А.В. Бойко, аспирант, М.И. Железняк, канд. физ.-мат. наук
Ин-т проблем математических машин и систем НАН Украины
(Украина, 03187, Киев, пр-т Глушкова, 42,
тел. (050) 3878255, е-mail:
АННОТАЦИЯ
Зростаючі обчислювальні потужності і прогрес в інформаційних технологіях надають можливість використання багатопроцесорних систем для розрахунків широкого класу гідрологічних задач. Запропоновано метод паралельного розв’язку рівнянь розподіленої моделі річкового стоку, базований на теорії бінарних дерев. Водозбір представлено бінарним деревом, вузли якого є незалежними підводозборами, що дозволяє виконувати розрахунки на багатопроцесорних системах. Ефективність паралельної моделі стоку проаналізовано на прикладі розрахунку паводочного стоку водозбору річки Уж (Закарпатська обл., Україна).
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
моделирование паводков, распределенные модели стока, параллельные вычисления, информационные технологии.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Singh V.P. Computer Models of Watershed Hydrology. — Water Resources Publications, 1995.— 1130 p.
2. Beven K. et al. Topmodel // Computer Models ofWatershed Hydrology.—1995.—P. 627—668
3. Liu Z. L., Todini E. The TOPKAPI model // Hydrology and Earth System Sciences.—2002.—No 6. — P. 859— 881
4. Бойко О.В., Железняк М.Й. Оцінка ефективності протипаводкових заходів на малих річкових водозборах Закарпаття на основі розрахунків розподіленої моделі «опадистік» // Математичні машини і системи. — 2011. — № 4. — С. 149—160.
5. Бойко О.В. Технологія обробки просторових даних засобами ГІС для використання в розподілених гідрологічних моделях // Там же. — 2012. — № 1. — С. 36 — 44.
6. Воеводин В.В., Воеводин Вл.В. Параллельные вычисления. — СПб. : БХВ-Петербург, 2002.— 608 с.
7. Paglieri L. et al. Parallel computation for shallow water flow: a domain decomposition approach / // Parallel Computing.— 1997. — No 23. — P. 1261—1277.
8. Hao Wang et al. A common parallel computing framework for modeling hydrological processes of riverbasins // Ibid. — 2011. — No 37. — P. 302—315.
9. Gropp W., Lusk E., Skjellum A. Using MPI, 2nd ed.: Portable Parallel Programming with the Message Passing Interface. — Cambridge, MA, USA: MIT Press Scientific And Engineering Computation Series. — 1999.—350 p.
10. Vischel T. et al. Comparison of soil moisture fields estimated by catchment modelling and remote sensing: a case study in South Africa// Hydrology and Earth System Sciences. — 2008. — No 12. — P. 751—767.
11. Liu Z., Martina M.L.V., Todini E. Flood forecasting using a fully distributed model: application of the TOPKAPI model to the Upper Xixian Catchment // Ibid.—2005.—No 9.— P. 347—364.
12. Кюнж Ж.А., Холли Ф.М., Вервей А. Численные методы в задачах речной гидравлики.—М. : Энергоатомиздат, 1985.— 256 c.
13. Beven K. Kinematic subsurface stormflow //Water Resources Research.—1981.—No 17.— P. 1419—1424.
14. Brooks R.H., Corey A.T. Hydraulic properties of porous media // Hydrologic Papers. — 1978.— No 3. — 27 p.
15. Vieux B.E. Distributed Hydrologic Modeling Using GIS // Series: Water Science and Technology Library. — 2004.— Vol. 48, 2nd ed. — 289 p.
16. Fehlberg E. Low-order classical Runge-Kutta formulas with step size control and their application to some heat transfer problems // National Aeronautics and Space Administration. 1969.— Technical Report 315. — 27 p.
17. Drozdek A. Data Structures and Algorithms in C++. —Brook and Cole. Pacific Grove, CA, 2001.— 511 p.
18. Макконелл Дж. Основы современных алгоритмов.—М. : «Техносфера», 2004.—С. 10—11.
19. http:// srtm.csi.cgiar.org
20. http://aws.amazon.com/ru/ec2/
21. Martynov Å., Zinovjev G., Svistunov S. Academic segment of Ukrainian Grid infrastructure // System Research and Information Technologies. —2009. — ¹ 3. — Ð. 31—42.
БОЙКО Алексей Владимирович, аспирант, мл. науч. сотр. отдела математического моделирования окружающей среды Ин-та проблем математических машин и систем НАН Украины. В 2004 г. окончил Ин-т прикладного системного анализа Национального технического университета Украины «Киевский политехнический ин-т». Область научных исследований — математическое моделирование гидрологических процессов, геоинформационные системы, экстремальные паводки, разработка компьютерных систем поддержки принятия решений по защите окружающей природной среды и населения при природных и техногенных катастрофических явлениях, распространения радионуклидов в окружающей среде.
ЖЕЛЕЗНЯК Марк Иосифович, канд. физ.-мат. наук, зав. отделом математического моделирования окружающей среды Ин-та проблем математических машин и систем НАН Украины, профессор Ин-та радиологии окружающей среды Университета Фукусима, Япония. Лауреат государственной премии Украины в области науки и техники. В 1973 г. окончил Одесский гидрологический ин-т. Область научных исследований — разработка компьютерных систем поддержки принятия решений по защите окружающей природной среды и населения при природных и техногенных катастрофических явлениях, включая аварии на АЭС, цунами, штормовые нагоны, экстремальные паводки; математическое моделирование динамики речных и прибрежных морских систем, распространения радионуклидов в окружающей среде.