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

Abstract

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

Bibliography

  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)