PRESERVATION OF STRUCTURAL AND DYNAMIC PROPERTIES OF NATURAL WATER DURING ITS CONDITIONING


Cite item

Full Text

Abstract

The quality of natural and conditioned water is traditionally characterized by average indicators of its composition and properties. For many water management tasks, this is insufficient, and it is necessary to take into account the amplitude and frequency of fluctuations in pollutant concentrations in a wide range of frequencies, including subhourly ones. According to existing concepts, such variability (variability) should be softened during water purification. However, the article substantiates that during water treatment, the variability of impurity concentrations is preserved and can even increase, partially preserving the dynamic characteristics of natural water. Although the distribution function of the concentration of the controlled impurity is transformed during the water purification (conditioning) process, but, as shown by the example of measuring the content of fine particles (turbidity), the structural and dynamic properties of natural water are preserved. To prove this important circumstance in theoretical and applied terms, methods of statistical analysis of time series of turbidity of natural and conditioned by coagulation and filtration of water were used. It was shown, in particular, on representative arrays of subhourly experimental data obtained in different periods of the water regime of rivers in the basins of the Pacific and Arctic Oceans that conditioning, as a rule, does not decrease, but increases the coefficient of variation of turbidity. At the same time, coefficients of determination of quantile diagrams close to unity are observed and cause-and-effect relationships between the controlled indicators of the water received for treatment and purified water are preserved.

About the authors

Victor DANILOV-DANILYAN

Water Problems Institute of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: vidd38@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5676-3686
SPIN-code: 8674-4130
Scopus Author ID: 24793681700
https://www.iwp.ru/about/employees/danilov-danilyan-viktor-ivanovich/

Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Professor, Scientific Director of the Institute

Russian Federation, 3, Gubkina street, Moscow 119333

Oleg Moiseevich Rosenthal

Water Problems Institute, Russian Academy of Sciences

Email: omro3@yanex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6261-6060
SPIN-code: 4857-7570
Scopus Author ID: 57193607107

chief researcher

Russian Federation, 3, Gubkina street, Moscow 119333

Aleksey Georgievich Sambursky

Water Problems Institute of the Russian Academy of Sciences

Email: omro3@yanex.ru

Postgraduate Student

Russian Federation, 3, Gubkina street, Moscow 119333

References

  1. Vercruysse K., Grabowski R.C., Rickson R.J. Suspended sediment transport dynamics in rivers: Multi-scale drivers of temporal variation // Earth-Science Reviews. 2017. Vol. 166. P. 38–52. doi: 10.1016/j.earscirev.2016.12.016.
  2. Hamshaw S.D., Dewoolkar M.M., Schroth A.W., Wemple B.C., Rizzo D.M. A new Machine-Learning Approach for Classifying Hysteresis in Suspended-Sediment Discharge Relationships Using High-Frequency Monitoring Data // Water Resources Research. 2018. Vol. 54. Issue 6. P. 1–19. doi: 10.1029/2017WR022238.
  3. Brooks S.C., Lowe K.A., Mehlhorn T.L., Olsen T.A., Yin X., Fortner A.M., Peterson M.J. Intraday Water Quality Patterns in East Fork Poplar Creek with an Emphasis on Mercury and Monomethylmercury. Oak Ridge National Laboratory. 2018. 69 p. doi: 10.2172/1437608.
  4. Лепихин А.П., Богомолов А.В., Синцова Т.Н. Особенности внутрисуточных колебаний физических показателей качества воды в Камском водохранилище // Горное эхо. 2023. № 3. С. 14–26.
  5. Чалов С.Р., Цыпленков А.С. Роль крупномасштабной турбулентности в изменении мутности речных вод // Вестник МГУ. Серия 5. География. 2020. №3. С. 34–46.
  6. Данилов-Данильян В.И., Розенталь О.М. Закономерности гидрохимической динамики в двумерном турбулентном потоке природной воды // Доклады РАН. Науки о Земле. 2023. Т. 512. № 1. С. 143–149. Danilov-Danilyan V.I., Rosenthal O.M. Regularities of Hydrochemical Dynamics in a Two-Dimensional Turbulent Flow of Natural Water // Doklady Earth Sciences, 2023.
  7. Данилов-Данильян В.И., Розенталь О.М. Гипотеза о причинах сильной изменчивости концентрации примесей в природных водах // Доклады РАН. Науки о Земле. 2023. Т. 509. № 1. С. 114–119.
  8. Herrmann M., Tan C.W., Webb G.I. Parameterizing the cost function of dynamic time warping with application to time series classification // Data Mining and Knowledge Discovery. 2023. V. 37. P. 2024–2045.
  9. Makkonen L. Bringing closure to the plotting position controversy // Communications in Statistics – Theory and Methods. 2008. 37 (3). P. 460–467.
  10. Granger C.W.J. Time Series Analysis, Cointegration, and Applications // American Economic Review. 2004. 94 (3). P. 421–425.
  11. Eichler M. Causal Inference in Time Series Analysis // Berzuini C. (ed.). Causality: statistical perspectives and applications. 3rd ed. Hoboken (N.J.): Wiley, 2012. P. 327–352.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».