Описание проекта

Проект ASBmm разрабатывается в кооперации НИЦ МКВК (руководитель проф. В.А.Духовный) с UNESCO IHE - Institute for Water Education, Нидерланды (руководитель Mr. Joop de Schutter).
Предполагаемый срок завершения Проекта: 2012 год.
Конечный продукт: популярная версии ASBmm, размещенная в Интернете.
Предполагаемые способы распространение программного продукта: CD и Интернет.


Интегрированная модель ASBmm представляет из себя программно-информационный комплекс, включающий ряд информационных модулей и компьютерных программ:

Модель регулирования стока водохранилищными гидроузлами с ГЭС и распределения водных ресурсов (WAm)

Software WAm ASBmm (Water Allocation Model) – специализированный компьютерный инструмент для моделирования процессов регулирования стока основных рек бассейна Аральского моря крупными водохранилищными гидроузлами с ГЭС трансграничного воздействия, распределения поверхностных водных ресурсов между водохозяйственными районами (зонами планирования) и водными экосистемами (ветланды Приаралья, Арал); позволяет выполнять водобалансовые и гидроэнергетические расчеты по бассейнам рек Сырдарья и Амударья, по водохозяйственным сценариям, помесячно на период до 2035 года; модель создана на основе технологии GAMS, это позволяет решать оптимизационные задачи управления водными ресурсами, что во многом способствует правильному выбору водохозяйственных решений.

WAm ASBmm включает:
  • Гидрологические и водохозяйственные схемы бассейнов рек Сырдарья и Амударья, которые реализованы в виде графов, описывающих сеть распределения и регулирования стока, в увязке с водохранилищами, ГЭС, зонами планирования (по водозаборам и сбросам) и озерами,
  • Алгоритмы, описывающие функционирование системы распределения водных ресурсов, решение задачи регулирования стока водохранилищными гидроузлами с ГЭС и распределения водных ресурсов (имитационная и оптимизационная задачи),
  • Целевые функции (критерии управления) и ограничения (начальные и краевые условия), как первое приближение, позволяющее эффективно решать совместную задачу распределения и регулирования стока,
  • Форматы по входной и выходной (расчетной) информации.

Модель зоны планирования (PZm)

Software PZm ASBmm – профессиональный программный продукт для расчета требуемого водопотребления в водохозяйственном районе – Зоны Планирования (коммунально-бытовой сектор, сельское хозяйство, промышленность); позволяет рассчитывать по климатическим и водохозяйственным сценариям до 2035 года водообеспеченность ЗП и потери продукции при возникающем дефиците воды; позволяет составлять водохозяйственные балансы отдельных зон планирования, в увязке с речной сетью (моделью WAm), включая водные балансы орошаемых территорий, расчет возвратных вод; учитывает наличие местных ресурсов, включая подземные воды, регулирование стока внутрисистемными водохранилищами.

PZm ASBmm состоит из водохозяйственной и экономической частей; включает блоки:
  • расчета требуемого водопотребления для сельского хозяйства,
  • расчета водного баланса орошаемой территории,
  • расчета потенциальной продукции орошаемого земледелия,
  • расчета дренажного (возвратного) стока,
  • расчета водохозяйственного баланса зоны планирования (учет водопотребления по секторам экономики, локальных и трансграничных водных источников и др.),
  • расчета потерь продукции сельского хозяйства (в случае дефицита воды из трансграничных источников), экономической оценки потерь продукции по сопряженным эффектам и др.

Социально-экономическая модель (SEm)

Software SEm ASBmm - программный продукт, позволяющий строить и оценивать водохозяйственные, сельскохозяйственные и экологические сценарии развития бассейна Аральского моря до 2035 года, в увязке с сценариями социально-экономического развития стран бассейна; работает в комплексе с моделями WAm, PZm.

SEm ASBmm аккумулирует и агрегирует расчетную экономическую информацию моделей:
  • WAm ASBmm – количество и стоимость потенциальной электроэнергии, планируемой и вырабатываемой по отдельным ГЭС по сценариям управления водохранилищными гидроузлами, потери выработки (в случае холостых попусков),
  • PZ ASBmm – количество и стоимость потенциальной продукции, планируемой в Зонах Планирования стран региона (по секторам экономики) по сценариям развития, потери продукции (в случае наличия дефицита воды).

SEm ASBmm оценивает по государствам и бассейнам:
  • Водохозяйственный баланс,
  • Энергетический баланс,
  • Продуктовый баланс,
  • Социально-экономическую ситуацию по ряду индикаторов, включая макроэкономические показатели.

Оценка водопотребления производится по следующим основным направлениям:
  • Развитие коммунально-хозяйственного сектора;
  • Развитие реального сектора экономики (кроме сельскохозяйственного сектора);
  • Развитие сельского хозяйства, включая орошение;
  • Развитие энергетики.

Сельскохозяйственное развитие выделяется в отдельную группу в связи с ее превалирующим сектором в регионе Центральной Азии в качестве потребителя воды (90 и более %). Экономика отдельной страны рассматривается в виде специального блока , учитывающего (кроме сельскохозяйственного развития) показатели:
  • Добывающей промышленность и первичного производства,
  • Перерабатывающей промышленности,
  • Сферы новых технологий и науки,
  • Сферы обслуживания.

Сектор "сельскохозяйственного развития" SEm состоит из блоков:
  • Орошаемого земледелия;
  • Богарного земледелия;
  • Животноводства и продуктов питания;
  • Агропереработки.

Наиболее значимым для является блок "орошаемого земледелия", который определяет основные требования на воду и объем определяющей аграрной продукции, обеспеченность продуктами питания и одновременно основной вклад в GNP.

Информационное обеспечение

База данных ASBmm включает три блока:
  1. Блок для хранения ретроспективной информации (по располагаемым водным ресурсам, их использованию, работе водохозяйственных объектов, социально-экономическим показателям развития стран, по областям – зонам планирования),
  2. Блок для хранения исходной информации для моделирования, сгруппированной по трем сценариям (сценарий сохранения существующих тенденций, сценарий национального развития, региональный сценарий - основанный на региональной интеграции) по параметрам и блокам (социально-экономический, климатический, гидрологический, сельскохозяйственный, водохозяйственный, экологический),
  3. Блок для хранения вторичной информации по сценариям и результатам моделирования (для обмена данными между моделями, отображения и интерпретации результатов моделирования через пользовательский интерфейс).

Управляющая программа и пользовательский WEB-интерфейс

Управляющая программа и Интерфейс увязывает по информационным потокам между собой и с БД модели, обеспечивает доступ пользователя:
  • к формам, позволяющим выбирать сценарии (климат, развитие, управление), варианты водности, вводить новые объекты (водохранилища, ГЭС), назначать ограничения и режимы);
  • к командам, запускающим модели (компьютерные программы) на выполнение, формирующим и транслирующим данные, выводящим индикаторы, отчеты, графики, схемы;
  • к части исходной информации для ее просмотра и редактирования, а для ExpVersion – формирования пользовательских сценариев (вариантов).

Для удобства пользователя предлагается меню, позволяющее ему поэтапно вести диалог “пользователь - ЭВМ”, в частности:
  • выбрать на перспективу (2010-2035 гг) вариант гидрологических рядов поверхностных водных ресурсов (по показателям водности),
  • выбрать климатический сценарий (max, min),
  • выбрать сценарий развития (сохранение существующих тенденций, национальное видение, региональный сценарий),
  • выбрать из предлагаемого списка комплексную задачу и запустить ее на выполнение.

Каждая задача предполагает свой набор инструментов (компьютерных моделей), оригинальную схему ввода-вывода данных и порядок запуска команд; предусмотрены 4 основные задачи:
  1. Оценка регулирования стока водохранилищными гидроузлами с ГЭС и водного баланса бассейнов рек (с выбором бассейна) – используется WAm ASBmm,
  2. Оценка требуемого водопотребления по Зонам Планирования (с выбором ЗП) - используется PZm ASBmm ,
  3. Оценка водообеспеченности и потерь продукции в ЗП (с выбором ЗП) – используются модели в цикле PZm – WAm – PZm ASBmm,
  4. Социально-экономическая оценка развития региона (в разрезе государств) – используется SEm ASBmm.

Управляющая программа обеспечивает одновременную работу нескольких пользователей с ASBmm в Интернете, осуществляет интеграцию моделей, позволяющую маршрутизировать, преобразовывать и организовывать обмен данными, управлять потоками информации через Веб-интерфейс; осуществляет синхронизацию потоков информации, находящихся под управлением различных пользователей.

Программное обеспечение

Аппаратные требования: компьютер с серверной конфигурацией, с параметрами – процессор P-IV 3.3 ГГЦ, память 4ГБ.
Требования к программному обеспечению:
  • операционная система Windows 2003 Server,
  • WEB-сервер Apache 2.2 или IIS-сервер,
  • среда разработки и функционирования интерфейса – PHP 5 (с дополнительными библиотеками curl, gd, pear, imagick, xmlrpc,
  • система управления БД – MYSQL 4,
  • программа, обеспечивающая скоростной обмен данных – FTP сервер (например, proftpd),
  • система GAMS

 

The General Algebraic Modeling System (GAMS) is designed to make the construction and solution of large and complex mathematical programming models for programmers and more comprehensible to users of models from other disciplines, e.g., specialists in water managements, hydrologists, economists. GAMS is specifically designed for modeling linear and nonlinear optimization problems. The using GAMS is oriented to tasks of management and the economic analysis. This system is created in USA under support of World Bank and was calibrated for the Nile, Indus, Yelow rivers’ basins and others.

 
© ASBmm 2010-2017. Руководство пользователя | Обратная связь