Математическая модель для выработки диспетчерских правил пропуска высоких вод (весенних половодий или дождевых паводков) системой водохранилищ предназначена для построения зависимостей сбросных расходов гидроузлов от уровней воды в водохранилищах при известных показателях паводкового притока к каждому водохозяйственному участку. Известны «стратегические» (неизменные во времени) параметры всех водохранилищ и сбросных сооружений соответствующих гидроузлов, паводковые притоки к каждому участку, сбросные расходы в начале высоких вод и требуемые сбросные расходы после окончания периода высоких вод, т. е. в начале последующего периода управления водохранилищами, предназначенного для обеспечения потребностей в воде потребителей и пользователей. Кроме стратегических параметров, зафиксированы некоторые «тактические» (зависящие от времени) характеристики функционирования системы в период прохождения высоких вод. К ним относятся такие приходные части водного баланса, как объемы дополнительного поступления водных ресурсов в каждое водохранилище за счет фильтрации и шлюзования из вышерасполо-женных участков, поступления возвратных вод от потребителей, таяния льда. Кроме того, к ним можно отнести также и некоторые расходные составляющие баланса: подачу воды для удовлетворения потребности всех водопотребителей, фильтрацию в нижележащие участки, попуски на шлюзование, потери на льдообразование и т. п.[ ...]
В формулируемой ниже оптимизационной задаче необходимо удовлетворить двум противоречивым целям. Во-первых, требуется, по возможности, скорее сбросить все излишки воды за пределы водохозяйственной системы во избежание превышения форсированных подпорных уровней (ФПУ) водохранилищ и сокращения периода затопления территорий, когда превышены нормальные подпорные уровни (НПУ). Во-вторых, желательно обеспечить наполнение водохранилищ до отметок НПУ, чтобы в последующем использовать накопленные водные ресурсы для нужд потребителей и пользователей.[ ...]
В этих условиях целевая функция задачи характеризуется максимумом суммарного дохода по всей ВХС за период высоких вод. Это достигается уменьшением ущербов от превышения нормальных подпорных уровней и затопления территорий, а также увеличением дохода будущего водопользования при максимально близких к этим уровням наполнениях водохранилищ в конце паводкового периода. Для сопоставимости необходимо привести все показатели дохода к единой шкале измерения, что, аналогично способу, предложенному в главе 5, достигается переходом к безразмерным значениям и введением специальных коэффициентов приоритетности. Такие доходы будем называть условными. С их помощью сравниваются ущербы от прохождения высоких вод и прямые доходы, возникающие за счет более надежного водообеспечения в меженный сезон.[ ...]
О Ьц. В процессе пропуска паводкового стока могут происходить эпизодические затопления территорий, причем образуются определенные ущербы хозяйственным объектам. Такая ситуация возникает либо вследствие превышения отметок НПУ уровнем воды в верхних бьефах, либо из-за того, что слишком велики сбросные расходы и, следовательно, уровни воды в нижних бьефах. Подверженные затоплению территории всегда оказываются «привязаны» к определенному водохранилищу? = 1,7, причем для каждого из них можно индивидуально пронумеровать соответствующие территории pi — 1, Щ. Для каждой территории существует некоторый створ, характерный для ее примыкания к реке или водохранилищу. Этот створ определяется расстоянием 1Р1 от начала г-го водохозяйственного участка. Используя упомянутые уровненные зависимости 2 (7 ), для такого характерного створа можно определить уровень хР1 затопления р -й территории на ¿-е сутки.[ ...]
Гидрографы паводкового стока обычно характеризуются наличием фаз подъема, стояния высоких вод и спада, но возможно и рассмотрение многоэкстремальных гидрографов. В процессе пропуска паводка происходит изменение приоритетов между двумя основными целями регулирования стока. Если на фазе подъема уровня воды в водохранилище основная стратегия управления нацелена на то, чтобы не превысить ФПУ, то на фазе понижения уровня на первый план выходит стремление обеспечить в конце паводка наполнение водохранилища до НПУ. В силу сказанного, для каждого водохранилища г = 1,7 существует такой момент ¿ , когда осуществляется смена стратегий. При расчетах по суткам в качестве можно принять первую дату, когда достигается максимальный уровень воды в сравнении со всеми предыдущими датами и одной-двумя последующими. При этом от начала паводка до момента продолжается фаза подъема уровня, а после Ь — фаза спада.[ ...]
Возможны две постановки задачи. В первой постановке подлежит определению лучший режим пропуска ранее наблюдавшегося либо «расчетного» паводка, для которого известен гидрограф бокового притока по участкам ВХС, но не заданы и подлежат определению уровни предпаводковой сработки водохранилищ. Это — задача выбора диспетчерских правил пропуска паводка.[ ...]
Вторая постановка относится к условиям оперативного управления пропуском паводка, для которого данные по боковому притоку к участкам ВХС не точны, могут изменяться по мере уточнения прогноза, но начальные уровни г 0 водохранилищ фиксированы и могут отличаться от величин 2?, найденных при решении задачи в первой постановке. Задача оперативного управления решается многократно по периодам поступления уточненного прогноза.[ ...]
При отсутствии реальных гидрографов паводков целесообразно использовать их схематизацию с частных водосборных площадей для выделенных участков. Обычно используется схематизация в виде неравнобочной или сложной трапеции (в сложной трапеции боковые стороны представляют собой ломаную линию из двух отрезков). Трапецеидальная аппроксимация предусматривает выделение фазы стояния высоких вод, когда пик паводка может продолжаться в течение нескольких расчетных интервалов. При формировании паводка в створе каждого водохранилища учитывается его трансформация вышележащими водохранилищами и на вышерасположенных участках.[ ...]
Таким образом, правило пропуска паводка характеризуется двумя параметрами ? и Ь . Величины этих параметров при пропуске паводка определенной обеспеченности и задают режим пропуска высоких вод. Указанные величины г? и Ь являются искомыми параметрами управления в оптимизационной задаче выбора правил управления.[ ...]
Вычисления по (12.2.14) проводятся для дискретных значений параметров управления и В таблицах фиксируются варианты пропуска высоких вод со значениями (W , t ), соответствующими выбираемым решениям. Целесообразно вместе с указанными параметрами в каждой клетке таблицы запоминать номер клетки предыдущей таблицы Ai-i, порождающий рассматриваемый вариант решения в таблице ЛТогда, выбрав из последней таблицы Л7 клетку с максимальной оценкой, легко восстановить весь оптимальный вариант решения задачи.[ ...]
Вернуться к оглавлению