В работе [Плешков, 1975] автор пытался распространить методологию обобщенного расчета регулирования стока водохранилищами на водохозяйственные системы, содержащие разветвленную сеть водотоков и несколько водохранилищ. Однако состав принимаемых предположений там не был четко сформулирован, а методы расчета не были доведены до требуемой общности. В результате критерий выбора водохранилищ, допускающих вместе со своими потребителями представление в виде целостного независимого комплекса, оказался справедливым только для отдельных простейших случаев. Интересно отметить, что идея замены групп водохранилищ одним гипотетическим еще долгое время основывалась на эвристических приемах, приводящих к различным решениям [Методические указания..., 1987]. Развитие теории обобщенного метода расчета при определении полезных объемов для системы водохранилищ приводится в разделах 4.3-4.7 настоящей главы. Однако прежде в разделе 4.2 дается краткая предметная постановка задачи выбора параметров водохранилищ, формулируются основные принимаемые упрощающие предположения, а также характеризуется строгая методика построения, так называемых, влияющих совокупностей водохранилищ [Левит-Гуревич, Ярошевский, 1980; Ярошевский, Левит-Гуревич, 1980].[ ...]
Современные водохозяйственные системы характеризуются относительно высоким уровнем использования водных ресурсов. Возникающий дефицит воды обусловлен несовпадением потребностей в воде и имеющихся ее запасов в системе в определенные периоды времени. Это обусловливает необходимость строительства регулирующих водохранилищ. Кроме того, рассредоточенность участников использования стока по территории часто не позволяет ограничиться одной регулирующей емкостью, т. е. требуется сооружать системы и каскады водохранилищ [Левит-Гуревич, Ярошевский, Математическая модель..., 1981; Левит-Гуревич, Ярошевский, Проектирование каскада. .., 1981; Левит-Гуревич, Ярошевский, Автоматизированное проектирование. .., 1981; Ярошевский и др., 1981].[ ...]
Водохранилища, пункты отъема воды, пользователи и участки речной системы между возможными створами образуют множество взаимосвязанных элементов водохозяйственной системы. Вся исходная информация о приточности, потребностях в воде, ее потерям, требованиям к комплексным попускам из водохранилищ и т. п. задается в разрезе интервалов усреднения во времени, продолжительность которых принимается в зависимости от глубины регулирования стока, а также внутригодовых колебаний речного стока и потребностей в воде. Известен норматив надежности водообеспечения в традиционной форме бесперебойной подачи воды в годовом разрезе — расчетной обеспеченности водоотдачи [Крицкий, Менкелъ, 1952]. Для каждого возможного водохранилища известны агрегированные зависимости стоимости строительства (реконструкции) от его полного объема.[ ...]
В результате решения задачи для любого уровня использования водных ресурсов, характеризующегося суммарным водопотреблением нетто (без учета потерь воды) требуется определить оптимальный вариант регулирования и использования речного стока, обеспечивающий минимум суммарных затрат по ВХС в целом. Этот вариант однозначно связан со списком выбранных створов подачи воды и водохранилищ, для которых вычисляются объемы подачи воды и попусков, потери, а также расчетные уровни водохранилищ и затраты на сооружение каждого из них.[ ...]
Центральной предпосылкой рассматриваемой постановки проблемы служит условие взаимной замены водоемких производств на территории бассейна и, как следствие, возможность выделить избыточный набор возможных створов и водохранилищ. Без подобного предположения задача как бы «вырождается». Действительно, при жесткой привязке водопользователя с заданным спросом на воду к определенному створу либо удается удовлетворить его потребность в воде, быть может, с помощью водохранилища с определенной емкостью, либо задача не имеет решения. Помимо сказанного, рассматриваемая предпосылка позволяет провести эвристическую декомпозицию комплексной водохозяйственной проблемы, сформулировав задачу регулирования стока водохранилищами как специфическую «водно-ресурсную» проблему. Применительно к рассматриваемой задаче ее принадлежность к классу водно-ресурсных означает, что вопросы оптимизации параметров водохранилищ и гидроузлов отделяются от проблематики выбора трасс и способов подачи воды пользователям, частично рассмотренной, например, в диссертационной работе [Умывакин, 1984].[ ...]
С формальных математических позиций декомпозиция комплексной проблемы водообеспечения (выделение водно-ресурсных задач) не может быть строго обоснована. В общем случае здесь не удается обеспечить отыскание глобального оптимума для всей проблемы в целом. Однако с практических позиций имеется ряд аргументов в пользу ее проведения.[ ...]
Другой важнейшей предпосылкой при формулировке водно-ресурс-ной задачи является возможность усреднения ряда гидрологических и водохозяйственных характеристик в пространстве и во времени. Рассмотрим сначала методологию выбора расчетных интервалов времени. Как указывалось, в предыдущем разделе, расчетные методики определения полезного объема изолированного водохранилища подразделяются на две большие группы. Первая методология исходит из рассмотрения полезного объема как единой неделимой емкости, размер которой определяется на основе интегрального уравнения речного стока [Картвелишвили, 1970; 1975; 1985; Киктенко, Баишев, 1980; Чокин и др., 1980]. Во втором подходе рассматриваются виды регулирования (многолетнее, сезонное, месячное, недельное, суточное) с разделением объема на составляющие [Плешков, 1975]. При этом реально проводится только разделение емкости на многолетнюю и сезонную составляющие, поскольку остальные пренебрежимо малы в сравнении с ними. Специальные особо малые компенсационные водохранилища суточного или недельного регулирования рассматриваются при этом как вспомогательные технические мероприятия. С позиций исследования преобразований речного стока при его регулировании первый подход более привлекателен. С точки же зрения практических расчетов, а тем более, их распространения на системы и каскады водохранилищ с «погружением» процедуры сравнения различных вариантов в некоторую схему оптимизации, второй подход представляется единственно возможным.[ ...]
Выбор водохозяйственного сезона в качестве интервала усреднения во времени существенно расширяет множество реальных объектов, поведение которых адекватно описывается рассматриваемой математической моделью. Методология применима в тех случаях, когда период запаздывания потока по речной сети от истоков до замыкающего створа не превосходит интервала усреднения (сезона). Иначе говоря, она может быть использована для большинства бассейнов, кроме водохозяйственных комплексов крупнейших рек (типа бассейна р. Волги в целом).[ ...]
Совокупность перечисленных предпосылок показывает, что область применения предлагаемой методологии остается очень широкой. Основная идея предельного упрощения расчетов базируется на излагаемой ниже методике представления групп водохранилищ и водозаборов в виде эквивалентного изолированного водохранилища. Суть методики состоит в том, что некоторая группа водохранилищ и створов, где вода забирается потребителями из живого тока реки, вместе с привязанными к ним водопользователями укрупненным образом рассматривается как некоторая замкнутая система, не интересуясь «внутренними процессами» в ней. При этом также агрегируется суммарная боковая приточность и суммарные потери во всех водохранилищах группы. Такая процедура допустима, если правила функционирования получающегося гипотетического водохранилища-эквивалента не противоречат правилам, принятым в отдельных створах, а также не нарушают водно-балансовых соотношений и других физически очевидных условий функционирования агрегированного водохозяйственного комплекса. В результате эти группы действительно функционируют наподобие «целостного» водохранилища, поскольку холостые сбросы из единственного замыкающего створа возникают тогда и только тогда, когда наполнены все водохранилища в составе группы. Более того, выясняется, что на функционирование подобных групп не оказывают влияния процессы стока и водопользования на вышележащих участках речной сети, т. е. эти группы функционируют независимо от остальной части системы.[ ...]
Таким образом, агрегируемую группу можно рассматривать как изолированное водохранилище-эквивалент с привязанными к нему агрегированными потребителями и пользователями. В каждой из этих групп имеется единственный замыкающий створ из числа возможных. Поскольку на функционирование этого створа (наполнение водохранилища в нем расположенного) и на подачу воды из него оказывают влияние только те створы, которые входят в состав агрегируемых групп, сами эти группы по отношению к указанному замыкающему створу удобно, для краткости, называть влияющими совокупностями.[ ...]
Аналогичные главы в дргуих документах:
| См. далее:Постановка проблемы |