Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Оптимизация технических параметров элементов закрытых оросительных систем с широкозахватной дождевальной техникой методом имитационного моделирования применительно к условиям Гвинеи

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Оптимизация технических параметров элементов закрытых оросительных систем с широкозахватной дождевальной техникой методом имитационного моделирования применительно к условиям Гвинеи"

' шишстврство СВДЬСКОГО ХОЭЛПСПМ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЬЮСХОСаиШ ПЦСРОЫЕЛИО?АТИВНЬШ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

СЕРИМА ¡САМАРА

ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ ЗАКРЫТЫХ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ С ШИРОКОЗАХВАТНОЙ ДОЖДЕВАЛЬНОЙ ТЕХНИКОЙ МЕТОДОМ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИМЕНИТЕЛЬНО 1С УСЛОВИЯМ ГВИНЕИ

Спецначьность 05.01.02 - Мелиорация и орошаемое земледелие

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на со искание ученой степени кандидата технических наук

ЫОСКВЛ 1994

- г -

Работе вшоляепп не кв^др1» "Ипооеы н няоосниа отвиш™" ^ооновского ордена Трудового Красного Знямега гидромалзораткв-пого ннотитутв.

Нпу'ПШЙ руководитель - КШ1ДНД8Т ТвХЛИЧвСГ.'Д наук, ДОНРЯТ А.Т.Ыянушн,

ОЗмшныьпн* оппоненты» доктор технически* ивук, профессор.

кпялнлят теикпеокяь внук , К.1. Гувер Ведущая организация - Союэводпровкт.

Зпчшта ляоовртаини состоится "22 й МА9ТА 1994 годе в |0 чясов на эаовдттл спмцнвлизироввнного оовета К 120.16.02 » Московской гилроыяяиоратнвном институте по одресуI 127550. Москва. ул.Прянишшкопа.д. 19.

С диссертацией иоетю ознакомиться,в научной Оайлиотвко Мотовского гидромелиоративного институте. Анторчфврат разослан

" 0£ - МАРТА 1394 года.

Ичтгга отзывы на автореферат в двух вкэекплярях, зааврвшшв н^чяткч г'ремштя, просим папрааллть чв кмя ученого сокрвтаря

('Г"!«»ГЧ ь ядрво институте.

Ученый секретарь «щкциилизировоююго СОВ0Т8, «*»хвдчт технических наук,

доцент Т.И.Стряковя

' . . ' ОБЩАЯ ПРАКТЕРКСТШ РА&)ТЫ.

^Актуальность проЛлимн.

По данным Миниот« ротки Сельского '/<<:>,<и<"гвн Гвинеи, большей чвоть пригодных к о<Зра<5отке знмель по-прежнему находится в общинной владении, и фактически не регулируются современными нормами земельного права. Причем, когда доданы крупны* и средних рек иг-раит основную роль.в сельекохозяйотвннном производстве, в стране практически не ооврвны предгорные ЗНМЯЛЬНЫе пассивы и обширные лесо-оаванные плато. Их вктйвное вовлечение в економичвокую жизнь гооударотва позволило бы значительно рнеширить возделываемые площади под многими сельскохозяйственными культурами.

Повтому правительство Гвинеи, вместе о некоторыми местными а иностранными предприятиями, решили вводить в вксплуатации ровные горние территории, тик нвзывинмне "ПЛАТО" о применением вы-

оокопроизводительнш технических средств. Наиболее крупной и перо

епективной среди гагах территорий является плато Провинции Канкан "Верхняя Гвинея", площадь которого еостаынет около 14% площага страны.

Государственный механизм привлечения частного сектора для реализация планов отраны использует преимущественно метод вкономического стимулирования. Однако, как показывает практика, регулирование сельскохозяйственного производства пут», увеличения капиталовложения не дает нужного э<{фекта, еоли не организован» передача научннх результатов «чем крупным и мелким производителям, вплоть до хозийоть традиционного енктопи.

Коренным образом здесь поднять продуктивность орошаемых земель, можно лишь при условии освоения зональных научно-обосно-викных систем ормшнния,'внедрении прогреоиинной текники поливе,

- г -

сОеопечиваиддвй ьыиикий уриивнь вффвктивнооти иопользовения полив ного земледелия. В овязи о етим приняты важнейшие государственные решения по реконструкции оросительных сетей уже освоенных земель, 6 таотке строительства новых систем о применением дождевальных машин.

Цель работы.

Целью денной работы являлась разработка и исследование прр менитвльно к социальным и природно-климатическим условиям Гвине! математической модели оптимизации елементов закрытых оросительт систем с широкозахватной дождевальной техникой кругового дейо вия, соответствующей реальным условиям функционирования теки: систем, и создание на ее основе методики расчете по . выбору технз чеоких параметров основных элементов оистемы о учетом вероятностного характера влияицих на ее работу случайных величин.

Методика исследований.

•Методика исследований состоит в обобщении и анализе сущеот вуюших методов ¿оптимизации рабочих параметров закрытых оросител них сиотем. Проведенные исследования основываются на аналитиче ком и графоаналитическом методах, методе сравнительной вкономич кой эффективности, методах.вариантного проектирования. В основ разработанной математической модели положен метод имитационно! моделирования случайных процессов, предложенный к.т.н. А.Т.Мащ шиным для расчета таких систем. Математическая модель разрабать вилась применительно к использованию ЭВМ и по ней поотавле1 црорамма расчета. В работе использовались производственные мат»

- 3 -

, I г

иалы В/О Союзводпроект, Союзинтервод, Моогипроводхоз, МШИ, Ии-шотвротва Водоонабаешя н Энергетики Гвинеи.

ООьекти исследований.

Объектами иооледований являлись автоматизированные полу-)ташонерные доадевальныв оросительные сиотеиы о наооонша стан-даяш, оборудованными центробежными наоооами, и широкозахватными дождевальными машинами кругового действия.

. Ооновныв защищаемые положения.

Предлагается математическая модель оптимизации применительно в уоловшш Гвинеи рабочих параметров комплекоа наоосная отан-ция-закрытая оросительная оеть о широкозахватными дождевальными машинами кругового дейотвия методом имитационного моделирования о учетом вероятностного характера влияющих на работу оиотемы олучайных величин. Модель предполагает использование для оптимизации ЭВМ.

Научная новизна. '

Предложена и иооледована математическая модель оптимизации технических параметров комплекоа наоосная отанция-закрытвя оросительная оеть методом имитационного моделирования применительно к природным и социальным условиям Гвинеи. Математическая модель раочета учитывает две основные случайные величины: величину во-допотребления и расположение работающих дождевальных машин, а также учитывает возможный ущерб при частичном недополиве орошаемых культур.

Практическая значимость работы.

По разработанной математической иоделк ооотовлекепрограмма для ЭВЫ, которая цокот Сыть использовано при проведении расчетов по обоснованию рабочих параметров вленантоп оросительных систец. Более обоснованный выбор тешическиг параметров окотошг будет опс ообствовать усовершенствованию и вф&октшшой вкоплустьши: построенных довдввальных систеи. -

Внедрение работы. '

Результаты работы докладывалась её Есучно-тогпкчоокпх конференциях П в 1991г. и в 1993г. ПрздлогешшС иетод расчете Еспользовелоя для определения объеме ЕНвестЕШЯ но отрсятсльотео закрптих оросителышх сиотеи в северо-ьсоточпсьг рейояс Гвкпег.

Объем работе.

Диссертация оостоет из семи глав, списке литература, скла-чапцего 140 наиыеновешй и приложения. Рсбога излоавве на 120 отрааицех машинописного тексте, вклшек ^сбл^ц в : рисунка. В приловзшш привэдены б «кйзд в I ргоунпБ»

Краткое оодергангеработа.

В первой главе обоснована актуальность выполненной работы, определены цели и задачи работы, охарактеризованы объект с методы доследований, научная новизна с практическая ценности диссертации.

Во второй главе приведена краткая характеристика природно-ышматичеоких, геоморфологических и гидрогеологических условий района орошения, рассмотрены основные сельскохозяйственные культуры Верхней Гвинеи и режимы их орошения, обоснована возможность { целесообразность принятого в диооертации опособа полива культур о помощыоширокозахватных дождевальных машин кругового действия.

В третьей главе изложена постановке задачи и рассмотрена Ьункциональная взаимосвязь алементов закрытой оросительной оеги.

Рассматриваемая задача оптимизации выбора технических пара-петров элементов комплекса насосная отанция-закрытая орооитель-иая сеть формулируется следующим образом.

.Имеется маосив орошаемых земель о заданным режимом ■ орошения. Весь массив разбит на поля орошения. Состав культур на полях ежегодно меняется. В связи о большой изменчивостью дефицитов водопотреОпения по годам изменяется также и годовой збъем подаваемой насосной станцией воды.

Задается расчетная охема оросительных линий сети, на которую наносятоя отметки поверхности земли.в местах расположения цовдевальвых машин и площади орошения кавдой машиной.

Насосная станция в любое время должна обеспечивать водопот-ребителей необходимым объемом воды для полива, при поддержании требуемого свободного напора в сети в допустимых границах. Недо-тодача воды особенно в сухие года на орошение с/х культур приводит к ущербу в урожае. .

Требуется определить технические параметры насосов на стан-вди и диаметры трубопроводов оросительной сети из условия полугения максимума народнохозяйственного аффекта о учетом технических требований системы и ущерба от недоподачи воды на орошение.

- в -

Рассмотрим взаимосвязь элементов закрытой оросительной оио-темы на примере системы, на которой установлено восемь многоопор . ш доидевальных машин. Технические параметры основных влементов сиотемы можно представить графически (смотри гис. 1). Характеристика оетк графически. изображается кривыми суммарных.характеристик трубопроводов, построенных квазинепрерывным опоообом в ввви-оимооти от сочетания работавших дождевальных машин. Координаты, необходимые для построения кривых, вьгаиоляютоя гядравлкчеоквмя раочетами оети. При в том должны выполнятся вое принятые техничес юге ограничения по сети в дождевальный машинам.

Рабочие параметры насосного оборудования станции, оросигвЛ! вой оети и доадевальнкх машин при стационарном режиме водопогре< ления находятся в точке пересечения характеристики несооной ота: ции и характеристической кривой сети и определяются сочетание! работающих насосов и дождевальных мапин.

Напор насооов, чтобы обеспечить стабильную работу дождев&л ш машин, должен колебаться в допустимых пределах.

Зова А В С Д на рисунке представляет допустимый диапазон > лебаний напоров в голове сети при одновременной работе различие сочетания дождевальных машин расположенных в более благоприягш е зоне Е В С ? -в самых неблагоприятных условиях. Зона ограшгк нал фигурой Ь И Р Т определяет зону потребных напоров в голо; сети необходимых для нормальной работа определенного количест машин. •

Допустимой зоной рабочих напоров насооов для рассматривав го примера будет зона,ограниченная фигурой Б В С Д.

Превышение напора насосов сверх напоров, ограниченных лав ей Д С,' приведет к повышеЯИВ) сверх допустимого свободных напо] на гидрантах машин, расположенных в более благоприятных уолов!

И,М

Ряс. I,График совместной работы насосов (Д 320-70: п * 2950 об/мин) ч ороечтвльноЗ сети прз

расчете методом имитационного ходеякровашя. •Примечание: - число одновременно работавших дсздес.чльшх шив.

- в -

При етом сникаетоя эффективность работы машин, увеличивается раоход влектровнергии, повышается вероятность разрыва трубопроводов и др. Понижение напора насооов ниве напоров,' ограниченных линией Е В, приведет к снижению свободных напоровна гидрантах машин, находящихся в неблагоприятных уоловиях, что вызовет ухуд-иение качеотва дождя в нарушение сроков полива.

Колебание нвпора наоосов в пределах зоны Е В С Д удовлетворяет всем техническим ограничениям системы а оиотема будет функционировать надежно.

Резким работы системы будет определяться совместным решением уравнений, характеризующих работу насосной станции, трубопровода! в дождевальных машин..

И чатпарто^ гладе приведен обзор литературы по современному состоянию и изученности вопросов о существующих методах решения данной задачи.

В настоящее время существуют ряд широко распространенных методов расчета, например, симплексный метод линейного программирования, метод штрафных функций, метод " предельных ( фиктивных ) расходов", метод "оптимальных диаметров" в другие.

Решением данной задачи занимались в области мелиорации следующие ученые: А.Е.Агрест, А.Брайнин, К.В.Губер, Н.У.Койда, «

А.Ш.Либерман, Е.В.Ковтунович, Е.Я.Винокур, в области водоснабжения: Н.Н.Абрамов, Л.Ф.Мошнин, Н.У.Койда, .Н.П.Белозоров, 'Н.В.Луговской, В.Г.Ильин, В.П.Сироткин, из иностранных ученых: Х.Кросо, Л.Хоаг, Г.В'аинберг, Р.Адамсон, Д.Мартш, Г.Е.Кикачей-пвили, И.Ляби, Ж.Ляай, И.Менье и другие.

• Основная сложность при проведении в тих расчетов возникает -При распределении расчетных расходов на участках оросительной сети. В большинстве существующих методик расчета ети расходы оп

рздэляютоя по максимальной ордината укомплектованного графика зо-допотрэОлэння расчетного года (обычно 7555-953 обеолвченяооти) при оамсм неблагоприятном расположении работавших дсздевальвых машин.

Анализируя рассмотренные литературные источники/ мохно сделать зывод, что применяемые для расчета закрытых оросительных оис-теы методики имеют два существенных недостатка! .

— оптимизация олемэнтоа комплекса проводится без учета взеимо-дайотгия ев элешнтоя»

— оросительная система рассчитывается на оаыый неблагоприятный рэ2зш ов работы, который в процеооэ эксплуатации сиотемы моаэт да разу а не возникнуть, а результата чего капиталловлокения на отро-ятзльотзо такой сиотзкы значительно бользе.

Метод расчета, прэдлоаеяный французскими учеными К.Бонааль, Г.Гезон, Я.Шллэ, Р.Дарвэ, И.Ляда, Я.П.Ляеи, НЛ'.тъв в какой-то мере учитывает эта недостатки, однако являэтоя слишком олсенны для пшрокого использования а требует Сольаого количества исходной информация для рэочета. Кроме того он не учитывает измзнення зо-доподата сяотегдг по годам. На рзаэза тэкйэ и задача установления обеспеченности раочетного года.

Поэтому довольно часто принятое провктарозпнноц рэзеняэ по выбору технических пэремэтроз сиотевд нэ всегда достаточно обоо-аозано, а рассмотрение системы без учета взаимодействия ее элементов приводит к созданию технически несовершенных енотам а является причиной ее неудовлетворительной работы и значительных эксплуатационных расходов.

В пятой глав? .тасдепуашп? приводится математическая модель реаевия задачи методом имитационного моделирования.

Оптимальные параметры системы, обвепечиватеиа получение максимума эффекта, устанавливаются, исходя из условий получения

максимальной прибыли с учетом ущерба от кедоподачи станцией воды потребителю. .

Основная расчетная формула имеет вид:

Т г

* кдм, + сдн, * + свН) т + Секол т )) - гаах • о И

ГД0 KHCJ' Снсг KC1^ Ссг к№4' Сдмз - соответственно капиталовложения и ежегодные издержки по насосной станции, оросительной сети и дождевальным машинам в ¿-ом году; Т - раочетный орок служба системы} Р- стоимость единицы 1-го вида о/х культуры

I

на богаре} У^()бог~ ПРИНЯТ8Я расчете урожайнооть на богаре о/х культуры 1-го вида; ^ - урожайнооть о/х культуры 1-го вида в З-ом году при орошении, вычисляемая в зависимости от количества поданной воды на данное орошаемое попе» Кох- кое<Ни-циент, учитывающий затраты на производство о/х продукции при орошении; С.„ -стоимость затраченной энергии на подачу воды в

оП

систему в 3-оы году; С ежегодные расхода на вооотановлени«

о кол

вкономического ущерба; г.- количество о/х культур в севообороте; 1 = 4,2...г; 1,2...Т.

. В такой постановке решение задачи минимизации. затрат овода тоя к нахождению оптимальной пропорции между высоко^ стоимость! высоконадежных «систем, относительно небольшими первоначальным! затратами не сооружение системы.низкой надежности.и различно! эффективностью их работы.

Решение задачи осуществляется в два етапа. На первом етап при заданном напоре а голове "орооительной сети, определенном учетом кавитационной.характеристики насосе, выполняется методом покоординатного спуска технико-економический расчет по выбору

оптимальных диаметров трубопроводов оросительной сети.

Распределение расходов по участкам оросительной сети производится в соответствии с величиной среднекубического приведенного расхода, определяемого для каждого участка из условия равенства теряемой за расчетный срок енергии при двкном расходе и потерянной энергии, вычисленной согласно расчетному графику водопотреб-ления:

Для каждого участка сети расчетный расход вычисляется по формуле г

где С}{ - расход воды проходящий по нитке за период времени г (;

Т - суммарное время работы расчетной линии трубопровода за расчетный срок; г - количество рабочих режимов по расходу расчетного участка трубопровода за расчетный срок.

В результате снижения расчетных расходов по линиям оросительной сети отроительная стоимость ее получается меньше по сравнению о расчетами на случай максимального водопотребления, так как'уменьшаются диаметры линий, но растет-вероятность недоподачи воды в засушливые годы из-за увеличения гидравлических сопротивлений.

Надежность функционирования системы и ее эксплуатационные показатели определяются на втором етапе методом имитационного моделирования при уже известных- параметрах оросительной сети. Моделируется режим работы оросительной системы.Методика расчет« учитывает две основные случайные величины: поступление атмосферных осадков и местоположение работающих дождевальных метин. С помощью генератора случайных чисел разыгрывается значение лю^сй случайной величины. Поступление атмосферных осадков изменяется

/ I

5

по нормальному закону распределения, а доздевальные машины распределяются случайным образом между участками.

Вычислительный процеоо ооотолт нз следующих основных ета-

пов:

1. В каздай расчетный период времени равный 5.7 пли 10 дням вычисляется по заданному графику выпадения атмосферных осадков Ь0% обеспеченности в дисперсии о использованием генератора случайных чисел случайная величина поотуплания атмосферных ооадкоэ за данный период. Предусматривается получеша случайной величина с нормальный законом распределения и по закону ВеЁбулла. Устанавливается как разница ыевду заданными графиками суммарного водо-потребления за расчетный период к полученный случайна! значением поступивших атмосферных осадков величина поливной нораш на каз-дои поле для каздой сельскохозяйственной культуры.

2. Случайным образом о помощью генератора случайных чцсал выбираются номера работанацих докдевальных машин и последовательным суммированием их расходов определяются расчетные расхода воды по участкам оросительной сети и подача насосной отанции, которые являются исходным базисом для проведения гидравлического расчета.

3. Проводится гидравлический расчет, при котором увязыаа-ются технические параметры наоосной отанции, сети и дождевальных машш, т.е. вычисляется подача и напор наоосной станции и расход доздевальных машин, в зависимости от величины свободного напора на входе в машину.

4. Через период времени,в течение которого одна из участвующие в работе дождевальных машин обеспечит требуемую поливную норму, также случайным образом изменяется сочетание работающих дождевальных машин и гидравлический расчет повторяется.

- 13.5. Вычисляется количество недоподанной потребителю воды. Недоподача учитывается в оледуюдах случаях:

1) расчетная водопотребность больше подачи всех насосных агрегатов станции!

2) свободный напор на гидранте дождевальной машины меньше допустимого;

3) подачи дождевальной машины не хватает для обеспечения потребного обьема воды за расчетный период.

6. После того как вое доядевальные машины обеспечат требуемую поливную норму или время работы машин превысит время расчетного периода,производится переход на следующий расчетный период я т.д.

В результате одной реализации случайного процесса получаем дисконтированную суммарную прибыль за весь период эксплуатации обьекта.

Аналогично ведется расчет конкурирующих вариантов. Оптимальным считается вариант,имеющий максимальный доход в расчете на 1 га. орошаемой площади.

■ Используемые при проведении расчетов аналитические зависимости для определения строительной стоимбсти насосных станций получены автором на основе анализа сметных материалов разработанных Союзгипроводхозом типовых проектов, п анализа имеющихся в Роосий и Гвинеи стоимостных материалов, номограмм и формул. Формулы цолучены применительно к-оросительным станциям камерного типа и откорректированы для Гвинеи путем сравнения со стоимостью построенных и проектируемых в Северной Гвинее (4-5) агрегатных насосных станций на реке Нигер и ее притоках. Водозабор предусмотрен из рек при колебаниях уровней воды в них не более 1,5 м

Расчетная формула для определения строительной стоимости

lé -

станции ( включая стоимость водозаборного сооружения) о насосами подачей до 260 л/о кмент иид:

Кцс= 1,1*Ku.2,75'(58+»2.(n-1)+0,075.(H-30)-6l«(0,26-Q)) Si (3) для станций с насосами подачей более 260 л/оt кнс» 1,ькц«2.75'(ег+}б(п-з)+о,зб.(н-зо)+7о.(а-о,2б)) êi (а) где 1,1 - коэффициент, учитывающий непредвиденные раоходы; К -

U

коэффициент индексации цен; п - количество наоосов на отанцш; й - расчетный напор насоса, и.; Q - расчетная подаче насосе, ма/о.

Точность определения стоимости строительства станции о во-дозабороы по данным формулам леетт в пределах 15£.

По мере износа насосно-оилового оборудования методикой расчета предусмотрена его замени. Замена наоосно- силового оборудования осуществляется после наработки насосом определенного количества часов (для Гвинеи замена наоосов пооле наработки 6000...12000 часов, электродвигателей - 8000...16000 чаоов) и зависит от его типоразмера к условий эксплуатации. Моральный износ оборудования не учитывается. Затраты на строительство насосной станции, замену оборудования вычисляются о учетом нормы дисконтирования и фактора времени :

toTp t „, -t

Кнс= £ К(Он,- " + Р> Р ; (5)

где: Кцр - дисконтйрованная строительная стоимость насосной станции; К(,^ - сумма расходов на строительство насосной станции в году t; tCTp - срок строительства системы (до начала эксплуатации); t - текудай год; р-норма дисконтирования, в долях едапши

нс t>i (i+p)

где: К*с - суммарные затраты на замену оборудования станции за расчетный срок; К? - затраты в современных ценах на замену

^ t } НС

оборудования в году t ; Тр-раочйтнкй срок службы системы.

Еквгодные эксплуатационные рвохода нвоооной отаншш, учитываемые при оравнении вариантов, включают затраты на ремонты здания отанцки» к водоприемнике, гидромеханического оборудования, влектрооборудования и принимались равнышЗ,5® от полной стоимости станции. Затраты на обслуживающий персонал, управленческие расходы, освещение и транспорт - (8..И0)# от полной стоимости станции.

Дисконтированная строительная отоимооть оросительной сети определяется также как и строительная стоимость насосной станции по формуле (?). Для определения отоимооти оптимизируемых участков оросительной оети использовались аналитические зависимости, полученные на основе анализа данных по отокмости стальных и чугунных труб имеющихся в Министерстве Водоснабжения и Энергетики Гвинеи .

Раочетные формулы имеет вид: - для отальных труб:

Кт я К '(-15,35 + 419,4'Л + 215,72'<1 9/ м (7)

ст и р р

- для чугунных трубх

« К -(5,74 + 89,59*4 + 195,71«<1а); */гм (8)

Ч и р р

где К - ковМвдиевга нвдекоацин цен; й - внутренний диаметр трубы; и.

Прокладка труб принята в сухих грунтах II и III группы. Глубина укладки принята 1,0 м до верха трубы.

Скяамооть сооружений на сети (колодцев) учитываем в размере (1...1>5)К.о9 полученной при.расчете отоимооти сети.

Ежегодные эксплуатационные расхода по оросительной сети, включающие в себя затраты на ремонты, в соответствии с нормативами приняты равными от стоимости сети. Затраты на «ксплуа-тацию внутрихозяйственной части оросительных систем составляют

около 20,4 1/га.

Средний срок службы трубопроводов оросительной сети принят равным: стальные -30 лет, чугунные - 70.

Стоимость дождевальной машины и проценты отчислений на ее ремонты, как величина составляющая наибольшую стоимооть сиогемы, но не влияющая на выбор оптимального варианта {при заданной схеме орошения и типе дождевальных машин ), включается в раочет со цене, определяемой совместно с заказчиком.

В состав сравниваемых годовых затрат включаются, кроме вышеперечисленных, затраты на оплату потребляемой станцией энергии. Среднегодовое потребление энергии станцией вычисляется в процессе проведения моделирования режима работы системы за расчетный срок. При умножении на дисконтированную стоимость 1 кВт«ч електроэнергии вычислим дисконтированные затраты на оплату анергии.

В последние года в связи с нехваткой крупных и мощных елак-тростанций в Гвинее ежегодно себестоимость электроэнергии, а также тарифы, для всех видов потребителей увеличивается. Поэтому при вычислении стоимости анергии вводится директивный увеличивающий коэффициент к„„ для данного региона и данной внергооиа-ш»

темы . * . ■

Известно, что основным источником дохода с оросительной системы является увеличение производства сельскохозяйственных продуктов за счет прироста урожайности выращиваемых культур. Урожайность культур является функцией многочисленных факторов и прежде всего климатических условий, почв, механизации и технологии производства, химизации и др.

В значительной степени определяющим продуктивность сельскохозяйственных угодий для зон недостаточного увлажнения является

водный режим, который«оказывает влияние на воздушный, тепловой, .'химический и биологический рекимы почв.

предлагаемой методикой расчета урожайность сельскохозяйственных культур в зависимости от количества поданной воды при .наличии- исходной информации : предусматривается вычислять двумя способами: по методу U.U. Кабакова—Р.И. Горбачевой, и способом, дредлоаеннш В.В. Шабановым, как наиболее проотым и пригодным для..практики г- основанным на теоретических и вкспериментальных исследованиях

-Разработанная математическая модель опробовалась и уточнялась но призере раочета Т,П и Ш-образных схем оросительных сис-

.тем...-,' ' '.

' : ft тестой главе рассмотрены сравнительные примеры расчета технических параметров элементов комплекса насосная станция-эак-рытая оросительная сеть. Сравнение результатов расчета системы плодадью 402 га методой имитационного моделирования ( 1 вариант) о результатами выполненными по методике, используемой в проектных организациях России ( 2 вариант ), показало, что в рассмотренном примере при расчете методом имитационного моделирования затраты капиталовложений на строительство системы (' без стоимости дождевальных машин ) на 9,3% меньше при незначительном С 0,6$ ) увеличении олектроеиергия, потребляемой насосной станцией (см.таб-ладу 1). .

'■'■'.'■■','■ ВЫВОДЫ. ' Основное содержание я результаты исследований, изложенных в 'диссертации; можно кратко сформулировать в следующих пунктах.

1. Для социальных и природно-климатических условий Гвинеи рззрзботзна математическая модель.оптимизации методом имитационного моделирования елементов закрытых оросительных систем с щи-

Таблица 1.

Технико-економические показатели. Сравнительные результаты расчета по 1 и 2 вариантам

Показатем!

1-й вариант "уасч= 65 *

1.Ежегодная прибыль от полива 295,5 с учетом аннуитета тыс. ЦБ $

2. Среднегодовая недоподача 103,5 воды, тыс. мэ

3. Годовой ущерб от недополива, 4,1 тыс. ЦБ $

4- Стоимость оросительной сети, 289,4

тыс. Пй $

5. Стоимость насосной станции, 242,4 тыс.- П!5.$.

6.Суммарная стоимость оросительной 531,8 системы (без стоимости Д.Ы.) т.02$

7.Годовое потребление энергии 641,9 станции, тыс. квт.ч.

8.Среднегодовая стоимость потре- 192,6 бляемой электроэнергии, тыс. ЦБ $

9.Максимальное количество рабо- 7 тающих дождевальных машин

10.Максимальная подача насосной 0,5

2-0 вариант

294,0 81,6

3.3

340,83

245.8

586,6

634,8 190,4

8 ." 0,6

ю

I

рЬкозахватными дождевальными машинами кругового действия. Получение наивыгоднейшего решения производится методом вариантного проектирования. Оптимальный вариант выбирается методом сравнительной экономической еффективяости капитальных вложений, а показателем эффективности является дисконтированная суммарная прибыль, полученная за веоь срок эксплуатации системы.

2. Разработанная математическая модель расчета учитывает реальные условия функционирования оросительных систем и технические особенности работы ее елементов. Методикой расчета предусматривается учет двух основных олучвйных величин: поступления атмосферных осадков и расположение работающих дождевальных машин в процессе полива. Кроме того, учитывается возможный■ущерб при ' частичном недополиве орошаемых культур.

. 3. Выведены математические зависимости для вычисления строительной стоимости участков оросительной сети в зависимости от ее диаметра и стоимости насосных станций- в зависимости от количества насосов на станции и их основных параметров (подачи, напора),-

4. Исследовано влияние расчетного напора в голове оросительной сети и расчетных параметров довдевалчных машин (свободного напора на гидранте и соответствующего ему расхода) "на изменение экономических показателей системы и технических параметров ее элементов.: Расчеты, показали, что для получения наивыгоднейшего варианту следует выполнять расчеты для всего диапазона изменения рабочих напоров насоса, начиная с минимально возможного, задаваясь максимально потребной производительностью дождевальной машины. .

' 5. На основе данной математической модели составлена программа, для ЭВМ оптимизации технических параметров системы. Прог-

рамма написана на языке программирования "Фортран" применительно к персональным компьютерам.

6. Выполнен сравнительный расчет ао определению техничвокиж параметров оросительной сети. Раочеты выполнялись двумя методе-ми: методом имитационного моделирования и по методике, применяемой в проектных организациях России (Союзводпроект, Союзинтервод и др) и основанной на симплексном методе линейного программирования. ■ ' ■

Сравнение результатов расчетов показало, что иопользоевюн предлагаемой математической модели, дало возможность снизить строительную стоимость системы на 9,3% , оакономить оросительную воду и незначительно увеличить ежегодную прибыль. Фактический расход воды дождевальными машинами при эксплуатации системы примерно равен проектному расходу етих машин, что дает возможность наиболее точно обеспечивать расчетные поливные нормы.

7. Разработанная математическая модель дает возможноот! быстро и оперативно просчитывать различные варианты функционирования системы.

Основные положения диссертации изложены в работе: — Определение технических параметров комплекса наоооняя станция-закрытая оросительная сеть о широкозахватной дождевальной техникой методом имитационного моделирования.Ы^ЦНТИ. Келио-водинформ. 1994-г.(в печати).Соавтор Ыанушин А.Т.