Наши партнёры




Национальное объединение изыскателей




Союз проектировщиков России




Российская академия архитектуры и строительных наук




Союз архитекторов России




Международная ассоциация «Союз дизайнеров»

Разработанные российскими учёными комплексы помогут управлять работой Волжско-Камского каскада водохранилищ

22.03.2022

ИВП РАН

Специалисты Института водных проблем (ИВП) РАН, подведомственного Минобрнауки России, разработали информационно-моделирующие комплексы ЕСОМАG и VOLPOW, предназначенные для моделирования речного стока и функционирования Волжско-Камского каскада — одной из крупнейших в мире водохозяйственных систем.

Комплексы прошли регистрацию в Роспатенте и, как отмечают исследователи, стали передовыми мировыми разработками в области обеспечения водной безопасности.

По берегам и в бассейнах Камы, Волги и их притоков проживает почти половина населения России. ИВП РАН осуществляет расчетное обеспечение и информационную поддержку принятия решений по оперативному регулированию речного стока для нужд Федерального агентства водных ресурсов. Работа ведется с 2018 года.

«В 2000 году мы с Юрием Мотовиловым, ныне ведущим научным сотрудником ИВП РАН, приступили к созданию всеобъемлющей научной расчетной основы управления каскадом водохранилищ. Начали с Волжско-Камского каскада. К 2005 году получили первые результаты для бассейна Волги полностью. У коллектива исследователей появилась возможность совершить прорыв в технологиях управления Волжско-Камским каскадом и продвинуть теорию и практику регулирования речного стока на несколько шагов вперед», — рассказывает ведущий инженер ИВП РАН, начальник Информационно-аналитического центра регистра и кадастра Российского государственного аграрного университета — МСХА им. К.А. Тимирязева Сергей Беднарук.

С помощью комплекса ECOMAG исследователи рассчитывают «ансамбль» возможных вариантов притока воды в водохранилища по погодным условиям прошлых лет. Учитывая фактическое состояние водосбора (запасы в снеге, распределение снежного покрова, глубину промерзания и влажность почвы), они выбирают из «ансамбля» несколько наиболее близких к условиям текущей весны сценариев развития гидрологической ситуации. Из этих сценариев компонуются исходные данные по притоку воды в водохранилища для модели функционирования каскада VOLPOW.

В экспертных оценках при выборе сценариев используется официальный прогноз Гидрометцентра РФ по объемам притока воды к водохранилищам каскада на предстоящий период, например, весеннее половодье, а с помощью комплекса ECOMAG исследователи получают детальные гидрографы притока внутри прогнозируемого периода (месяц, квартал), снижая тем самым степень неопределенности при принятии решений.

Информационно-моделирующие комплексы работают в оперативном режиме. Каждый день начинается с получения и обработки большого объема данных наблюдений за прошедшие и текущие сутки по всему бассейну Волги. Фактический уровень воды в водных объектах, сброс воды через гидротехнические сооружения, приток воды к водохранилищам и другие гидрометеорологические данные архивируются и визуализируются на специально разработанном геоинформационном портале. Далее выполняется анализ гидрологической обстановки на водосборе и назначаются режимы работы водохранилищ.

По моделям ECOMAG и VOLPOW выполняют полный комплекс гидрологических и водохозяйственных расчетов: в период весеннего половодья каждые пять дней, в остальное время каждые десять дней, а при существенном изменении гидрометеорологической и водохозяйственной обстановки — чаще. Одновременно идет обновление данных: отвечают ли установленные режимы работы водохранилищ расчетным и соответствуют ли они гидрометеорологической и водохозяйственной обстановке. В случае необходимости ученые готовят и направляют в отдел оперативного регулирования Росводресурсов конкретные рекомендации по корректировке установленных режимов работы гидроузлов каскада.

«Регулирование стока Волги каскадом водохранилищ — чрезвычайно сложная и ответственная работа, которая, учитывая роль Волжского бассейна в экономике страны, без преувеличения относится к задачам национальной безопасности. Институт водных проблем РАН ведет методическую поддержку управления водохранилищами Волжско-Камского каскада практически в ежедневном режиме. Корректный прогноз притока воды в водоемы и надежность расчетных сценариев, которые анализируют при принятии управленческих решений, играют ключевую роль. Весной наступает самый ответственный период, когда решается вопрос, удастся ли накопить достаточно воды, чтобы удовлетворить конкурирующие запросы населения, промышленности, гидроэнергетики, сельского и рыбного хозяйства, судоходства в течение оставшейся части года», — напоминает директор ИВП РАН, член-корреспондент РАН Александр Гельфан.