По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

Интеллектуальные системы управления водопользованием: от дефицита ресурса к управляемой эффективности

В статье рассматриваются прикладные подходы к повышению эффективности управления водопользованием в условиях дефицита водных и финансовых ресурсов. Показано, как применение многокритериальных моделей, методов искусственного интеллекта и цифровых двойников позволяет перейти от формального распределения воды к управлению водными потоками на основе прогнозируемых эффектов и эксплуатационных рисков. Особое внимание уделено практическим инструментам автоматизированного планирования водораспределения, оптимизации ремонтно-восстановительных мероприятий и мониторинга состояния водохозяйственной инфраструктуры.

Литература:

1. Щедрин В. Н., Васильев С. М., Слабунов В. В., Слабунова А. В. Цифровая трансформация управления мелиоративными и водохозяйственными системами // Информационные технологии и вычислительные системы. — 2020. — № 1. — С. 53–64. — DOI: 10.14357/20718632200106.

2. Ольгаренко В. И., Ольгаренко И. В., Коржов И. В. Информационные технологии в задачах планирования водопользования на оросительных системах // Мелиорация и гидротехника. — 2024. — Т. 14, № 3. — С. 100–115. — DOI: 10.31774/2712‑9357‑2024‑14‑3‑100‑115.

3. Исаева С. Д., Дедова Э. Б., Матвеев А. В. и др. Интеллектуальные системы поддержки принятия решений в управлении мелиоративно-водохозяйственным комплексом. — М.: ФНЦ ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова, 2024. — 204 с.

4. Rasheed A., San O., Kvamsdal T. Digital twin: values, challenges and enablers from a modeling perspective // IEEE Access. — 2020. — Vol. 8. — P. 21980–22012. — DOI: 10.1109/ACCESS. 2020.2970143.

5. Fuller A., Fan Z., Day C., Barlow C. Digital twin: enabling technologies, challenges and open research // IEEE Access. — 2020. — Vol. 8. — P. 108952–108971. — DOI: 10.1109/ACCESS. 2020.2998358.

6. Sharma S., Pathak B. K., Kumar R. Multi-objective optimization approaches in smart agriculture and water resource management // Operations Research Forum. — 2024. — Vol. 5. — Art. 43. — DOI: 10.1007/s43069024‑00319‑7.

7. Salotagi S., Mallapur J. D. Multi-objective optimization for resource allocation in IoT-based water and agriculture systems // Multimedia Tools and Applications. — 2024. — Vol. 83. — P. 61139–61164. — DOI: 10.1007/s11042-023‑18064‑0.

8. Павлов А. В., Кузнецов А. С. Интеллектуальные методы управления водохозяйственными системами в условиях дефицита ресурсов // Водоснабжение и санитарная техника. — 2022. — № 6. — С. 22–30.

9. World Bank. Digital Water: Industry Leaders Chart the Transformation Journey. — Washington, DC: World Bank, 2019. — 104 p.

10. Alaimo L. S., Maggino F. Sustainable development indicators and water resource management at territorial level // Social Indicators Research. — 2020. — Vol. 147. — P. 383–419. — DOI: 10.1007/s11205-019‑02162‑4.

11. UNESCO World Water Assessment Programme. The United Nations World Water Development Report: Water and Climate Change. Paris: UNESCO, 2020.

Современные водохозяйственные системы все в меньшей степени могут рассматриваться как объекты, работающие по заранее заданным и стабильным схемам. Традиционные подходы к распределению воды формировались в условиях относительной предсказуемости водообеспеченности, устойчивых климатических режимов и централизованного финансирования эксплуатационных мероприятий. В текущих условиях эти предпосылки утрачены, что делает прежние схемы управления малочувствительными к реальным изменениям обстановки.

Практика эксплуатации показывает, что ключевые риски сегодня формируются не по отдельности, а в связке: дефицит водных ресурсов сочетается с высоким уровнем износа гидротехнической инфраструктуры и ограниченными возможностями финансирования ремонтов и модернизации. В результате любое управленческое решение в сфере водопользования автоматически становится компромиссом между конкурирующими целями — сохранением устойчивости водоподачи, минимизацией потерь, поддержанием работоспособности сооружений и снижением экономического ущерба. Отсутствие инструментов, позволяющих учитывать этот комплекс факторов одновременно, приводит к нарастанию системных сбоев и росту эксплуатационных рисков.

В этих условиях принципиальное значение приобретает управляемость водных потоков. Речь идет не только о физическом контроле подачи воды, но и о способности системы управления оперативно реагировать на изменения природно-хозяйственной ситуации, корректировать планы водораспределения, перераспределять ресурсы между пользователями и объектами инфраструктуры. Управляемость становится ключевым параметром эффективности водохозяйственной системы, определяющим ее устойчивость, надежность и экономическую целесообразность эксплуатации.

Классические подходы к водораспределению в значительной степени опираются на нормативное планирование, в основе которого лежат укрупненные расчеты потребностей и фиксированные правила распределения ресурса. Такие схемы слабо учитывают динамику водопотребления, различия в экономической значимости пользователей, особенности культур и реальные потери воды в системе. В условиях дефицита это приводит к формальному соблюдению регламентов при одновременном снижении общей эффективности водопользования.

Для Цитирования:
Интеллектуальные системы управления водопользованием: от дефицита ресурса к управляемой эффективности. Водоочистка. 2026;1.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: