News of the Kabardino-Balkarian Scientific Center of the Russian Academy of SciencesNews of the Kabardino-Balkarian Scientific Center of the Russian Academy of SciencesИзвестия Кабардино-Балкарского научного центра РАН1991-66392949-194029070910.35330/1991-6639-2025-27-1-133-142WWJSAGSystem analysis, management and information processingСистемный анализ, управление и обработка информацииResearch ArticleMathematical modeling of mutual influence of atmospheric precipitation and hydrolithospheric processes on inclined surfacesМатематическое моделирование взаимовлияния атмосферных осадков и гидролитосферных процессов на наклонные поверхностиhttps://orcid.org/0000-0002-2134-67198765-7500ГеоргиеваМарьяна АльбековнаGeorgievaMariana A.
Russian Federation

аспирант института компьютерных технологий и информационной безопасности, кафедра синергетики и процессов управления им. профессора А. А. Колесникова, старший преподаватель кафедры компьютерных технологий и информационной безопасности

Postgraduate Student, Institute of Computer Technologies and Information Security, Department of Synergetics and Control Processes named after Prof. Anatoly Arkadievich Kolesnikov, Senior Lecturer, Department of Computer Technologies and Information Security

maryana.g@list.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7618-11732734-5711PershinIvan M.ПершинИван Митрофанович
Russian Federation

Doctor of Engineering Sciences, Professor of the Department of Synergetics and Control Processes named after Prof. Kolesnikov Anatoly Arkadievich, Institute of Computer Technologies and Information Security, Southern Federal University

д-р тех. наук, профессор кафедры синергетики и процессов управления им. профессора А. А. Колесникова института компьютерных технологий и информационной безопасности, Южный федеральный университет

ivmp@yandex.ruSouthern Federal UniversityЮжный федеральный университетKabardino-Balkarian State University named after Kh.M. BerbekovКабардино-Балкарский государственный университет им. Х. М. Бербековаru1502202520252711331420705202507052025Copyright ©; 2025, Георгиева М.A., Першин И.M.Copyright ©; 2025, Георгиева М.А., Першин И.М.2025Георгиева М.A., Першин И.M.Георгиева М.А., Першин И.М.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.rcsi.science/1991-6639/article/view/290709

This paper presents a mathematical model describing interaction of atmospheric precipitation and hydrolithospheric processes on sloping surfaces. The model takes into account the key factors influencing formation of surface and subsurface runoff, soil erosion and relief change. The modeling results demonstrate dependence of intensity of erosion processes on precipitation features and geomorphological parameters of slopes. The results obtained can be applied for prediction of erosion processes and development of effective soil protection measures.

В статье представлена математическая модель, описывающая взаимовлияние атмосферных осадков и гидролитосферных процессов на наклонные поверхности. Модель учитывает ключевые факторы, влияющие на формирование поверхностного и подземного стока, эрозию почвы и изменение рельефа. Результаты моделирования демонстрируют зависимость интенсивности эрозионных процессов от характеристик осадков и геоморфологических параметров склонов. Полученные результаты могут быть применены для прогнозирования эрозионных процессов и разработки эффективных мер по защите почвы.

математическое моделированиегидролитосферные процессысистемный анализатмосферные осадкиэрозионные процессыmathematical modelinghydrolithospheric processessystem analysisatmospheric precipitationerosion processesPershin I.M., Pervukhin D.A., Ilyushin Y.V., Afanaseva O.V. Design of distributed systems of hydrolithosphere processes management. A synthesis of distributed management systems. Innovations and Prospects of Development of Mining Machinery and Electrical Engineering – Power Supply of Mining Companies, Saint-Petersburg, 23–24 march 2017. Saint-Petersburg, 2017. 87(3). P. 032029. DOI: 10.1088/1755-1315/87/3/032029Pershin I.M., Pervukhin D.A., Ilyushin Y.V., Afanaseva O.V. Design of distributed systems of hydrolithosphere processes management. A synthesis of distributed management systems // Innovations and Prospects of Development of Mining Machinery and Electrical Engineering – Power Supply of Mining Companies, Saint-Petersburg, 23–24 march 2017. Saint-Petersburg, 2017. 87(3). P. 032029. DOI: 10.1088/1755-1315/87/3/032029Georgieva M.A. Systems analysis of erosion-channel processes. Sovremennaya nauka i innovatsii [Modern science and innovation]. 2023. No. 4. Pp. 32–40. DOI: 10.37493/2307-910X.2023.4.4. (In Russian)Георгиева М. А. Системный анализ эрозионно-русловых процессов // Современная наука и инновации. 2023. № 4. С. 32–40. DOI: 10.37493/2307-910X.2023.4.4Pershin I.M., Veselov G.E., Pershin M.I. Approximation models of transfer functions of distributed objects. Izvestiya YUFU. Tekhnicheskiye nauki [Bulletin of SFedU. Technical sciences]. 2015. No. 7(168). Pp. 126–138. (In Russian)Першин И. М., Веселов Г. Е., Першин М. И. Аппроксимационные модели передаточных функций распределенных объектов // Известия ЮФУ. Технические науки. 2015. № 7(168). С. 126–138.Drovosekova T.I., Pershin I.M. Peculiarities of modelling hydro-lithospheric processes in the region of Kavkazskiye Mineralnye Vody (Caucasus Mineral Springs). Proceedings of the 19th International Conference on Soft Computing and Measurements, SCM 2016, Saint Petersburg, may 25–27, 2016. Saint Petersburg: Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2016. Pp. 215–217. DOI: 10.1109/SCM.2016.7519732Drovosekova T.I., Pershin I.M. Peculiarities of modelling hydro-lithospheric processes in the region of Kavkazskiye Mineralnye Vody (Caucasus Mineral Springs) // Proceedings of the 19th International Conference on Soft Computing and Measurements, SCM 2016, Saint Petersburg, may 25–27, 2016. Saint Petersburg: Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2016. Pp. 215–217. DOI: 10.1109/SCM.2016.7519732Georgieva M.A. Development of an algorithm for controlling erosion processes in the channel subsystem of mountain and foothill landscapes. Sovremennaya nauka: aktual'nyye problemy teorii i praktiki. Seriya: Yestestvennyye i tekhnicheskiye nauki [Modern science: current problems of theory and practice. Series: Natural and technical sciences]. 2022. No. 1–2. Pp. 23–26. DOI: 10.37882/2223-2966.2022.01-2.05. (In Russian)Георгиева М. А. Разработка алгоритма управления эрозионными процессами в русловой подсистеме горных и предгорных ландшафтов // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия: Естественные и технические науки. 2022. № 1–2. С. 23–26. DOI: 10.37882/2223-2966.2022.01-2.05Pershin I.M., Malkov A.V., Krishtal V.A. Construction of a control system for the parameters of operation of a mineral water extraction system in the Caucasian Mineral Waters region. Sovremennaya nauka i innovatsii [Modern Science and Innovations]. 2013. No. 1(1). Pp. 17–23. (In Russian)Першин И. М., Малков А. В., Криштал В. А. Построение системы управления параметрами эксплуатации системы добычи минеральной воды в регионе КМВ // Современная наука и инновации. 2013. № 1(1). С. 17–23.Pershin I.M., Pomelyayko I.S. System analysis of the ecological state of the hypergenesis zone of the Kislovodsk resort. Vestnik Severo-Kavkazskogo federal'nogo universiteta [Bulletin of the North Caucasian Federal University]. 2013. No. 3(36). Pp. 74–80. (In Russian)Першин И. М., Помеляйко И. С. Системный анализ экологического состояния зоны гипергенеза курорта Кисловодск // Вестник Северо-Кавказского федерального университета. 2013. № 3(36). С. 74–80.Pershin I.M., Veselov G.E., Pershin M.I. Methods of approximation of transfer functions of distributed objects. Sistemnyy sintez i prikladnaya sinergetika: sbornik nauchnykh trudov VII Vserossiyskoy nauchnoy konferentsii. Taganrog, 05–09 oktyabrya 2015 goda [System synthesis and applied synergetics: Collection of scientific papers of the VII All-Russian scientific conference. Taganrog, October 5–9, 2015]. Taganrog: Yuzhnyy federal'nyy universitet, 2015. Pp. 106–117. (In Russian)Першин И. М., Веселов Г. Е., Першин М. И. Методы аппроксимации передаточных функций распределенных объектов // Системный синтез и прикладная синергетика: cборник научных трудов VII Всероссийской научной конференции. Таганрог, 5–9 октября 2015 года. Таганрог: Южный федеральный университет, 2015. С. 106–117.Pershin I.M., Papush E.G., Malkov A.V. et al. Operational Control of Underground Water Exploitation Regimes. Proceedings of 2019 3rd International Conference on Control in Technical Systems, CTS 2019, St. Petersburg, 30 October 2019 – 01 November 2019. St. Petersburg: Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2019. Pp. 77–80. DOI: 10.1109/CTS48763.2019.8973323Pershin I.M., Papush E.G., Malkov A.V. [et al.] Operational Control of Underground Water Exploitation Regimes // Proceedings of 2019 3rd International Conference on Control in Technical Systems, CTS 2019, St. Petersburg, 30 October 2019 – 01 November 2019. St. Petersburg: Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2019. Pp. 77–80. DOI: 10.1109/CTS48763.2019.8973323Malkov A.V., Pershin I.M. Problems of environmental safety of the hydromineral base of the Caucasian Mineral Waters. Shkola kavkazskogo gostepriimstva: perspektivy razvitiya i kadrovoye obespecheniye: materialy Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. Pyatigorsk, 20–21 aprelya 2018 goda [School of Caucasian hospitality: development prospects and staffing: materials of the All-Russian scientific and practical conference. Pyatigorsk, April 20–21, 2018]. Vol. II. Pyatigorsk: Severo-Kavkazskiy federal'nyy universitet, 2018. Pp. 19–24. (In Russian)Малков А. В., Першин И. М. Проблемы экологической безопасности гидроминеральной базы Кавказских Минеральных Вод // Школа кавказского гостеприимства: перспективы развития и кадровое обеспечение: материалы Всероссийской научно-практической конференции. Пятигорск, 20–21 апреля 2018 года. Том II. Пятигорск: Северо-Кавказский федеральный университет, 2018. С. 19–24.Kukharova T.V., Pershin I.M., Utkin V.A. Modeling of a Decision Support System for a Psychiatrist Based on the Dynamics of Electrical Conductivity Parameters. Proceedings of the 2021 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, ElConRus 2021, Moscow, January 26–28, 2021. Moscow, 2021. Pp. 975–978. DOI: 10.1109/ElConRus51938.2021.9396273Kukharova T.V., Pershin I.M., Utkin V.A. Modeling of a Decision Support System for a Psychiatrist Based on the Dynamics of Electrical Conductivity Parameters // Proceedings of the 2021 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, ElConRus 2021, Moscow, January 26–28, 2021. Moscow, 2021. Pp. 975–978. DOI: 10.1109/ElConRus51938.2021.9396273Malkov A.V., Pershin I.M. Sistemnyy analiz gidrolitosfernykh protsessov [Systems analysis of hydrolithospheric processes]: Textbook. Stavropol: Severo-Kavkazskiy federal'nyy universitet, 2015. 96 p. (In Russian)Малков А. В., Першин И. М. Системный анализ гидролитосферных процессов: учебное пособие. Ставрополь: Северо-Кавказский федеральный университет, 2015. 96 с.