3. Расчеты полей загрязнения воды, формирующихся при нормальном режиме эксплуатации золоотвала.
4.3.4. Прогноз загрязнения поверхностных вод при аварийном разрушении дамбы.
4.3.5. Возможные эколого-экономические последствия аварийного загрязнения участка водохранилища.
5.4. Модель переноса примесей на многорукавном фрагменте реки Ангары 238
5.4.1. Общая гидрологическая характеристика выбранного участка реки.
5.4.2. Параметры источника загрязнения.
5.4.3. Основные модельные положения.
5.4.4. Описание модулей программы.
5.4.5. Примеры модельных расчетов.
Выводы 255
Заключение 257
Список использованных источников 259
