ПРИМЕНЕНИЕ НЕЧЕТКО–МНОЖЕСТВЕННОГО ПОДХОДА В ПРОЦЕССЕ ОЦЕНКИ ПЕРСПЕКТИВНОСТИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Аннотация

В статье рассматривается применение нечетко- множественного подхода для оценки перспективности месторождений подземных вод (ПВ) в условиях Средней Азии. В условиях техногенных нагрузок и ухудшения экологической обстановки оценка и рациональное использование водоносных пластов (ВПВ) приобретают особую актуальность. Предложен нечетко-логический метод, основанный на модели Мамдани, для анализа параметров ВПВ с учетом лингвистической неопределенности исходной информации. Используется программный пакет Fuzzy Logic Toolbox в среде Matlab для построения нечетких моделей, которые позволяют экспертам– гидрогеологам качественно оценить перспективность месторождений с помощью вербальных правил. Результаты моделирования демонстрируют среднее расхождение с фактическими данными в 5,27%, что подтверждает адекватность подхода. Выводы подчеркивают перспективность интеграции полученных результатов в автоматизированные системы управления водозаборами. Ключевые слова: нечетко-множественный подход, месторождения подземных вод, водоносные пласты, искусственное восполнение запасов, автоматизация водоснабжения. https://scientific-jl.org/obr 1 0 9 Выпуск журнала №-70 Часть–9_ июня –2025 ОБРАЗОВАНИЕ НАУКА И ИННОВАЦИОННЫЕ ИДЕИ В МИРЕ 2181-3187 В условиях интенсификации техногенных воздействий и ухудшения экологической обстановки в ряде регионах Средней Азии важным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения населения являются искусственно создаваемые запасы ПВ. В этой связи актуальными является вопросы обоснования проектов формирования и эксплуатации ВПВ, основанных на всестороннем анализе и учете особенностей строения водоносных пластов, а также различных условий формирования и эксплуатации. В процессе решения задач связанных с созданием искусственных запасов ПВ, предназначенных для последующего использования в качестве хозяйственно–питьевого водоснабжения населения приходится решать следующие задачи [1,2,3]: • оценка перспективности водоносных пластов для внедрения технологии искусственного восполнения запасов подземных вод по мощности, фильтрационным свойствам, ширине и длине; • диагностика состояний ПВ (ВПВ) для комплексной оценки перспективности, опасности истощения запасов и загрязнения ПВ; • совершенствование методики численного моделирования условий формирования и эксплуатации ВПВ в условиях, когда месторождения ПВ рассматриваются как детерминированная система при нечетких исходных данных. Рассмотрим вопросы применения нечетко-логического метода для решения перечисленных задач. Выбор и обоснование технологических схем ВПВ осуществляется на основе анализа литологии, мощности, ширины и длины водоносных пластов, начальных и граничных гидрогеологических, гидрологических и гидрохимических условий [1,2,3,4,5,6,7]. При этом процесс обоснования ВПВ состоит из следующих взаимосвязанных этапов: https://scientific-jl.org/obr 1 1 0 Выпуск журнала №-70 Часть–9_ июня –2025 ОБРАЗОВАНИЕ НАУКА И ИННОВАЦИОННЫЕ ИДЕИ В МИРЕ 2181-3187 • оценка эксплуатационных возможностей выделенных участков; • выбор технологических схем формирования и эксплуатации водозабора. В гидрогеологической практике для решения задачи оценки эксплуатационных возможностей применяются графические номограммы, предназначенные для определения дебита водозаборов в зависимости от изменений ширины, мощности, длины водоносных пластов и КПД системы искусственного формирования [2]. Трудности с определением таких параметров водозаборов, как ширина, мощность, производительность, приводит к тому, что интерпретация этих величин как нечетких больше соответствует реальной гидрогеологической обстановке. С другой стороны, как показывает практика, эксперты–гидрогеологи с достаточно высокой уверенностью способны охарактеризовать перспективность месторождений ПВ при нечеткой оценке влияющих факторов лингвистическими конструкциями типа «Если МОЩНОСТЬ ВОДОНОСНОГО ГОРИЗОНТА БОЛЬШАЯ и КОЭФФИЦИЕНТ ФИЛЬТРАЦИИ ВЫСОКИЙ и КОЭФФИЦИЕНТ ВОДООТДАЧИ ПОРОД ВЫСОКИЙ, то ПЕРСПЕКТИВНОСТЬ МПВ ВЫСОКАЯ ». Построение нечетких моделей позволит непосредственно использовать в процессе ПР по выбору параметров МПВ информацию качественного характера, т.е. информацию вербального характера, выражающую опыт, знания, интуиции гидрогеологов в лингвистической форме. Для решения поставленной задачи в качестве средства моделирования предпочтение отдано модели типа Мамдани [8,9]. https://scientific-jl.org/obr 1 1 1 Выпуск журнала №-70 Часть–9_ июня –2025 ОБРАЗОВАНИЕ НАУКА И ИННОВАЦИОННЫЕ ИДЕИ В МИРЕ 2181-3187 Для проектирования системы нечеткого логического вывода использовались возможности среды Matlab 6.5 (release/3), а именно пакет «Fuzzy Logic Toolbox» [7]. Пусть X = {x , x } - входной вектор, где x , x - параметры водозабора–ЛП: 1 2 1 2 x – «мощность пласта» с базовым терм-множеством переменных 1 https://scientific-jl.org/obr 1 1 2 Выпуск журнала №-70 Часть–9_ июня –2025 T 1 = M L , N S , S R , B L , O B L , определенная на универсуме метров [0,40]; x - «ширина пласта» с базовым терм-множеством переменных 2 T = ML,SR,VS,B