Цифровой двойник водного объекта
Двойник Научная методика
Считаем…
Цифровой двойник

Ваш водный объект

Научная методика: формулы, допущения, верификация →

Расчёты выполняет собственное расчётное ядро; методы, формулы и допущения — в разделе «Научная методика».

Параметры нормативной расстановки

Створы выше и ниже сбросов и населённых пунктов, у мест водопользования, в устьях притоков, входной и замыкающий (ГОСТ 17.1.3.07-82, РД 52.24.309-2016, СанПиН 2.1.3684-21, методика НДС). Расстояния считаются по пути воды; створ смешения и число вертикалей — по модели. Значения сверяйте с действующей редакцией документов. Сбросы — кандидаты шага 7 и источник шага 3; объекты у берега подтягиваются из OSM.

Посты можно перетаскивать; правый клик — удалить.

Доля акватории под контролем в зависимости от мощности сброса, %
Покрытие в зависимости от числа постов, %

Динамика распространения во времени

Прогноз по нестационарной модели: видно, как облако уносит течение, как оно расплывается и разбавляется. Белая линия — граница превышения ПДК. Источник — тот же, что для факела.

0 мин
Площадь превышения ПДК и дальность облака во времени

Самокалибровка по данным сети

Скорость течения и дисперсия не берутся из справочника: они восстанавливаются по временам добегания загрязнения между постами. Результат проверяется на посте, не участвовавшем в калибровке.

Показания постов во времени, мин
Контрольный пост: наблюдение и модель с восстановленными параметрами

Проверка «вслепую»: источник прячется, посты получают модельные показания с шумом 8 %, а обратная задача ищет, откуда пришло загрязнение.

Где отобрать следующую пробу

По текущим показаниям строится распределение возможных положений источника; проба выбирается там, где версии расходятся сильнее всего — это быстрее всего сужает поиск.

Непрерывное поле показателя по показаниям постов — так выглядит «цифровой двойник» акватории в центре данных.

Концентрации переводятся в доли ПДК выбранной категории водопользования: зелёное — норма, красное — превышение. Карта риска показывает, насколько вывод устойчив к неточности исходных данных.

Площадь зоны превышения и вероятность её превысить, км²

Площадь-часы превышения ПДК

Интегральная мера воздействия: различает кратковременный залп и многочасовой сброс с одинаковой максимальной площадью.

 
Площадь зоны превышения во времени, км²

Если подозреваемых несколько, вклад каждого разделяется по показаниям сети, а версии ранжируются по информационному критерию. Отметьте кандидатов на карте (выпуски, ливнёвки, предприятия).

Для озера или пруда постановка задачи иная, чем для реки: без течения положение источника вдоль потока не определяется. Ядро проверяет применимость трёх постановок.

Многопараметрический разбор: по «химическому портрету» аномалии, метеоданным и пылемеру определяется тип источника и то, пришло ли загрязнение с водой или выпало из воздуха.

Мультитрассерное разделение источников (EMMA)

Консервативные трассеры (электропроводность, хлориды, натрий…) не меняются при разбавлении, поэтому доля каждого источника в пробе находится как доля «конечного члена» смеси. Анализ главных компонент показывает, сколько источников вообще различимо по данным.

Диаграмма смешения: главные компоненты проб и конечных членов

Двойник непрерывно усваивает показания постов ансамблевым фильтром Калмана и одновременно уточняет поле загрязнения и неизвестные параметры: мощность источника, скорость и направление течения. Проверка — «эксперимент двойников»: истина смоделирована, ансамбль стартует с заведомо неверных оценок.

Оценка мощности источника, г/с (пунктир — истина)
Ошибка поля: с ассимиляцией и без неё

Независимая оценка качества воды по открытым снимкам — без постов. Оптические показатели — Sentinel-2 (пиксель 10–20 м, съёмка каждые 2–5 дней), температура воды — Landsat 8/9. Расчёт идёт по опубликованным алгоритмам водной оптики; это индикаторная оценка: пространственная картина, порядок величин и динамика. Алгоритмы и ограничения →

    Архив Landsat с 1984 года: «до» и «после»

    Landsat 4/5/7/8/9, пиксель 30 м: мутность, взвесь, цветность, температура воды и площадь открытой воды (зарастание, обмеление, изменение уреза). Хлорофилл в архиве не оценивается — нет канала 705 нм.

      Медиана по акватории за сезон, по годам

      Радар Sentinel-1: плёнки на воде (сквозь облака)

      Плёнка нефтепродуктов гасит ветровую рябь — на радарном снимке она тёмная. Облака и ночь не мешают. Нужны водоёмы шире ~100 м и ветер 3–10 м/с. Период — из полей «С даты / По дату» выше.

        Медианы по акватории на каждом пригодном снимке
        Цифровой двойник водного объекта

        Моделирование переноса загрязняющих веществ, обратные задачи поиска источника, планирование сети наблюдений и дистанционная оценка качества воды по спутниковым снимкам.

        Разделы

        Расчёт по водному объекту Методика: формулы и допущения Верификация численной схемы Ограничения применения

        Данные

        Контуры водных объектов — OpenStreetMap (ODbL) Снимки — Sentinel-2, Sentinel-1 (Copernicus), Landsat (USGS/NASA) Каталог снимков — Microsoft Planetary Computer
        Результаты расчёта носят модельный характер и предназначены для научного анализа, планирования наблюдений и оценки вариантов; они не заменяют лабораторных измерений и не являются документом в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений.
        © 2026 Разработчик и правообладатель — Гусев А. В. Программное обеспечение защищено свидетельствами о государственной регистрации программ для ЭВМ.