Создание программно-аналитического обеспечения управления устойчивым развитием слабоустойчивых социоприродохозяйственных систем пойменных территорий на основе высокоскоростных вычислений, гидродинамического, геоинформационного и теоретико-игрового моделирования

Целью данного исследования является создание методов, алгоритмов и технологий идентификации, оптимизации и анализа достижимости значений параметров территориальной структуры пойменных СПХС необходимых для их устойчивого развития (признаками которого являются стабилизация экосистемы и эффективное социохозяйственное развитие) на основе геоинформационного, гидродинамического и теоретико-игрового моделирования с использованием высокопроизводительных суперкомпьютеров и вычислительного параллелизма. Практической реализацией цели исследования является идентификация, оптимизация и исследование достижимости территориальной структуры северной части Волго-Ахтубинской поймы (далее – ВАП) в рамках концепции устойчивого развития ее СПХС посредством возведения гидротехнических сооружений (каналов и дамб) с заданными характеристиками и исследование их оптимальности с позиций гармонизации экологического и социохозяйственного критериев и рисков. Задачами исследования являются 1. Создание общей концепции управления устойчивым развитием слабоустойчивых пойменных СПХС. 2. Создание комплексной модели управления устойчивым развитием слабоустойчивых пойменных СПХС, включающей в себя модели -динамики распространения паводковых затоплений; -статистического анализа долгосрочной динамики и прогнозирования гидрологического режима пойменных территорий на основе гидродинамических моделей и данных природных и спутниковых наблюдений; -комплексной структуры территории пойменных СПХС, объединяющей их гидрологическую и социоприродохозяйственную структуры на основе гидродинамических, статистических моделей, многослойных цифровых карт со слоями рельефа, русел, паводковых затоплений, антропогенных объектов, кадастровых участков; -территориально распределенных и агрегированных социоприродохозяйственных критериев, а также краткосрочных и среднесрочных рисков состояния пойменных СПХС. -гидротехнических проектов изменения геометрии и структуры пойменных русел в целях устойчивого паводкового обводнения целевой экологической и хозяйственной территории, а также паводковой гидрологической безопасности социохозяйственной территории СПХС; -механизмов эколого-экономического управления хозяйствующими субъектами пойменных СПХС в условиях стабильного гидрологического режима на основе совершенствования и дополнения его существующих элементов. 3. Создание методов и алгоритмов приближенного оптимального управления паводковыми неустановившимися водными потоками в пойменных руслах с социоприродохозяйственными критериями и критерием безопасности на основе известных и оригинальных точных и эмпирических методов оптимизации потоков на графах, прямого гидродинамического и геоинформационного моделирования, натурных наблюдений. 4. Создание программно-математического комплекса, реализующего представленный комплекс моделей и алгоритмов на основе развития программно-математического комплекса «WEB-ЭКОГИС». 5. Программная реализация созданных моделей, методов и алгоритмов для СПХС северной части Волго-Ахтубинской поймы. Проведение серии вычислительных экспериментов по моделированию целевого изменения русловых потоков путем установки и определение оптимального режима функционирования паводковых дамб в широком диапазоне параметров паводкового гидрографа Волжской ГЭС.