Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ существующих методов оптимизации параметров водохозяйственных комплексов . 13
1.1. Методы регулирования речного стока 13
1.2. Основные положения экономических расчетов 27
1.2.1. Методы определения экономической эффективности капитальных вложений в СССР
1.2.2. Метод определения экономического эффекта капитальных вложений эа рубежом Зі
1.3. Методы определения основных параметров ВХЕ 37
1.3.1. Определение нормального подпорного уровня 40
1.3.2. Определение полезного объема водохранилища. 42
1.3.3 Определение установленной мощности ГЭС 43
1.3.4. Водопотребление в ирригации 4?
1.4. Зарубежные исследования 49
1.5. Выводы .50
Глава 2. Экономико-математическая модель выбора параметров водохозяйственного комплекса (Ш) 51
2.1. Постановка задачи 51
2.2. Построение вероятностных характеристик наполнения водохранилища 55
2.3. Определение энерго-ирригадионного эффекта комплексного водохранилища 68
2.4. Определение оптимальных параметров комплексных гидроузлов 80
2.5. Выводы 83
Глава 3. Блок-схема и алгоритм выбора параметров ВХК .. 84
3.1. Общая блок-схема 84
3.2. Исходные данные 84
3.3. Построение КРБ непревышения наполнения водохранилища .89
3.4. Энерго-нрригационннй аффект
3.5. Экономический расчет 96
3.6. Выгоды .98
Глава 4. Расчет параметров комплексного шдроузла ранденигала (Республика Ери Ланка) 99
4.1. Исходные данные 99
4.2. Анализ результатов. , Ю2
Обще выводы 131
Приложение 134
- Методы определения экономической эффективности капитальных вложений в СССР
- Методы определения основных параметров ВХЕ
- Определение энерго-ирригадионного эффекта комплексного водохранилища
- Построение КРБ непревышения наполнения водохранилища
Введение к работе
Использование водных ресурсов и водной энергии имеет очень давнюю историю. Вначале человек использовал водные источники в их естественной виде (рев, озер и т.д.). Примерно 4- тысячи лет назад начали создавать искусственные водохранилища в основной для орошения земель. Водохранилища, образованные небольшими плотинами, имели конечно малый объем и но современной классификации искусственных водоемов относятся большей частью в прудам / 18 /
Создание водохранилищ достигло больших масштабов в эпоху промышленной революции, т.е. в ХУП-ПХ вв. Увеличивавшаяся потребность в механической энергии, развитие промышленного и коммунального водоснабжения и водного транспорта требовало регулирования стока в целях увеличения расходов и питания водой множества каналов. Некоторые водохранилища в этот период были созданы в целях борьбы с наводнениями. Все больше водохранилищ предназначалось для одновременного удовлетворения интересов нескольких отраслевой народного хозяйства.
Следующий этап создания водохранилищ начался на рубеже ИХ и XX вв. в связи с широким использованием электроэнергии: вначале гидроэлектростанции строили преимущественно в расчете на использование незарегуяированного стока, затем стали создавать водохранилища, регулирующие сток для повышения надежности электроснабжения и увеличения выработки электроэнергии.
На современном этапе водохранилища служат в основном для решения комплексных задач: развитие гидроэнергетики, орошения, водоснабжения, водного транспорта, рыбного хозяйства, рекреации и т.д., что в настоящее время привело к созданию сложных водохозяйственных систем (ВХС) вместо изолированных установок. Характерной чертой существующих и формирующихся ВХС является противоречивость требо-
-5" ваяий к использованию воды (по режиму, количеству и качеству) отдельными участниками BIC между собой.
На протяжении всей истории водного хозяйства во всех странах мира размеры водных ресурсов намного превосходили объем ах потребления и масштабы их использования. В текущем столетни, особенно во второй его половине, положение начинает меняться*
Б результате интенсивной хозяйственной деятельности в разных районах на различных этапах развития на реках неизменно появляются дефициты чистой воды, особенно в меженные периоды года. Это приволок- к необходимости её многократного использования вдоль течения рек, несмотря на все увеличивающуюся степень загрязнения рек сточными водами*
Вое это приводит к необходимости пересмотреть отношение к водным ресурсам, как к неиссякаемому природному источнику* По мнению специалистов /105, 113 / имеющихся на земле водных ресурсов впол-не достаточно, чтобы обеспечить все возрастающие потребности человека, даже за пределами XX века. Но это может быть ливь при чрезвычайно бережном их использовании, при учете уже в настоящее время трудностей к задач, которые возникнут перед человеком в будущем.
Для ликвидации дефицитов воды создаются регулирующие речной сток водохранилища, которые позволяют не только полно использовать речную воду для различных целей, бороться с вредными воздействиями воды, но и воздействовать на режим естественного стока рек, приспосабливая его к режиму потребления.
В последнее время появились труды / 71 / , в которых рассматривались вопросы получения дополнительных водных ресурсов путем воздействия на атмосферные осадки. Для эффективного использования такого рода ресурса так же требуются водохранилища. Поэтому в обозреваемой перспективе водохранилища останутся основным элемен-
-6-том управлення водными ресурсами / 32, 141 /.
На многих реках наблюдается тенденция к ях коренному переустройству, к проектированию я созданию, и эксплуатации больших я сложных многоотраслевых ВХС / 136 /. С увеличением масштабов использования вождях ресурсов проектирование я эксплуатация развивающихся ВХС становится все сложнее и сложнее. Усложнение ВХС: все большее значение их внутренних связей, связей со смежными системами и развитием экономики страны в делом делает непригодным использование старых методов проектирования отдельных объектов водного хозяйства и методов краткосрочного планирования его развития* Кроме того, традиционные методы проектирования становятся все менее правомерными из-за многообразия целей проектов, несовпадения эффектов в разных отраслях во времени, большого количества параметров (конструктивных и эксплуатационных), подлежащих выбору, особенностей использования водных ресурсов в разных районах и т.д. Оптимальное проектирование и эксплуатация развивающихся водохозяйственных и энергетических систем еще и затрудняется потому, что основной ресурс - речной сток носит вероятностный характер / 135 /.
В новых условиях требуются новые подходы и новые средства осуществления планирования, проектирования, а также управления функционированием водохозяйственных систем. Поэтому решение задач проектирования и эксплуатации водохозяйственных объектов я систем в современных условиях невозможно без использования математических методов и применения ЭВМ* Еще одной из главных причин обращения к математическим методам является тот факт, что физический эксперимент в сложных системах практически не осуществил* из-за его больной стоимости, а в экономических системах из-за невозможности его проведения.
Применительно к ВХС многие новые математические методы (тео-
-7-рия статистических решений, теория игр, теория управления запасами, теория массового обслуживание, исследование операции и т.д.) хотя и представляются перспективными, применяются еще очень редко и без особых практических успехов. Одним из наиболее перспективных направлений аналитического решения задач проектирования и управлення являются стохастические методы.
Проблема рационального использования водных ресурсов имеет огромное значение практически для всех стран мира*
При Ланка (бывший Цейлон) - остров расположенный в Индийском океане» Его максимальное протяжение с Севера на Юг - 434 км, с Запада на Восток - 225 км. Общая площадь - 65,6 тыс.квадратных км.
Но характеру рельефа Шри Ланка делится на центральную, горную часть, занимающую примерно пятую часть поверхности острова, и низменную, составляющую около четырех пятых всей площади. По природно-климатическим условиям остров также может быть разделен на две зоны: Северо-Восточную, обычно именуемую сухой, и Юго-Западную -влажную:
Рек на острове много, но судоходны они только в нижней части течения. В верховьях судоходству мешают пороги и водопады. Самая крупная река - Майе ли, её протяженность 330 км, перепад примерно 2440 м. Начиная с западной горной части, заканчивает свой путь на бухте "Коддияр" на восточном побережье острова. Средний годовой сток реки составляет около 8,88 км3 или 20% от суммарного стока всех рек острова. Площадь водосбора 10,45 тыс.кв.км. или около ІЩ от всей, территории острова. Из них в верхней Части баееейна 2,125 тыс.км2, среднее годовое количество осадков меняется от 1905-до 5512 ми, а в остальных 8,335 тыс.км2, который расположен в сухой зоне - от 1650 до 1905 мм.
Несмотря на благоприятные природно-климатические условия и большой энергетический и ирригационный потенциал, Нахавели остает-
ея наименее освоенной рекой страны. Около 72,5% земли пригодные для сельского хозяйства покрыты лесами, и всего менее 10% стока используется для орошения.
Между *ем Шрв Ланка аграрная страна. В сельском хозяйстве занято 53% самодеятельного населения и оно дает примерно 45% валового национального продукта. В промышленности создается линь 7% валового национального продукта и в них занято около 9% самодеятельного населения. Значительное количество продовольствия ввозится из-за границы.
Исторические данные подтверждают, что в сухой Северо-Восточной зоне еще в 7 веке были построены крупные водохранилища в целых постоянного орошения. В конце 71, начале 7П веков был проложен "Великий канал0, который перебрасывал сток иахавелн на Север, в свое время играл большую роль в орошении земель в этой зоне. По данным историков к ХП в. общее число крупных и мелких водохранилищ острова достигало 12 тысяч.
В колониальный период - в 40-е годы XIX в. началось восстановление ранее построенных водохранилищ. Лишь в 1900 г. все работы, связанные с развитием ирригации, стали контролироваться "Государственный департаментом ирригации".
Наряду с восстановлением крупных водохранилищ сухой зоны принимались меры направленные на восстановление небольших сельских водоемов - "План развития малой ирригации". В среднем в год восстанавливалось около 100 сельских водоемов рассчитанных на орошение примерно 20 га земли. С помощью развития малой ирригации значительно легче было осваивать новые площади, т.к. эти мелкие водоемы находились в обжитых районах, тогда как крупные водохранилища обычно располагались в слабонаселенной сухой зоне»
Орошение земель существенно увеличивает урожайности при одном и том же уровне агротехники. Кроме того, представляется возможным
более полное использование немелморнрованннх земель* Между отдельными культурами существуют значительные различия в размере повышения урожаев от проведения мелиорации: в одной и той же зоне по более засухоустойчивым культурам получается значительно меньшая прибавка урожая, чем по культурам менее засухоустойчивым и потому более отзывчивым на орошение* Например: урожай кормовых культур -в 3-4 раза, а зерновых - только в 1,5-2 раза, овощей в 2,5-4 раза / 91, 156, 157 /« Таким образом перевод культур на орошаемые земля при сохранении общего количества их продукции, получившийся до орошения, позволяет освободить в хозяйстве 2-3 га неорошаемых земель на каждый дополнительный гектар орошения и тем самым увеличивать сельскохозяйственную продукцию*
При отсутствии собственных топливных ресурсов гидроэнергетические ресурсы имеют важное значение для развивающейся страны*
В Ери Ланка выработка, передача и распределение анергии полностью принадлежит государству* Ими занимается государственная фирма "Бри Ланка электроэнергетическое правление1*. Она же отвечает за координацию и развитие энергетики страны. В её распоряжении находятся и высоковольтные сети - 132 кв и 66 кв. В 1979 г. установленная мощность ГЭС составила 329 мвт, из которых эффективны во все сезоны только 313 мзт, а ТЭС - 70 мвт*
В период с 1955 по 1977 г* прирост нагрузки ва год составлял от 9 до 16%. Выработка электроэнергии так же увеличивалась в среднем от 10-17% в год* При этом коэффициент использования мощности во времени - ( pjumt load Factob ) равен 50-58%.
В целях изучения в потребности электроэнергии в ближайшем будущей, в августе 1977 г. министром энергетики был назначен специальный комитет* По мнению этого комитета потребление после 1980г* будет возрастать на 15%.
Чхобн устоять перед постоянно растущими ценами на привозное топливо и нехваткой продовольствия правительство Республики приняло несколько программ действий. Одна из них - освоение годных ресурсов бассейна Нахавели.
В период с 1965 по 1968 г объединенная группа экспертов
( UNDP/FAO & DEFT. OF IRRIGATION SRlLANfcAH3y4iraa ЗНЄрГЄТИЧЄСЕИЄ
и ирригационные потенциалы реки Махаведи. ее притоков и соседних с ними бассейнов и выработала план освоения этих водных ресурсов» В 1969 г. был издан отчет этой группы в 3-х томах под названием
"MAHAWELI GAMGA IRRIGATION &, HYDROPOWER SURVEY _-FAO, ROME , 1969 и.
Этот план предусматривает освоение около 365 тыс.га под орошение и выработку 2037 млн.квт.ч. электроэнергии и установленной мощность» 507 мвт. При этом намечена 15 водохранилищ - из них 4 на Нахавели и 10 иа её притоках и одно на бассейне Мадура Оя. Тринадцать из них - комплексного назначения (две из них вырабатывают электроэнергию лишь в короткие периоды, когда уровни воды высокие), и два - чисто ирригационные. С помощь» этих водохранилищ намечается зарегулировать за год 586 км3 стока Нахавели и 0,172 км3 стока Мадуры Оя. Такой объем больше,чем необходим для удовлетворения собственных потребностей бассейнов. Избытки намечается перебросить в соседнюю засушливую Северную часть страны для освоения 130 тыс.га. Эта площадь охватывает б отдельных бассейнов данного региона* Еще 7 рабочих водохранилищ предложены дополнительно к существующим 18 большим водоемам для накопления и регулирования переброшенной воды (0,066 км3). Переброска осуществляется с помощью 4-х межбаесейно-вых каналов.
Следует отметить, что в период дождей немало бедствий причиняют наводнения, В связи с полным освоением этих районов ущербы будут возрастать еще более значительно. Таким образом регулирование
-II-отока водохранилищами имеет огромное значение не только для энергетики и ирригации, но и для защиты от наводнении.
Полное или частичное решение указанных проблем, т.е. продо-водьственшяц энергетической и предотвращения наводнений и др. возможно при правильном использовании имеющихся водных ресурсов; Это прежде всего, перераспределение воды во времени и по территории. Если недавно преобладало изолированное решение (например: только для ирригации), по теперь особенно при рассмотрении перспектив развития народного хозяйства, большое значение приобретает комплексный подход. Еще одной причиной такого подхода является капиталоемкость и потребность большого количества времени для осуществления этих мероприятий. Правильность такого подхода подтверждается историей развития СССР, США и многих других стран (уместно отметить, что в СССР еще в плане ГОЭЛРО предусматривалось комплексное использование водных ресурсов).
Для Республики Шри Ланка, где еще больное количество необходимого продовольствия импортируется, где отсутствуют другие виды энергетических ресурсов, кроме гидравлических, где наводнения причиняют немало бедствий, регулирование и рациональное использование водных ресурсов имеет особо важное значение.
Для регулирования и последующего использования годных ресурсов необходимо строительство капиталоемких гидротехнических сооружений. Параметры этих сооружений определяют не только отдачу, но и затраты на их строительство и эксплуатацию. Поэтому при ограниченности капиталовложений очень важен правильный выбор параметров гидроузлов.
Решение этой задачи - выбор параметров - особенно затруднено в условиях Ери Ланка. Это объясняется отсутствием достаточного количества необходимых исходных данных: гидрологических, экономических и др. Отсюда появляется необходимость определения оптимальных
параметров при большой неопределенности исходной информации.
Танин образом, разработка практических методов расчета основных параметров комплексных гидроузлов, обеспечивающих наиболее полное и вместе с тем экономичное решение проблемы рационального использования годных ресурсов, в условиях Ери Ланка является весьма актуальной задачей.
Методы определения экономической эффективности капитальных вложений в СССР
Как известно гидротехническое строительство - мероприятия капиталоемкие. Эффективность этих капвложений является основным и главным требованием народного хозяйства. Ниже рассматриваются методы экономической оценки капвложений в СССР и за рубежом Методы и критерии оценки экономической эффективности капитальных вложений в СССР рассмотрены в "Типовой методике определения экономической эффективности капитальных вложений", утвержденной Госпланом СССР, Госстроем СССР и Президиумом ХН СССР / 160: 161, 165 А
На основе этой методики министерства и ведомства но согласованию с Госпланом СССР разрабатывают отраслевые инструкции, учитывающие особенности расчетов эффективности капитальных вложений в своих отраслях. Например: методические указания по определению экононнческой эффективности капитальных вложений при проектировании гидроэнергетических объектов/
В соответствии с "Типовой методикой0 расчет и обоснование эффективности капитальных вложений осуществляются на основе народно-хозяйственного подхода Это значит, что принимаемый вариант капвложений должен быть эффективный не только в отдельной отрасли или подотрасли общественного производства но и способствовать повышению эффективности всего народного хозяйства В этом заключается главное отличие Советской методики расчета экономической эффективности от зарубежной, которая ставит основной своей целью достижение максимума дохода частным предпринимателем.
Эффективность капвложений определяется сопоставлением затрат на строительство и эксплуатацию объекта с эффектом от функционирования этого объекта. планировании и проектировании общая (абсолютная) экономическая эффективность определится как отношение чистого дохода (прибыли) ко всей сумме капитальных вложений.
Показателен общей (абсолютной) экономической эффективности капитальных вложений по народному хозяйству в целом является отношение прироста годового объема национального дохода (чистой продукции) в сопоставимых ценах (іД) к вызвавшим этот прирост капитальным вложениям (К) в сферу материального производства;
По отраслям этот показатель измеряется отношением прироста годового объема чистой продукции ( j ЧП) к капитальным вложениям вызывавшим этот прирост: При выборе вариантов решения технических или хозяйственных задач определяется сравнительная экономическая эффективность, показывающая, насколько один вариант эффективнее другого.
Рассмотрение возможных вариантов капитальных вложений или возможных инженерных решений сводится, как правило, к сопоставлению по рассматриваемым вариантам единовременных { Н - капитальных вложений) и текущих затрат { f годовых издержек) При этом возможны три случая: В этом случае очевидна экономическая эффективность первого варианта.
Здесь выбор варианта основывается на неэкономических критериях (эстетических, социальных и др.). В данном случае используется коэффициент сравнительной эффективности и срок окупаемости дополнительных капитальных вложений экономен на себестоимости. Коэффициент сравнительной экономической эффективности ( ) представляет собой отношение экономии годового объема текущих затрат по варианту, где они меньше, к дополнительным капитальным вложениям по этому же варианту:
Экономический смысл коэффициента - заключается в том, что он указывает какая часть дополнительных капитальных вложений по одному из двух оравнимаеных вариантов окупается в течение года за счет снижения текущих затрат по этому же варианту, вызванных дополнительными капитальными вложениями.
Методы определения основных параметров ВХЕ
Рассмотренные выше методы экономических расчетов используются для оптимизации основных параметров комплексного гидроузла. Под основными параметрами ВХК следует понимать те, которые в основном определяют стоимость этого гидроузла, К ним относятся отметка нормального подпорного уровня водохранилища (НПУ), глубина работки водохранилища или полезная емкость и максимальная производительность каждого участника комплекса, выражаемая в энергетике установленной мощностью и выработкой электроэнергии ГЭС, в ирригации - пропускной способностью водозаборов ИЛЕ годовым объемом воды используемым для орошения. Выбор того или иного значения любого параметра производится на основе технико-экономического сравнения вариантов ж анализа факторов, не поддающихся экономическим оценкам Основная схема этих расчетов следующая: Допустим сравниваются варианты одного параметра для выпуска заданного (фиксированного) объема продукции. Тогда по I "-ому варианту требуются следующие затраты: где Злі - суммарные затраты при принятии I -ого варианта в народном хозяйстве; Зиі - затраты на создание І -ого варианта с параметром ; 3$cfr, - дополнительные затраты необходимые при принятии і -ого варианта для обеспечения материального баланса в народном хозяйстве. При этом естественно, что при увеличении у значення параметра, дополнительные затраты будут уменьшаться. Оптимально то значение, при котором значение Зт будет минимальным. На практике удобно пользоваться не полными затратами, а их приращениями, т.е. Поскольку при вышеуказанных формах кривых ft ft/J и ЗЗопі tyj второе условие выполняется, то достаточно еледующее равенство для определения необходимого значения параметра: т.е. тогда, когда приращение затрат по параметру U равно снижению дополнительных затрат.
Критерия той затраты можно выражать через сроки окупаемости, т.е. оптимальное решение имеет тот вариант, при котором дополнительные капитальные вложения окупаются в нормативный срок за счет экономии в издержках по заменяемому варианту. Таким образом все три последние формулы выражают один и тот же критерий - т in затрат в разных по форме выражениях. При комплексном использовании водотока структура выражения критерий и расчету усложняются. Все экономические показатели, используемые в расчетах при выборе параметров гидроузлов, должны определяться с учетом фактора времени. Обычно вышеуказанным методом определяется лишь одни какой либо параметр, предполагая что остальные уже заданы или имеют свои оптимальные значения. Такой последовательный подход объясняется сложностью решения данной задачи. Выбор параметров гидроузла обычно начинается с технико-экономического доклада (ТЭД) и водно-энергетической схемы (БЭС) использования реки. После составления лучшей схемы, выбирается первоочередной объект. Затем назначаются пределы изменения (верхнего и нижнего) нормального подпорного горизонта (ШГ). Для нескольких вариантов НПГ внутри этих пределов, по средним и маловодным годам проводится регулирование, определяются мощности, выработки и др. характеристики. Регулирование проводится предварительно намеченным диспетчерскимиправилод» и назначенному полезному объему водохранилища. Затем по вариантам НПГ и их Vполез. , А/уст. проверяются диспетчерские правила по выбранному ряду лет. После того кав уточнены диспетчерские правила снова повторяются расчеты по опре делению уполез. , Vy и др. , что позволяет установить зависимости отдачи { еС % // % 3 )от параметров (НПГ, жл ж.9л) его. Эти зависимости являются основой экономического выбора оптимальных параметров. Таким образом в процессе проектирования гидроузла выбор оптимальных диспетчерских правил и обоснование параметров гидроузла производится методом последовательного приближения, т.е. при всех заданных вариантах параметров гидроузла приближенно отыскиваются оптимальные режимы работы объекта, а затем определяется экономиче оки целесообразные значения этих параметров. Для найденных параметров уточняются режимы работы.
Определение энерго-ирригадионного эффекта комплексного водохранилища
Таким образом, повторяя тот же алгоритм для всех интервалов времени можем построить кривые наполнения водохранилища в вероятностном его аспекте Й / / где / - номер интервала (рис.2.4). Б результате расчетов регулирования для каждого интервала (всего их а ) имеем кривые распределения вероятностей непревышения наполнения водохранилища при заданном его объема - _/ и общей отдачей из него - оС\ Здееь включает в себя энергетическое и ирригационное потребление соответственно W? и /Л Характер наполнения водохранилища отражает и характер поведения уровня верхнего бьефа в данном интервале, т.е. Поскольку известны расходы в нижний бьеф в каждом интервале, поведение уровня нижнего бьефа, и определение напора на ГЭС не составляет труда.
Боли, как при определении стока к водохранилищу, в каждом интервале принимать, что внутриинтервадьнов колебание уровня нижнего бьефа незначительно и равно его среднему значению за интервал, то верено следующее равенство; где у // - внутри интервала постоянна) ft - напор на ГЭС. Следовательно и энергия ГЭС, определенная по следующей формуле, также будет иметь тот же вероятноетннй характер- Ф f#J где (7 - постоянная; А/ - объем энергетического потребления воды за интервал (задана); 3 - энергия, выработанная в ГЭС. Таким образом, при заданном режиме использования воды выработка электроэнергии на ГЭС зависит от вероятности наполнения водохранилища и имеет такой же вероятностный характер, как и наполнение в каждом интервале.
Теперь рассмотрим более подробно выражение (2.21). При определении выработки энергии по этой формуле, в нашем случае имеет следующие характерные моменты: 1) выработка энергии при заданном объеме водоотдачи} 2) использование для выработки энергии возможных холостых сбросов. Тогда, по формуле (2,19) и (2.20) легко можно убедиться в том. что где Ру - заданная нормативами обеспеченность. В этом случае гарантированная энергоотдача заданной обеспеченности может быть определена по вероятности превышения у УМ О по веем интервалам внутри года, т#е. для всех интервалов V должно выполняться следующее условие; гарантированной энергоотдачи. В общем случае могут быть различны для разных интервалов Для упрощения расчетов можно принять, что условие (2 24) выполняется только для расчетного для энергоотдачи периода года или После того, как будет известно наполнение водохранилища, соответствующее гарантированной энергоотдаче, можно определить гарантированный напор на ГЭС //пгр. из условия (2,20 и 2,22),
Построение КРБ непревышения наполнения водохранилища
Строительство гидроузла на реке Махавели входит в Правительственную программу освоения бассейна этой реки. Зарегулированный водохранилищем этого гидроузла сток намечается использовать, частично, для орошения сельскохозяйственных площадей с водозабором верхнего бьефа и, частично, для выработки электроэнергии, покрывающей верхнюю часть графика нагрузки энергесистеыы. Ниже намечаемого гидроузла предполагается другой, водохранилище которого подпирает плотину рассматриваемого гидроузла, что обеспечивает независимость нижнего бьефа от величины расходы воды из намеченного водохранилища. Минимальное значение обеспеченности водоотдачи на ирригацию и энергетику принято равным 80%, т.е. вероятность дефицита в водоотдаве Ф; ( I - 1 ) для всех / не должна превышать 0,2. В качестве исходных гидрологических данных вводились статистические параметры (среднее, дисперсия и корреляция), определенные методом моментов, по данным наблюдений за стоком реки Махавели в этом створе за период с 1943 по 1977 годы (см.табл.4Л). За длину интервала был принят календарный месяц 30 дней, что опреде лило количество интервалов У , равный 12 за год. Диапазон проверяемых полезных объемов ( й ) изменялся от 0,5 км3 до 1,0 км3 с точностью до 0,1 км3. Кривые распределения вероятностей напрл-нения этих емкостей водохранилища строились для всех 12ти интервалов с шагом наполнения ЮХ =0,05 км3. Допустимый критический объем х Кр Б нижнем бьефе задавался равным 0,9 км3 Режим орошения был задан графиком водоподачи МА О J , объем которой выражался в долях от $Х для всех интервалов. Норма водопот-ребления ИИ при этом равнялись 50.000 м /га за год (ом.рне 4 1). Водоотдача на энергетику была принята постоянной в течение года и равной ОХ во всех интервалах При этом был задан обязательный попуск в нижний бьеф в размере VIЬ =0,05 км3 в каждом интервале Был принят один график суточных нагрузок энергосистемы, который считался характерным для всех интервалов и его интегральная кривая Э jftfj дана в табл.4 2, шагом = 10 мвт
В расчетах предпологалось, что задан постоянный мертвый объем водохранилища, и, дополняя его заданными полезными объемами {ft ), определяли уровень НОГ. Уровень нижнего бьефа, как выше отмечалось, был принят постоянным, что позволило во всех вариантах начинать расчет с минимального напора - //о f равного 50 м (отметка ЩО задан. ). По условиям измерения верхнего бьефа оказалось, что с увеличением отметки затопления выше 50 м, объем водохранилища изменяется линейно. Это дало возможность упростить связь объема и уровня верхнего бьефа yBB-ff J до минимума, т.е. задать значение изменения напора, равное 1,0 м при увеличении объема водохранилища на величину 0,01 км3. Значение А/15, которое характеризовало стабильность полученных кривых распределения наполнения водохранилища задавалось равным 0,3, а первоначальный пропуск из водохранилища - AL =0,15 кнэ. Эти кривые строились в диапазоне ХН ХК соответственно равшш 0.00« 1,0 км3 с шагом $Х = 0,05 км3.
Изменения стоимостных показателей по гидроузлу при увеличении мощности ГЭС и неизменности ГИО принииались в размере 40 руб/квт или в расчетных затратах - 6 руб/квт. Изменение полезного объема на 0,1 км3 оценивалось в 2 млн.руб. или в расчетных затратах 0,27х106 руб. Затраты в ирригации (оросительная сеть и т.д.) принимались по 4500 руб/га и 3760 руб/га или в расчетных затратах 700 руб/га я 585 руб/га. Экономические показатели альтернативных вариантов, служащих для определения доходов от сооружения БХК, принимались выраженными в расчетных затратах! в энергетике (15 и 25 ) руб/квт и (0,8 и 1,0) коп/квт.час, в ирригации -- 950 руб/га и 790 руб/га. Полученные результаты даны в таблицах 4.3, 4.4, 4.5. В результате водохозяйственных расчетов - расчетов регулирования - инеем безусловные кривые распределения вероятностей непревышения заданных объемов ресурса в конце каждого интервала времени при известном потреблении в течение этого периода. Обозначим кривую распределения вероятностей через Ф frj tf Эта функция известна как дискретная. Допустим,объем - сС в течение интервала не потреблялся. Тогда возможный объем ресуроа характеризовался бы кривой Ф о х с началом координат 0/ (рис.4.2). Кривую $ о: х можно разделить на три характерные зоны: а) Зона "1" - характеризующая медленное возрастание кривой. Здесь значение X имеет небольшие плотности распределения и поэтому вероятность непревышения этих объемов небольшая. б) Зона "В" - характеризующая быстрое возрастание кривой В атой зоне изменение вероятности непревышения объемов более чувствительнее на их увеличение, нежели в других зонах Для этой зоны характерны большие значения плотности распределения этих объемов. в) Зона "С" - имеющая большие значения вероятности непревы шения объемов, характеризует медленное увеличение значения . Следует отметить, что четких границ указанных гон не существует, єни чисто условны Теперь рассмотрим роль этих зон при распределении ресурса на потребление и наполнение полезного объема водохранилища Бели объем ( oL+p ) целиком находится в зоне "А", это означает, что потребление - X. обеспечивается более надежно, полезный объем водохранилища наполнен с больней обеспеченностью При этом холостые сбросы имеют большую вероятность Пусть тот же объем ( (. + ) находится в зоне "В". Это означает, что имеющийся ресурс более полно используется в потреблении или в накоплении для последующего использования. При этом вероятность холовтых сбросов значительно меньше, чем в предыдущем случае. Зато вероятность полного наполнения может уменьшаться если зону "Б" целиком или почти целиком охватывает объем (o+j$ )
