Факторы оценки альтернатив при проектировании и обосновании целесообразности строительства гидротехнических сооружений

Введение.

Водохранилища являются важным элементом для регулирования водных ресурсов и вносят большой вклад в экономику регионов. Предлагается многокритериальный подход к выбору перспективных районов для расположения плотин в условиях отсутствия полной информации о количественной оценке отдельных критериев. Морфометрическая характеристика водосборных бассейнов - один из ключевых инструментов анализа водных ресурсов и представляет собой количественное исследование, предназначенное для математического моделирования наиболее значительных характеристик бассейна и их увязки с индексами и параметрами, позволяющими узнать гидрологическую ситуацию. Задача исследования - выбор и ранжирование факторов для установления приоритетных областей для строительства гидротехнических сооружений.

Материалы и методы.

Проведен критический анализ библиографии и обоснованно выбраны гидрологические, геологические, топографические аспекты и факторы землепользования, что дает возможность предложить иерархическую модель принятия решений по приоритизации районов для проектирования гидросооружений.

Результаты.

С использованием гибридного метода многокритериального анализа AHP-TOPSIS выбраны параметры, впоследствии факторы, необходимые при принятии решений для определения перспективного региона строительства, что даст возможность сократить объемы предпроектных работ в конкретном регионе. Водосбор, в котором изучаются предлагаемые параметры и коэффициенты, будет хорошо охарактеризован с учетом его гидрологии, топографии, геологии и использования местности. В качестве примера применения подхода рассматривается муниципалитет Маникарагуа, принадлежащий провинции Вилья-Клара (Куба). На основе информации геоинформационных систем и применения гибридного метода многокритериального анализа выполнено парное сравнение альтернатив по каждому из установленных параметров, получены веса альтернатив и приведен порядок приоритизации областей расположения гидротехнических сооружений.

Выводы.

Анализ приоритетности районов с использованием выбранных параметров в качестве критериев и альтернатив позволил проанализировать 12 591 района муниципалитета Маникарагуа для строительства гидротехнических сооружений и расчетным образом сократить их количество до 23 %.

1. Abushandi E., Alatawi S. Dam site selection using remote sensing techniques and geographical information system to control flood events in Tabuk City // Journal of Waste Water Treatment & Analysis. 2015. Vol. 06. Issue 01. DOI: 10.4172/2157-7587.1000189

2. Rezaei P., Rezaie K., Nazari-Shirkouhi S., Tajabadi M.R.J. Application of fuzzy multi-criteria decision making analysis for evaluating and selecting the best location for construction of underground dam // Acta Polytechnica Hungarica. 2013. Vol. 10. Issue 7. Pp. 187-205. DOI: 10.12700/aph.10.07.2013.7.13

3. Chezgi J., Pourghasemi H.R., Naghibi S.A., Moradi H.R., Zarkesh M.K. Assessment of a spatial multi-criteria evaluation to site selection underground dams in the Alborz Province, Iran // Geocarto International. 2016. Vol. 31. Issue 6. Pp. 628-646. DOI: 10.1080/10106049.2015.1073366

4. Шевченко В.Н., Демченко Е.Р. Морфометрические характеристики реки Тихая Сосна // Вектор ГеоНаук. 2018. Т. 1. № 1. С. 59-61.

5. Вишнякова Е.Д. Морфометрические характеристики бассейна реки Карачан // Державинский форум. 2019. Т. 3. № 10. С. 198-203.

6. Пагин А.О., Барышников Н.Б., Демидова Ю.В., Селина Т.С. Морфометрические характеристики бассейна, поймы, русла реки и транспорт наносов русловыми потоками // Геоморфология. 2010. Т. 4. С. 80-85. DOI: 10.15356/0435-4281-2010-4-80-85

7. Шереметов Р.Т., Галахов В.П. Влияние морфометрических параметров речных бассейнов на таксономическое богатство флоры (на примере бассейна р. Томь) // Вестник Нижневартовского государственного университета. 2020. № 2. С. 76-89. DOI: 10.36906/2311-4444/20-2/10

8. Падалко Ю.А. Морфометрические особенности речных водосборов степной зоны Оренбуржья // Вопросы степеведения. 2013. № 10. С. 62-65.

9. Shumie M.C. River slope and roughness impact on downstream hydraulic structures // Journal of Earth Science & Climatic Change. 2018. Vol. 9. Issue 11. DOI: 10.4172/2157-7617.1000500

10. Солодовников А.Б. Методы определения времени бассейнового добегания на малых водосборах // Проектирование развития региональной сети железных дорог. 2018. № 6. С. 32-57.

11. Sandoval-Erazo W., Toulkeridis T., Rodríguez-Espinosa F., Mora M.J.M. Velocity and time of concentration of a basin - A renewed approach applied in the Rio Grande Basin, Ecuador // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2018. Vol. 191. P. 012117. DOI: 10.1088/1755-1315/191/1/012117

12. Солодовников А.Б. Время концентрации стока на водосборе и влияющие на него факторы // Проектирование развития региональной сети железных дорог. 2017. № 5. С. 78-91.

13. Солодовников А.Б. Описание рационального метода расчета дождевого стока // Проектирование развития региональной сети железных дорог. 2014. № 2. С. 93-101.

14. Палагин Е.Д., Быкова П.Г., Шувалов М.В., Тараканов Д.И., Цыпин А.В. К расчету схем регулирования поверхностного стока // Водоснабжение и санитарная техника. 2015. Т. 12. С. 73-80.

15. Капустин А.В., Колбин В.А., Кузнецов А.Д., Сероухова О.С., Симакина Т.Е. Оценка продолжительности осадков по радиолокационным характеристикам конвективной облачности // Труды Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова. 2018. № 589. С. 114-124.

16. Osejo B.B., Vargas T.B., Martinez J.A. Spatial distribution of precipitation and evapotranspiration estimates from Worldclim and Chelsa datasets: Improving long-term water balance at the watershed-scale in the Urabá region of Colombia // International Journal of Sustainable Development and Planning. 2019. Vol. 14. Issue 02. Pp. 105-117. DOI: 10.2495/SDP-V14-N2-105-117

17. Понькина Е.В., Россова А.С., Герпсумер К.Ю., Бондарович А.А., Шмидт Г., Иллигер П. Подходы к оценке потенциальной эвапотранспирации // Труды семинара по геометрии и математическому моделированию. 2019. № 5. С. 125-133.

18. Козырева Л.В., Доброхотов А.В. Рациональное использование водных ресурсов с автоматизированным расчетом полива посевов на орошаемом поле // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. 2020. № 1. С. 92-107. DOI: 10.35567/1999-4508-2020-1-6

19. Мухин В.М. Методические основы физико-статистических видов краткосрочных прогнозов стока горных рек // Труды Гидрометеорологического научно-исследовательского центра Российской Федерации. 2013. № 349. С. 5-46.

20. Чалов Р.С. О различных подходах к оценке устойчивости речных русел // Геоморфология. 2015. № 2. С. 18-25. DOI: 10.15356/0435-4281-2012-2-18-25

21. Лобанов Г.В., Сабайда Е.А., Тришкин Б.В., Зверева А.Ю., Полякова А.В., Новикова М.А. и др. Подходы к оценке потенциала малой гидроэнергетики (на примере бассейна верхнего Днепра) // Вестник Брянского государственного университета. 2014. № 4. С. 117-126.

22. Алексеевский Н.И., Косицкий А.Г., Носань В.В., Христофоров А.В. Подобие рек и их систем // Водные ресурсы. 2013. Т. 40. № 6. С. 531-543. DOI: 10.7868/S0321059613060035

23. Митракова Н.В. Влияние морфологических особенностей строения речной сети на характеристики речного стока // Географическое изучение территориальных систем. 2018. С. 151-152.

24. Демидов В.В., Щеголькова Н.М., Во Дай Хай, Коа Пхунг Ван, Бао Хай. Анализ, оценка и пути рационального использования земель Северного Вьетнама (на примере территории водосборного бассейна Суой Сап) // Экосистемы: экология и динамика. 2019. Т. 3. № 3. С. 105-115.

25. Угбонг И.А. Использование индекса плотности дренажа для определения точек затопления: на примере территории Калабар, Нигерия // Мониторинг. Наука и технологии. 2019. № 4 (42). С. 56-61. DOI: 10.25714/MNT.2019.42.008

26. Безухов Д.А., Голосов В.Н., Панин А.В. Оценка коэффициента доставки наносов малых водосборов в лесостепных и степных районах Восточно-Европейской равнины // Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2019. № 4. С. 73-84. DOI: 10.31857/S2587-55662019473-84

27. Панкратьев П.С., Шакиров В.А. Многокритериальный выбор створа гидроэлектростанции на реке Индигирке в Республике Саха (Якутия) // Системы. Методы. Технологии. 2012. № 3 (15). С. 71-80.

28. Шереметов Р.Т. Морфометрическая характеристика речного бассейна как экологический фактор флористического разнообразия // Ботанические исследования Сибири и Казахстана. 2019. № 25. С. 115-127.

29. Анохина В.С., Дунаева А.О. Показатели экстерьера и индексы физиологических признаков молоди salmosalar l. рек Кольского полуострова // Вестник МГТУ. Труды Мурманского государственного технического университета. 2017. Т. 20. № 2. С. 401-411. DOI: 10.21443/1560-9278-2017-20-2-401-411

30. Mendez W., Pacheco H., Cartaya S., Marcano A., León C. Caracterización hidroclimatológica y morfométrica de la cuenca del río San Julián (estado Vargas, Venezuela): aportes para la evaluación de la amenaza hidrogeomorfológica // Cuadernos de Geografía: Revista Colombiana de Geografía. 2015. Vol. 24. Issue 2. Pp. 133-156. DOI: 10.15446/rcdg.v24n2.50213

31. Kamel K., Bachir S. Morphometric analysis of river subwatersheds using geographic information system and principal component analysis, northeast of Algeria // Revista de Geomorfologie. 2017. Vol. 19. Issue 1. Pp. 155-172. DOI: 10.21094/rg.2017.018

32. Rodriguez Vazquez S., Mokrova N. Spatial analysis methodologies using multicriteria evaluation approaches // Magazine of Civil Engineering. 2020. No. 99 (7). P. 9902. DOI: 10.18720/MCE.99.2