Оптимізація розташування штучних водоймищ для зрошування угідь сільськогосподарського призначення

Abstract

UA: Удосконалення схеми розміщення штучних басейнів — це процедура пошуку найбільш раціональних локацій для їхнього облаштування з огляду на комплекс чинників (гідрологічних, фінансових, природоохоронних). Цей процес зазвичай базується на використанні математичного апарату та ГІС-інструментарію для досягнення багатоцільового використання (зрошення, водозабезпечення, відпочинок), гарантування стабільності роботи та зменшення екологічних ризиків шляхом інтеграції об'єктів у локальну гідрографічну систему. У дослідженні представлено формулювання проблеми та побудовано алгоритм для обчислення раціональної кількості та позицій розташування універсальних водойм. Описано метод формалізації ключових обмежень досліджуваної задачі. /// EN: It is widely recognized that the steppe zone faces a significant deficit of natural water sources suitable for the irrigation of agricultural crops. In our view, the implementation of artificial reservoirs dedicated to crop irrigation could effectively address the shortage of natural water bodies. Nevertheless, the construction of such artificial reservoirs necessitates the allocation of productive agricultural land. Furthermore, given the frequent occurrence of fire hazards within these steppe regions, the strategic proximity of fire-safety reservoirs would be highly advantageous. Following the preliminary analysis, there is an evident necessity to establish a model for optimizing the positioning of multifunctional artificial reservoirs. These structures must simultaneously satisfy the demands for agricultural irrigation and guarantee a consistent water supply for firefighting operations. The optimization of artificial reservoir placement is a process of identifying the most effective locations, considering a diverse range of factors (including hydrological, economic, and environmental aspects). This often involves the use of mathematical modeling and GIS technologies to achieve multifunctionality (encompassing land reclamation, water supply, and recreation), ensure operational reliability, and minimize ecological impact by integrating these bodies into the regional hydrographic network. This research presents and develops a framework for optimizing the placement of multifunctional reservoirs designed to meet both agricultural irrigation requirements and firefighting needs. It is demonstrated that this problem falls within the category of geometric design optimization, specifically the optimal coverage of designated objects while considering "centres of gravity." Subsequent studies will focus on analyzing the space of feasible solutions and formulating a precise methodology for solving this optimization task.