Введение к работе
Актуальность темы исследования. Кризис начала 90-х годов привёл к обвальному падению сельского хозяйства Российской Федерации. Особенно в трудных производственно-экономических условиях оказалось орошаемое земледелие. Сложности сельскохозяйственного производства определились изменением хозяйственных отношений между государством, производителями сельскохозяйственной продукции и потребителями. Прекратилось строительство новых оросительных систем в связи с отсутствием необходимых финансовых средств у государства. Однако государство взяло на себя функции по поддержанию в рабочем состоянии межхозяйственных и магистральных каналов, которые остались в Федеральной собственности. Фактически же государство в лице МСХ РФ в 90-х годах не выполняло и этой функции. Начиная с 2000 года финансирование эксплуатационного обслуживания подводящей сети, осуществлялось лишь в усечённом варианте. В результате каналы существенно снизили свою пропускную способность, а орошаемые земли лишились большей части поливов. Возникла необходимость оценить затраты государства на поддержание подводящей сети а также ущерб, наносимый сельскому хозяйству вследствие их отсутствия.
Заинтересованность в оценке государственных субсидий на поддержание каналов проявляют существующие во всех субъектах Российской Федерации орошаемой зоны Федерального государственного учреждения (ФГУ) по мелиорации земель и сельскохозяйственному водоснабжению. Они призваны согласовывать интересы хозяйств орошаемой зоны и государства, а также реализовывать восстановительные работы на магистральных и межхозяйственных каналах.
Степень изученности исследуемой проблемы. Задача водораспреде-ления на оросительной сети в условиях развития мелиорации широко разрабатывалась в ЮжНИИГиМе: Кисаровым О.П., Шишкиным В.О., Гузыки-ным Д.С., Гавриловым А.А.; в институте водных проблем: Пряжинской В.Г.,
Храновичем И.Л., Ярошевским Д.М., Левит-Гуревичем Л.К., отдельные важные задачи экономики мелиорации были решены Кардашем В.А., Колбачевым Е.Б.
Задача возникла в связи с переходом российской экономики на рыночные отношения между производителями продукции и участвующими в этом процессе государственными структурами. Расчёт водораспределения на существующих каналах вынужден учитывать снижение пропускной способно-ста каналов ниже проектной величины. Неустойчивость финансовой системы, колебания валютного курса, непрерывный и необъективный рост цен, как на сельскохозяйственную продукцию, так и на ресурсы, используемые в сельскохозяйственном производстве, потеря регулируемой системы цен, не позволяют решать оптимизационные задачи водного и сельского хозяйства. Возникла необходимость опереться на более устойчивую систему оценок, позволяющую получать достоверное решение.
Предлагается обратиться к системе ценообразования на основе объективно-обусловленных (двойственных) оценок ресурсов.
Первым использовать объективно-обусловленные оценки в качестве меры стоимости ресурсов предложил Канторович Л.В., в последующем идея была развита в трудах Волконского В. А. и его учеников при постановке задач регионально-отраслевого планирования народного хозяйства. Кроме двойственных, предложены прагматические методы оценки оптимальных решений задач планирования с помощью замыкающих затрат. Эта идея нашла реальное воплощение в планировании топливно-энергетического комплекса (Албегов М.М.). В водном хозяйстве применение двойственных оценок и замыкающих затрат (в качестве рентных оценок) предложил Данилов-Данильян В.И.
Целью диссертационного исследования является решение задач оптимального водораспределения в системе орошаемого земледелия с применением двойственных оценок воды, с целью определения экономической значимости ресурса в системе накопления валового внутреннего продукта (ВВП).
Для достижения цели в диссертационном исследовании поставлены следующие задачи:
числено исследовать поведение двойственных оценок воды на базе задачи линейного программирования на примере типового сельхозтоваропроизводителя;
разработать модель реконструкции крупных каналов, определяющую выбор противофильтрационных экранов по критерию минимума приведённых затрат для заданного уровня экономии водных ресурсов;
построить модель оптимального водораспределения на оросительной системе по критерию максимума экономического эффекта в двойственных оценках;
разработать алгоритм реализации модели водораспределения с помощью рекуррентного соотношения Беллмана;
провести численные эксперименты по оценке экономической эффективности оптимальности водораспределения между экономическими зонами Краснодарской оросительная система (КРОС). Провести сравнительный анализ затрат на восстановление каналов с приращением положительного экономического эффекта в орошаемых хозяйствах.
Объектом исследования являются магистральные и межхозяйственные оросительные каналы бассейна реки Кубань.
Предмет исследования процесс водораспределения на магистральных и межхозяйственных оросительных каналах при ограниченной водоподаче.
Теоретическую базу исследования составляют: теория двойственного анализа и методов построения двойственных оценок ресурсов; принцип Беллмана и построенный на его основе метод динамического программирования. Регрессионный анализ, целочисленные модели; метод решения целочисленных моделей (метод Гомори).
Информационно-эмпирическую базу исследования составили: схема комплексного использования и охрана водных ресурсов бассейна реки Ку-
бань; технико-экономическое обоснование проекта 1-ой очереди Краснодарской оросительной системы (КРОС); проект реконструкции Большого Ставропольского канала (БСК); водный кодекс Российской Федерации. Использовались инструментальные программы: Microsoft Office Excel, интегрированная среда разработки (ИСР) Delphi.
Работа выполнена в соответствии с паспортоги специальности 08.00.13. - «Математические и инструментальные методы экономики»: п. 1.4 «Разработка и исследование моделей и математических методов анализа микроэкономических процессов и систем: отраслей народного хозяйства, фирм и предприятий, домашних хозяйств, рынков, механизмов формирования спроса и потребления, способов количественной оценки предпринимательских рисков и обоснования инвестиционных решений».
Научная новизна результатов исследования. Элементы новизны содержат следующие результаты:
Разработана процедура построения двойственных оценок водных ресурсов, впервые применяемая для расчёта экономической эффективности орошаемого земледелия, позволяющая установить реальную значимость входящих в него ресурсов для формирования прибыли, отличающаяся от существующей системы ценообразования в мелиорации и водном хозяйстве применением двойственных оценок водного ресурса;
Построена нелинейная модель водораспределения на оросительной системе, отличающаяся более высокой адекватностью от ранее используемых в практике экономического планирования линейных моделей, позволяющая с большей степенью достоверности рассчитывать истинную-потребность хозяйств в водном ресурсе;
С учётом класса модели разработан алгоритм её реализации, основанный на принципе динамического программирования Беллмана. Он позволяет решать нелинейную задачу водораспределения и соответственно получать более надёжные численные результаты. Ранее применялись линейные модели, не позволяющие отдельно выделить процесс водораспределения по
каналам;
Предложен подход для исключения из полной процедуры решения задачи водораспределения блока фильтрационных потерь и разработана дополнительная-целочисленная модель для расчёта оптимального набора про-тивофильтрационных экранов, что позволяет заменить в расчётах среднестатистические фильтрационные потери на дифференцированные по участкам каналов фильтрационные потери, близкие реальным;
Проведена сравнительная оценка затрат на восстановление каналов и потерь прибыли в орошаемых хозяйствах, отличающаяся расчётом экономической эффективности в двойственных оценках, которая показывает, что полное финансирование ремонтных работ на подводящей оросительной сети окупается эффективностью орошения, на 3-4 порядка превышающая ремонтные работы.
Основные положения, результаты и выводы диссертации, выносимые на защиту:
1. Обоснование целесообразности использования в качестве меры
стоимости сельскохозяйственной продукции, полученной на орошаемых
землях, двойственных оценок водных ресурсов, построенных на основе ма
тематических моделей деятельности сельскохозяйственного производства.
Нелинейная модель оптимального водораспределения, построенная на базе двойственных оценок водных ресурсов, в условиях ограниченной пропускной способности каналов.
Алгоритм реализации модели водораспределения на простых и ветвящихся графах, имитирующих систему каналов.
Целочисленная модель выбора системы противофильтрационных экранов каналов, позволяющая уточнить фактические фильтрационные потери и учесть их при водораспределении.
Численные эксперименты, обосновывающие целесообразность вложения финансовых средств на восстановление магистральных и межхозяйственных каналов.
Практическая ценность результатов исследования. Обоснование возможности построения системы двойственных оценок водных ресурсов, которая служит основой для применения в ФГУ по мелиорации земель водохозяйственных моделей, имеющих в качестве целевой функции прибыль. Двойственные оценки водных ресурсов более устойчивы по отношению к конъюнктуре рынка сельскохозяйственной продукции и могут лечь в основу определения реальной платы, которую должно вносить сельское хозяйство за использование водных ресурсов.
Модель оптимальности водораспределения может быть использована для фактического определения величины располагаемых водных ресурсов и их снижения при сокращении объёмов финансирования восстановительных работ. Сравнительные расчёты затрат на восстановление каналов и прибыли, получаемой за этот же период от орошения (с учётом дисконтирования) доказывают абсолютную необходимость и экономическую обоснованность участия государства в восстановительных работах.
Апробация результатов исследования. Основные положения и выводы проведённого исследования докладывались и получили положительную оценку на: научно-практической конференции сотрудников, аспирантов и студентов Новочеркасской государственной мелиоративной академии «Актуальные проблемы мелиорации и водного хозяйства Юга России» (г. Новочеркасск, 2003); Международной научно-технической конференции «Математические методы и информационные технологии в экономике, социологии и образовании» (г. Пенза, 2004); третьей Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы Российской экономики» (г. Пенза, 2004); Международном научно-практическом семинаре «Опыт и перспективы использования поливной техники на орошаемых землях» (г. Новочеркасск, 2005). Также опубликованы 3 статьи в периодических научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Результаты исследования внедрены в ФГУ «Управление Ростовмелио-водхоз». Работа использована в службе главного инженера для расчёта и
оценки потребности в государственных средствах на текущий и капитальный ремонты, а также реконструкцию магистральных и межхозяйственных каналов.
Публикации. По теме диссертации автором лично и в соавторстве опубликовано 7 научных работ, общим объёмом 1,28 печатных листа (лично автора - 0,75 п.л.).
Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трёх глав, заключения, списка использованной литературы из 87 наименований, включает 8 таблиц и 20 рисунков.
