Введение
ГЛАВА 1. Математические модели оптимального управления концентрациями неконсервативных примесей в водных экосистемах 14
1.1 Мировая проблема защиты водных ресурсов 14
1.1.1 Подход к регулированию водных ресурсов в странах ЕС, США и Канады 16
1.1.2 Водная политика Российской Федерации 20
1.1.3 Задачи управления водными ресурсами 27
1.2 Проблема эвтрофикации водного объекта 28
1.2.1 Биофизическая динамика продукционных процессов в водной среде 28
1.2.2 Математические модели распространения примесей в водной экосистеме 35
1.3 Задачи математического моделирования изменения концентрации
неконсервативных примесей в водных экосистемах 41
1.3.1 Математическая модель экосистемы мелководного пресного водоёма 41
1.3.2 Математическая модель аэротенка-вытеснителя 48
1.4 Постановки задач оптимизации для систем уравнений реакции конвекции диффузии, описывающие состояние водной экосистемы 53
1.4.1 Задачи управления для мелководного пресного водоёма 54
1.4.2 Управление биологической очисткой сточных вод в аэротенке-вытеснителе 1.5 Возможные подходы к численному решению задач управления 61
1.6 Выводы к главе 1
ГЛАВА 2. Решение задач управления водными экоситемами при помощи сопряжённых уравнений 64
2.1 Сопряжённая задача моделирования экосистемы мелководного пресного водоёма 65
2.2 Сопряжённая задача для модели экосистемы аэротенка-вытеснителя 77
2.3 Оценка чувствительности функционалов к изменениям параметров модели 85
2.4 Постановка задач линейной оптимизации 88
2.5 Алгоритм решения задач оптимального управления с использованием сопряжённых уравнений 92
2.6 Выводы к главе 2 94
ГЛАВА 3. Численная реализация математических моделей 95
3.1 Численные алгоритмы решения задач 95
3.2 Задачи управления концентрациями ЗВ в водной экосистеме Цимлянского водохранилища (часть Ростовской области)
3.2.1 Описание объекта исследования 102
3.2.2 Оценка чувствительности функционалов, характеризующих состояние экосистемы к изменениям параметров модели экосистемы ЦВ 106
3.2.3 Математическая модель экосистемы ЦВ 108
3.2.4 Управление водной экосистемой ЦВ 113
3.3 Управление очисткой сточных вод в аэротенке-вытеснителе 121
3.3.1 Оценка чувствительности функционалов, характеризующих эффективность процесса очистки к вариациям параметров 122
3.3.2 Задача оптимального управления режимами аэрации в аэротенке-вытеснителе 123
3.4 Выводы к главе 3 131
Заключение 133
Список литературы
