Прогнозування кисневого режиму річки Сіверський Донець методами математичного моделювання

Abstract

UK: Метою даної роботи є побудова математичної моделі (визначення її параметрів) для прогнозуванням кисневого режиму (біохімічного споживання кисню та розчиненого кисню) р. Сів. Донець на підставі класичної моделі Стрітера-Фелпса. В роботі використана методика математичного моделювання динаміки змін концентрації розчиненого кисню та біохімічного споживання кисню на основі ретроспективного аналізу даних оперативного контролю. Результати. Проведено аналіз кисневого режиму р. Сіверський Донець біля м. Ізюм та розраховано параметри моделі Стрітера-Фелпса для діля-нки р. Сіверський Донець, що розташована в Ізюмському районі Харківської області. Наукова новизна полягає у розробці способу визначення параметрів моделі Стрітера-Фелпса на підставі аналізу ретроспективних даних та з використанням даних аналізу БСК та РК по декількох створах р. Сів. Донець, що дозволяє прогнозувати кисневий режим річки у різні пори року. Практична значимість полягає в можливості за допомогою отриманих рівнянь прогнозувати кисневий режим р. Сів. Донець – швидкість зміни концентрації БСК та РК, розрахунок відстані від місця забору проби для аналізу до місця можливого скиду забруднення до річки задля своєчасного прийняття рішень з оперативного та дієвого управління екологічним станом басейну р. Сів. Донець.

RU: Целью данной работы является построение математической модели (определение ее параметров) для прогнозирования кислородного режима (БПК и РК) р. Северский Донец на основании классической модели Стритера-Фелпса. В работе использована методика математического моделирования динамики изменений концентрации растворенного кислорода и биохимического потребления кислорода на основании ретроспективного анализа данных оперативного контролю. Результаты. Проведен анализ кислородного режиму р. Северский Донец возле г. Изюм и рассчитаны параметры модели Стритера-Фелпса для участка р. Северский Донец, расположенном в Изюмском районе Харьковской области. Научная новизна состоит в разработке способу определения параметров модели Стритера-Фелпса на основании анализа ретроспективных данных и с использованием данных анализа БПК и растворенного кислорода из нескольких створов р. Северский Донец, что позволяет прогнозировать кислородный режим речки в разные времена года. Практическая значимость состоит в возможности при помощи полученных уравнений прогнозировать кислородный режим р. Северский Донец – скорость изменения концентрации БПК и растворенного кислорода, расчет расстоянии от места забору пробы для анализа до места возможного сброса загрязнения в реку для своевременного принятия решения по оперативному и действенному управлению экологическим состоянием бассейна р. Северский Донец.

EN: Purpose. The aim of this paper is to construct a mathematical model (determination of its parameters) to predict the oxygen regime (BOD and dissolved oxygen) кшм. Seversky Donets based on the classical model Streeter-Phelps. The paper used the method of mathematical modeling of the dynamics of changes in the concentration of dissolved oxygen and biochemical oxygen demand based on a retrospective analysis of the operational monitoring data. Results. The analysis of the oxygen regime riv. Sev-ersky Donets near Izyum and calculated parameters of the model for the Streeter-Phelps section riv. Seversky Donets River, located in the district of the Kharkov region Izyum. Scientific novelty is to provide a method for determining model parameters Streeter-Phelps based on an analysis of historical data and using the data analysis BOD and dissolved oxygen of several cross-sections riv. Seversky Donets, that allows to predict the oxygen regime of the river at different times of the year. The practical significance is the possibility of using the derived equations to predict the oxygen regime riv. Seversky Donets - the rate of change of concentration of BOD and dissolved oxygen, calculating the distance from the place of sampling for analysis to the point of a possible discharge of pollution into the river for a timely decision on the operational and effective management of the ecological state of the river basin Seversky Donets.