Научная статья на тему 'КОНЦЕПЦИЯ ИМИТАЦИОННОГО ДИНАМИКО-СТОХАСТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ ВОДООБЕСПЕЧЕНИЯ БЕССТОЧНЫХ БАССЕЙНОВ АРАЛА И БАЛКАША'

КОНЦЕПЦИЯ ИМИТАЦИОННОГО ДИНАМИКО-СТОХАСТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ ВОДООБЕСПЕЧЕНИЯ БЕССТОЧНЫХ БАССЕЙНОВ АРАЛА И БАЛКАША Текст научной статьи по специальности «Естественные и точные науки»

CC BY
8
1
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
система водообеспечения / имитационное динамико-стохастическое моделирование / Арал / Балкаш / метод Монте-Карло / system of water supply / imitating dinamiko-stochastic modeling / Aral / Balkash / Monte-Carlo method.

Аннотация научной статьи по естественным и точным наукам, автор научной работы — Медеу А. Р., Мальковский И. М., Толеубаева Л. С.

Изложены проблемы развития систем водообеспечения (СВО) Иле-Балкашского и АралоСырдариинского бассейнов, типичные для трансграничных бессточных бассейнов аридных и полуаридных территорий Центральной Азии. Отмечено, что СВО Иле-Балкашского и Арало-Сырдариинского бассейнов являются ключевыми звеньями национального водохозяйственного комплекса и имеют схожую хорологическую структуру. Показано, что имитационное динамико-стохастическое моделирование является эффективным средством исследования сложных систем, подверженных случайным воздействиям. Разработан «первый эскиз» имитационной модели развития СВО Иле-Балкашского и Арало-Сырдариинского бассейнов до 2050 года. В основу модели положена методология динамико-стохастического моделирования (метод Монте-Карло). Компьютерная реализация имитационных моделей СВО исследуемых бассейнов выполнена на объектно ориентированном языке программирования С#. Дана оценка адекватности имитационной модели исследуемым системам путем ручных прогонов (процедуры валидации и верификации). Разработана двумерная модель визуализации процесса имитационного моделирования Иле-Балкашской системы водообеспечения. Численными экспериментами подтверждены функциональные возможности модели и достоверность получаемых результатов в реальном диапазоне входных параметров.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по естественным и точным наукам , автор научной работы — Медеу А. Р., Мальковский И. М., Толеубаева Л. С.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE CONCEPT OF DYNAMIC-STOCHASTIC MODEL OF WATER SUPPLY SYSTEMS ARAL AND BALKASH RIVER BASIN

The problems of development of systems of water supply (SVO) of Ile-Balkashsky and Aralo-Syrdariinsky basins typical for cross-border barred basins of arid and semi-arid territories of Central Asia are shown. It is noted that SVO of Ile-Balkashsky and Aralo-Syrdariinsky basins are key links of a national water management complex and have similar horologichesky structure. It is shown that imitating dinamiko-stochastic modeling is an effective remedy of research of the difficult systems subject to casual influences. "the first sketch" of imitating model of development of SVO of Ile-Balkashsky and Aralo-Syrdariinsky basins for the period till 2050 is developed. The methodology of dinamiko-stochastic modeling is the basis for model (Monte-Carlo method). Computer realization of the SVO imitating models of the studied pools is executed in the object-oriented C# programming language. The assessment of adequacy of imitating model to the studied systems by carrying out manual runs (procedure of validation and verification) is made. The two-dimensional model of visualization of process of imitating modeling of Ile-Balkashsky system of water supply is developed. Numerical experiments have confirmed functionality of model and reliability of the received results in the actual range of input parameters.

Текст научной работы на тему «КОНЦЕПЦИЯ ИМИТАЦИОННОГО ДИНАМИКО-СТОХАСТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ ВОДООБЕСПЕЧЕНИЯ БЕССТОЧНЫХ БАССЕЙНОВ АРАЛА И БАЛКАША»

УДК 556.01+504.4.062.2 (574)

КОНЦЕПЦИЯ ИМИТАЦИОННОГО ДИНАМИКО-СТОХАСТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ ВОДООБЕСПЕЧЕНИЯ БЕССТОЧНЫХ БАССЕЙНОВ

АРАЛА И БАЛКАША

А. Р. Медеу1, И. М. Мальковский2, Л. С. Толеубаева3

1 Д. г. н., профессор, член-корреспондент НАН РК, директор института (Институт географии, Алматы, Казахстан) 2Д. г. н., профессор, главный менеджер по управлению проектами (Институт географии, Алматы, Казахстан) 3Д. г. н., руководитель лаборатории водообеспечения природно-хозяйственных систем и математического моделирования (Институт географии, Алматы, Казахстан)

Ключевые слова: система водообеспечения, имитационное динамико-стохастическое моделирование, Арал, Балкаш, метод Монте-Карло.

Аннотация. Изложены проблемы развития систем водообеспечения (СВО) Иле-Балкашского и Арало-Сырдариинского бассейнов, типичные для трансграничных бессточных бассейнов аридных и полуаридных территорий Центральной Азии. Отмечено, что СВО Иле-Балкашского и Арало-Сырдариинского бассейнов являются ключевыми звеньями национального водохозяйственного комплекса и имеют схожую хорологическую структуру. Показано, что имитационное динамико-стохастическое моделирование является эффективным средством исследования сложных систем, подверженных случайным воздействиям. Разработан «первый эскиз» имитационной модели развития СВО Иле-Балкашского и Арало-Сырдариинского бассейнов до 2050 года. В основу модели положена методология динамико-стохастического моделирования (метод Монте-Карло). Компьютерная реализация имитационных моделей СВО исследуемых бассейнов выполнена на объектно ориентированном языке программирования С#. Дана оценка адекватности имитационной модели исследуемым системам путем ручных прогонов (процедуры валидации и верификации). Разработана двумерная модель визуализации процесса имитационного моделирования Иле-Балкашской системы водообеспечения. Численными экспериментами подтверждены функциональные возможности модели и достоверность получаемых результатов в реальном диапазоне входных параметров.

Введение. Проблемы развития систем водообеспечения Республики Казахстан типичны для трансграничных бессточных бассейнов аридных и полуаридных территорий Центральной Азии. Основными угрозами и вызовами в области водообеспечения природно-хозяйственных систем таких бассейнов являются глобальные и региональные изменения климата, несогласованность межгосударственных водных отношений, использование водозатратных технологий и несовершенство технических средств водорегулирования и водораспределения. Следствиями реализации водных угроз могут стать «водные кризисы», проявляющиеся в обострении межгосударственных водных противоречий, развитии новых очагов экологической нестабильности, срыве программ социально-экономического развития [1, 2].

Постановка проблемы. Системы водообеспечения (СВО) Иле-Балкашского и Арало-Сырда-риинского бассейнов, представляющие собой совокупность водоисточников и водопользователей с объединяющими их средствами водорегулирования и водораспределения, являются ключевыми звеньями национального водохозяйственного комплекса. В бассейновых СВО формируется 46% возобновляемых ресурсов речного стока, сосредоточено 44% разведанных запасов подземных вод. При этом бассейны являются наиболее водозатратными системами - интегральный спрос на воду населения, производства, природных объектов составляет половину общереспубликанского. Сильна зависимость бассейнов от трансграничного стока: А-С - 89%, И-Б - 44%. СВО являются реальным и потенциальным бассейнами «водного кризиса». Оба бассейна - потенциальные «реципиенты» перебросок речного стока из Ертисского бассейна-«донора» (рисунок 1) [1, 2].

На рисунке 2 приведена схема потенциальных межбассейновых и трансграничных водохозяйственных связей Единой системы водообеспечения Республики Казахстан (ЕСВО РК).

Рисунок 1 - Карта-схема бассейновых систем водообеспечения Казахстана

Рисунок 2 - Схема потенциальных межбассейновых и трансграничных водохозяйственных связей ЕСВО РК. Страны: КНР - Китайская Народная Республика, КР - Кыргызская Республика, РУ - Республика Узбекистан, РФ - Российская Федерация.

Водохозяйственные бассейны: А-С - Арало-Сырдариинский, И-Б - Иле-Балкашский, Ер - Ертисский, Ес - Есиль-ский, Ж-К - Жайык-Каспийский, Н-С - Нура-Сарысуский, Т-Т - Тобыл-Торгайский, Ш-Т - Шу-Таласский.

Трансказахстанский канал (ТКК) станет основой формирования Единой системы водообеспечения Республики Казахстан, объединяющей существующие и перспективные межбассейновые водохозяйственные связи, обеспечивая повышение эффективности использования ресурсов речного стока для достижения социальных, экологических и экономических целей развития страны [2, 3].

Бассейновые системы водообеспечения характеризуются свойствами сложных систем: неопределенностью и стохастичностью, обусловленными однозначной непредсказуемостью масштабов водохозяйственной деятельности в сопредельных странах и вероятностной природой гидрометеорологических процессов и явлений, определяющих величину располагаемых водных ресурсов.

Методика исследований. Эффективным средством исследования сложных систем, подверженных случайным воздействиям, является имитационное моделирование, представляющее собой метод проведения на ЭВМ вычислительных экспериментов с математическими моделями, имитирующими поведение реальных объектов во времени в течение заданного периода. При этом

функционирование водных объектов описывается набором алгоритмов, которые имитируют вероятностную природу формирования ресурсов речного стока и динамику спроса на воду природно-хозяйственных систем [4, 5].

На рисунке 3 схематически представлена концепция динамико-стохастической модели бассейновой системы водообеспечения, где использованы укрупненные временные интервалы развития системы Т, агрегированные показатели водных ресурсов W и спроса на воду V, укрупненные пространственные единицы i, оцениваемые совокупностью статистических критериев Ф [6].

Рисунок 3 - Принципиальная схема модели функционирования и развития системы водообеспечения

Состояние объекта управления бассейновой системы в любой момент времени Т однозначно определяется многомерным вектором - располагаемыми водными ресурсами в целом и распределением их между компонентами а также спросом на воду УТ,п. В результате определенного воздействия система может переходить из одного состояния в другое с определенной степенью эффективности с точки зрения принятых критериев. Эти воздействия представляются в виде многомерного вектора где его составляющие являются совокупностью средств регулирования и распределения водных ресурсов. Происходящие в системе процессы протекают под влиянием ряда случайных факторов, образующих вектор возмущений 7\,ь, компонентами которого является однозначно непредсказуемый режим водоисточников.

Результаты исследований. Имитационные объектные модели СВО Иле-Балкашского и Арало-Сырдариинского бассейнов (рисунок 4) имеют аналогичную структуру и включают водоисточники поверхностные Q; водоисточники подземные G; водопользователи коммунально-бытовые, промышленные, сельскохозяйственные V; перераспределение речного стока и; наполнение водоемов W^; русловой сток В; водопользователи экологические Е.

Идентичность проблем развития Арало-Сырдариинской и Иле-Балкашской СВО определяется схожестью их хорологических структур:

- возобновляемые ресурсы речного стока бассейнов слагаются из местного и трансграничного стока (с территории КНР и РУ);

- в бассейнах находятся существенные разведанные запасы подземных вод, гидравлически связанные с поверхностными водами;

- основными производственными водопользователями в бассейнах являются сельское хозяйство, промышленность, коммунальное хозяйство, а также рыбное хозяйство и гидроэнергетика;

- лимитирующими природными компонентами бассейновых СВО являются концевые бессточные водоемы: озеро Балкаш и Малое Аральское море, воспринимающие интегральную нагрузку изменений климата и хозяйственной деятельности на водосборах;

- крупными водопользователями в бассейнах являются природные комплексы дельт и пойм рек Иле и Сырдария;

а б

Рисунок 4 - Структура имитационной динамико-стохастической модели СВО: а - Иле-Балкашский бассейн; б - Арало-Сырдариинский бассейн

Иле-Балкашский бассейн

Арало-Сырдариинский бассейн

Водоисточники поверхностные: Q1 - трансграничный сток р. Иле (из КНР); Q2 - местный сток притоков р. Иле; Q3 - сток восточных рек. Водоисточники подземные:

01 - Копа-Илейское месторождение;

02 - Южно-Балкашское месторождение;

03 - приток подземных вод в озеро Балкаш. Водопользователи коммунально-бытовые, промышленные, сельскохозяйственные:

У1 - китайская часть бассейна р. Иле; У2 - верховья бассейна р. Иле; У3 - низовья бассейна р. Иле; У4 - бассейн восточных рек; У5 - Северное Прибалкашье. Перераспределение речного стока: и1 - Буктырма - Балкаш; и2 - Каратал - Иле. Наполнение водоемов: Ш1 - Капшагайское водохранилище; Ш2 - озеро Балкаш; Ш3 - Западн^1й Балкаш;

- Восточн^1й Балкаш. Русловой сток:

В1 - приток р. Иле в Капшагайское вдхр.;

В2 - приток Иле в Западный Балкаш;

В3 - приток восточных рек в Восточный Балкаш;

В4 - балансовый переток Западный Балкаш - Восточный Балкаш.

Водопользователи экологические:

Е1 - верховья бассейна;

Е2 - Капшагайское водохранилище;

Е3 - низовья бассейна;

Е4 - Западный Балкаш;

Е5 - Восточный Балкаш.

Водоисточники поверхностные: Q1 - трансграничный сток р. Сырдария

(из Республики Узбекистан); Q2 - местный сток (р. Келес); Q3 - местный сток (р. Арысь). Водоисточники подземные: 01 - приток подземных вод в САМ. Водопользователи коммунально-бытовые, промышленные, сельскохозяйственные: У1 - узбекская часть бассейна р. Сырдария; У2 - водопользователи верхнего бьефа

Шардаринского вдхр.; У3 - водопользователи нижнего бьефа

Шардаринского вдхр. Перераспределение речного стока: и1 - переброска Ертис-Сырдария; и1 - переброска Волга-Сырдария. Наполнение водоемов: Ш1 - Шардаринское водохранилище; Ш2 - Северное Аральское море. Русловой сток:

В1 - приток р. Сырдарии в Шардаринское вдхр.; В2 - попуски из Шардаринского вдхр.; В3 - водоприток в САМ; В4 - сброс в Большое море. Водопользователи экологические: Е1 - потери воды в Шардаринском вдхр.; Е2 - русловые экозатраты воды в низовьях; Е3 - Северное Аральское море.

- системными узлами управления водными ресурсами являются гидроузлы с водохранилищами длительного регулирования стока: Капшагайский (многолетний) и Шардаринский (сезонный);

- бассейны являются потенциальными «реципиентами» перебросок речного стока из Ертис-ского бассейна-«донора».

В основу модели положена методология динамико-стохастического моделирования (метод Монте-Карло). Этот метод, являясь современным способом изучения сложных систем в математике, физике, естественных науках, в настоящей работе впервые применен к решению задач развития НВХК, в том числе водообеспечения природно-хозяйственных систем [7, 8].

Стохастической составляющей модели являются ряды годового стока (ресурсы), полученные по исходным функциям распределения вероятностей методом Монте-Карло (статистических испытаний).

Динамической составляющей модели являются ряды годового спроса на воду, полученные на основе гипотез динамики численности населения и развития производства.

В ходе численных экспериментов рассматриваются различные прогнозные сценарии располагаемых ресурсов, спроса на воду и правил водорегулирования и водораспределения.

Результаты экспериментов оцениваются по критериям водной безопасности.

На рисунке 5 представлена динамико-стохастическая модель водохозяйственного баланса системных гидроузлов управления - Кашагайского и Шардаринского водохранилищ, имитирующая процессы регулирования и распределения речного стока в бассейновых природно-хозяй-

Рисунок 5 - Алгоритм имитационной модели узла управления системы водообеспечения речного бассейна

ственных системах. Модель учитывает возможность реконструкции гидроузлов путем оптимизации проектных параметров и режимов отдачи водохранилищ в условиях изменения спроса на воду и вероятностной изменчивости речного притока, осадков и испарения.

Компьютерная реализация имитационных моделей СВО Иле-Балкашского и Арало-Сырда-риинского бассейнов выполнена на объектно ориентированном языке программирования С#. Разработанный программный комплекс включает совокупность модулей: графический интерфейс, математические функции, интерактивный анализ, взаимодействие с операционной системой (рисунок 6) [9-11].

Рисунок 6 -Диаграмма модулей и связей между ними

Дана оценка адекватности имитационной модели исследуемой системе путем проведения ручных прогонов (процедуры валидации и верификации) [12-14]. Структура возмущающих и управляющих параметров для моделирования сценариев функционирования СВО представлена в таблице.

Структура возмущающих и управляющих параметров для моделирования сценариев функционирования СВО

Входные параметры модели для имитационного эксперимента Символ Единица измерения Управления и возмущения

Капшагай Шардара

Норма годового стока:

1. Трансграничного а км3/год 11,8 14,96

2. Местного Q2 км3/год 6,3 1,34

Коэффициент вариации:

3. Трансграничного стока CУ1 б.р. 0,24 0,31

4. Местного стока CУ2 б.р. 0,20 0,30

5. Модульный коэфф. годового стока Щ Cy) б.р. Таблица Таблица

6. Отъемы стока в сопр. странах У1 км3/год 0 0

7. Местный водозабор У2 км3/год 1,40 1,41

8. Начальное заполнение вдхр. ш2016 км3 16,6 5,5

9. Полная емкость водохранилища ШП км3 20,0 5,5

10. Регулирующая емкость вдхр. ШР км3 6,6 4,6

11. Мертвый объем водохранилища Шм км3 13,4 0,9

12. Площадь зеркала водохранилища Е(Ш) км2 Таблица Таблица

13. Отметка уровня водохранилища 2(Ю м Таблица Таблица

14. Слой видимого испарения е м/год 0,6 1,15

15. Межбассейновая переброска стока О км3 0 0

16. Водоотъем социальный СР км3 0,25 0,075

17. Водоотъем хозяйственный ХР км3 0,8 7,65

18. Попуски в нижний бьеф Эр км3 15,0 13,7

19. Кол-во лет расчетного периода п б.р. 35 35

Разработана двумерная модель визуализации процесса имитационного моделирования Иле-Балкашской системы водообеспечения с анимацией ее динамики на основе схематических обозначений объектов, их связей и расчетных параметров (рисунок 7). Специально разработанные модули включают алгоритм изменения параметров полигональных объектов в зависимости от входящих в модель расчетных параметров; алгоритм определения толщины линий, характеризующих взаимосвязи водных объектов; алгоритм изменения цвета объектов визуализации, основанный на табличной форме связи цвета и параметров объекта.

Рисунок 7 - Двумерная компьютерная визуализация имитационной модели развития СВО Иле-Балкашского бассейна

Выводы. Впервые создан инструмент (первый эскиз модели) поддержки принятия решений в области стратегического планирования развития Национального водохозяйственного комплекса, в том числе реконструкции системной водохозяйственной инфраструктуры, сохранения и восстановления природных водных объектов, обоснования хозяйственных лимитов водопотребления, совершенствования межгосударственного вододеления.

Осуществление стратегических мероприятий по водообеспечению бассейновых природно-хозяйственных систем Казахстана требует длительного времени: проектирование, строительство и ввод системообразующих объектов в эксплуатацию занимают до 10-15 лет. Это означает, что научное обеспечение стратегических мероприятий должно начинаться с большой заблаговре-менностью (порядка 25 лет). Игнорирование этого принципиального положения может привести к крупным просчетам в развитии Национального водохозяйственного комплекса с тяжелыми экономическими ущербами и недопустимыми нарушениями природной среды.

ЛИТЕРАТУРА

[1] Мальковский И.М. Географические основы водообеспечения природно-хозяйственных систем Казахстана. - Ал-маты, 2008. - 204 с.

[2] Водные ресурсы Казахстана: оценка, прогноз, управление. - В 30 т. - Алматы, 2012.

[3] Медеу А.Р., Мальковский И.М., Толеубаева Л.С. Управление водными ресурсами Республики Казахстан: проблемы и решения // Материалы I международной научно-практической конференции «Гидрология и инновационные технологии в водном хозяйстве». - Астана, 2015. - С. 18-22.

[4] Экономические и территориальные аспекты управления водохозяйственным комплексом России / Под ред. В. И. Данилов-Данильяна, В. Г. Пряжинской. - М.: РАСХН, 2013. - С. 215-239.

[5] Прицкер А. Введение в имитационное моделирование и язык СЛАМ II. - М.: Мир, 1987. - 646 с.

[6] Мальковский И.М., Толеубаева Л.С., Толекова А., Долбешкин М.В., Пузиков Е.М. Оценочная модель сценариев развития единой системы водообеспечения Республики Казахстан // Вопросы географии и геоэкологии. - Алматы, 2015. - № 2. - С. 15-25.

[7] Сванидзе Г.Г. Основы расчета регулирования речного стока методом Монте-Карло. - Тбилиси: Мецниерба, 1964. - 268 с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

[8] Водно-энергетические расчеты методом Монте-Карло. - М.: Энергия, 1969. - 362 с.

[9] Лузина Л.И. Компьютерное моделирование. - Томск, 2001. - 105 с.

[10] Поляков Н.А. История имитационного моделирования http://simulation.su/uploads/ ffles/default/obzor-polyakov-1.pdf.

[11] Manakou V., Tsiakis P., Tsiakis T., Kungolos A. Management of the Hydrological Basin of Lake Koronia using Mathematical Programming http://www.srcosmos.gr/srcosmos/ showpub.aspx?aa=15664.

[12] Кузьмин Е.В., Соколов В.А. О дисциплине специализации «Верификация программ» // Доклады II научно-методической конференции «Преподавание математики в компьютерных науках». - Ярославль: ЯрГУ, 2007. - С. 91-101.

[13] Validating Computational Models, Kathleen M. Carley Associate Professor of Sociology Department of Social and Decision Sciences Carnegie Mellon University, September, 1996.

[14] Андреев А. М., Козлов И. А. Методы построения и верификации математических моделей систем реального времени // Инженерный вестник. -12 декабря 2014. - С. 607-625.

REFERENCES

[1] Malkovskiy I.M. Geographical bases of water supply of natural and economic systems of Kazakhstan. Almaty, 2008. 204 p. (in Russian).

[2] Water resources of Kazakhstan: assessment, forecast, management. Almaty, 2012. Vol. 30 (in Russian).

[3] Medeu A.R., Malkovskiy I.M., Toleubayeva L.S. Water resources management of the Republic of Kazakhstan: problems and decisions // Materials I of the International scientific and practical conference "Hydrology and Innovative Technologies in a Water Management". Astana, 2015. - P. 18-22 (in Russian).

[4] Economic and territorial aspects of management of a water management complex of Russia / Under the editorship of V. I. Danilov-Danilyan, V. G. Pryazhinskoy. M.: Russian Academy of Agrarian Sciences, 2013. P. 215-239 (in Russian).

[5] Pritsker A. Introduction to imitating modeling and SLAM II language. M.: World, 1987. 646 p. (in Russian).

[6] Malkovsky I.M., Toleubayeva L.S., Tolekov A., Dolbeshkin M. V., Puzikov E.M. Estimated model of scenarios of development of uniform system of water supply of the Republic of Kazakhstan // Questions of geography and geoecology. Almaty, 2015. - N 2. - P. 15-25 (in Russian).

[7] Svanidze G.G. Bases of calculation of regulation of a river drain by Monte-Carlo method. Tbilisi: Metsniyerba, 1964. 268 p. (in Russian).

[8] Hydro-electric calculations by Monte-Carlo method. M.: Energy, 1969. 362 p. (in Russian).

[9] Luzina L.I. Computer modeling. Tomsk, 2001. 105 p. (in Russian).

[10] Polyakov N.A. Istory's Poles of imitating modeling http://simulation.su/uploads/ files/default/obzor-polyakov-1.pdf (in Russian).

[11] Manakou V., Tsiakis P., Tsiakis T., Kungolos A. Management of the Hydrological Basin of Lake Koronia using Mathematical Programming http://www.srcosmos.gr/srcosmos/ showpub.aspx?aa=15664.

[12] Kuzmin E.V., Sokolov V.A. O to discipline of specialization "Verification of programs" // Reports of the II scientific and methodical conference "Teaching Mathematics in Computer Sciences". Yaroslavl: YarGU, 2007. P. 91-101.

[13] Validating Computational Models, Kathleen M. Carley Associate Professor of Sociology Department of Social and Decision Sciences Carnegie Mellon University, September, 1996.

[14] Andreyev A.M., Kozlov I.A. Methods of construction and verification of mathematical models of systems of real time // Engineering messenger. 12 December, 2014. P. 607-625.

БАЛХАШ ЖЭНЕ АРАЛ АГЫНСЫЗ АЛАПТАРЫН СУМЕН КАМТАМАСЫЗДАНДЫРУ ЖYЙЕСШЩ ИМИТАЦИЯЛЬЩ ДИНАМИКА-СТОХАСТИКАЛЬЩ YЛГIЛЕУ КОНЦЕПЦИЯСЫ

А. Р. Медеу1, И. М. Мальковский2, Л. С. Толеубаева3

1Г. F. д., профессор, КР ¥ГА мYше-корреспондентi, институт директоры (География институты, Алматы, Казахстан) 2Г. f. д., профессор, жобаларды баскару бойынша бас менеджер (География институты, Алматы, Казахстан) 3Г. f. д., математикальщ Yлгiлеу жэне табти-шаруашылык жуйеш сумен камтамасыздандыру зертханасыньщ жетекшга (География институты, Алматы, Казакстан)

Тушн сездер: сумен камтамасыздандыру, имитациялык динамика-стохастикалык Yлгiлеу, Арал, Балкаш, Монте-Карло эдга.

Аннотация. Орта Азияныц аридлк жэне жартылай аридлк аймактарыныц трансшекаралык агынсыз алаптары Yшiн 1ле-Балкаш жэне Арал-Сырдария алаптарын сумен камтамасыздандыру (СКЖ) жYЙесшщ даму мэселелерi карастырылFан. 1ле-Балкаш жэне Арал-Сырдария алаптарыныц СКЖ ^лттык су шаруа-шылык кешешнде мацызды буын белш жэне ^ксас хорологиялык к¥рылымы болып табылатыны айкын-далFан. Имитациялык динамика-стохастикалык Yлгiлеу, кездейсок эсерлерге ¥шыраFан кYPделi жYЙелердi

зерттеуге тиiмдi к^Р&л екеш айкындалган. 2050 жылгы Ke3eHÍHe дейiн 1ле-Балкаш жэне Арал-Сырдария алап-тарын СКЖ имитацияльщ даму Yлгiсiнiн «алгашкы эскта» енделген. Yлгiлеудiн негiзiне динамика-стохас-тикалык Yлгiлеу эдiстемесi (Монте-Карло эдiсi) енгiзiлген. Зерттеу алаптарында СКЖ имитациялык Yлгiлеу-д компьютер аркылы С# багдарламалау нысанды-багдар тiлiнде iске асырылды. Зерттеу жуйесш имитация-лык Yлгiлеуге сэйкестендiру багасын беру Yшiн колмен есептеу жолымен жYргiзiлген (валидация жэне верификация рэсгш). 1ле-Балкаш сумен камтамасыздандыру жYЙесiне имитациялык Yлгiлеудiн ек1 елшемдi кезкерiмдi Yлгiлеу процессi к¥растырылган. Сандык эксперименттi аркылы Yлгiлеудiн функционалды мYм-к1н шшп жэне алынган нэтижелердiн сенiмдiлiгi шрю параметрлердiн накты аукымында дэлелдендi.

THE CONCEPT OF DYNAMIC-STOCHASTIC MODEL OF WATER SUPPLY SYSTEMS ARAL AND BALKASH RIVER BASIN

A. R. Medeu1, I. M. Malkovsky2, L. S. Toleubayeva3

1Doctor of Geographical Sciences, professor, director of institute (Institute of Geography, Almaty, Kazakhstan) 2Doctor of Geographical Sciences, professor, the chief manager on management of projects (Institute of Geography, Almaty, Kazakhstan) 3Doctor of Geographical Sciences, head of Laboratory of Water Provision for Natural-Economic Systems and Mathematical Modeling (Institute of Geography, Almaty, Kazakhstan)

Keywords: system of water supply, imitating dinamiko-stochastic modeling, Aral, Balkash, Monte-Carlo method.

Abstract. The problems of development of systems of water supply (SVO) of Ile-Balkashsky and Aralo-Syrda-riinsky basins typical for cross-border barred basins of arid and semi-arid territories of Central Asia are shown. It is noted that SVO of Ile-Balkashsky and Aralo-Syrdariinsky basins are key links of a national water management complex and have similar horologichesky structure. It is shown that imitating dinamiko-stochastic modeling is an effective remedy of research of the difficult systems subject to casual influences. "the first sketch" of imitating model of development of SVO of Ile-Balkashsky and Aralo-Syrdariinsky basins for the period till 2050 is developed. The methodology of dinamiko-stochastic modeling is the basis for model (Monte-Carlo method). Computer realization of the SVO imitating models of the studied pools is executed in the object-oriented C# programming language. The assessment of adequacy of imitating model to the studied systems by carrying out manual runs (procedure of validation and verification) is made. The two-dimensional model of visualization of process of imitating modeling of Ile-Balkashsky system of water supply is developed. Numerical experiments have confirmed functionality of model and reliability of the received results in the actual range of input parameters.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.