ИСТИНА

Создание баз данных состояния водных ресурсов города Москвы и области и развитие научного подхода к созданию цифрового двойника для прогнозирования экологической безопасности водных ресурсов

The relevance of the research topic is determined by one of the directions of development of the field of ecology and environmental management, approved by the Order of the Government of the Russian Federation of December 15, 2023 No. 3664-p: the use of Digital Twin technology as part of updating and creating a database of a new generation of natural objects (ecosystems), including water objects. The scientific novelty of the tasks posed in the project is associated with its focus on building a unified methodological basis for solving modern problems of water resource safety, based on a system for assessing and predicting the quality of natural waters. The creation of databases using modern information technologies will make it possible to systematize existing information on the composition of waters of springs and surface reservoirs and watercourses of the Moscow agglomeration, obtain a statistically significant sample characterizing the seasonal dynamics of changes in their composition, and also highlight the most dangerous periods in terms of water toxicity and unsuitability for use them for drinking and cultural and everyday purposes. It is known that the toxicity of elements in waters is influenced by the forms of their presence (free ions and complexes with organic and inorganic ligands). Also of great importance are the forms of occurrence of elements in associated environments (water-bearing rocks and bottom sediments). It is important to identify both the main patterns of their distribution and the key factors influencing this distribution. Methods of thermodynamic calculations and extraction chemical fractionation, based on fundamental scientific developments on the stability of compounds under given physicochemical conditions, are very popular for assessing the formation of toxic forms of elements and predicting their migration in transporting (water) and depositing (water-bearing rocks) environments. All this knowledge is necessary for the successful creation of a Digital Twin type model, which is a promising and effective technology for storing, maintaining and evaluating monitoring information for each individual object, and their integrated use will allow us to move on to modeling the state of more complex systems and natural objects in general.

По результатам экспедиционных исследований в летний период 2018 года дана гидрохимическая характеристика современного состояния водных объектов канала имени Москвы и Волго Балтийской системы. Проанализировано пространственное изменение ионного состава воды и содержаний растворенных форм микроэлементов на участке от г. Москвы до г. Петрозаводска. По результатам сопоставления с имеющимися литературными данными охарактеризована динамика микроэлементного состава и показана устойчивость ионного состава воды в течение многолетнего периода наблюдений. Полученные данные опубликованы в двух переводных статьях в рецензируемых журналах. Для ряда водохранилищ (Пироговского, Вышневолоцкого и Иваньковского), а также для озер Удомля и Песьво были изучены донные отложения и формы нахождения тяжелых металлов в них. Результаты опубликованы в четырех статьях в рецензируемых журналах На текущий момент участниками коллектива ведутся работы по изучению сезонной динамики состава вод родников Государственного музея-заповедника «Царицыно», природного заказника «Воробьевы горы», природно-исторических парков «Москворецкий» и «Битцевский лес», городских округов Балашиха, Богородского и Лосино-Петровского, Пушкинского и Одинцовского районов. Родники опробуются в четырехкратной или пятикратной повторяемости, что позволяет охватить весь сезонный цикл. Полученные данные свидетельствуют об устойчивости макрокомпонентного состава вод родников, что позволяет охарактеризовать состав подземных вод различных водоносных горизонтов, которые предположительно дренируют родники. Результаты опубликованы в четырех статьях в рецензируемых журналах, три из которых переводные.