Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Современное состояние и проблемы перспективного планирования и управления комплексами (ЭВХК).
1.1. Водные ресурсы Армянской ССР, особенности их формирования и территориального перераспределения
1.2. Севанская проблема и пути её решения 36
1.3. Формирование водохозяйственных систем (ВХС) и ЭВХК. Проблемы планирования и управления 41
ГЛАВА 2. Экономическая модель штимального планирования развития эвхк с учётом возможных меж-еассейношх перебросок воды .
2.1. Оптимизация параметров объектов ЭВХК экономического региона с учётом режимов их работы 52
2.2. Оптимизация параметров каскадно-расположенных ГЭС с учётом межбассейновых перебросок воды 64
2.3. Оптимизация параметров Воротанского, Севан-Раз-данского каскадов ГЭС и водохозяйственных сооружений по межбассейновым переброскам воды для определения оптимальных попусков и дотации озеру Севан 75
2.4. Моделирование расчёта годового водного баланса озера Севан с учётом изменения его уровня методом "Монте-Карло" 88
ГЛАВА 3. Разработка алгоритмов смешанных оптимизационных задач на основе физического моделирования .
3.1. Сущность физического моделирования и его возможности при решении смешанных оптимизационных задач 101
3.2. Разработка алгоритма решения оптимизационных задач смешанного типа на основе физического моделирования 105
ГЛАВА 4. Реализация и эффективность предлагаемых алгоритмов оірвдеїїения оптимальных параметров воротанского, севан-разданского каскадов гэс и сооружений по мжбассейнобым переброскам воды .
4.1. Предлагаемый подход к комплексному рассмотрению и развитию Севан-Разданской и Воротан-ской ЭВХК 121
4.2. Анализ альтернативных вариантов и возможных дотации озеру Севан 127
4.3. Анализ перспектив развития гидроэнергетики Севан-Разданского и Воротанокого ЭВХК с учетом режимов работы ГЭС и возможных дотаций озеру Севан 133
4.4. Экономическая эффективность предлагаемых методов и оптимизации параметров ЭВХК 144
Выводы и предложения 147
Использованная литература
- Севанская проблема и пути её решения
- Оптимизация параметров каскадно-расположенных ГЭС с учётом межбассейновых перебросок воды
- Разработка алгоритма решения оптимизационных задач смешанного типа на основе физического моделирования
- Анализ альтернативных вариантов и возможных дотации озеру Севан
Введение к работе
В условиях развитого социализма одно из последействий современной научно-технической революции состоит в усилении народнохозяйственного значения природопользования как особой сферы общественного производства.
В связи с этим неизмеримо возрастает актуальность и практическая значимость исследования экономических проблем природопользования, и в частности эффективного и комплексного использования ограниченных водных и обусловленных ими энергетических ресурсов.
В условиях возрастающего объема водохозяйственных и гидроэнергетических работ и усиления их роли в развитии производительных сил страны, и в частности, как важнейшего фактора формирования территориально-производственных комплексов, значительно повышаются требования к изучению технико-экономических проблем комплексного использования водных ресурсов. При этом отмеченные проблемы тесно связаны с решением таких актуальных задач, как определение и экономическое обоснование оптимального состава и параметров локальных объектов основных отраслей водного хозяйства.
Основными направлениями экономического и социального развития нашей страны на I98I-I985 годы и на период до 1990 года предусматривается дальнейшее совершенствование структуры топливно-энергетического комплекса, всемерная экономия всех видов ресурсов, более полное использование гидроэнергетических ресурсов больших и малых рек, увеличение водообеспеченности орошаемых земель, проведение подготовительных работ по межбассейновым переброскам воды, улучшение охраны водных источников, в том числе малых рек и озёр от истощения и загрязнения, продолжение работ по охране и рациональному использованию уникальных природных
комплексов, создание автоматизированных систем управления водохозяйственными комплексами и ряд других мероприятий.
Выполнение перечисленных фундаментальных задач имеет особую практическую значимость и актуальность для Армянской ССР, которая не имеет сколь-нибудь значительных топливно-энергетических и водных ресурсов. Более того, значимость решения этих проблем в республике неизмеримо возрастает в связи с наличием основной региональной проблемы - сохранения качества, рационального использования и воспроизводства естественных богатств бассейна озера Севан - уникального природного комплекса, основного водо-поставщика для сельского хозяйства и гидроэнергетики Армянской ССР.
Вопросы восстановления экологического равновесия озера Севан и водохозяйственного строительства всегда были в центре внимания Коммунистической партии и Советского правительства. За прошедший период после мартовского (1965 г.) Пленума ЦК Ы1СС более 500 млн.рублей освоено в водохозяйственном строительстве, сданы в эксплуатацию более 100 тыс.га новых орошаемых земель. Историческим для Армянской ССР является постановление ЦК ШСС и Совета Министров СССР (апрель 1975 г.) "0 мерах по дальнейшему развитию народного хозяйства Армянской ССР", в соответствии с которым в 10-й пятилетке были построены Азатское и Джогазское водохранилища.
Значительны также перспективы дальнейшего развития в республике комплекса водохозяйственных работ. Постановлением ЦК ШСС и Совета Министров СССР (октябрь 1977 г.) "0 мерах по дальнейшему развитию и повышению эффективности орошаемого земледелия в Армянской ССР" предусмотрена широкая программа дальнейшего регулирования свободных стоков, образуемых на территории республики, посредством строительства 16 водохранилищ общей ёмкостью
около I млрд.куб.м. воды, из коих 5 - уже строится в текущей пятилетке. Быстрые темпы развития водохозяйственных работ предусмотрены и на перспективу в соответствии с основными направлениями развития народного хозяйства республики на П-ую пятилетку и до 1990 года.
Проблемам оптимизации отдельных локальных водохозяйственных объектов, в том числе и каскадно расположенных ГЭС, посвящено в стране немало трудов [ 16, 31, 35, 36, 43, 46, 60, 68, 71, 73, 74, 89, 97, 121, 124, 141, 145, 149, 168, 169, 174]. Однако для условий Армянской ССР они исследованы недостаточно и некомплексно.
В настоящей работе впервые сделана попытка системного анализа и комплексного подхода к исследованию основных проблем оптимального функционирования и развития энерговодохозяйственного комплекса экономического региона в свете задач и проблем, выдвинутых ХХУ и ХХУІ съездами КПСС, Октябрьским (1980 г.) Пленумом ЦК партии, а также постановлениями ЦК КПСС и Совета Министров СССР "О мерах по дальнейшему развитию народного хозяйства Армянской ССР", "О мерах по дальнейшему развитию и повышению эффективности орошаемого земледелия в Армянской ССР" и Основными направлениями социального и экономического развития Армянской ССР на ближайшую перспективу.
Современное водное хозяйство со свойственной ему многогранностью и сложностью межотраслевых связей ставит актуальные задачи построения схем комплексного использования рек и управления развитием возникающих водохозяйственных систем. По мере последовательного хозяйственного освоения водных ресурсов отдельные водохозяйственные единицы объединяются в отраслевые, а затем и в межотраслевые системы. В связи с этим проблема целенаправленного развития таких систем становится ведущей среди
других задач и проблем водохозяйственного проектирования. Недооценка этого положения приводит к необоснованному повышению затрат общественного труда на коренную реконструкцию ранее построенных сооружений, так как их параметры, а в ряде случаев и места расположения, оказываются неоптимальными для последующих целенаправленных этапов развития системы. Подобные задачи могут быть успешно решены при их динамической постановке с широким использованием современных методов оптимального управления и планирования. При этом особый интерес и практическую значимость имеют задачи оптимизации параметров функционирования специфической энерговодохозяйственной системы, образующей единый энерговодохозяйственный комплекс. Отмеченные проблемы и задачи предопределили выбор цели и задач настоящего исследования.
Целью диссертационной работы явилось исследование теоретических, методических и практических вопросов повышения эффективности планирования, управления и принятия решений в энерговодохозяйственном комплексе экономического региона на основе определения его оптимального состава, параметров и эффективного режима функционирования.
При проведении исследований были поставлены и решены следующие задачи:
оптимизация параметров объектов ЭВХК экономического региона в целом и каскадно расположенных ГЭС с учётом режимов их работы при межбассейновых перебросках воды;
определение оптимальных параметров Воротанского, Севан-Разданского каскадов ГЭС и водохозяйственных сооружений по межбассейновым переброскам воды для определения оптимальных попусков и дотаций озеру Севан;
автоматизация расчёта годового водного баланса озера Севан с учётом изменения его уровня для определения оптимально-
-8-го водного баланса озера.
В качестве объекта исследования рассматривается Севан-Разданский водохозяйственный комплекс, являющийся одним из основных факторов и источником развития производительных сил республики.
Теоретическо-методологической основой исследования явились труды классиков макрсизма-ленинизма, Программа КПСС, Конституция СССР, материалы ХХУ и ХШ съездов партии и ХХУП съезда Ш Армении, постановления Пленумов ЦК КПСС, директивных органов по водохозяйственному строительству, охране и рациональному использованию природных ресурсов, сельскому хозяйству и другим во-допотребляющим отраслям народного хозяйства республики.
При выполнении работы использованы труды советских экономистов и специалистов по теории, методике и практике исследуемых вопросов. В некоторых исследованиях и разработках использованы методы выравнивания многолетних статистических рядов, вариационного исчисления, линейного и динамического программирования и других методов физического и математического моделирования. Использованы также соответствующие материалы Госплана Армянской ССР, ГлавАрмэнерго, Министерства сельского хозяйства, ЦСУ Армянской ССР, инструктивные и нормативные материалы отраслевых НИИ и учреждений.
Научная новизна исследования состоит в том, что в работе впервые поставлена и решена комплексная задача оптимизации параметров и режима функционирования энерговодохозяйственного комплекса региона на основе единой экономико-математической модели. Решённые до настоящего времени отдельные задачи оптимизации локальных объектов функционирования каскадно расположенных ГЭС здесь объединены в единую систему экономико-математических моделей и решены задачи оптимизации параметров Воротанского и Севан-
Разданского каскадов ГЭС, а также водного баланса озера Севан. Помимо этого, на основе физического моделирования разработан ал-.горитм решения задач частично целочисленного квадратичного программирования, применение которого совместно с методами дискретного принципа максимума и динамического программирования позволили получить искомые решения поставленных задач.
Проведенные комплексные исследования позволили выявить дополнительные возможности и резервы повышения водо- и -энергообеспеченности Армянской ССР, рационального использования ограниченных водных ресурсов республики.
Разработанные подходы и методы оптимизации параметров и режимов работ энерговодохозяйственных комплексов могут быть применены в проектных и исследовательских организациях при проектировании новых энерговодохозяйственных и других сложных межотраслевых комплексов. Их использование для вышеуказанных объектов Армянской ССР позволит повысить эффективность принимаемых решений примерно на 10$.
Практическая значимость исследования выражается также в возможности использования многих его результатов не только для Армянской ССР, но и в некоторых других экономических районах нашей страны с аналогичными региональными и производственными условиями.
Диссертационная работа выполнялась в соответствии с планами научно-исследовательских работ БИИШ Госплана Армянской ССР и Армянского научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации Минводхоза Армянской ССР в рамках целевой комплексной научно-технической программы по теме: "Разработать на основе уточненного водного баланса и представить в Академию наук СССР и Минводхоз СССР прогноз изменения уровня озера с учётом планируемых водохозяйственных мероприятий" (раздел 01. программы ра-
бот на I979-1985 годы по проведению комплексных исследований, связанных с определением оптимального уровня воды озера Севан, сохранением ее качества, рациональным использованием и воспроизводством естественных богатств его бассейна, утвераденной постановлением Государственного Комитета СССР по науке и технике от 3 августа 1979 г. № 396).
Результаты выполненных работ отражены в соответствующих отчетах НИР указанных организаций и рекомендованы к внедрению.
Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на: ХНУ студенческой научно-технической конференции вузов Прибалтийских республик, Белорусской ССР и Молдавской ССР (1978 г.), научной конференции молодых ученых и специалистов г.Еревана "Экономические проблемы совершенствования хозяйственного механизма и повышения эффективности общественного производства" (1980 г.), научно-практической конференции молодых ученых и специалистов г.Еревана "Охрана окружающей среды" (1981 г.).
По исследуемой теме опубликовано шесть научных статей общим объемом 2,0 печатных листа.
Оптимальному использованию ограниченных водных ресурсов посвящены и три изобретения, выполненные в соавторстве с Варданяном Д.С. и Шекяном Г.Б. [ 24, 25, 26 J .
Севанская проблема и пути её решения
В условиях Армянской ССР, не имеющей значительных топливо-энергетических ресурсов, до 1964 г. основным источником производства электроэнергии являлись ресурсы Севан-Разданского каскада гидроэлектростанций, работающего за счёт попусков вековых запасов воды оз.Севан. Создание в сравнительно короткий срок мощной энергетической базы и одновременное обеспечение оросительной водой засушливые районы республики по запланированным графикам водоподачи как для энергетики, так и ирригации, позволило быстрыми темпами развивать почти все отрасли промышленности и сельского хозяйства Армении, и прежде всего сельскохозяйственное производство в Араратской равнине.
Использование вековых запасов воды озера Севан в экономическом отношении оказалось более выгодным, чем использование других гидроресурсов (р.р.Воротан, Дебет, Арпа и др.) для электроснабжения республики. К I960 году Севан-Разданский каскад вырабатывал 92$ всей электроэнергии Армении. Это позволило отсталой в прошлом республике интенсивно развивать химическую, горную, металлургическую отрасли промышленности, поставлять народному хозяйству каучук, медь, молибден, алюминий, интенсифицировать сельскохозяйственное производство , что в свою очередь вызвало бурный рост перерабатывающей промышленности. Однако к I960 году озеро обмелело на 14 м. С развитием народного хозяйства республики и намеченным сокращением попусков вековых запасов воды из озера, выработки электроэнергии гидростанциями Севан-Разданского каскада уже было недостаточно для покрытия нарастающих потребностей."Так, потребность в электроэнергии уже в 1965 г. составляла более 4 млрд.квтч., а в 1980 г. - 25 млрд.квтч. Тогда уже возникла необходимость в использовании новых экономичных источников энергии, и в первую очередь - природного газа соседних районов, получения электроэнергии извне, и наконец, использование ресурсов других водотоков республики путём строительства наиболее эффективных гидроэлектростанций, ТЭС-ий и атомной станции в Мецаморе. С 1965 г. гидротурбины Севан-Разданского каскада запускаются только по ирригационному графику.
Выявленные в то время новые водные источники для ирригации и сложившиеся благоприятные условия для дальнейшего развития энергетической базы Армении (подача в республику природного газа из соседних районов и возможность строительства на этой базе тепловых электростанций, объединение энергетических систем) позволили иначе рассматривать севанскую проблему - сохранение уровня озера на возможно высоких отметках, что предполагалось достигнуть путём снижения ежегодных попусков. Что же касается ирригационных попусков, то от них освободить озеро полностью оказалось невозможно, хотя и специалисты водного хозяйства республики изыскали способы частичного орошения Араратской долины подземными, родниковыми и другимиуместного значения источниками. Частично разгрузили озеро вошедшие в действие Апаранское водохранилище, Аревшатская и Мхчянская насосные станции, а также ряд других объектов.
В проблеме использования свободных мощностей Севан-Разданского каскада гидроэлектростанций и для повышения уровня оз.Севан решающую роль должна сыграть переброска стока соседних бассейнов в оз.Севан (рр.Гетик, Тертер, Герань-Шамхор, Памбак, Ар-па, Мармарик, Воротан). Из них наиболее экономичной явилась схема переброски стоков рр.Арпы и Элегис, которая и вошла в строй в 1981 году. Свыше 250 млн.м воды будет получать Севан. Причём, на первых порах туннель Ар па-Севан будет работать лишь в 2/3 своего течения - до того времени, когда с помощью ещё одного проложенного под Зангезурским хребтом 20-километрового тоннеля в Ке-чутское водохранилище (а из него в оз.Севан) не будет переброшена часть стока соседней реки - Воротана. Тогда суммарный объём дотации оз.Севан достигнет 420 млн.м воды в год.
На схематической карте водохозяйственных мероприятий (см. рис.1.1) обозначены через: 1. Схема переброски рек Арпы и Элегис. 2. Схема переброски реки Воротан. 3. Схема переброски реки Гетик. 4. Схема переброски реки Тертер. 5. Схема переброски рек Геранъ-Шамхор. 6. Апаранское водохранилище. 7. Егвардское водохранилище. 8. Ошаканское водохранилище.
В 1978 году ЦК КПСС и Совет Министров СССР приняли постановление "0 мерах по дальнейшему развитию и повышению эффективности орошаемого земледелия в Армянской ССР", имеющее историческое значение для развития экономики нашей республики. В принятом постановлении намечено строительство в республике 16 водохранилищ, в которых будет аккумулироваться порядка одного миллиарда кубических метров воды. Осуществление этой программы даст возможность дополнительно накапливать и использовать в 2,5 раза больше воды, чем ежегодно выпускается из озера Севан. Шесть из новых водоёмов будут построены в зонах, непосредственно соприкасающихся с теми районами, которые обслуживают оросительные системы, питающиеся севанской водой.
Оптимизация параметров каскадно-расположенных ГЭС с учётом межбассейновых перебросок воды
В предыдущем параграфе данной главы, в общей задаче оптимизации параметров объектов ЭВХК экономического района, выделена подзадача оптимизации параметров каскадно-расположенных ГЭС при наличии перебросок воды между бассейнами с учётом режимов их работы. Для удобства дальнейших рассуждений и выкладок, а также специфики рассматриваемой задачи, в отличие от предыдущей, введём несколько видоизмененные обозначения (см.рис.2.1): /г7 6/ - индекс комплексных водохранилищ на/ -ом водотоке; СО,; о - удалённость створа "-го водохранилища от истока реки ( r= 1,2,...,/7 ); (J- ti І - полезный объём с -го водохранилища ( с = 1,2,..., /?); CA C.Z- установленная мощность г -ой ГЭС или ГАЭС {с - 1,2,. сД з - пропускная способность ирригационного канала, выходящего из с -го водохранилища ( = 1,2,..., п); %4 - пропускная способность сооружения по переброске воды из с -го водохранилища ( -1,2,...,л); V z(f - объём воды в с -ом водохранилище (/ = 1,2,...,/2-) в сЬ-ом интервале ( = 1,2,...,(9) внутри г -го года ( = 1,2,...,7 ) планового периода; Vi,&&) - количество воды, выпускаемое из /-го (t- 1,2,...,/2-) водохранилища для ирригационных нужд, с начала г -го (= I,2,...,77) года планового периода до интервала ( = 1,2 0);
K JC количество воды, перебрасываемое из - -го водохранилища ( с- 1,2,..., /2) через перебрасываемый канал с начала t -го года ( =1,2,...,71) планового периода до интервала & ( 2 = I,2,..., #) -zf- -го года; Ґ&С.ІСЇ)- слив воды через d -ую плотину (/= 1,2,..., /?) в -ом интервале ( с = 1,2,...,0) внутри -го года ( - I, 2,..., Т7) планового периода; Щг,л ( ) - расход воды через I -ую ГЭС или ГАЭС ( =1,2,...,/2.) в с -ом интервале ( = 1,2,..., ) внутри г -го года планового периода ( - I,2,...,Т ); Щъ(&) - попуски воды через ирригационный канал с -го водохранилища ( =1,2,...,/2) в -ом интервале ( "=1,2,. .., &) внутри /-го года планового периода ( = 1,2,. V - попуски воды через перебрасываемое сооружение /-го водохранилища (/= 1,2,...,/2 ) в (Ь-ом интервале ( е = 1,2,..., 9) внутри -го года планового периода ( = 1,2,...,Г); -() - естественный приток в /-ое водохранилище ( /s 1,2,.. . ,л ))в cV-ом интервале ( = 1,2,..., 0) внутри "-го планового периода (t = 1,2,..., )5 о і С&) - подземный приток ; -го водохранилища ( г = 1,2,..., nJ) в -ом интервале ( & = 1,2,..., О ) внутри -то года t ( =1,2 ); ОГІ(&) - подземный отток из б -го водохранилища ( " = 1,2,..., л) в cS-ом интервале ( = 1,2,..., &) внутри -го года планового периода ( t = 1,2,..., ); Пс (с ) - поверхностное испарение с -го водохранилища ( = 1,2, ..., ) в С -ом интервале (С?" = 1,2,... , 9 ) внутри ; -го года планового периода (t - 1,2,..., )5 УсС ) - осадки на поверхность с -го водохранилища ( = 1,2,...,/ Я) в С -ом интервале (сК= 1,2,..., fp) внутри г -го года планового периода ( = 1,2,...,77). Для удобства записи, здесь, в отличие от ранее принятых обозначений, мы произвели упорядочение множества М , а именно, водохранилища на у -ом каскаде обозначили номерами t- I,2,..., /i . Работа водохранилищ на каскаде в каждом С"-ом внутригодо-вом интервале (С = 1,2,..., О) -го года ( - 1,2,... ,71 ) описывается ел едущими разно стными уравнениями 6 у (2.18) с учётом граничных условий: Vc tro) - VcW ГО) =0 , с 42...., . (2Д9) Попуски воды из /-го водохранилища ( /= 1,2,..., /г) от начала г5 -го года ( - 1,2,...,77) до конца интервала с ( ?"= 1,2,..., ) бот? равны с ім Vt ) = 25 г/с ш У (2.20) V z C&) -- K:t Г - ) + z ,t rev граничными условиями для которых являются: Vc X (о) = ОР /- ,..., -. (2.21)
Попуски воды через перебрасываемые сооружения от начала 6 -го года ( = 1,2,...,Ф) до конца интервала с4 ( 2"= 1,2,... . 9 ) будут равны или " , (2.22) Vt, l&) - ЦзСР-J Z/.;s СеУ i-„ ? граничными условиями для которых являются: Vc;lfq) -о 9 С = ,— п , (2.23)
Переменные "ZA;y (&) ( = 1,2,..., П ; /= 1,2,3,4; С =1,2,...,6 = 1,2,...,71) могут принимать любые значения из следующего интервала где С с /СЪУ) и O / JL "" соответственно минимальные и максимальные допустимые границы, обусловленные техническими возможностями сооружений.
Разработка алгоритма решения оптимизационных задач смешанного типа на основе физического моделирования
Еще позже, в работах [Пб] Лихнерович предлагает модель экономического обмена, основанную на принципах термодинамики.
В работе Разумихина Б.С. [l42] (1975 г.), рассматриваемые механические и физические модели привели к трактовке задач математического программирования и математической экономии как задач о равновесии физических систем, для которых существует функция состояния - аналог силовой функции Лейбница или термодинамического потенциала Гиббса, а аналогиями ограничений являются удер живающие и неудерживающие связи, определяющие допустимые вариации параметров состояния исследуемой системы. Физические интерпретации задач математического программирования и некоторых моделей математической экономики автором рассматриваются как с жесткими, так и с эластичными связями, используя соответственно в качестве рабочего тела несжимаемую жидкость, либо идеальный газ. При этом формируется общий метод конструирования алгоритмов численного решения, в основе которого лежит идея управления посредством стационарных избыточных связей процессом перехода физической системы в состояние равновесия.
Анализ отмеченных физических моделей задач линейной алгебры, линейного и нелинейного программирования, задач о равновесии и развитии экономики позволяет сделать вывод о том, что как задачи максимизации, так и задачи о равновесии цен являются в сущности задачами о равновесии. А поскольку задача о равновесии экономики, которая состоит из многих подсистем, имеющих собственные цены, эквивалентна задаче о равновесии некоторой пассивной физической системы, то существование для такой экономики глобальной функции состояния, достигающей максимума в состоянии равновесии, становится вполне понятным. Подобно энтропии физической системы, эта функция определяет не только состояние равновения, но и направление самопроизвольных процессов в экономике, и, как отмечает автор: "...Таким образом, открывается возможность использования в экономических исследованиях фундаментальных идей, принципов и методов аналитической механики, феноменологической и статической термодинамики".
В работе [l43j Б.С.Разумихиным задача оптимального управления сводится к построению функционала действия по Гамильтону, определяющего поле сил, в котором оптимальный процесс является действительным движением. Основой указанного здесь метода явля ется принцип освобождения, заключающийся в построении такого поля сил, в котором спонтанное движение системы удовлетворяет ограничениям задачи оптимального управления. Здесь принцип освобождения Лагранжа для задач теории оптимального управления реализуется в форме суперпозиции силовых полей напряженности деформируемых неголоноглных связей. Излагаются реккурентные алгоритмы численного решения и алгоритм декомпозиции задач оптимального управления.
Начиная с 1974 г., Геворкян Г.А. [бі, 62, 63, 64, 65] используя принципы теории упругости, в качестве физических моделей рассматривает разные стержневые системы с удерживающими и неу-держивающими связями, в результате чего был получен ряд уникальных алгоритмов. Так например, в работах [бі, 62] предлагаются физические модели и алгоритмы задач распределительного типа с квадратичными и линейными целевыми функциями, & в работе _63j автор, рассматривая другие физические модели, дает уже алгоритм для решения задач выпуклого квадратичного и линейного программирования.
Последующие работы Геворкяна Г.А. [б4, 65] посвящены задачам целочисленного программирования. Так, в работе С64І предлагается физическая модель и алгоритм решения полностью целочисленных задач линейного программирования с булевыми переменными, а в работе [бб] - физическая модель и алгоритм для решения частично целочисленных задач линейного программирования с булевыми переменными.
Полученные автором перечисленные алгоритмы позволяют решать ряд конкретных оптимизационных задач. Но в практике встречаются такие виды смешанных оптимизационных задач, которые с помощью упомянутых алгоритмов невозможно решать. Исходя из этого, нами разработан новый алгоритм решения частично целочисленных задач квадратичного программирования с булевыми переменными [21, 23], который, на наш взгляд, является более унифицированным подходом к решению задач оптимизации параметров энерговодохозяйственного комплекса, чем традиционные методы решения поставленной задачи.
Анализ альтернативных вариантов и возможных дотации озеру Севан
Севан-разданский ирригационно-энергетический комплекс включает 6 гидроэлектрических станций с суммарной установленной мощностью 557 мвт. и 17 ирригационных каналов, предназначенных для орошения примерно 100 тыс. га плодородных земель Араратской равнины и её предгорий. С 1978 г. комплекс работает только по ирригационному режиму, т.е. специальных энергетических попусков из озера не производится. Причем, за последние 15 лет ирригационное водопот-ребление в регионе за счет попусков из озера Севан составляло в за-висимости от водности года от 240 до 440 млн.м. в год, а в среднем - порядка 350 млн.м Расчетная же величина ирригационных попусков 3 принята равной 400млн.М .
В текущей пятилетке началась и продолжается переброска стока р. Арпы в оз. Севан, среднемноголетняя величина которой оп ределена в размере 250 млн.м . Этот объем воды вместе со свободным 3 стоком в балансе оз.Севан в размере 165 млн.м. практически обеспечивает стабилизацию уровня озера Севан.Однако, здесь же следует отметить, что по мере роста площади орошаемых земель республики потребность в оросительной воде неизменно возрастает и в ближай шем будущем указанные ирригационные попуски не смогут покрыть растущие потребности сельского хозяйства в пресной воде. Более того, средняя оросительная норма в целом по исследуемому регио-ну составляет 4,0 тыс.м /га, что примерно в 2 раза меньше средне-союзной и почти в 3 раза меньше оптимальной поливной нормы. Поэтому, помимо мероприятий по межбассейновым переброскам следует рассматривать и одновременно решать проблемы и задачи по оптимальному планированию развития ЭВХК и оптимизации её параметров с учетом всевозможных режимов их работы, что и сделано в настоящей работе.
Для ликвидации отрицательных последствий, вызванных снижением уровня воды,временной комиссией ЕШТ СССР по проблеме оз. Севан целесообразное поднятие уровня озера было определено величиной 6 метров, что соответствует объему дотации в размере 8млрд. м воды.
В таблице 4.3, приводится порядок осуществления намечаемых в перспективе водохозяйственных мероприятий и соответствующие объемы воды, которые должны обеспечить экологический баланс и необходимые попуски из озера Севан.
Как видно из таблицы 4.3., к 2000 году общая сумма дотаций озеру Севан составит 11,5 млрд.м . Вполне понятно, что оставшиеся 3,5 млрд.м воды рассчитаны на дальнейшее развитие орошаемого земледелия республики. Причем после 1990г. ежегод 3 ные дотации озеру Севан составят в среднем I млрд.м,, а иррига ционные попуски из озера в размере 120 млн.м будут производится только лишь для земель, расположенных в верховьях р. Раздан до Арзнияской ГЭС. В низовьях же р. Раздан орошение будет произ к) Имеется в виду не только непосредственная переброска воды в озеро Севан, но и повышение водообеспеченности региона за счет строительства новых и реконструкции существующих водо хозяйственных объектов. водиться за счет Ранчпарской насосной станции, Егвардского и Октемберянского водохранилищ, а также реконструкции существующих оросительных систем,
К 1990г. намечено осуществление ряда дополнительных перебросок стока рек соседних бассейнов в оз. Севан с общим объемом з поступления в 475 млн. м в год. К этому времени водопотребление о в бассейне оз. Севан возрастет на 50 млн. м , а свободный сток в водном балансе озера уменьшится до 115 млн. м . Такое увеличение водопотребления в бассейне в размере 50 млн. м, обеспечит орошение примерно 50 тыс.га новых поливных земель, что и предусмотрено соответствующими переспективными планами. Таким образом, величина накапливаемого в озере стока за вычетом ирригационных попусков (120 млн. м / год) составит порядка 470 млн.м3 в год.
К 1995 году намечается переброска в озеро Севан стока ре-ки Дзорагет в размере 210 млн. м. Однако, из-за увеличения водопотребления в самом бассейне оз. Севан, накапливаемый в озере я сток увеличивается всего лишь до 550 млн.м . По нашим примерным подсчетам, с учетом водных режимов источников и объемов водопотребления, к 2000 году общий объем дотации озеру Севан составит 5,6 млрд.м воды.
Как мы уже отметили, к 2000 г. по переспективным планам 3 предусматривается накопить в озере Севан примерно 8 млрд.м воды, что соответствует поднятию его уровня на 6 метров. Однако, наши подсчеты, без учета переброски воды из Воротанского и др. бассейнов, показывают, что этого рубежа вполне реально можно достичь лишь к 2008- 2010 г.г.
