Новая стратегия оптимизации повышает качество воды и снижает затраты на переброску

Исследователи из Пекинского университета разработали инновационную стратегию динамической оптимизации водопереброски (Dynamic Water Diversion Optimization, DWDO) для улучшения качества воды в эвтрофных озерах. Стратегия, сочетающая глубокое обучение с подкреплением и сложную модель качества воды, была протестирована на озере Дяньчи — крупнейшем эвтрофном пресноводном озере Китая. Модель DWDO позволила снизить концентрации общего азота и общего фосфора на 7% и 6% соответственно, при этом ежегодный объем перебрасываемой воды сократился на впечатляющие 75%.

Эвтрофикация озер, вызывающая цветение водорослей из-за избытка азота и фосфора, является глобальной проблемой, усугубляемой деятельностью человека и изменением климата. Межбассейновая переброска воды (как в проектах Юг-Север или переброске из реки Нюланьцзян в озеро Дяньчи) — распространенное решение для улучшения циркуляции и качества воды. Однако традиционные методы сталкиваются с дилеммой: как улучшить качество воды, минимизируя объем дорогостоящей переброски. Новая стратегия DWDO решает эту проблему, динамически адаптируя режим переброски к изменяющимся условиям.

Ключевое преимущество DWDO — ее устойчивость к различным неопределенностям и меньшее время теоретического обучения по сравнению с традиционными алгоритмами симуляции-оптимизации. Метод анализирует влияние множества факторов (метеопоказатели, качество воды в источнике и озере) и определяет значимые движущие силы оптимальных решений. Это позволяет поддерживать динамический баланс между улучшением качества воды и операционными затратами, открывая потенциал для широкого применения в управлении водными ресурсами.