A multi-factor systems and multi-fractal approaches in modelling the extreme hydrological floods (on example of the Danube river) and temporal fluctuations of the pollution substances concentrations in a river water

Authors: Serbov N.G., Balan A.K., Solyanikova E.P.

Year: 2008

Issue: 06

Pages: 7-13


It is carried out numerical modelling characteristics extreme hydrological events, extremely high floods (on the Danube river example) and fluctuation temporal trends of changing nitrates concentrations in 14 catchments in 5 regions of the Small Carpathians on the basis of the new approach combining the multi-factor systems approach and multi-fractal formalism. It is discovered the phenomenon of genesis of the fractal dimensions.

Tags: extreme hydrological floods; multi-factor systems approach; multi-fractal; pollution of water environment


  1. Кучмент Л.С, Демидов В.Н, Мотовилов Ю.Г., Формирование речного стока.-М.: Наука, 1993.
  2. Islam M.N., Sivakumar B., Characterization and prediction of runoff dynamics: a nonlinear dynamical view// Adv.Water Res. – 2002.-V.25, № 2- P.179-190.
  3. Grassberger P, Procaccia I. Measuring the strangeness of strange attractors // Physica D. – 1983.-Vol.9,№1-2.-P.189-208.
  4. Лобода Н.С., Формализм функций памяти и мультифрактальный подход в задачах моделирования годового стока рек и его изменений под влиянием факторов антропогенной деятельности// Метеорология, климатология и гидрология. – 2002.- №45.-С.140-146.
  5. Maftuoglu R.F., New models for non-linear catchment analysis// J.Hydrol. – 1984.- Vol.73.-P.335-357.
  6. Maftuoglu R.F., Monthly runoff generation by non-linear models// J.Hydrol. – 1991.-Vol.125.-P.277-291.
  7. Kothyari U.C., Arvanmuthan V., Singh V.P., Monthly runoff generation using the linear perturbation model// J.Hydrol. – 1993.-Vol.144.-P.371-379.
  8. Stewart M.D., Bates P.D., Anderson M.G., Price D.A., Burt T.P., Modelling floods in hydrologically complex lowland river reaches// Journal of Hydrology (Elsevier; The Netherlands). – 1999.-Vol.223.-P.85-106.
  9. Глушков А.В., Балан А.К., Баланюк Е.П., Метод многофакторного системного и мультифрактального моделирования в задачах расчета экстремальных гидрологических явлений//Ecology of Siberia, the Far East and the Arctic. – 2003.-V.2.-P.113-118.
  10. Glushkov A.V., Loboda N.S., Khokhlov V.N., Lovett L., Using non-decimated wavelet decomposition to analyse time variations of North Atlantic Oscillation, eddy kinetic energy, and Ukrainian precipitation // Journal of Hydrology (Elsevier; The Netherlands). – 2006. – Vol. 322. – No. 1-4. – P. 14-24
  11. Loboda N.S., Glushkov A.V., Khokhlov V.N., Using meteorological data for reconstruction of the annual runoff series over an ungauged area: Empirical orthogonal functions approach to Moldova-Southwest Ukraine region//Atmospheric Research. – 2005.-Vol.77.-P.100-113.
  12. Глушков А.В., Балан А.К., Многофакторный мультифрактальный подход в задачах моделирования стока и краткосрочном гидрологическом прогнозе (на примере р. Дунай) // Метеорология, климатология, гидрология. – 2004.-№48.-С.392-396.
  13. Балан А.К., Метод мультифакторного системного моделирования в задачах расчета экстремальных гидрологических явлений// Метеорология, климатология и гидрология. – 2002.-№45.-С.147-152.
  14. Svoboda A., Pekarova P., Miklanek P., Flood hydrology of Danube between Devin and Nagymaros in Slovakia.- Nat. Rep.2000 of the UNESKO.-Project 4.1.-Intern.Water Systems. – 2000.-96P.
  15. Khokhlov V.N., Glushkov A.V., Loboda N.S., Bunyakova Yu.Y., Short-range forecast of atmospheric pollutants using non-linear prediction method//Atmospheric Environment (Elsevier; The Netherlands). – 2008.-Vol.42.-P.7284–7292.
  16. Pekarova P., Miklanek P., Konicek A., Pekar J., Water quality in experimental basins.- Nat. Rep. 1999 of the UNESKO. – Project 1.1. – Intern.Water Systems. – 1999.-98P.
  17. Глушков А.В., Хохлов В.Н., Сербов Н.Г., Балан А.К., Бунякова Ю.Я., Баланюк Е.П., Низкоразмерный хаос во временных рядах концентраций загрязняющих веществ в атмосфере и гидросфере// Вісник ОДЕКУ. – 2007.-N4.-C.337-348.
  18. Glushkov A.V., Loboda N.S., Khokhlov V.N., Khetselius O.Yu., Svinarenko A.A., Prepelitsa G.P., On possible genesis of fractal dimensions in the turbulent pulsations of cosmic plasma – galactic-origin rays – turbulent pulsation in planetary atmosphere system// Advances in Space Research. – 2008.-Vol.41.-P.1713-1716.
  19. Glushkov A.V., Khokhlov V.N., Loboda N.S., Serbov N.G., Zhurbenko K., Signatures of lowdimensional chaos in hourly water level measurements at coastal site of Mariupol, Ukraine// Stochastic Environment Res. Risk Assess. (Springer). – 2008.-Vol.22,N6.-P.777-788.
  20. Глушков А.В., Хохлов В.Н., Препелица Г.П., Цененко И., Временная изменчивость содержания атмосферного метана: влияние североатлантической осцилляции// Оптика атмосферы и океана. – 2004.-Т.14,№7.-С.219-223.
Download full text (PDF)