Расчеты и оптимизация водохозяйственного использования стока малых водосборов

Ковалев, Сергей Николаевич

Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему
Расчеты и оптимизация водохозяйственного использования стока малых водосборов
ВАК РФ 11.00.07, Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Автореферат диссертации по теме "Расчеты и оптимизация водохозяйственного использования стока малых водосборов"

На правах рукописи

^ КОВАЛЕВ СЕРГЕЙ НИКОЛАЕВИЧ

кандидат технических наук, доцент

РАСЧЕТЫ И ОПТИМИЗАЦИЯ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СТОКА МАЛЫХ ВОДОСБОРОВ

11.00.07-гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доетора технических наук

Москва - 1999

Работа выполнена в Московском государственном автомобильно-дорожном институте (техническом университете).

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Рождественский А. В.

доктор технических наук, профессор Арсеньев Г. С.

доктор технических наук, профессор Перевозников Б. Ф.

Ведущая организация: проектно-изыскательское и научно-производственное акционерное общество "Институт Гидропроекг".

Защита состоится - -и " 2000 Г.

в А" час.^ мин. на заседании диссертационного совета Д.063.19.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора технических наук при Российском государственном гидрометеорологическом университете ( 195196, С.-Петербург, Малоохтинский пр.,д. 98).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного гидрометеорологического университета.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах просьба направлять в адрес диссертационного совета.

Ученый секретарь диссертационного совета,

Автореферат разослан

доктор географических наук, профессор

Догановский А. М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Развитие народного хозяйства и интенсивный рост водопотребления, возникновение крупных водохозяйственных систем (ВХС) и усиливающееся их влияние на водный режим обширных территорий предъявляют повышенные требования к методам расчета характеристик стока и его регулирования, к определению параметров ВХС с целью оптимального управления и использования водных ресурсов.

При оценке эффективности использования водных ресурсов необходимо учитывать качество воды и затраты, связанные с переброской и доставкой воды потребителям. В этом отношении наиболее эффективными являются местные водные ресурсы.

На местном стоке в стране функционируют тысячи прудов и сравнительно небольших водохранилищ с полезной ёмкостью не превышающей 100 млн.куб.м., которые играют значительную роль в обеспечении водой населения и промышленных предприятий, оросительных систем и рыбного хозяйства, а также во многих местах служат основным местом отдыха и оздоровления трудящихся.

В диссертации исследована проблема оптимального использования стока малых водосборов и рек, в том числе, рассмотрены вопросы эффективности планирования, проектирования и управления сравнительно небольших ВХС, построенных на местном стоке. Исследования проведены, в основном, на малых водосборах и сравнительно небольших ВХС (без гидроэнергетики); но это не значит, что они менее сложные, чем большие и что, при их исследовании возникают менее трудные проблемы.

В диссертации большое внимание уделено разработке рациональных методов расчета, регулирования и использования максимального весеннего стока. Весенний сток на рассматриваемой территории является преобладающей составляющей водных ресурсов.

результатов. В этих нормах необходимо учитывать

особенности водосборов, экономические и агротехнические показатели земель и т.п. Характерной особенностью современного водного хозяйства является каскадность регулирования стока водохранилищами и интенсивное использование водных ресурсов многими отраслями народного хозяйства. Это усложняет проблему и приводит к необходимости комплексных исследований затронутых в диссертации вопросов, Это также требует новых теоретических исследований и разработки более совершенных методов расчета гидрологических и водохозяйственных характеристик, основанных на применении современных математических методов и компьютеров.

Целью исследований является комплексная разработка и обоснование математических моделей формирования, методов расчета и оптимального использования стока с малых водосборов.

Такие исследования позволяют повысить достоверность расчетных величин стока и осуществить многовариантные расчеты на компьютерах для получения оптимальных решений. Диапазон выполненных исследований охватывает: изучение генетических связей между параметрами максимального стока и факторами, влияющими на эти параметры, а также разработку математических моделей, описывающих зти связи; разработку новых расчетных методик, формул и зависимостей для определения основных характеристик максимального стока при отсутствии или недостаточности гидрологических данных наблюдений; разработку экономико-математической модели для определения расчетной обеспеченности максимального стока при проектировании противоэрозионных гидротехнических сооружений; разработку имитационно-оптимизационных моделей для определения основных параметров ВХС и их управления; исследование и разработку моделей диспетчерского регулирования стока и управления водохранилищами; создание комплекса алгоритмов и программ для решения на компьютерах перечисленных выше задач; разработку рекомендаций по расчетам характеристик стока с малых водосборов, основных параметров диспетчерского регулирования водохранилищ и водохозяйственных систем.

Комплексный подход к исследованию перечисленных вопросов предполагает создание системы алгоритмов и программ для компьютеров, с помощью которых необходимо: рассчитывать (прогнозировать) различные характеристики стока в определенные интервалы времени и в отдельных створах рек и водосборов; определять величины притока воды в водохранилища и располагаемые водные ресурсы для различных потребителей; рассчитывать оптимальные параметры ВХС.

Объектом исследований при разработке и обосновании методики расчета основных характеристик максимального стока с малых водосборов явился обширный регион Европейской территории России, включающий: Центрально-Черноземные области (ЦЧО), Среднее и Нижнее Поволжье и Ростовскую область, а также Юго-Восток Украины. Эти регионы отличаются высокой степенью использования местного стока, здесь наблюдается существенное влияние на. сток антропогенных факторов и в то же время вопросы формирования и расчетов основных характеристик максимального стока с малых водосборов исследованы недостаточно. Общее количество годопунктов, материалы которых использованы при разработке методики расчета максимального стока составило свыше пяти тысяч.

Исследования вопросов оптимального регулирования стока водохранилищами, управления ВХС и рационального использования водных ресурсов проведены на водохозяйственных системах Урала, Донбасса и Крыма, где в настоящее время сложилась напряженная ситуация с водообеспечением населения, промышленности и сельского хозяйства и .наблюдаются высокие значения замыкающих экономических оценок водных ресурсов.

Отдельные исследования с целью проверки и обоснования разработанных методик, моделей и алгоритмов были выполнены также на материалах ВХС Средней Азии, Молдавии и др.

В диссертации приведены результаты исследований вопросов оптимизации использования стока по пяти водохозяйственным системам и двадцати водохранилищам.

Особенности диссертации определяются комплексным подходом к исследованиям, применением преимущественно генетических методов расчета характеристик максимального стока с учетом экономических показателей функционирования ВХС и широким использованием математического моделирования и ЭВМ. Однако в диссертационной работе не противопоставляются генетические и статистические методы расчетов гидрологических величин, методы математического моделирования и обычные инженерные методы.

Следует отметить, что создание гидрологических и водохозяйственных моделей на базе классических понятий аналитического моделирования возможно далеко не всегда. В связи с этим для анализа и описания сложных гидрологических и водохозяйственных процессов и закономерностей применены методы имитационного моделирования, которые позволяют определять не только расчетные параметры ВХС, но и учитывать влияние на эти параметры основных природных и антропогенных факторов. Методы имитационного моделирования нами применялись, как правило, в комплексе с оптимизационными методами (динамическое

программирование, метод неопределенных множителей

Лагранжа и т.п.).

Комплексный подход к гидрологическим и водохозяйственным исследованиям не обязательно предполагает создание сложных и громоздких моделей, объединяющих в одном алгоритме решение различных подзадач. В диссертации приведены модели как достаточно сложных задач, так и простых, постановка и решение которых базируется на расчленении сложной задачи на отдельные иерархические уровни.

Гидрологические и водохозяйственные системы выступают как составные части общих экологических и хозяйственных систем. Поэтому в диссертационной работе уделено внимание вопросам влияния на максимальный сток природных и антропогенных факторов, воздействию интенсивного отбора и хозяйственного использования местных водных ресурсов на окружающую среду, экономико-математическому анализу водозабора из различных источников водных ресурсов и т.д.

Большинство разработанных математических моделей в виде рекомендаций и методик доведены до практического применения.

Методика исследований. Поставленная в диссертации проблема расчленяется на две группы взаимосвязанных вопросов: исследование максимального стока и оптимизация планирования, проектирования и управления ВХС.

На первом этапе, при исследовании вопросов формирования максимального стока и расчетов основных характеристик снеготаяния, водоотдачи, потерь, временной аккумуляции и поступления воды к замыкающему створу применялись известные и разработанные нами методы, основанные на уравнениях водного и теплового баланса, методах математического моделирования и др., для которых были разработаны алгоритмы и компьютерные программы. На этом этапе были также применены разработанные нами алгоритмы и программы для обобщения воднобалансовых характеристик стока.

При разработке методик и рекомендаций по расчету характеристик максимального стока с малых водосборов в условиях отсутствия или недостаточности материалов наблюдений использованы результаты исследований и обобщений предшествующего этапа. Эти методики и рекомендации были проверены на независимом материале наблюдений.

метод статистических испытаний (Монте-Карло), методы

имитационного моделирования, метод множественной корреляции, методы линейного и нелинейного программирования, методы экспертных оценок и др.

В диссертационной работе развиваются идеи, заложенные основоположниками инженерной гидрологии и водохозяйственных расчетов: Д.И.Кочерина, М.А.Великанова, М.В.Потапова, А.В.Огиевского, С.Н.Крицкого, М.Ф.Менкеля, Д.Л.Соколовского, Г.А.Алексеева, А.Д.Саваренского, А.Н.Бефани, Я.Ф.Плешкова и др.

Научная новизна. Выполненные исследования позволили получить новые результаты по следующим вопросам рассматриваемой проблемы: впервые на примере небольших ВХС выполнены комплексные исследования формирования, расчетов, регулирования и водохозяйственного использования половодного стока; предложена уточненная генетическая формула стока; разработаны алгоритмы расчета на компьютерах основных характеристик снеготаяния, водоотдачи и поступления воды к замыкающему створу; разработана новая методика расчета характеристик максимального стока с малых водосборов при отсутствии или недостаточности материалов наблюдений; разработана экономико-математическая модель для определения расчетной обеспеченности максимального стока; разработаны модель и алгоритмы для расчета на компьютерах оптимальных параметров ВХС; разработаны модели и алгоритмы расчета на ЭВМ диспетчерских графиков водохранилищ многоцелевого назначения; разработаны новые имитационно-оптимизационные модели и алгоритмы управления ВХС с применением диспетчерских графиков водохранилищ.

Практическое значение работы и внедрение результатов исследований

Полученные результаты исследований по вопросам формирования и расчетов максимального стока на малых водосборах позволяют существенно (в среднем на 20-30%) повысить точность и надежность определения характеристик этого стока, что приводит к более обоснованному назначению проектных параметров мелиоративных, противоэрозионных и других гидротехнических сооружений.

Разработанные "Рекомендации по расчету характеристик максимального стока с малых водосборов" внедрены в системе проектных институтов объединения "Росземпроект". Эти "Рекомендации ...", по предложению ВНИИВО, нами были применены для расчета характеристик ливневого стока при проектировании трассы канала Днепр-Донбасс в бассейне р.Орелька. Кроме того, эти "Рекомендации...", по заданию МосНИИводоКАНАЛА, нами были использованы при расчетах характеристик стока в условиях крупных

городов, в частности, г. Москвы.

Разработанные модели, алгоритмы и программы расчета на ЭВМ основных характеристик паводочного стока можно применить и для прогноза этих характеристик при управлении ВХС.

Проведенные исследования и полученные в результате модели и алгоритмы по построению диспетчерских графиков водохранилищ комплексного назначения на компьютерах дают возможность существенно уменьшить трудоемкость и повысить точность такого построения. На пятнадцати водохранилищах юга Украины по этим моделям и алгоритмам нами совместно с ПО "УкрПРОМводЧЕРМЕТ" разработаны диспетчерские графики и правила эксплуатации, которые в настоящее время применяются в управлении ВХС. Применение диспетчерских графиков, правил эксплуатации и управляющих оптимизационных алгоритмов в управлении ВХС позволяет не менее, чем на 10-15%, снижать непроизводительные расходы водных ресурсов.

Приведенные в диссертации модели и алгоритмы по определению оптимальных параметров ВХС и их управлению позволяют более рационально использовать водные ресурсы. Результаты расчетов выполненных по этим моделям и алгоритмам на примере ВХС "Салгирская система - Симферопольское водохранилище", "Канал Северский Донец - прилегающие к нему водохранилища и водопотребители", "Тюямуюнское водохранилище - прилегающие ООС" и др. показывают большую эффективность применения имитационно-оптимизационных моделей при управлении ВХС.

Разработанные нами комплексы алгоритмов и программ, а также "Рекомендации по расчету оптимальных параметров ВХС на ЭВМ" и "Рекомендации по расчету диспетчерских графиков на ЭВМ" помещены в Государственный фонд алгоритмов и программ и в виде отчетов по НИР в ВНТИЦентр.

Отдельные модели и компьютерные программы применяются нами при обучении студентов.

Апробация работы. Основные теоретические положения и результаты диссертационной работы докладывалось на международных конгрессах и симпозиумах, а также на научно-технических конференциях, советах, семинарах и совещаниях: МГМИ в течение 1967-1996; ВНИИГиМ (Москва, 1967, 1968); Новочеркасского инженерно-мелиоративного института (Новочеркасск, 1972, 1973, 1974); на заседании научно-технического Совета Министерства сельского хозяйства РСФСР, посвященном рассмотрению "Рекомендаций по расчету максимального стока с малых водосборов" (Москва, 1976); на научно-технической конференции "Применение математических методов и вычислительных машин в водном хозяйстве" (Москва, 1969); на конференции "Техногенные факторы

изменения окружающей среды и современные задачи охраны природы" (МГТ им. М.В.Ломоносова, 1974); на научно-технической конференции (Минск, 1968); на координационном Совещании по разработке водохозяйственных паспортов и правил эксплуатации водохранилищ (Киев, 1980); на научно-технических Советах: ВНИИВО (Харьков, 1976); производственного объединения "Укрпромводчврмет" и Центральной контрольно-исследовательской лаборатории (Донецк, 1979, 1981); на семинаре "Эффективность гидромелиоративного и сельскохозяйственного строительства на юге Украинской ССР (Херсон, 1980); на Всесоюзной конференции "Разработка и внедрение автоматизированных систем управления водоохранными комплексами (Северо-Донецк, 1981); на Республиканской научно-технической конференции "Проблемы рационального использования водных ресурсов малых рек" (Казань, 1981); на научно-производственной конференции "Повышение использования мелиорируемых земель в РСФСР" (Калинин, 1981); на второй Всесоюзной школе-семинаре "Системные исследования водных проблем" (ИВП АН СССР, п.Вороново, 1984); на научном семинаре кафедры гидрологии суши географического факультета МГУ (Москва, 1984); на теоретическом семинаре по гидрологии УкрНИИ Госкомгидромета и Центральной организации Географического общества УССР (Киев, 1982); в отделе речного стока Государственного гидрологического института (Ленинград,1984); на международном конгрессе "Вода: экология и технология" (Москва, 1994); на международном симпозиуме ЮНЕСКО "Природные и социально-экономические последствия разработки и управления водными ресурсами" (Москва, 1995); на международном симпозиуме "Гидрологические и экологические процессы в водоемах и их водосборных бассейнах" ( Новосибирск, 1995); на международном симпозиуме "Расчеты речного стока" ( С.-Петербург, 1995); на международном конгрессе "Вода: экология и технология" (Москва, 1996).

Материалы работы экспонировались на ВДНХ СССР (1985г.) и представлены к награждению серебряной медалью. Результаты исследований по диссертации опубликованы в 62 печатных и 35 рукописных (н.т. отчеты) работах.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, основных выводов и предложений. Общий объем диссертации составляет 305 страниц. Работа содержит 59 рисунков и 81 таблицу. Список литературы насчитывает 302 наименования.

1.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ И

РАСЧЕТОВ МАКСИМАЛЬНОГО СТОКА

Вопросы формирования и расчетов стока необходимо рассматривать в комплексе с вопросами регулирования стока, управления ВХС и рационального использования водных ресурсов. Такой подход к исследованиям этих вопросов является характерным для ранее выполненных исследований учеными: М.В.Потаповым, С.Н.Крицким, М.Ф.Менкелем, Я.Ф.Плешковым и др. Необходимость комплексного подхода при исследовании вопросов формирования, регулирования и использования стока возникает не только в связи с существующими природными взаимосвязями этих процессов, но и с требованиями рационального использования водных ресурсов различными отраслями народного хозяйства.

.Многие исследователи в своих работах касались вопросов формирования, приводили различные классификации моделей максимального стока, среди них следует отметить работы: М.А.Великанова, А.В.Огиевского, Д.Л.Соколовского, Г.А.Алексеева, А.Н. Бефани, И.А.Железняка, Г.П.Калинина, Л.С.Кучмента, К.П.Клибашева, И.Ф.Горошкова и другие.

В диссертации приведена классификация существующих моделей" формирования максимального стока, рассмотренная с двух точек зрения: формирования максимального стока (А) и формулирования моделей (Б).

Наиболее общим методом, описывающим как формирование половодного, так и формирование ливневого стока, является метод изохрон, который базируется на генетической формуле стока. По М.А.Великанову (1948) следует различать три генетические формулы: склонового, руслового и бассейнового стока. Генетическая формула бассейнового стока в интегральном виде учитывает генетические формулы склонового и руслового стока. Нами получены уточненные генетические формулы склонового и бассейнового стока. Уточнение связано с введением в эти формулы в явном виде величины временной аккумуляции (или сработки), учитывающей перераспределение воды на водосборе между отдельными интервалами времени.

Уравнение водного баланса для замкнутого водосбора за расчетный интервал времени Д1 получено в виде:

кэ = ы- р + а, о)

где Ьэ - эффективный слой водоотдачи (или слой стока без учета времени добегания к замыкающему створу); V/ - слой поступления воды на водосбор, включающий водоотдачу с бассейна ЬЬ и жидкие осадки хж; р - слой потерь, состоящий из просочившейся в почву и и испарившейся

из снега воды е; а- слой временной аккумуляции (сработки) воды на водосборе; при этом а является отрицательной величиной, если вода задерживается на водосборе и - положительной, если вода расходуется.

Если принять At > tb, то h3 = q, где tb - бассейновое время добегания, q - слой стока с водосбора. Разделив левую и правую часть уравнения (1 ) на общие запасы воды, имеющиеся на водосборе к началу интервала ti, получим:

(/») /(w +А J=(M>-p+a)"./(w +А )=/; (2)

где t|¡ - коэффициент стекания; A¡-1 - временная аккумуляция воды на водосборе к началу интервала ti.

В результате решения дифференциального уравнения, описывающего движение воды по склонам, получена генетическая формула склонового стока в следующем виде:

к=т

Ч =2У +Л ), (3)

1 сТ ¿—V fdt 1 T-ik-\ydt 4 7Ч*-1)\Й т-l-il/3 (J>>

k-l

где q c,r - объем склонового стока; f - единичная площадь (между изохронами); Т = to + m*At; m - количество единичных площадей; m*At=tcc - склоновое время добегания; to - время начала стекания воды со склонов.

Входящий в генетическую формулу склонового стока коэффициент стекания г| удовлетворяет следующим граничным условиям: в начале снеготаяния (при отсутствии поступления воды в русловую сеть) r¡=0 ; в период интенсивного стекания воды в русловую сеть г) может вырасти до 1. Если определять ri без учета временной аккумуляции воды на водосборе, то ti может принимать значения и меньше 0 и больше 1, что противоречит физическим закономерностям процессов стекания воды с водосборов

Вывод генетической формулы руслового стока включает два условия: боковой приток в русло равен qc; трансформация паводочной волны в русле близка к нулю (это вполне справедливо для малых бассейнов, так как русловые емкости таких бассейнов сравнительно не велики).

Генетическая формула руслового стока получена в виде:

q = V с *q . (4)

Т ^rr i'dt е,т-(1~\ул

1 = 1

где qT - объем руслового стока; ci*dt -относительные величины единичных площадей руслового стока; г - количество единичных площадей.

Генетическая формула бассейнового стока может быть получена в результате подстановки (3) в (4), которая имеет следующий вид:

1 г к-т

4 ' =у!с *Л*У7 *Т] *(н> +А ).

т 1 ~~ л*л т-(Ы-\та т-(ы-\)'л т-(к+Г)-<11

где цТ - объем бассейнового стока.

Формулу (5) можно записать в более удобном для расчета виде:

= Уо>1

т-СНУЛ

:(и>

+ А

т-и-\ги

(6)

г-ул

где qc,T=qT/F - высота слоя стока в мм; Ф1]=Ф]/Р - относительные величины единичных площадей стекания (в долях единицы).

Для расчета стока по формуле (6) необходимо определять: расчетный интервал времени Д1 , который зависит от площади водосбора, намечаемого количества изохрон и предполагаемой погрешности расчета; функцию распределения единичных площадей стекания время добегания бассейнового стока 1Ь; функцию

распределения коэффициентов стекания т|=ф(*)1 функцию распределения поступления воды на водосбор (от таяния снега или выпавших жидких осадков) и функцию распределения временной

аккумуляции воды на водосборе Наиболее сложным и

трудоемким является определение функции распределения поступления вода на водосбор, особенно для расчета половодного стока. Для получения этой функции необходимо определить: функцию распределения (по площади водосбора) запасов воды в снеге, графики интенсивности снеготаяния, водоотдачи и потерь.

По материалах наблюдений над снежным покровом, проводимых стоковыми и воднобалансовыми станциями, специальными экспедициями и опорными пунктами на рассматриваемой территории, составлены карты: среднего наибольшего запаса воды в снеге перед началом снеготаяния и аналогичные карты обеспеченностью 5 и 10%. С учетом этих карт и величины осадков, выпадающих в период снеготаяния, нами также построена карта поступления воды на водосбор, которая в дальнейшем была принята в расчетной методике при определении основных характеристик максимального стока весеннего половодья при отсутствии материалов наблюдений.

На малых водосборах на распределение запаса воды в снеге

оказывают существенное влияние природные и антропогенные факторы (рельеф, степень залесенности, состав культур, тип пахоты и т.д.); в диссертации детально исследовано это влияние. Оценка влияния различных факторов на. параметры распределения снежного покрова была произведена с помощью специальных критериев.

Для определения водоотдачи с бассейна была применена методика, предложенная Е.Г.Поповым (1963), учитывающая отдачу талой воды снегом, среднюю интенсивность инфильтрации, распределение ( в вероятностной форме) относительной площади подачи талой воды на водосбор и т.д.

Для расчета интенсивности снеготаяния был использован метод теплового баланса, разработанный для этой цели П.П. Кузьминым (1961). Несмотря на большую сложность и громоздкость, этот метод является наиболее точным. Этот метод позволяет рассчитывать интенсивность снеготаяния для различных интервалов времени (1, 2, 4, ... 12, 24 часа) и для различных условий подстилающей поверхности: для стандартных участков, для склонов различной экспозиции, крутизны, а также под пологом леса. Нами выполнена необходимая формализация этого метода, а также разработаны алгоритмы и программы для расчета величин интенсивности снеготаяния на компьютерах.

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ НА ЭВМ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ ПАВОДОЧНОГО СТОКА

Для исследования процессов формирования паводочного стока в диссертации был применен, так называемый, "прямой" метод расчета основных характеристик этого стока.

Ниже приведены основные формулы, по которым производится на компьютерах этот расчет.

Определение интенсивности снеготаяния для различных условий подстилающей поверхности предлагается выполнять по обобщенной формуле:

а *(А*171 -Р)+Л1 *С +С *а , (?)

со \ 3 3 4 С?71

где ас - интенсивность снеготаяния за расчетный интервал времени А1,мм.

Параметры П11, Р, П13, СЗ, С4, ас,гл определяются по формулам, приведенным в диссертации.

Формула (7) в зависимости от условий подстилающей поверхности, для которой ведется расчет, может быть записана в различных видах. Например, определение интенсивности снеготаяния для склонов различной крутизны и экспозиции ведется по более простой формуле:

а =(А*П\ -Р) + П 1 , («)

СуСК 1 3

Расчет водоотдачи с бассейна ведется по формуле: А =(й -¡)*<ЯЩ+х ,

(9)

где отдача из снега Ис определяется по формуле:

Ис = ас* (1-го). (10)

В формулах (9,10) приняты обозначения: ЬЬ - водоотдача с бассейна, мм; Ис - отдача из снега, мм; \ - средняя интенсивность инфильтрации, мм; Ф(Н1) - функция, характеризующая относительную площадь подачи талой воды (в долях единицы); хж - жидкие осадки, го-относительная (в долях единицы) убыль снега, при которой начинается водоотдача из снега.

Для определения объективных показателей интенсивности поступления талой воды на водосбор и её инфильтрации, а также для характеристики дружности весны необходимо рассчитывать также приведенные продолжительности снеготаяния и водоотдачи.

В алгоритме предусмотрен последовательный расчет на компьютере: интенсивности снеготаяния по формулам (7,8), водоотдачи из снега по формуле (10), водоотдачи с бассейна по формуле (9) и приведенных продолжительностей снеготаяния и водоотдачи. Алгоритмы разработаны для расчета основных воднобалансовых характеристик по различным интервалам времени: менее одних суток и по суткам.

Величины общих потерь за период половодья определяются достаточно достоверно как разность между измеренными величинами поступления воды на водосбор и стока. Основная трудность расчета заключается в правильном распределении потерь внутри половодья по малым интервалам времени и определении по этим же интервалам величин аккумуляции (сработки).

Имеются рекомендации распределения потерь по экспоненциальному закону. Проведенные расчеты показывают, что такое распределение, особенно во второй фазе половодья, является достаточно приближенным. В диссертации применена комбинированная методика распределения потерь внутри половодья: в первой фазе

половодья (до максимума) при>—меняются прямолинейная или экспоненциальная зависимость, во второй - интерполяционная формула. При этом, расчет выполняется в два этапа: на первом этапе определяются величины потерь и временной аккумуляции как остаточный член уравнения водного баланса (1); на втором - эти величины уточняются по специальному алгоритму. Это уточнение необходимо, в первую очередь, в начале половодья, когда может оказаться, что из-за приближенного определения величин потерь, сумма потерь и стока (за интервал' ) может превышать имеющиеся на водосборе запасы растаявшей воды.

Расчеты воднобалансовых характеристик стока на компьютере выполняются в следующей последовательности: определяется массив средневзвешенных (по типам местности) водоотдач для всего водосбора; по генетической формуле (6) вычисляются величины поступления воды к замыкающему створу; определяются суммарные величины (за период половодья) поступления воды на водосбор, стока и потерь; рассчитываются распределенные внутри половодья величины потерь и временной аккумуляции; вычисляются воднобалансовые коэффициенты по формулам:

ГО-1)

а =q + у а ), (П)

/ / / 1' 1-1

(Кп) = п /(и; /

та-\)

¡-1

(Ка)

/(и» + У]а

(12)

(13)

где а\, (Кп)Ь (Ка)1 - соответственно, коэффициенты стока, потерь и временной аккумуляции. Эти коэффициенты затем обобщаются по факторам стока.

В диссертации проведен анализ и дано обоснование моделей формирования паводочного стока. Учитывая множество факторов, трудоемкость и сложность 'их определения, многие исследователи пошли по пути создания моделей, в которых факторы стока учитываются в интегральном виде, чаще всего, в виде функции влияния. Такие модели обычно называют моделями с сосредоточенными параметрами. Основными достоинствами таких моделей являются: определенная независимость результатов решения задачи от полноты и надежности исходных данных; достаточная математическая строгость решения; результаты решения получаются в виде небольшого количества функций и

параметров, характеризующих модели. Среди недостатков таких моделей можно назвать: принципиальную невозможность подобрать функции и параметры, являющимися постоянными для многолетнего периода, ввиду существенного влияния на модель ежегодно меняющихся метеорологических и гидрологических условий стока; невозможность выделения степени влияния отдельных факторов на параметры модели; результаты решения получаются в достаточной степени приближенными, так как, получая выигрыш за счет простоты решения, теряется значительная часть полезной (наблюдаемой) информации; ограничивается возможность улучшения и уточнения моделей по сравнению с моделями, учитывающими факторы стока в распределенном виде.

Таким образом, применение моделей с сосредоточенными параметрами оправдано лишь в условиях недостаточного объема и качества исходной информации.

Нами для исследования формирования паводочного стока малых водосборов вместо одной функции влияния применены две функции: одна учитывает влияние на сток морфометрических и гидравлических характеристик водосборов, а другая - метеорологические и гидрологические условия формирования и стекания воды с водосборов.

В диссертации приведены результаты сравнения вычисленных гидрографов по предлагаемой методике (моделям) с фактическими гидрографами. Определены параметры распределения ошибок: средние квадратические ошибки в и средние относительные ошибки а а также коэффициент Я, характеризующий точность связи между рассчитываемым значением стока и его факторами.

В таблице 1 приведены эти параметры.

Таблица 1

Параметры распределения ошибок определения

максимальных ординат гидрографов_

Название стоковых Количест- во Параметры распределения ошибок

станций годопунктов (Этах.тт а,тт в,тт а Я

Нижнедевицкая 92 15,0 13,8 1,19 0,0074 0,996

Каменная Степь и Придеснянская 85 11,9 12,1 0,80 0,0044 0,998

Итого 177 13,5 13,0 1,00 0,0059 0,997

Значения а получились близкими к 0, что свидетельствует о достаточно хорошей обоснованности предлагаемой методики расчета.

В диссертации приведены совмещенные гидрографы: фактический по л.Барский за 1979г.; рассчитанный по моделям л.Барский 1979 года с учетом функций изохрон и аккумуляции;

рассчитанный по моделям л.Барский за 1979г. без учета функции аккумуляции; рассчитанный по моделям функций потерь и аккумуляции лога Долгий за 1960 год; рассчитанный по моделям функций потерь я аккумуляции р.Ясенок за 1960 год. Лог Долгий и ручей Ясенок приняты в качестве водосборов - аналогов для лога Барский.

В результате анализа совмещенных гидрографов следует сделать вывод, что наилучшее совпадение с фактическим имеет гидрограф, рассчитанный по моделям этого водосбора и этого же (1979) года. Самое плохое совпадение с фактическим имеет гидрограф, рассчитанный без учета аккумуляции. Анализ совмещенных гидрографов, рассчитанных по моделям других водосборов, показывает удовлетворительные результаты, и водосборы л.Долгий и р.Ясенок можно рекомендовать в качестве аналогов для водосбора л.Барский.

Проведенные расчеты и полученные результаты свидетельствуют: о возможности применения прямых методов расчета для моделирования процессов формирования и определения основных характеристик максимального стока; о необходимости использования в таких расчетах уточненной генетической формулы.

3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ХАРАКТЕРИСТИК МАКСИМАЛЬНОГО СТОКА ПРИ ОТСУТСТВИИ МАТЕРИАЛОВ НАБЛЮДЕНИЙ

Разработка методики расчета характеристик .максимального стока включает два основных этапа. На первом этапе (рассмотренном выше) методами математического моделирования с использованием большого количества фактических наблюдений на логах, балках и стоковых площадках были получены календарные и обобщенные модели по основным стоковым характеристикам, в том числе модели: интенсивностей снеготаяния, водоотдач, поступления воды на водосбор, потерь, временной аккумуляции и стока. Всего было обработано свыше пяти тысяч годопунктов. Такого количества материала оказалось достаточно для разработки расчетных зависимостей, в которых учтено влияние основных факторов на характеристики максимального стока.

На втором этапе была разработана методика, которая в сокращенном варианте в виде "Рекомендаций по расчету характеристик максимального стока малых водосборов" приведена в диссертации.

Большое количество проводимых исследований и применение различных схем, моделей и методов в расчетах максимального стока, а также в связи с использованием для этой цели современных математических методов и компьютеров обусловили необходимость классификации этих схем, моделей и методов. В качестве основных

признаков классификации в работе приняты: источники исходных данных; методы обработки, анализа и использования исходных данных; направленность методов расчета; детальность учета факторов максимального стока.

Основную расчетную характеристику - слой стока весеннего половодья расчетной обеспеченности Ьр (мм) нами рекомендуется определять по формуле:

ь =н *<р , (14)

р р р

где Нр,фр - слой поступления воды на водосбор (мм) и коэффициент стока.

Расчет Нр производится по формуле:

Н =(Н *К + dH)*K *К *К , (15)

рея л р э

где Не - среднемноголетний слой поступления воды на водосбор (мм) со средними для данного района гидрографическими условиями, определяется по карте; Ка - коэффициент учитывает влияние типа рельефа и видов обработки почвы на распределение снегозапасов по водосбору; dH - приращение, учитывает зависимость поступления воды на водосбор от уклона и площади водосбора; Кл - коэффициент, учитывающий залесенность водосборов; Кр - модульный коэффициент; Кэ -коэффициент, учитывающий экспозицию склонов.

Для расчета коэффициента стока <рр рекомендуется формула:

ФР = (фс,р +dcp) * г (16)

где фс,р - осредненный коэффициент стока; dф - приращение, учитывает зависимость коэффициента стока от уклона и площади водосбора; г -коэффициент, учитывающий зависимость коэффициента стока от агротехнических и лесомелиоративных мероприятий, проводимых на водосборах.

Построение гидрографов стока Q=f(t) весеннего половодья расчетной обеспеченности выполняется с помощью генетической формулы бассейнового стока и обобщенных среднесуточных моделей воднобалансовых характеристик стока: поступления mn = f(taun), коэффициентов стока Шф = f(tauc), аккумуляции mA = f(taun) и стока mc = f(tauc). Сток за период половодья, определенный по расчетному гидрографу, т.е. сумма ординат Q = f(t), соответствует слою стока расчетной обеспеченности hp.

С помощью обобщенных моделей внутрисуточного хода стока получается гидрограф стока расчетной обеспеченности с учетом внутрисуточного хода стока. Максимальный расход расчетной

обеспеченности равен максимальной ординате (с учетом

резмерности) построенного гидрографа той же расчетной обеспеченности. В результате получаем слой стока за половодье, гидрограф стока и максимальный расход, взаимоувязанные между собой по обеспеченности.

Если требуется вычислить только максимальный расход (гидрограф стока не рассчитывается), то его расчет выполняется по формуле:

((2 ) =(К *Г *(ш ) *(ш ) )/(Т )р,

тах р п р с шах ч тах с

где (Отах)р - максимальный расход в куб.м/с; Кп - коэффициент размерности; 1пр - слой стока, в мм, определяется по формуле, приведенной выше; Р - площадь водосбора в кв.км; (тс)тах- максимальное значение обобщенных моделей стока; (тч)тах - максимальное значение обобщенных моделей внугрисуточного хода стока; (Тс)р-продолжительность весеннего стока (в сутках); п - коэффициент редукции, учитывает относительное уменьшение действующей площади водосбора (с которой формируется максимальный расход) с ростом площади водосбора.

В диссертации приведена аналогичная методика и для расчета слоя, гидрографа и максимальных расходов дождевого паводочного стока.

Слой дождевого паводочного стока 11р (мм) для малых водосборов определяется по формуле (14). Слой поступления воды (дождевых осадков) на водосбор Н р (мм) рекомендуется рассчитывать по формуле:

( 18)

н =(н *\ -н )*у,

р 10 р 100-р '

где НЮ - суточный слой осадков обеспеченностью Р=10% (мм), определяется по карте; Яр - переходной коэффициент от обеспеченности Р=10% к другой обеспеченности; Н100-р - начальный слой дождевых осадков обеспеченности (100-Р) в мм, при котором начинается сток; у -коэффициент редукции дождевых осадков по площади водосбора.

Коэффициент дождевого стока срр вычисляется по формуле, имеющей такой же вид, как и формула (16) для весеннего стока. Однако параметры этой формулы вычисляются по другим таблицам.

Для построения расчетных гидрографов дождевого паводочного стока рекомендуется применять генетическую формулу бассейнового стока (6), а также упрощенную формулу, Полученную из генетической, в виде:

(Ос^)р = ( тс )р * ( Ьс,с)р, (19)

где (ОсД)р - ординаты гидрографа в мм/мин. расчетной обеспеченности

Р; (тс)р- ординаты обобщенной модели стока, определяются по разработанной нами таблице; (Ьс,с)р- осредненные значения слоя стока за период паводка в мм/мин.

Максимальный расход дождевого стока равен максимальной ординате гидрографа с учетом размерности. Кроме того, максимальный расход дождевого паводочного стока можно получить и непосредственно по формуле:

((3 =(К *11 "*(т ) )/(Г ) , 'я»

ти ^ п р 4 с т«< 4 с р

где (Отах)р- максимальный расход дождевого стока в куб.м/с.; Кп -коэффициент размерности; Ир -слой стока, в мм; (Тс)р - продолжительность стока в минутах; п - коэффициент редукции; (тс)тах- максимальное значение ординаты обобщенной модели стока.

Для определения величин различных параметров, коэффициентов, приращений и т.д., входящих в формулы (14 - 20), разработаны формулы, таблицы и карты, по которым, в зависимости от конкретных условий формирования стока, определяются эти величины.

4. ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ХАРАКТЕРИСТИК МАКСИМАЛЬНОГО СТОКА С МАЛЫХ ВОДОСБОРОВ

Сформулируем основные принципы, в соответствии с которыми разработана методика расчета характеристик максимального стока: применение современных методов математического моделирования гидрологических процессов; максимально полный учет основных факторов; применение компьютеров. Соблюдение этих принципов позволяет в наибольшей степени извлечь и использовать полезную информацию из многочисленных материалов наблюдений, которые получены за многолетний период в большинстве регионов страны и которые в настоящий период используются явно недостаточно.

При разработке методики наряду с теоретическими исследованиями вопросов формирования и расчетов максимального стока были получены алгоритмы и составлены программы для расчета на компьютерах его характеристик, в том числе: "Расчет характеристик снеготаяния", "Расчет водоотдачи", "Расчет поступления воды к замыкающему створу"; "Расчет характеристик снеготаяния, водоотдачи и поступления к замыкающему створу", "Расчет характеристик весеннего стока", "Расчет характеристик дождевого стока ".

В работе приведен алгоритм расчета одной из основных и трудноопределяемых характеристик максимального стока коэффициента стока - методом линейной множественной корреляции. На коэффициенты стока оказывают влияние множество факторов, главными из которых являются: площадь водосбора РЬ , средневзвешенный уклон водосбора !Ь, залесенность распаханность

Гр , уровень агротехники Уа , структура почв на водосборе П , экспозиция склонов Э, слой стока половодья Н , интенсивность водоотдачи 11в, предварительная увлажненность В и промерзаемость почв М.

Выборочное уравнение линейной множественной регрессии записывается в следующем виде:

ф , = ч> , + ( 0 * (ж , - * .,,)). (21)

где ф1,фс - соответственно расчетный (зависимая переменная) и среднемноголетний коэффициенты стока; х1, хс,1 - соответственно фактические и среднемноголетние значения независимых переменных (факторов стока); р1,1 - коэффициенты регрессии; I = 2,3,...,п; п -количество переменных.

Для надежного применения методов линейной множественной корреляции требуется, чтобы попарные корреляционные связи между числовыми значениями факторов были близки к линейным, а распределение вероятностей величин факторов в своей совокупности и каждого в отдельности подчинялось нормальному закону распределения. Эти достаточно жесткие требования .для задач, связанных с гидрологическими расчетами, обычно не выполняются. Г.А.Алексеев (1971) предложил применять метод выравнивания и нормализации исходных данных, в результате чего появилась возможность применять метод множественной корреляции и для криволинейных связей.

С использованием метода множественной корреляции были решены следующие задачи: отобраны наиболее значимые факторы; уточнены параметры уравнений множественной регрессии при использовании метода выравнивания и нормализации; получены выборочные уравнения регрессии для сокращенного числа факторов и ДР-

Для предварительной оценки достоверности полученных уравнений используется среднее квадратическое отклонение сг фактических величин коэффициентов стока от вычисленных по уравнениям. Значения о , рассчитанные по различным уравнениям, не превышают 0,14, что свидетельствует о достаточной точности этих уравнений. Кроме о , для оценки достоверности уравнений регрессии и их параметров, использовались также коэффициенты множественной корреляции Р? , а также статистические критерии РН и Рт. В результате расчетов по различным вариантам (различные стоковые станции, различное количество факторов, различные методы расчетов и т.д.) парные коэффициенты корреляции от варианта к варианту сохраняют порядок цифр, а главное - знак, что свидетельствует о качественной устойчивости корреляционных связей между коэффициентами стока и

факторами. Анализ показал, что с уменьшением количества независимых переменных, величины Г* уменьшаются; причем степень этого уменьшения зависит от вклада, вносимого в регрессию, исключаемой переменной. В результате анализа статистических критериев РН и Рт можно сделать вывод, что нулевую гипотезу о равенстве нулю значений В и всех р*и следует отвергнуть и принять альтернативную гипотезу о значимой величине К и коэффициентов регрессии.

Результаты выполненных расчетов методом множественной корреляции были использованы для определения и обоснования зависимостей и параметров "Методики расчета характеристик максимального стока с малых водосборов".

При проектировании различных гидротехнических сооружений наряду с расчетом характеристик стока необходимо определять и величину критерия - расчетную обеспеченность, или ежегодную вероятность превышения этих характеристик. Для обоснования величин расчетной обеспеченности максимального стока в диссертации разработан и применен метод экономико-математического моделирования.

Расчеты характеристик максимального стока с малых водосборов предназначены для проектирования прудов, небольших водохранилищ и противоэрозионных гидротехнических сооружений ( ПГТС ), среди которых большой процент занимают водозадерживающие валы, земляные водообходы, водосбросные и донные сооружения.

Известно, что водозадерживающие, водосбросные и донные сооружения, а также водообходы, имеющие временный характер, согласно СНИПу должны рассчитываться на задержание или пропуск максимального стока 10%-й обеспеченности. Постоянные сооружения рассчитываются на 1 или 5% - ю обеспеченность. За рубежом приняты примерно такие же нормативы. Однако методики и расчетные формулы для определения величин основных характеристик максимального стока в России и за рубежом существенно различаются. Основной недостаток такого подхода заключается в том, что одна и та же расчетная обеспеченность стока назначается на всех ПГТС независимо от конкретных условий строительства и эксплуатации этих сооружений. Очевидно, рекомендуемые величины расчетной обеспеченности должны в каждом конкретном случае обосновываться экономическим эффектом сооружения и последствиями разрушений и повреждений этих ПГТС.

Кроме того, при массовом строительстве ПГТС должен решаться вопрос о первоочередном строительстве (на различных с.х. массивах) этих сооружений, так как выделяемые производственные ресурсы являются ограниченными, а полученный эффект будет различным.

Первоочередность строительства ПГТС и расчетная обеспеченность характеристик стока должны определяться в зависимости от следующих факторов: оценкой с.х. угодий, крутизной склонов, сопротивляемостью почвы эрозии, степенью развития оврагов и удаленностью их от водораздела. Оценку с.х. угодий в первом приближении можно получить по установившимся среднемноголетним урожаям с.х. культур при богарном или орошаемом земледелии.

Целевую функцию определим исходя из получаемого за многолетний период Т экономического эффекта (или, наоборот, ущерба) выраженного в дополнительных урожаях на с.х. угодьях, сохраненных от эрозии, и затрат на строительство, эксплуатацию и восстановление ПГТС, а также компенсационных затрат на отчуждение части с.х. угодий под эти сооружения.

Целевая функция имеет вид:

щ m Т п

шах^Е t(P k) = max E Е [х (с *f ikt(p k)*b ий))-k=l t=l 1=1

, , , , V 3 , 4 (2")

-a *3 (P ) - a *3 (P )-a *3 (P )-a *3 (P )].

t k k I k k 1 k k t k k

Обозначив функцию всех затрат через з ), получим

основное ограничение по затратам в виде: Z 3 if" (P k)< S. (22)

к =1

Кроме того, при решении оптимизационной задачи следует учитывать и другие ограничения:

Fikt ( Рк ) < Fk; (23)

О < 1; 0 < Рк < 1; (24)

О < a ¡<1; (25)

¿a;=i, (26)

где j = 1,2,3, 4.

Значения дополнительных площадей с/х угодий, сохраненных от эрозии к t -му году, можно вычислить по формуле:

f (Р ) = У *Ур ,*f (Р ), (27)

ikl к ' ikt ■V kl с.к к

1 -I

У у =1. (28)

tl м

Значения fikt(Pk) не должны превышать определенной величины, т.е.:

fikt( Рк) < *Pk*Fk. (29)

Коэффициенты ЧРк характеризуют ту предельную площадь к-го массива, которая может быть выведена из строя оврагами.

В формулах (21 - 29) приняты следующие обозначения: fc,k(Pk)- среднемноголетние значения функций приращения площади на k-м массиве, в га; ßkt 1 - коэффициенты, учитывающие динамику

нарастания (убывания) приращения площади в » 1 году на к -м массиве;

yikt - коэффициенты, учитывающие распределение площади fkt(Pk) в t -м году между i -ми с/х культурами; ci - экономические оценки i -х с/х культур, в руб/ц; bik(^) - функции урожайности i -х с/х культур на к -х массивах, в ц/ra: Е, - обеспеченность естественных осадков или суммарного увлажнения, если с/х угодья орошаются; Fk - площадь к -го мэссива, в га; а J - коэффициенты, учитывающие распределение

суммарных затрат по годам; 3 ЦР ь)- функции суммарных затрат, выделенных на проектирование и строительство противоэрозионных ITC, в руб.; 3 ¡¡(Р к) - функции суммарных затрат, выделенных на эксплуатацию и текущий ремонт противоэрозионных ГТС, в руб.; 3 к(Р к) - функции суммарных компенсационных затрет, которые выделены на отчуждение с/х угодий, занятых под противоэрозионные ГТС (прудки, площади между ГТС и оврагами и т.д.), в руб.; з jp k)-

функции суммарных компенсационных затрат, выделенных на погашение капвложений (восстановление при необходимости) для тех ПГТС, которые за период Т полностью выходят из строя, в руб.; Ek(Pk) - функции суммарного (за период Т ) условного чистого дохода на к -м массиве, в руб.; S - суммарный производственный ресурс, выделенный для строительства, эксплуатации, восстановление противоэрозионных ГТС и компенсационных затрат на отчуждение земель для всех к массивов, в руб.

Функции fc,k(Pk) отражают следующую закономерность: чем выше обеспеченность Рк максимального стока, принятого в расчетах противоэрозионных ГТС, тем на больших площадях (при одинаковых ресурсах, выделенных на строительство) можно построить эти сооружения, т.е., на первый взгляд, больше дополнительных площадей сохраняется от эрозии. Однако следует иметь в виду, что чем выше обеспеченность Рк, тем менее надежные строятся сооружения и потому тем выше вероятность выхода из строя этих сооружений и больше средств выделяется на их восстановление.

Функции bik(^) отражают зависимость урожайности i -х с/х культур от количества подаваемой воды на с.х. угодья в виде естественного увлажнения (снег, дождевые осадки) или в виде суммарного увлажнения, включающего также и оросительную воду. Обычно с увеличением увлажненности с.х. угодий урожайность растет до определенного значе-

ния, а затем начинает падать.

Рассматриваемая задача является задачей нелинейного, стохастического программирования, имеющая выпуклую область допустимых значений и вогнутую целевую функцию, поэтому в задаче существует единственный глобальный максимум. Для решения задачи можно применить метод динамического программирования или метод неопределенных множителей Лагранжа.

На основании функций Ек(Рк) и Зк(Рк) можно получить функции Ек(Зк). Под функцией Зк(Рк) понимается функция суммарных затрат

общ

3 _ <р „)■ к к

Составим функцию Лагранжа:

где А. - множитель Лагранжа.

Эта безусловная функция к + 1 переменных: 31,32,..,3к и X. Вычислив частные производные функции I. по этим переменным и приравняв их к нулю, получим к+1 уравнения с к +1 неизвестными. Решив эту систему, определяем оптимальные значения з | , з °.....

3 к ; т.е. такое распределение ограниченных производственных ресурсов Б , при котором получается наибольший экономический эффект.

Численные значения параметров модели получены на основании фактических материалов (проектов внутрихозяйственного землеустройства. и противоэрозионных гидротехнических сооружений), а также по литературным источникам.

В диссертации приведен детальный алгоритм и пример решения этой задачи для трех массивов, имеющих площадях 100, 200 и 50 га. Вместо обычно принимаемой обеспеченности, одинаковой для всех массивов Р=0,10, согласно результатам решения задачи с помощью её экономико-математического моделирования необходимо принимать эти обеспеченности различными для каждого массива: Ро,1= 0,26; Ро,2= 0,09; Ро,3 = 0,09. Это приведет к более рациональному расходованию ресурсов и получению экономического эффекта.

В работе приведен анализ методов и формул для расчета основных характеристик максимального стока с малых водосборов при отсутствии материалов наблюдений. Всего рассмотрены пять методов и формул, в том числе и предложенные в диссертации. Для объективной оценки качества и точности этих методов и формул применен метод, рекомендованный Г.А.Алексеевым (1984), в основу которого положено распределение относительных отклонений вычисленных гидрологических характеристик (по методам или формулам) от наблюденных.

В таблице 2 приведены параметры временных пространственных

кривых распределения вероятностей относительных

отклонений для основных характеристик максимального стока, определенных по различным методам и формулам.

Таблица 2

Параметры временных и пространственных кривых распределения вероятностей относительных отклонений для основных характеристик максимального стока весеннего половодья._

№№ пп Характеристики максимального стока Обеспеченн ость (%) или годы наблюдений Общее количес ТВ о годопун ктов Параметры кривых распределения

Средние значения относительн ого отклонения, 5сх Среднекв адратиче ские отклонен ия, <j6x

1.Наша методика расчета характеристик максимального стока при отсутствии материалов наблюдений

1. Модуль максимальных расходов 10 304 -0,25 0,28

2. Коэффициент стока 10 263 -0,04 0,23

3. Слой поступления воды на водосбор 10 263 -0,22 0,08

4. Слой весеннего стока 10 263 0,11 0,38

5. Приведенный модуль максимального расхода (формула 4.61) 10 224 -0,39 0,23

II. Методика расчета максимальных расходов по формуле параметрами, определенными нами на компьютере Ч.Л.Соколовского с формула 4.60)

1. Параметры среднемноголетнего максимального модуля стока (Ао), приведенных к нулевой залесенности и заболоченности и определенных для временных кривых распределения вероятностей относительных отклонений (формула 4.36) 10 | 201 -0,13 I 0,52

Правобережный район (басс.р.Волги-верховье)

Ср.мн.летнее | 29 | 0,05 | 0.27

Центральный! район (басс.р.Волги-верховье)

Ср.мн.летнее | 55 | 0,011 | 0,29

Левобережный район (басс.р.Волги-верховье)

Ср.мн.летнее | 50 | 0,12 | 0.36

Верховье бассейна.р.Волги

Ср.мн.летнее 134 0.06 0.31

2. Параметры среднемноголетнего максимального модуля стока (Ао), приведенных к нулевой залесенности и заболоченности и определенных для пространственных кривых распределения вероятностей относительных отклонений (формула 4.35) 1953г 12* -0,26 0,35

1955 14 -0,28 0,25

1957 10 -0,10 0,19

1963 20 -0,02 0,66

1968 18 .0,04 0,47

1969 18 -0,26 0.49

1971 14 -0,07 0,56

1974 14 0,07 0,82

1979 12 -0,43 0,69

III. Методика расчета максимальных расходов воды по формулам, предложенным в СНИПе 2.01.14-83 (формула 4.58)

1. Модуль максимального расхода, определенного по первому варианту водосборов-аналогов 10 304 0,185 0,63

2. Модуль максимального расхода, определенного по второму варианту водосборов-аналогов 10 304 0.70 0,24

1\/.Методика расчета максимальных расходов воды по формуле, предложенной Г. А.Алексеевым (формула 4.59)

I- | Модуль максммаьного расхода | ю 191 | 0,19 0,42

\ЛМетодика расчета максимальных расходов воды по формулам, предложенным в "Инструкции...." (формулы 4.43-4.57)

1. Модуль максимального расхода 10 263 -0.13 0,57

Этот анализ показывает, что методы, предложенные в диссертации для расчета характеристик максимального стока на малых водосборах, значительно точнее учитывают особенности формирования стока на этих водосборах.

5. ОПТИМИЗАЦИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СТОКА МАЛЫХ ВОДОСБОРОВ

В работе приведены результаты исследований по двум основным направлениям рассматриваемой проблемы: определение и обоснование оптимальных параметров водохозяйственных систем; разработка моделей и рекомендаций по оптимальному управлению ВХС. Оба этих направления исследованы в комплексе с вопросами определения параметров диспетчерского регулирования водохранилищ, построенных на небольших водосборах и предназначенных, в основном, для водоснабжения и орошения. В предыдущих разделах диссертации приведена методика расчета основной составляющей водохозяйственного баланса: притока воды к водохранилищам и к ВХС в целом.

Разработаны две классификации моделей ВХС, рассмотренные с точки зрения: расположения ВХС и использования водных ресурсов, а также постановки и методов решения оптимизационных задач. В качестве основных признаков этих классификаций приняты: местоположение объектов ВХС; каскадность в расположении водохранилищ и комплексность в использовании водных ресурсов; величины и время строительства объектов ВХС; назначение и формы постановки задач; виды и типы задач по количеству критериев оптимизации; линейности и направленности их. решения; методы решения задач.

Вопросы оптимизации использования стока с применением методов математического моделирования и ЭВМ рассматривались в ряде работ ученых России и СНГ: Бусалаева И.В., Великанова А.Л.,

Воропаева Г.В., Дружинина И.П., Захарова. В.П., Картвелишвили H.A., Ивахненко А.Г., Исмайылова Г.Х., Мечитова И.И., Обрезкова В.И., Подольского Е.М., Пряжинской В.Г., Ратковича Д.Я., Резниковского А.Ш., Сванидзе Г.Г., Цветкова Е.В. и других. Эти исследования интенсивно проводятся и за рубежом, так: В.Бечварж и А.Зеликман (Чехославакия), Н.Дэскалеску (Румыния), И.Зуффа (Венгрия), J1.Котов и А.Попов (Болгария), Фам Кань Зыонг (Вьетнам), А.Филипковский (Польша), А.Маас и Д.Лаукс (США) и многие другие рассматривают в своих работах ряд важных аспектов проблемы оптимизации использования водных ресурсов.

Приведем постановку задач, исследованных в диссертации. Постановка и решение задачи оптимального управления ВХС в случае каскадного (веерного) расположения водохранилищ и комплексного использования водных ресурсов осуществлялись с помощью методов имитационного и статистического моделирования. Для решения отдельных подзадач были привлечены оптимизационные методы нелинейного программирования, в частности, метод динамического программирования. В работе приведена постановка такой задачи на примере ВХС, включающей в себя: канал Северский Донец-Донбасс (СД-Д), систему водохранилищ (всего 19) и свыше семидесяти укрупненных водопотребителей, примыкающих к этому каналу. Условно это система называется СД-Д-В. В систему входят - также: насосные и фильтровальные станции, напорные трубопроводы и дюкеры, перегораживающие сооружения и водовыпуски и т.п. Основными водопотребителями являются промышленное и питьевое водоснабжение, а также орошение (порядка 10% всего водозабора).

Сформулируем основную цель управления ВХС СД-Д-В: учитывая напряженный водохозяйственный баланс Донбасса, где в маловодные и даже в средние по водности годы не хватает воды соответствующего качества для обеспечения населения, промышленных предприятий и сельского хозяйства, необходимо оптимально регулировать и распределять местный сток а также водные ресурсы, поступающие из других рек в канале СД-Д. При этом, требуется решить следующие вопросы: в какие водохранилища ВХС СД-Д-В и в каких объемах следует подавать избыточные объемы воды, приходящие в канал в многоводные периоды года, чтобы эти объемы можно было использовать в маловодные периоды, или даже в маловодные годы, т.е. осуществить, по существу, сезонное или многолетнее регулирование стока всей ВХС; используемые в настоящий период на основных водохранилищах системы диспетчерские графики и правила эксплуатации должны быть увязаны: по потребителям, по объемам водных ресурсов, во времени и т.д. с правилами эксплуатации канала в едином имитационно-оптимизационном алгоритме; определить

целесообразное водораспределение имеющихся

водных ресурсов между потребителями в соответствии со сложившейся гидрометеорологической обстановкой.

В качестве целевых функций приняты: максимальное удовлетворение потребностей в воде (минимум дефицитов); минимум ущербов от недодачи воды и минимум затрат на доставку воды соответствующего качества потребителям. В задачу вводятся также ряд ограничений на объемы водных ресурсов: в различных источниках, для различных потребителей и по отдельным интервалам времени. Эти ограничения определяются с помощью диспетчерских графиков водохранилищ. Для оптимизационного управления ВХС СД-Д-В разработан комплекс программ.

Рассмотрим постановку задач, с помощью которых определяются оптимальные параметры ВХС. Назовем основные подзадачи, которые нами рассмотрены в этом разделе:

- определение и обоснование оптимальных величин: площади

орошения р обеспеченности орошения ц пропускной способности

каналов и водоводов; при переменных значениях: величины и структуры оросительных норм Р; и фиксированных значениях: полезной и

ф ф

диспетчерской емкостей водохранилищ V располагаемых

;— рп,4 1,ф

водных ресурсов , а также структуре орошаемых земель х

(подзадача Г1II);

- определение и обоснование оптимальных величин: полезной и диспетчерской емкостей водохранилищ V 0 располагаемых

водных ресурсов для орошения ^ рп'° и обеспеченности орошения -л при переменных значениях: величин и структуры оросительных норм р "; и фиксированных значениях: площади орошения к ф, структуры

орошаемых земель т 1,ф , а также пропускной способности каналов и

водоводов т ф (подзадача П 12).

Кроме этих подзадач, в пределах разработанной модели, можно сформулировать и решить • еще ряд задач и подзадач, например: определение и обоснование оптимальной структуры орошаемых

площадей т 1'°, определение и обоснование оросительных норм р "и

т.д. С помощью этой модели можно выполнять на компьютерах также и имитационные расчеты.

Для решения перечисленных подзадач необходимо рассчитать вероятностные параметры: располагаемых водных ресурсов для

орошения и естественного увлажнения, а также кривые обеспеченности суммарной потребности- растений в воде. Кроме того, необходимо задать структуру орошаемых земель и оросительных норм, зависимости урожайности культур от суммарного увлажнения, варианты площадей орошения и пропускной способности каналов, водоводов; удельные затраты, связанные с орошением культур, а также экономические оценки этих культур. Методика решения сформулированных подзадач реализована с помощью метода статистических испытаний. В качестве целевой функции принят максимум народнохозяйственного эффекта, полученного от орошения. Предложенный комплекс программ может быть применен при планировании, проектировании и реконструкции ВХС ирригационного назначения. С помощью этого комплекса можно имитировать ВХС с различными параметрами и характеристиками.

Целевая функция в общей постановке для перечисленных подзадач может быть записана в следующем виде:

т„£ [С W > >,T,V D Г k,t ;',„ b« )J-

к п к

- М[У > «<F 6,х ^ t)])-S(F,T,V D Р к>, ;,х ;')]) *» к

(31)

при следующих ограничениях:

тах

О < F <F ,0< F <F ,0<V <V

п;п плэ

in а А тах

О < D <V ,0<Р <Р ,0<Т <т , (32

п плз к к

О<£ < 1,0<Т1 <1,т ">0,0<т '<1. ъ к ' 1 к ' к ' к

Величины F, F , коэффициенты т определяются по формулам:

1 б „ б б б 1

F = ZF „F =F*T .,F = £f JF = F *T

k K K (33)

l li li _ l

T =T *T ,T =P /Р ,P = YP *T , k k k k k O O^Ok

причем osx k<i.

В выражениях (31 - 33) приняты следующие обозначения: М -символ математического ожидания; F, F """^F k- общая, максимально возможная площадь орошения, а также площадь орошения под к - й культурой, га; „^^.F кп,а" ,F соответствующие площади при богарном земледелии, причем F б> F , F 6-тпх >F max и F i>F t за счет отчуждения части земель при орошении под открытые каналы, водоводы и т.д., га; Т, Т т'х-пропускная способность каналов,

водоводов и трубопроводов, куб.м; V .V т"-. полезные емкости

плз плз

одного или нескольких водохранилищ, предназначенных для одного или более потребителей, куб.м; о - диспетчерские емкости

(предназначенные для орошения) водохранилищ, куб. м; Рк, р оросительные нормы, куб.м/га, Ро - средневзвешенные оросительные нормы, куб.м/га; т ' - коэффициенты, учитывающие структуру

орошаемых земель; х коэффициенты, учитывающие структуру

оросительных норм; т к - коэффициенты, учитывающие структуру

орошаемых земель и оросительных норм; с - замыкающая оценка к - й культуры, руб/ц; ^ к- обеспеченность естественного увлажнения к -й культуры; т| - обеспеченность орошения к-й культуры;

W 0р(Г,Т,У ,Р ,т ,т П,Т1 )-

к плз п к к к ' к'

функция обеспеченности суммарных водных ресурсов (включая естественное увлажнение), предназначенных для орошения к -й культуры на площади к , куб.м; в дальнейшем эту функцию для

первой подзадачи будем обозначать \у °Р(Р,т,п ) , а для второй -

ор(У ,11 ), в общем случае будем обозначать ор(т1 ).

к плз п к к к

W > ^ и>-

функция обеспеченности естественного увлажнения к -й культуры на площади Р ® ,куб. м; в дальнейшем эту функцию будем обозначать

™ 1« к> :

оп оо 1 11

У Р(\у (Р, Т,У ,0 ,Р х ,т ,п ш-

к к плз п к к к к

зависимость суммарной урожайности от суммарного увлажнения и агрометеорологических условий года $ , ц; в дальнейшем эту

зависимость будем обозначать У °р);

У > > б'т и>

зависимость суммарной урожайности от естественного увлажнения и агрометеорологических условий года % ц; в.

дальнейшем эту зависимость будем обозначать у

в^.Т.У ,р ,т 'т ")

плэ п к к к

- функция приведенных затрат на строительство и эксплуатацию, объектов ВХС, а также затрат, связанных с забором воды из источника, транспортировкой и доставкой ее к-й культуре, т.е. "затрат на воду", руб.; в дальнейшем эту функцию для первой подзадачи будем обозначать 5(Р,Т), для второй -5(Уплз,Оп).

В диссертации целевая функция (31) приведена для первой и второй подзадач, а также для условий аридных зон. Значения функций обеспеченности суммарных водных ресурсов для каждой к-й культуры определяются методом композиции функций обеспеченности: выделенных водных ресурсов (из источника) для орошения к-й культуры ^ к"(р к) и естественного увлажнения \¥ к), где рк-обеспеченность выделенных водных ресурсов для орошения к-й культуры. Композиция функций обеспеченности выполняется с помощью метода статистических испытаний (Монте-Карло), при этом, учитываются внутрирядные (автокорреляционные) и межрядные корреляционные связи. В качестве теоретического закона распределения при композиции кривых обеспеченности принят закон распределения Крицкого-Менкеля.

При решении приведенных подзадач необходимо также рассчитывать функции обеспеченностей суммарной потребности растений в воде. Эти расчеты выполнялись по методу Аппатьева на компьютерах.

В результате таких расчетов можно получить величины основных параметров ВХС. Разработанная имитационная модель позволяет в процессе имитации различных вариантов, выбрать наиболее приемлемую ВХС и с учетом других критериев, которые в пределах данной модели могут быть использованы. Эта модель реализована в виде комплекса компьютерных программ: КОУОЯТ, 011, иМЕЯЬ, иЯАШ. Для решения ряда задач управления ВХС, для определения оптимальной структуры оросительных норм при недостатке водных ресурсов для орошения и т.д. применен метод динамического программирования, который реализован на компьютерах в виде комплекса программ:КО\/01М, 01ЫАР^ 01МАХ, 01М1М.

В работе приведено решение методом динамического программирования задачи оптимального управления ВХС, включающего: четыре водохранилища (Волынцевское, Ольховское,

Зуевское и Ханженковское), участок канала СД-Д, насосные и фильтровальные станции, а также ряд укрупненных водопотребителей. На основании экономических показателей, имеющихся за многолетний период в районных управлениях, эксплуатирующих эти водохранилища и канал СД-Д, были определены производственные функции: ЗКР1),51(Р1),8к(Рк), Е1(Р1),Е1(Р1),Ек(Рк). При этом были учтены: постоянные затраты, затраты на электроэнергию, реагенты и общие затраты на доставку воды каналом из реки Северский Донец до места водозаборов.

6. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИСПЕТЧЕРСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОДОХРАНИЛИЩ КОМПЛЕКСНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

В диссертации приведены методика и алгоритмы построения диспетчерских графиков для водохранилищ комплексного назначения на компьютерах, а также рассмотрены вопросы оптимального управления ВХС по диспетчерским графикам.

Модели и методы построения диспетчерских графиков можно разделить на календарные (детерминированные), вероятностные (стохастические) и комбинированные (календарно-вероятностные), а также на оптимизационные и неоптимизационные. Календарные методы основываются на календарных (фактических) последовательностях стока; вероятностные - на обобщенных характеристиках стока. Комбинированные методы базируются на смоделированных (методом статических испытаний) последовательностях стока. Календарные, вероятностные и комбинированные методы могут быть оптимизационными и неоптимизационными. Оптимизация выполняется с помощью методов линейного программирования. Неоптимизационные методы в какой-то степени также могут оптимизироваться с помощью расчета на компьютерах нескольких вариантов и выбора из них наилучшего в смысле какого-то критерия качества.

Методы построения диспетчерских графиков и управления водохранилищами и ВХС по этим графикам приведены в работах отечественных ученых: Крицкого С.Н., Менкеля М.Ф., Бахтиарова В.А., Плешкова Я.Ф., Цветкова Е.В., Резниковского А.Ш., Великанова А.Л., а также в работах зарубежных исследователей: Маас А. и Лаукс Д. (США), Фам Кань Зыонг (Вьетнам), Зеликман А.Э. (Чехословакия) и других.

Проверочные расчеты по различным методам построения диспетчерских графиков позволяют сделать вывод, что вероятностные методы незначительно уточняя зоны диспетчерского графика и отличаясь существенной трудоемкостью и сложностью, могут быть рекомендованы преимущественно для больших водохранилищ и ВХС. Основными методами расчета и построения диспетчерских графиков для малых

водохранилищ и ВХС должны являться календарные и комбинированные методы. Наиболее сложные проблемы возникают при диспетчеризации и управлении каскадно-расположенных водохранилищ.

В случае диспетчерского регулирования, т.е. при решении задач управления каскадами водохранилищ и ВХС в целом, возникают достаточно сложные вопросы о первоочередности наполнения и сработки водохранилищ, о приоритетах и величинах водоотдач для различных потребителей и т.д. Эти вопросы особенно сложно решать при наступлении маловодных лет, когда требуется вводить ограничения на величины водоотдач. Очевидно, что эти вопросы невозможно решить путем построения лишь индивидуальных диспетчерских графиков для каиедого водохранилища и разработки для них правил эксплуатации. В диссертации предложена двухэтапная методика оптимизации управления ВХС, включающая: на первом этапе - построение диспетчерских графиков для одиночных водохранилищ и каскадов в целом; на втором этапе - разработку управляющих алгоритмов и программ для реализации на компьютерах оптимального управления ВХС; при этом, выделенные на диспетчерских графиках линии и зоны вводятся в управляющий алгоритм как ограничения и как первое базисное решение, которое в дальнейшем может быть уточнено.

В диссертации приведен алгоритм построения диспетчерских графиков (индивидуальных и суммарных) в случаях каскадного расположения водохранилищ и комплексного использования стока на примере двух водохранилищ Донбасса: Павлопольского и Староласкинского. С помощью воднобалансовых соотношений определяются расчетные объемы притока к каждому водохранилищу. Под расчетным притоком понимаются объемы воды, которые следует подать в соответствующее водохранилище в зависимости от расчетных обеспеченностей отдач, от первоочередности и приоритета этих отдач и т.д. Используя величины расчетных притоков к каадому водохранилищу, рассчитываются и строятся индивидуальные и суммарный диспетчерский графики, по которым в первом приближении определяются отдачи для каждого потребителя и вводятся необходимые ограничения в управляющий алгоритм. Без диспетчерских графиков это первоначальное решение управления ВХС получить достаточно сложно.

Назначенные по диспетчерским графикам величины водоотдачи определяют объемы располагаемых водных ресурсов по различным интервалам времени для каждого потребителя. С использованием целевых функций, ограничений, диспетчерских графиков, краткосрочных гидропрогнозов и балансовых соотношений выполняется управление ВХС и отдельных её звеньев. Для каждой ВХС разрабатывается индивидуальный алгоритм управления, в который включается

следующая последовательность операций: к началу

водохозяйственного года (вегетационного периода) определяются наполнения водохранилищ: имея прогноз основных гидрологических, агрометеорологических и других характеристик на ближайший период (декаду, месяц) с использованием диспетчерских графиков определяются водоотдачи и наполнения к концу расчетного периода; при этом, применяются индивидуальные и суммарные диспетчерские графики; на втором этапе проводится оптимизация управления ВХС с использованием целевых функций; при этом, величины водоотдач и наполнений водохранилищ уточняются; это уточнение особенно важно в случаях включения в ВХС каналов, подающих воду из других речных систем; уточненные величины водоотдач используются непосредственно в районных управлениях, эксплуатирующих эти ВХС; к концу расчетного интервала уточняются величины притока к водохранилищам, величины водоотдачи и конечные наполнения; эти величины служат исходной информацией для -управления в следующем интервале и т.д.

В диссертации приведены рекомендации по расчету диспетчерских графиков на ЭВМ, разработанных на основе календарных методов расчета. В эти рекомендации включено описание алгоритма и программы расчета диспетчерских графиков водохранилищ (015РТ).

7. РЕАЛИЗАЦИЯ МОДЕЛЕЙ ОПТИМАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СТОКА НА ЭВМ

В работе выполнена реализация на компьютерах моделей оптимального управления ВХС комплексного и ирригационного назначения; приведены алгоритмы и примеры расчетов: меженного притока к водохранилищам и оптимальных параметров ВХС.

Рассмотрим реализацию модели управления водохозяйственной системой комплексного назначения на примере ВХС СД-Д-В. Исходная информация и, в частности, ограничения делятся на относительно постоянные и относительно переменные. Основной подсистемой является подсистема, реализующая метод имитационного моделирования для описания функционирования ВХС СД-Д-В. В основу этого метода положена математическая модель водохозяйственной системы, адекватно отражающая основные особенности функционирования этой ВХС. В процессе имитации различных ситуаций с помощью перечисленных выше критериев выбирается вначале рациональный, а затем и оптимальный режим водоподачи по участкам канала и из водохранилищ.

Вся ВХС СД-Д-В разбивается на типовые узлы, для которых на каждом шаге (этапе) выполняются типовые операции: решаются урав-

нения водохозяйственных балансов, проверяются

ограничения, определяется водоотдача потребителям и т.д.

В имитационной модели рассматриваются, например, такие типовые узлы: "Верхний бьеф - водохранилище - нижний

бьеф", "Водопотребители", "Насосная станция", "Фильтровальная станция" и т.д.

В работе приведена типовая модель оперативного управления ВХС комплексного назначения по диспетчерскому графику на компьютерах. Водохозяйственная система включает: водохранилище многолетнего регулирования, потребителей питьевого и технического водоснабжения, а также орошение. Режим работы водохранилища, режимы поливов ООС, водоотдача населенному пункту и промышленным предприятиям, сбросы воды в нижний бьеф и т.д. выбираются в зависимости: от фактического наполнения водохранилища; от фактического и прогнозируемого притока воды в водохранилище; от состояния с.х. культур и метеорологических факторов; от общей обеспеченности водой в пределах отдельных участков или всей ВХС в целом. Функции компьютеров, имеющихся на диспетчерских пунктах, не ограничиваются оперативным управлением ВХС; с помощью этих компьютеров выполняется планирование водоотдач по более крупным (месяц, вегетационный период, водохозяйственный год) интервалам времени, определяются основные параметры этой системы, а также решаются другие задачи.

В диссертации приведены реализации на компьютерах метода статистического моделирования и метода линейной множественной корреляции для прогноза меженного притока к водохранилищам ВХС СД-Д-В.

С помощью моделирования гидрологических рядов методом статистических испытаний (программы К0\/01, КО\Ю2,..., К0У07,..., КО\Ю7.1, КСЛ/вЯ ) было установлено, что для небольших рек юга Украины наблюдаются достаточно тесные корреляционные связи ( г > 0.30 ) между величинами стока смежных рек и следующих по порядку месяцев (двухзвенная цепь Маркова); в то же время корреляционные связи между величинами стока отдаленных месяцев, как правило, незначительны. Для прогноза месячного притока в меженный период достаточно использовать величины притока в предшествующий месяц или в предшествующий и в следующий по порядку месяцы. Увеличение глубины связи при незначительных положительных коэффициентах корреляции не дает удовлетворительных результатов. Привлечение для прогноза месячного притока величин осадков за предшествующий месяц не уточняет результаты, так как эти осадки учитываются предшествующим притоком.

Анализ корреляционной зависимости между величинами притока к

различным водохранилищам Донбасса показал, что достаточно

значительные корреляционные связи ( г >0,60 ) наблюдаются для небольших водохранилищ Донбасса, имеющих близкие по территории области питания; в то же время практически отсутствуют корреляционные связи между величинами притока в сравнительно большое Краснооскольское водохранилище (с областью питания в ЦЧО) и в Волынцевское водохранилище (область питания в Донбассе). В результате можно сделать вывод, что в маловодные годы практически все водохранилища Донбасса имеют малый приток, а источники канала СД-Д не обязательно попадают в такой же маловодный период, хотя вероятность этого события достаточно велика. В связи с этим особое значение приобретает проблема оптимального регулирования и использования водных ресурсов всей водохозяйственной системы канала СД-Д и водохранилищ Донбасса.

Реализация моделей оптимального управления ВХС ирригационного назначения на компьютерах рассмотрена на примере двух ВХС: "Тюямуюнское водохранилище - прилегающие ОС" и "Симферопольское водохранилище - Салгирская ООС". Для первой ВХС приведена модель для случая оптимизации водораспределения между отдельными ОС, для второй - оптимизация водораспределения по интервалам времени. Модели и алгоритмы оптимального управления ВХС ирригационного назначения могут рассматриваться как частный случай моделей и алгоритмов оптимального управления ВХС комплексного назначения. Первая ВХС является характерной для водохозяйственных систем аридной зоны, вторая - для зоны недостаточного (неустойчивого) увлажнения.

В разработку модели, алгоритма и определения параметров оптимального управления ВХС "Тюямуюнское водохранилище -прилегающие ОС" входят: построение диспетчерского графика Тюямуюнского водохранилища, учитывающего как стохастический характер притока воды, так и различные уровни водозабора воды для орошения; расчет притока воды к Тюямуюнскому водохранилищу за вегетационный период; определение структуры и агроэкономических характеристик оросительных систем; получение функций условного чистого дохода Е "(Р ¡)по отдельным оросительным системам; применение алгоритма динамического программирования для определения оптимального плана водораспределения в зависимости от располагаемых водных ресурсов, определенных по диспетчерскому графику и прогнозу притока в Тюямуюнское водохранилище; применение алгоритма множественной корреляции и получение типовых фрагментов для водораспределения внутри вегетационного периода. Особенностью диспетчерского графика Тюямуюнского водохранилища являются широкая зона гарантированной отдачи. Это связано с тем, что

наибольшие величины притока воды в водохранилище, как правило, совпадают с наибольшим водопотреблением. Полезная емкость водохранилища используется, в основном, для сглаживания пиков в водопотреблении и для обеспечения гарантированных попусков в магистральные каналы в периоды, когда приток в водохранилище существенно меньше водозабора из него.

Для решения задачи оптимального распределения водных ресурсов по интервалам вегетационного периода, рассмотренной на примере ВХС "Симферопольское водохранилище - Салгирская ООС", необходимы следующие исходные данные: диспетчерский график и основные характеристики Симферопольского водохранилища; осадки за многолетний период по интервалам вегетационного периода; структура с.х. культур на орошаемых землях; структура оросительных норм; урожайность с.х. культур за многолетний период; основные водобалансовые характеристики за многолетний период (сток, водозабор для орошения и водоснабжения, сбросы, потери); экономические оценки с.х. культур; удельные производственные затраты; различные ограничения: по площади, по воде, по оросительным нормам и т.д. Задача оптимального распределения водных ресурсов по интервалам вегетационного периода состоит из двух частей: исследовательской (для получения необходимых зависимостей, параметров и т.п.) и непосредственного управления ВХС.

Реализация модели и алгоритмов для определения и обоснования параметров водохозяйственных систем комплексного назначения приведена в диссертации на примере ВХС: расположенных в зонах недостаточного увлажнения ("СД-Д-В", "Симферопольское водохранилище - Салгирская ООС") и в аридной зоне Средней Азии ("Ферганская долина" и "Джизакская степь").

Одной из основных зависимостей, используемых в этих моделях и алгоритмах, является зависимость урожайности с.х. культур от суммарного увлажнения. Эта зависимость не является устойчивой в различных зонах страны, по отдельным годам, на отдельных полях и т.д. Вопросы исследования и получения этих зависимостей рассматривались многими учеными нашей страны и за рубежом; предложены различные модели формирования урожая, основанные как на простейших моделях линейной рецессии, так и на достаточно сложных динамических уравнениях роста растений. По нашему мнению, для решения практических задач наиболее рациональным путем получения таких зависимостей, наряду с теоретическими и специальными экспериментальными исследованиями, является сбор, анализ и статистическая обработка фактических данных по величинам урожайности и влияющих на эти величины факторов. Для ряда культур в отдельных регионах страны получены зависимости урожайности с.х.

культур от суммарного увлажнения. Эти статистические зависимости учитывают конкретные условия выращивания с.х. культур: почвенные, структуру и величину вносимых удобрений, агрометеорологические условия года и т.д. В работе при решении задач оптимизации параметров ВХС были использованы несколько зависимостей урожайности от суммарного увлажнения, учитывающих кроме величины увлажнения и другие агрометеорологические факторы.

Рассмотрим структуру зависимости суммарной урожайности к - й культуры от суммарного увлажнения и других агрометеорологических условий года:

У Г(№)*Р*т &+\У "(р)*т '*т О- (34)

Аналогично зависимость суммарной урожайности к - й культуры от естественного увлажнения и других агрометеорологических условий года запишем в виде:

У Ц\У {) = У Е((иО;)*Г*т к). (35)

С помощью обеспеченности естественного увлажнения £к учитывается влияние других агрометеорологических (кроме естественного увлажнения) факторов, в том числе: температурный и радиационный режим, влажность воздуха, скорость и направление ветров и т.д., т.е. засушливость (увлажненность) года. Коэффициент х " позволяет (в условиях недостатка водных ресурсов), во-первых -исключить из рассмотрения ту к - ю с.х. культуру, выращиваемую на Як -й площади, которая не орошается (т "=0 ); и во-вторых - учесть влияние структуры распределения водных ресурсов между отдельными культурами на структуру и величину суммарного народнохозяйственного эффекта от подаваемой на орошение воды, так как суммарная урожайность к - й культуры (со всей площади Рк ) зависит не только от урожайности с одного гектара, от величины площади Рк, но и от объема подаваемой воды этой культуре.

В процессе расчетов на ЭВМ оптимальных параметров ВХС, выполненных с помощью комплекса программ КОУСЖТ, были исследованы следующие вопросы: оценка зависимости дополнительного валового и чистого доходов по каждой культуре в отдельности и их средневзвешенных величин от величин располагаемых водных ресурсов и площадей орошения; оценка зависимости обеспеченности и площади орошения от величин располагаемых водных ресурсов; влияние на величины дополнительного валового и чистого доходов коэффициентов вариации располагаемых водных ресурсов и естественного увлажнения и т.д.

В результате таких расчетов получены рекомендации о выборе оптимального соотношения между величинами: полезной и диспетчерской емкостями водохранилища, располагаемыми (для орошения)

водными ресурсами, площадью и обеспеченностью орошения, структурой орошаемых земель и оросительных норм.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. В результате проведенных комплексных исследований формирования и расчетов максимального стока, управления водохозяйственными системами и оптимального использования водных ресурсов разработаны новые методики и формулы для расчетов гидрологических и водохозяйственных характеристик, предложены и внедрены в производство ряд рекомендаций по определению оптимальных параметров водохозяйственных систем и их управления.

2. При решении задач, связанных с разработкой более совершенных моделей, методов и формул для расчета основных характеристик максимального стока на малых водосборах, были получены: уточненные генетические формулы склонового, руслового и бассейнового стока; карты поступления воды на водосборы в районах ЦЧО и Поволжья; комплексы алгоритмов и программ для расчета на ЭВМ характеристик снеготаяния, водоотдачи, потерь, аккумуляции и поступления воды к замыкающему створу.

3.По материалам наблюдений на стоковых площадках и малых водосборах в рассматриваемых районах проведен анализ влияния различных факторов на характеристики снеготаяния, водоотдачи и стока; разработаны "Рекомендации по расчету характеристик максимального стока с малых водосборов при проектировании лротивоэрозионных мероприятий", которые были внедрены в проектных организациях страны.

4.Выполнена оценка надежности предлагаемых моделей формирования и расчетов максимального стока а также проведен анализ различных методов и формул, рекомендованных для расчета основных характеристик максимального стока с малых водосборов.

б.Разработана экономико-математическая модель, основанная на методе неопределенных множителей Лагранжа, позволяющая при проектировании лротивоэрозионных гидротехнических сооружений более обоснованно назначать расчетную обеспеченность максимального стока.

6. При решении задач, связанных с оптимизацией управления сравнительно небольшими водохозяйственными системами и выбором оптимальных параметров этих систем, выполнено обоснование применения диспетчерских графиков водохранилищ и правил эксплуатации; для расчета диспетчерских графиков создан комплекс программ и разработаны "Рекомендации по расчету диспетчерских

графиков на ЭВМ", которые нашли практическое применение на ряде ВХС России, Украины и др.

7. Разработаны экономико-математические модели по оптимальному управлению водохозяйственными системами; на примере некоторых ВХС Юга Украины и Средней Азии поставлены и решены задачи по оптимизации водораспределения по потребителям, по источникам водных ресурсов и во времени.

8. Предложена методика оптимального управления ВХС и определения их параметров при каскадном расположении водохранилищ и комплексном использовании водных ресурсов; эта методика основана на вероятностном представлении притока, осадков и диспетчерском регулировании водохранилищ; разработаны "Рекомендации по расчету оптимальных параметров ВХС на ЭВМ.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1.Расчет календарного внутригодового распределения стока с применением ЭВМ - Вестник с/х науки. 1971, №б.-С.58-62.

2.Экономико-математическая модель для определения обеспеченности максимального стока при проектировании противоэрозионных гидротехнических сооружений - Доклады ВАСХНИЛ. 1984, №7..-С.30-32.

З.Оптимизация параметров водохозяйственных систем и их управления с применением диспетчерского регулирования водохранилищ. - Обзорная информация, ЦБНТИ Минводхоза СССР, 1986.-60с.

4.Методика оптимального управления водохозяйственными системами (ВХС) с применением диспетчерских графиков водохранилищ комплексного назначения. - Доклады международного симпозиума по оптимальному использованию водных ресурсов, Н.Р.Болгария, 1983.-С.109-118.

5.0птимизация использования стока при эксплуатации водохозяйственных систем (ВХС). - Труды / V ВГС, т.4, гидрологическое обоснование водохозяйственных мероприятий, Л., Гидрометеоиздат, 1990.-С. 112-119.

6.Формирование и расчеты максимального весеннего стока с малых водосборов. - Труды / V ВГС , т.6, теория и методы гидрологических расчетов, Л., Гидрометеоиздат,1990.-С.323-330.

7.Использование пакета программ для оптимизации водораспределения и управления ВХС. - Материалы международного

конгресса "Вода: экология и технология", М., 1994.-С.45Э-469.

8.MATHEMATICAL AND PROGRAM ASPECTS OF CONTROL OF WATER RESOURCE SYSTEMS. - INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ENVIRONMENTAL AND SOCIO - ECONOMIC CONSEQUENCES OF WATER RESOURCES DEVELOPMENT AND MANAGEMENT. MOSCOW, 1995. - C.66-67.

Э.Информационно-программные технологии в задачах управления ВХС. - Материалы международного симпозиума "Гидрологические и экологические процессы в водоемах и их водосборных бассейнах", Новосибирск, 1995. - С. 103-104.

10.Расчеты параметров стока и управления ВХС. - Материалы международного симпозиума "Расчеты речного стока", С.Петербург, 1995,- С.68-69.

11.MODERNIZED MATHEMATICAL METHODS AND COMPUTERS TECHNOLOGY LAWS USED OF CONTROL SUCH WATER RESOURCE SYSTEMS. - SECOND INTERNATIONAL CONGRESS "WATER: ECOLOGY AND TECHNOLOGY". MOSCOW, 1996, - C. 43-44.

12.Рекомендации по расчету характеристик максимального стока с малых водосборов. - МСХ РСФСР, МГМИ, ВО "Росземпроект", 1977.-59с.

13. К расчету параметров максимального расхода талых вод на ЭВМ. - Труды / ВНИИГиМ, т. 54(2), 1972. - С.124-132.

14.Методика построения расчетных гидрографов и определение максимальных расходов весеннего половодья. - Труды / МГМИ, т .46, 1977. - С.135-151.

15.Методика расчета слоя весеннего стока с малых водосборов. - Труды / МГМИ, т. 46, 1977. - С. 122-134.

16.0 моделировании диспетчерского регулирования стока водохранилищами Донбасса. - В сборнике всесоюзной конференции "Разработка и внедрение АСУ ВК", 1981. - С.86-90.

17.Моделирование диспетчерского регулирования стока водохранилищами. - Труды / МГМИ, т. 60, М„ 1979. - С.124-134.

18.Моделирование на ЭВМ гидрологических характеристик для оптимального расчета водохранилищ комплексного назначения. - Труды /МГМИ, т. 71, 1981. -С.123-136.

19.Моделирование гидрологических характеристик малых водосборов на ЭВМ. - В сборнике докладов "Проблемы рационального использования водных ресурсов малых рек", Казань, 1981. - С.94-96.

20.0 методике моделирования стока на малых водосборах. -Труды / МГМИ, т.56,1978. - С.32-47.

21.К исследованию паводочного стока в русловой сети при наличии водохранилищ. - Материалы научно - технической конференции МГМИ, М„ 1968. - С.140-143.

22.Опыт применения ЭВМ для расчета основных характеристик прудов и водохранилищ. - Материалы научно - технической конференции МГМИ, М., 1968. -С.143-145.

23.К вопросу влияния прудов и водохранилищ на минимальный сток рек. - Материалы научно - технической конференции МГМИ, М., 1967.- С.121-123.

24.Реализация математической модели движения паводочной волны на ЗВМ. - В сборнике докладов "Материалы научи, техн. семинара молодых специалистов-мелиораторов", М., 1968,-С.129-134.

25.Построение расчетных гидрографов весеннего половодья с применением ЭВМ. - В сборнике "Доклады конференции, посвященной 50-летию БССР и КПБ", Минск, 1968,-С.69-76,

26.Моделирование и расчеты дождевого стока с малых водосборов. - Депонирована в ВНИИГЭСХ "Мелиорация", № 6, 1977.-7с.

27.К учету агротехнических мероприятий при расчетах половодного стока на ЭВМ. - Сборник научных трудов "Вопросы гидравлики" МГМИ, вып. 4, 1971. - С.77-86.

28.Математическое моделирование гидрографов стока. - Труды МГМИ.т.ХХХШ, 1974 .-С.97-103.

29.Расчеты стока методом линейной множественной корреляции при проектировании противоэрозионных мероприятий на водосборах. -Труды МГМИ, т. ХХХУШ, 1974. - С.89-96.

30.Методика определения расчетных характеристик ООС с применением диспетчерских графиков водохранилищ. - Труды МГМИ, вып. "Режим и техника орошения сельскохозяйственных культур", 1982. -С.62-74.

31 .Рекомендации по расчету диспетчерских графиков на ЭВМ. -ОФАП-сельхоз № СХОВО и ВНТИЦентр № П006230, М„ 1982.

32.К методике обоснования параметров орошения с применением диспетчерского регулирования водохранилищ (на примере Симферопольского водохранилища и Салгирской ООС). - Сборник МГМИ "Экономика водного хозяйства и математические методы в гидрологии и мелиорации", 1983. - С.21-30.

33.К методике оптимального управления водохозяйственными системами с применением диспетчерских графиков водохранилищ комплексного назначения. - Сборник МГМИ "Экономика и математические методы в мелиорации и водном хозяйстве", 1984 - С.46-54.

34.Модель управления ВХС по диспетчерским графикам водохранилищ. - Проспект для экспонирования на ВДНХ СССР, 1985.-5с.

35.Оптимизация управления ВХС с применением диспетчерских графиков водохранилищ. - Сборник МГМИ "Экономика и организация водного хозяйства и сельхозводоснабжения", 1985.- С. 105-116.

Зб.Рекомендации по расчету оптимальных параметров

водохозяйственных систем на ЭВМ. - ОФАП-сельхоз, № СХ172 и ВНИТИЦентр №60850000130, 1985,- 102с.

37.0птимизация управления водохозяйственными системами комплексного назначения. -Сборник научных трудов "Экономическое обоснование и математическое моделирование ВХС и мероприятий" МГМИ, М.,1987.- С.59-67.

38.0 применении стохастического моделирования для управления каскадом водохранилищ. - В сборнике научных трудов "Сельскохозяйственные гидротехнические мелиорации", 1988.-С.101-113.

ИЩИ. э.5 г. 120 06.01.2000г.

Содержание диссертации, доктора технических наук, Ковалев, Сергей Николаевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ И РАСЧЕТОВ МАКСИМАЛЬНОГО СТОКА

1.1. Комплексные исследования формирования, регулирования и использования стока в речной водной системе

1.2. Классификация моделей формирования максимального стока

1.3. Генетические формулы паводочного стока

1.4. Расчет составляющих генетической формулы бассейнового стока

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ И АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ

ФОРМИРОВАНИЯ ПАВОДОЧНОГО СТОКА

2.1. Модели и алгоритмы расчета характеристик снеготаяния, водоотдачи и поступления воды к замыкающему створу

2.2. Модели и алгоритмы расчета потерь, аккумуляции и воднобалансовых характеристик стока по различным интервалам времени

2.3. Исследование влияния различных параметров на характеристики снеготаяния 69 t 2.4. Определение обобщенных и расчетных воднобалансовых характеристик стока

2.5. Анализ и обоснование моделей формирования паводочного стока

3 МЕТОДИКА РАСЧЁТА ХАРАКТЕРИСТИК МАКСИМАЛЬНОГО СТОКА

3.1.Классификация методов расчета основных характеристик максимального стока

3.2. Общие положения методики

3.3. Методика расчета слоя, гидрографа и максимальных расходов весеннего половодья.

3.3.1. Расчет слоя стока весеннего половодья

3.3.2. Построение расчетных гидрографов весеннего половодья

3.3.3. Определение максимальных расходов за период весеннего половодья

3.4. Методика расчета слоя, гидрографа и максимальных расходов дождевого паводочного стока

3.4.1. Расчет слоя дождевого паводочного стока

3.4.2. Построение расчетных гидрографов дождевого паводочного стока

3.4.3. Формула максимального расхода дождевого паводочного стока

4 ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ХАРАКТЕРИСТИК МАКСИМАЛЬНОГО СТОКА С МАЛЫХ ВОДОСБОРОВ

4.1. Основные принципы расчетов характеристик максимального стока с малых водосборов

4.2.Расчеты коэффициентов стока методом линейной множественной корреляцииІЗІ

4.3 .Экономико-математическая модель для определения обеспеченности максимального стока при проектировании противоэрозионных гидротехнических сооружений

4.4. Анализ методов расчета характеристик максимального стока с малых водосборов

5. ОПТИМИЗАЦИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СТОКА МАЛЫХ ВОДОСБОРОВ

5.1. Классификация и анализ методов решения задач оптимального планирования, проектирования и управления водохозяйственных систем(ВХС)

5.2. Математическая постановка задач оптимального управления ВХС

5.3. Математическая постановка задач оптимизации параметров ВХС

5.4. Математическая постановка и решения задач управления ВХС с помощью метода динамического программирования

6. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИСПЕТЧЕРСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОДОХРАНИЛИЩ КОМПЛЕКСНОГО НАЗНАЧЕНИЯ б. 1 .Вероятностные, детерминированные и оптимизационные модели .построения диспетчерских графиков водохранилищ

6.2. Методика построения диспетчерских графиков в случаях каскадного расположения водохранилищ

6.3. Методика оптимального управления работой водохранилищ и ВХС по диспетчерским графикам

6.4. Рекомендации по расчету диспетчерских графиков на ЭВМ

6.5. Примеры определения основных параметров диспетчерского регулирования на некоторых водохранилищах России и СНГ

7 РЕАЛИЗАЦИЯ МОДЕЛЕЙ ОПТИМАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СТОКА НА ЭВМ

7.1. Модели и алгоритмы оптимального управления ВХС комплексного назначения

7.2. Модели и алгоритмы оптимального управления ВХС ирригационного назначения

7.3. Реализация на ЭВМ метода статистического моделирования и метода линейной множественной корреляции для прогноза меженного притока к водохранилищам

7.4. Модели и алгоритмы определения и обоснования оптимальных параметров ВХС комплексного назначения

Введение Диссертация по географии, на тему "Расчеты и оптимизация водохозяйственного использования стока малых водосборов"

На местном стоке в стране функционируют тысячи прудов и сравнительно

§ небольших водохранилищ с полезной ёмкостью не превышающей 100 млн.к£.м., которые играют значительную роль в обеспечении водой населения и промышленных предприятий, оросительных систем и рыбного хозяйства, а также во многих'местах служат основным местом отдыха и оздоровления трудящихся.

В диссертации исследована проблема оптимального использования стока малых водосборов I и рек, в том числе, рассмотрены вопросы! эффективности планирования, проектирования и управления сравнительно небольших ВХС, построенных на местном стоке. Исследования проведены, в основном, на малых водосборах и сравнительно небольших ВХС (без гидроэнергетики); но это не значит, что они менее сложные, чем большие и что, при их исследовании возникают менее трудные проблемы.

Для проектирования различных гидротехнических сооружений водохозяйственного, мелиоративного, транспортного и противоэрозионного назначения имеется множество строительных норм, рекомендаций и методов расчета гидрологических характеристик. Однако эти документы не удовлетворяют в полной мере проектировщиков. Особенно это относится к проектированию противоэрозионных гидротехнических сооружений и мероприятий. Простое перенесение строительных норм, предназначенных, например, для проектирования достаточно ответственных гидротехнических сооружений ирригационного и водохозяйственного назначения, для проектирования менее ответственных противоэрозионных гидротехнических сооружений, не дает желательных результатов. В этих нормах необходимо учитывать особенности водосборов, экономические и агротехнические показатели земель и т.п. Характерной особенностью современного водного хозяйства является каскадность регулирования стока водохранилищами и интенсивное использование водных ресурсов многими отраслями народного хозяйства. Это усложняет проблему и приводит к необходимости комплексных исследований затронутых в диссертации вопросов, Это также требует новых теоретических исследований и разработки более совершенных методов расчета гидрологических и водохозяйственных характеристик, основанных на применении современных математических методов и компьютеров.

Целью исследований является комплексная разработка Н обоснование математических моделей формирования, методов расчета и оптимального использования стока с малых водосборов.

Такие исследования позволяют повысить достоверность расчетных величин стока и осуществить многовариантные расчеты на ЭВМ для получения оптимальных решений. Диапазон выполненных исследований охватывает:

- изучение1 генетических связей между параметрами максимального стока и факторами, влияк щими/ на эти параметры и разработку математических моделей, описывающих эти связи;

- разработку новых расчетных методик, формул и зависимостей для определения основных характеристик максимального стока при отсутствии или недостаточности гидрологических данных наблюдений; "

- разработку экономико-математической модели для определения расчетной обеспеченности максимального стока при проектировании противоэрозионных гидротехнических сооружений;

- разработку имитационно-оптимизационных моделей для определения основных параметров ВХС и их управления;

- исследование и разработку моделей диспетчерского регулирования стока и управления водохранилищами;

-создание комплекса алгоритмов и программ для решения на ЭВМ перечисленных выше задач;

- разработку рекомендаций по расчетам характеристик стока с малых водосборов, основных параметров диспетчерского регулирования водохранилищ и водохозяйственных систем.

Процессы формирования, движения и стекания стока, последующего его регулирования водохранилищами, а также оптимального использования водных ресурсов схематически можно представить в виде схем (Рис. 1, а), б), в)).

8>-эдI

Комплексный подход к исследованию перечисленных вопросов предполагает создание системы алгоритмов и программ для компьютеров, с помощью которых необходимо: рассчитывать (прогнозировать) различные характеристики стока ( в определенные интервалы времени и в отдельных створах рек и водосборов; определять величины притока воды в водохранилища и располагаемые водные ресурсы для различных потребителей; рассчитывать оптимальные параметры ВХС. Такой комплекс алгоритмов и программ на различных языках типа BORLAND С ++, PASKAL и др. нами разработан и используется для решения соответствующих задач.

Объектом исследований при разработке и обосновании методики расчета основных характеристик максимального стока с малых водосборов явился обширный регион Европейской территории России, включающий: Центрально-Черноземные области (ЦЧО), Среднее и Нижнее Поволжье и Ростовскую область, а также Юго-Восток Украины. Эти регионы отличается высокой степенью использования местного стока, здесь наблюдается существенное влияние на сток антропогенных факторов и в то же время вопросы формирования и расчетов основных характеристик максимального стока с малых водосборов исследованы недостаточно. На рис.2 приведена карта пунктов наблюдений используемых в исследованиях максимального стока.

Общее количество годопунктов, материалы которых использованы при разработке методики расчета максимального стока составило свыше пяти тысяч. Исследование вопросов оптимального регулирования стока водохранилищами, управления ВХС и рационального использования водных ресурсов проведены на водохозяйственных системах Ф

Формирования стока

Стйкеищё и вёи- j Ре гулиро£аш& стоки стока ёодояра

6 РЖ j HUJIUbtffWK стока

Ч /2ч а> i

4V Л н му Т

Рис. 1. 5> процессов £оримровазай, двиявиия, samgj? у^ть^тяшч vtw& в ?ВС; б) Cr.®t& водосйош с двзт жгаадао-рштожандаки яшохсжйгвщаш«; в) Граф ©того вздсебар^, гд« 1,2,3,8,о,8,9, U ^ 12,-»epa.'a«af спредегшадае кроаезсы формирог вяя к Riiciymwisasa гяды в ч&дашх йодесборка; 4/7,10,13-68?»««», опрвзкгдодае м$гспгаяо» дзи«««{в еода в руслах рек, регудир&занке «дага звдохрздийшяде » капсшьаовзлкя 1 и&х ракурсе-?,

Урала, Донбасса и Крыма, где в настоящее время сложилась напряженная ситуация с водообеспечением населения, промышленности и сельского хозяйства и наблюдаются высокие значения замыкающих экономических оценок водных ресурсов.

Особенности диссертации определяются комплексным подходом к исследованиям, применением преимущественно генетических методов расчета характеристик максимального стока с учетом экономических показателей функционирования ВХС и широким использованием математического моделирования и ЭВМ. Однако, в диссертационной работе не противопоставляются генетические и статистические методы расчетов гидрологических величин, методы математического моделирования и обычные инженерные методы.

Гидрологические и водохозяйственные системы выступают как составные части общих экологических и хозяйственных систем. Поэтому в диссертационной работе уделено внимание вопросам влияния на максимальный сток природных и антропогенных факторов, воздействию Интенсивного отбора и хозяйственного использования местных водных ресурсов на окружающую среду, экономико-математическому анализу водозабора из различных источников водных ресурсов и т.д. .' большинство разработанных математических моделей в виде рекомендаций и методик доведены до практического применения.

На первом этапе, при исследовании вопросов формирования максимального стока и расчетов основных характеристик снеготаяния, водоотдачи, потерь, временной аккумуляции и поступления воды к замыкающему створу применялись известные и разработанные нами методы, основанные на уравнениях водного и теплового баланса, методах математического моделирования и др., для которых были разработаны алгоритмы и компьютерные программы. На этом этапе были также применены, разработанные нами алгоритмы и программы для обобщения воднобалансовых характеристик стока.

Эти методики и рекомендации были проверены на независимом материале наблюдений.

При исследовании вопросов оптимального регулирования стока водохранилищами, определения параметров ВХС и их оптимального управления в диссертации применены как классические методы инженерной гидрологии, регулирования стока и водохозяйственных расчетов, так и современные оптимизационные и неоптимизационные методы моделирования и расчетов, основными из которых являются: метод статистических испытаний (Монте-Карло), методы имитационного моделирования, метод множественной корреляции, методы линейного и нелинейного программирования , методы экспертных оценок и др.

Научная новизна. Выполненные исследования позволили получить новые результаты по следующим вопросам рассматриваемой проблемы:

- впервые на примере небольших ВХС выполнены комплексные исследования формирования, расчетов, регулирования и водохозяйственного использования половодного стока;

- предложена уточненная генетическая формула стока;

-разработаны алгоритмы расчета на ЭВМ основных характеристик снеготаяния, водоотдачи и поступления воды к замыкающему створу;

- разработана новая методика расчета характеристик максимального стока с малых водосборов при отсутствии или недостаточности материалов наблюдений;

- разработана экономико-математическая модель для определения расчетной обеспеченности максимального стока;

-разработаны модель и алгоритмы для расчета на ЭВМ оптимальных параметров

ВХС;

- разработаны модели и алгоритмы расчета на ЭВМ диспетчерских графиков водохранилищ многоцелевого назначения; разработаны новые имитационно-оптимизационные модели и алгоритмы управления ВХС с применением диспетчерских графиков водохранилищ.

Практическое значение работы и внедрение результатов исследований

Полученные результаты исследований по вопросам формирования и расчетов максимального стока на малых водосборах позволяют существенно (в среднем на 20-30%) повысить точность и надежность определения характеристик этого стока, что приводит к более обоснованному назначению проектных параметров мелиоративных, противоэрозионных и Других гидротехнических сооружений.

Разработанные "Рекомендации по расчету характеристик максимального стока с малых водосборов" внедрены в системе проектных институтов объединения "Росземпроект". Эти "Рекомендации .", по предложению ВНИИВО, нами были применены для расчета характеристик ливневого стока при проектировании трассы канала Днепр-Донбасс в бассейне р.Орелька. Кроме того эти "Рекомендации.", по заданию МосНИИводоКАНАЛА, нами были использованы при расчетах характеристик стока в условиях крупных городов, в частности, г. Москвы.

Разработанные модели, алгоритмы и программ расчета на ЭВМ основных характеристик паводочного стока можно применить и для прогноза этих характеристик при управлении ВХС.

Проведенные исследования и полученные в результате модели и алгоритмы по построению диспетчерских графиков водохранилищ комплексного назначения на ЭВМ дают возможность существенно у ченыцить трудоемкость и повысить точность тгкого I построения. На пятнадцати водохранилищах юга Украины по этим моделям и алгоритмам нами совместно с ПО "УкрПРОМводЧЕРМЕТ" разработаны диспетчерские графики и правила эксплуатации, которые в настоящее время применяются в управлении ВХС. I I I

Применение диспетчерских графиков, правил эксплуатации и управляющих оптимизационных алгоритмов в управлении ВХС позволяет не менее, чем на 10-15% снижать непроизводительные расходы водных ресурсов.

Приведенные в диссертации модели и алгоритмы по определению оптимальных параметров ВХС и их управлению позволяют более рационально использовать водные ресурсы. Результаты расчетов выполненных по этим моделям и алгоритмам на примере ВХС "Салгирская Система -Симферопольское водохранилище", "Канал Северский Донец -прилегающие к нему водохранилища и водопотребители", "Тюямуюнское водохранилище -прилегающие ООС" и др. показывают большую эффективность применения имитационно-оптимизационных моделей при управлении ВХС.

Отдельные модели и компьютерные программы применяются нами при обучении студентов.

Апробация работы. Основные теоретические положения и результаты диссертационной работы докладывалось на международных конгрессах и симпозиумах а также на научно-технических конференциях, советах, семинарах и совещаниях: МГМИ в течение 1967-1996; ВНИИГиМ (Москва, 1967, 1968); Новочеркасского инженерно-мелиоративного института (Новочеркасск, 1972, 1973, 1974); на заседании научно-технического Совета Министерства сельского хозяйства РСФСР, посвященном рассмотрению "Рекомендаций по расчету максимального стока с малых водосборов" (Москва, 1976); на научно-технической конференции "Применение математических методов и вычислительных машин в водном хозяйстве* (Москва, 1969); на конференции "Техногенные факторы изменения окружающей среды и современные задачи охраны природы" (МГУ им. М.В.Ломоносова, 1974); на научно-технической конференции (Минск, 1968); на координационном Совещании по разработке водохозяйственных паспортов и правил эксплуатации водохранилищ (Киев, 1980); на научно-технических Советах: ВНИИВО (Харьков, 1976); производственного объединения "Укрпромводчврмет" и Центральной контрольно-исследовательской лаборатории (Донецк, 1979, 1981); на семинаре "Эффективность гидромелиоративного и сельскохозяйственного строительства на юге Украинской ССР (Херсон, 1980); на Всесоюзной конференции "Разработка и внедрение автоматизированных систем управления водоохранными комплексами (Северо-Донецк, 1981); на Республиканской научно-технической конференции "Проблемы рациЬнального использования водных ресурсов малых рек" (Казань, 1981); на научно-производственной конференции "Повышение использования мелиорируемых земель в РСФСР" (Калинин, 1981); на второй Всесоюзной школе-семинаре "Системные исследования водных проблем" (ИВП АН СССР, п.Вороново, 1984); на научном семинаре кафедры гидрологии суши географического факультета МГУ (Москва, 1984); на теоретическом семинаре по гидрологии УкрНИИ Госкомгидромета и Центральной организации Географического общества УССР (Киев, 1982); на международном конгрессе "Вода: экология и технология" (Москва, 1994); на международном симпозиуме ЮНЕСКО "Природные и социально-экономические последствия разработки и управления водными ресурсами" (Москва, 1995); на международном симпозиуме "Гидрологические и экологические процессы в водоемах и их водосборных бассейнах" ( Новосибирск, 1995); на международном симпозиуме "Расчеты речного стока" ( С.-Петербург, 1995); на международном конгрессе "Вода: экология и технология" (Москва, 1996).

Работа была рассмотрена в отделе речного стока Государственного гидрологического института (Ленинград, 1984).

Материалы работы экспонировались на ВДНХ СССР (1985г.) и представлены к награждению серебрянной медалью.

Заключение Диссертация по теме "Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия", Ковалев, Сергей Николаевич

8. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. В результате проведенных комплексных исследований формирования и счетов максимального стока, управления водохозяйственными системами и пгимального использования водных ресурсов разработаны новые методики и формулы я расчетов гидрологических и водохозяйственных характеристик, предложены и едрены в производство ряд рекомендаций по определению оптимальных параметров дохозяйственных систем и их управления.

2. При решении задач, связанных с разработкой более совершенных моделей, ггодов и формул для расчета основных характеристик максимального стока на малых досборах, были получены: точненные генетические формулы склонового, руслового и бассейнового стока; :арты поступления воды на водосборы в районах ЦЧО и Поволжья; сомплексы алгоритмов и программ для расчета на ЭВМ характеристик снеготаяния, доотдачи, потерь, аккумуляции и поступления воды к замыкающему створу.

3. По материалам наблюдений на стоковых площадках и малых водосборах в ссматриваемых районах проведен' анализ влияния различных факторов на рактеристики снеготаяния, водоотдачи и стока; разработаны "Рекомендации по счету характеристик максимального стока с малых водосборов при юектировании противоэрозионных мероприятий", которые были внедрены в оектных организациях страны.

4. Выполнена оценка надежности предлагаемых моделей формирования и счетов максимального стока а также проведен анализ различных методов и формул, комендованных для расчета основных характеристик максимального стока с малых досборов.

5. Разработана экономико-математическая модель, основанная на методе определенных множителей Лагранжа, позволяющая при проектировании отивоэрозионных гидротехнических сооружений более обоснованно назначать счетную обеспеченность максимального стока.

6. При решении задач, связанных с оптимизацией управления сравнительно большими водохозяйственными системами и выбором оптимальных параметров этих стем, выполнено обоснование применения диспетчерских графиков водохранилищ и явил эксплуатации; для расчета диспетчерских графиков создан комплекс программ эазработаны "Рекомендации по расчету диспетчерских графиков на ЭВМ", которые шли практическое применение на ряде ВХС России, Украины и др. п г»а —

286

Библиография Диссертация по географии, доктора технических наук, Ковалев, Сергей Николаевич, Москва

1. Алексеев Г. А. Расчет максимального стока талых и дождевых вод по данным гидрометрических наблюдений на соседних реках. М., "Водные ресурсы", 1977, № 4, с. 5-26.

2. Алексеев Г.А. Обоснование формулы максимального расхода паводка. Тр.ГГИ, вып.79,1960,с. 18-74.

3. Алексеев Г. А. Объективные методы выравнивания и нормализации корреляционных связей. Л., Гидрометеоиздат, 1971.

4. Алексеев Г. А. Перспективы и резервы усовершенствования гидрологических расчетов и прогнозов для водохозяйственного проектирования. Тр. V ВГС, т.6, теория и методы гидрологических расчетов,Л., Гидрометеоиздат, 1989, с.15-21.

5. Алексеев Г.А. О влиянии внутрирядной и междурядной корреляции на безусловные кривые распределения вероятностей и на объем эффективной информации в исходных статистических рядах.-Водные ресурсы,№ 3, 1986,с. 31-40.

6. Алехин Ю.М. Краткосрочные прогнозы стока на равнинных реках. Л., Гидрометеоиздат, 1956.

7. Аксенов П.И. Анализ опыта проектирования и строительства гидротехнических противоэрозионных сооружений и предложения по их улучшению. В сб. "Современное землеустройство.", М., 1972.

8. Андреянов В. Г. Внутригодовое распределение стока. Л., Гидрометеоиздат,1980.

9. Аполлов В.А., Калинин Г.П., Комаров В.Д. Курс гидрологических прогнозов. Л., Гидрометеоиздат, 1974, -420 с.

10. Ю.Арманд А.Д. Информационные модели геосистем.- В сб. Вопросы географии, "Системные исследования природы", М., "Мысль ",1977, с.67-77.

11. П.Архангельский В. А. Расчеты неустановившегося движения в открытых водотоках. М.-Л, Изд. АН СССР, 1947.

12. Асарин А.Е., Бестужева К.Н. Водноэнергетические расчеты. М.,: Энергоатомиздат,1985, 223с.

13. Бабкин В.И., Вуглинский B.C. Водный баланс речных бассейнов. Л., Гидрометеоиздат, 1982.-191с.

14. Бабурин Б.Л. Общий случай расчета противопаводочной емкости в водохранилище гидроэлектростанции. М., Труды Гидропроекта, "Энергия", 1964.

15. Багриновский К. А. Об основных направлениях развития имитационного моделирования. В сб. "Научные основы рационального использования, охраны и управления водными ресурсами", ч. 1, Изд. МГУ, 1983, с. 154-165.

16. Бахтиаров В.А. Водное хозяйство и водохозяйственные расчеты. Л., Гидрометеоиздат, 1961.-430с.

17. Бефани А.Н. Основы теории ливневого стока, ч.1. Труды ОГМИ, вып. 1У,1949.

18. Бефани А.Н. Математические модели паводков подпертого стока с бассейнов равнинных рек. Науч. сб. "Метеорология, климатология и гидрология", вып. 15, Киев-Одесса, 1979, с.98-104.

19. Бефани А.Н., Бефани Н.Ф., Гопченко Е.Д. Региональные модели формирования паводочного стока на территории СССР. Обзорная инф-я, серия Гидрология суши, Обнинск, 1981.

20. Бефани А.Н. Расчет добегания речных паводков. Науч.сб. "Метеорология, климатология, и гидрология", вып. 17, Киев-Одесса, 1981, с. 3-9.

21. Бефани АН., Бефани Н.Ф., Гопченко Е.Д., Иваненко А.С., Терентьев Е.В. Научно-методическ! 2 основы расчета и прогноза дождевых паводков на территории СССР. Тр. V ВГС, т.6, теория и методы гидрологических расчетов, Л., Гидрометеоиздат, 1989, с.213-220.

22. Бефани Н.Ф. Прогнозирование дождевых паводков на основе территориально1.I 1общих зависимостей. Л., Гидрометеоиздат, 1977.-182с.

23. Бечварж. В. Лингвистическая оценка ВХС. Перевод с чехосл. Доклады межд. симпозиума по оптимальному использованию водных ресурсов, НР.Болгария, 1983.

24. Бешелев С.Д., Гурвич Ф.Г. Математико-статистические методы экспертных оценок. К., "Статистика", 1980.

25. Блохинов Е.Г. Распределение вероятностей величин речного стока. М., "Наука", 1974,-169с.

26. Боголюбов С.Н. О формировании ливневого стока малых водотоков лесостепной зоны ETC. Тр. ГТИ, 1965, вып. 127.

27. Богомазова З.П., Петрова З.П. Исследование выдающихся дождей на территории УССР, их хода и распространения по площади. Л., Труды ГТИ, вып. 6/80/, 1948.

28. Болдаков Е.В. и др. Расчет ливневого стока с малых водосборов. Изд. "Транспорт", 1965.

29. Болтянский В. Г. Математические методы оптимального управления. М.,1. Наука", 1969.

30. Бончковский Н.Ф. Автоматизированная система управления в бассейне Днепра. В сб. "Научные основы рационального использования, охраны и управления водными ресурсами", ч.П, Изд. МГУ, 1983, с.3-21.

31. Бостанджогло A.A. Развитие крупных ВХС и методы управления ими. Докл. международного симпозиума по оптимальному использованию водных ресурсов, Н.Р.Болгария, 1983.

32. Бочков А.П. О влиянии агротехнических и лесомелиоративных мероприятий на сток рек лесостепных и степных районов. Тр.ГГИ, вып. 127, 1965.

33. Браславский А.П., Викулина З.А. Нормы испарения с поверхности водохранилищ. JL, Гидрометеоиздат, 1954.

34. Брауде Н.Л. Эрозия почв, засуха и борьба с ними в ЦЧО. М., "Наука", 1965.

35. Будаговский А.И. Впитывание воды в почву,- Изд-во АН СССР, М., 1955,с.135.

36. Бусалаев И. В. Планирование и расчет параметров водохозяйственных систем в условиях полной или частичной неопределенности. М., Водные ресурсы, 1973, №5.

37. Бусалаев И.В., Григорьев В.А. Математическая модель формирования стока и расчет параметров водных систем. Мездународный симпозиум по специфическим аспектам гидрологических расчетов для в.х.проектирования. М., Гидрометеоиздат, 1979, с.3-10.

38. Бусалаев И.В. Сложные водохозяйственные системы (методы гидрологического обоснования, моделирования и оптимизации решений). Изд. "Наука" Казахской ССР, Алма-Ата, 1980.

39. Бусленко H.H. Моделирование сложных систем. М., "Наука", 1978.

40. Васильев О.Ф., Годунов O.K., Притвиц И.А. и др. Численный метод расчета распространения длинных волн в открытых руслах и приложение его к задаче о паводке. Доклады АН СССР, т. 151, №3,1963.

41. Великанов М.А. Гидрология суши. Л., Гидрометеоиздат, 1948.

42. Великанов М.А. Композиционный метод нахождения кривой распределения для пиковых расходов снегового половодья.-Метеорология и гидрология, №3,1949, с.61-67.

43. Великанов А.Л., Коробова Л.Н., Пойзнер В.И. Моделирование процессов функционирования водохозяйственных систем.М., "Наука", 1983,-105с.

44. Великанов А. Л. и др. Исследование эффективности управления водохранилищами ВХС на имитационных моделях. М., Международный симпозиум по специфическим аспектам гидрологических расчетов для в. х. проектирования.1. Гидоометеоиздат, 1979.

45. Великанов A.JI., Хранович И.Л. Математические модели обоснования гарантированной отдачи водохозяйственных систем. Задачи функционирования.-Водные ресурсы ,№1,1990,с. 12-27.

46. Виноградов Ю.Б. Перспективы использования математических моделей для расчетов стока при строительном проектировании. Тр. V ВГС, т. 6, теория и методы гидрологических расчетов, Л., Гидрометеоиздат, 1989, с.34-43.

47. Вишневский П.Ф. и др. Расчеты паводочного стока на территории Украины и Молдавии. В сб. тезисов докладов "Проблемы расчета и прогнозирования паводков", Одесса, ОГМИ, 1980, с.34-38.

48. Вендров С.Л., Дьяконов К.Н. Водохранилища и окружающая природная среда. М., "Наука", 1976.-135с.

49. Владимиров А.М. Оценка водных ресурсов рек аридной зоны. Сб. научных тр-в ЛГМИ, Л., 1989, с.5-9.

50. Водноэнергетические расчеты методом Монте-Карло. Под ред. А.Ш. Резниковского. М., 1969.

51. Воропаев Г.В., Исмайылов Г.Х., Федоров В.М. Моделирование ВХС аридной зоны СССР. М., "Наука", 1984.-312с.

52. Водогрецкий В.Е., Зайцева З.А., Ефимова Л.В. Склоновый сток и его изменение под влиянием агротехнических и лесомелиоративных мероприятий. Тр. ГТИ, 1972, вып. 206, с. 172-208.

53. Водогрецкий В.Е. Оценка и учет влияния агролесомелиоративных мероприятий на сток и испарение с водосборов. Тр. IV Всесоюзного гидрологического съезда., Л., Гидрометеоиздат, 1976.

54. Воскресенский К.П. Гидрология аридных областей СССР. Л., Тр.ГГИ, вып. 163, Гидрометеоиздат, 1968.

55. Восстановление и охрана малых рек. Теория и практика. Перев. С англ. М., ВО "Агропромиздат",1989.-317 с.

56. Гильденблат Я.Д, Коренистов Д.В. О вероятностном расчете компенсационного регулирования стока. Тр. Гидропроекта, сб. 4,1960.

57. Глушков В.М. Введение в АСУ. Киев. Изд-во "Техника", 1974.

58. Годунов С. К. Уравнения математической физики. М., "Наука", 1971.

59. Годунов С.К., Рябенький B.C. Разностные схемы. М., "Наука", 1977.

60. Гопченко Е.Д. Влияние русловой сети на редукцию максимальных модулей стока. Науч. сб., "Метеорология, климатология и гидрология", вып. 17, Киев-Одесса, 1981, с. 10-16.

61. Горошков И.Ф. Гидрологические расчеты. Л., Гидрометеоиздат,1979.

62. Горошков И.Ф., Костко В.В. Расчет максимальных расходов воды с учетом выдающихся паводков. Сб. науч. тр-в ЛГМИ, Л., 1989, с. 19-26.

63. Горстко А.Б., Домбровский Д.А., Сурков Ф.А. Модели управления эколого-экономическими системами. М.: "Наука", 1984.-119с.

64. Гудзон Н. Охрана почвы и борьба с эрозией. М., "Колос", /перев. с англ./,1974.

65. Джеймс А. И др. Математические модели контроля загрязнения воды. Пер. с англ. М., "Наука",1981.-471с.

66. Дэскэлеску Н.Рациональное распределение воды в оросительной сети, Перевод с румынского, М„ "Колос", 1982,-158с.

67. Джефферс Дж. Введение в системный анализ: применение в экологии.Пер. с англ., М., "Мир", 1981.-256с.

68. Демидов В.Н., Кучмент Л.С. Двумерная гидродинамическая модель стекания воды по поверхнс оти реечного склона и ее численная реализация.-Во; ные ресурсы, №11975,с. 169-179.

69. Денисов В.М. Некоторые пути расчета стока дождевых вод с поверхности малых водосборов,М.,Метеорология и гидрология, № 2, 1967, с.66-74.I

70. Доброумов .Б. М., Шухободский А.Б. Модель гидрографа весеннего половодья на малых водосборах равнинной территории. Тр. V ВГС, т. 6, теория и методы гидрологических расчетов, 1989, с.382-387.

71. Доброумов Б.М., Тумановская С.М. Перспективы развития методов расчета максимального стока. Тр. V ВГС, т.6, теория и методы гидрологических расчетов, 1989, с.6-14.

72. Дружинин И. П., Смага В.Р. Исследование "пределов" колебаний годового стока рек. Тр. V ВГС , т.6, теория и методы гидрологических расчетов. Л., Гидрометеоиздат, 1989, с.93-99.

73. Дружинин И.П. Оптимизация использования водных и земельных ресурсов. В сб. "Научн. основы рационального использования, охраны и управления водными ресурсами", ч. II, Изд. МГУ, 1983, с. 154-164.

74. Иваненко А.Г. Уточнение генетической формулы стока. Науч. сб. "Метеорология, климатология и гидрология", вып. 15, Киев-Одесса, 1979,с. 105-113.

75. Иваненко А.Г. Расчет Дождевых паводков на основе учета полей факторов стока.-Водные ресурсы, №4, 1986, с.38-46.

76. Иванов К.Е. Основы гидрологии болот лесной зоны. Л., Гидрометеоиздат, 1957.-499с.

77. Ивахненко А.Г. Чеберкус В.И. Применение методов самоорганизации в задачах управления водными ресурсами. В сб. тез. и докл. "Разработка и внедрение автоматизированных систем управления водоохранными комплексами. (АСУ ВК)", Харьков, ВНИИВО, 1981 с. 13.

78. Инструкция по определению расчетных гидрологических характеристик при проектировании противоэрозионных мероприятий на ETC. JL, Гидрометеоиздат, 1979. 1

79. Исмайылов Г.Х. Определение параметров оросительных систем с учетом случайных колебаний урожайности под влиянием погодных условий. Доклады межд. симп-а по оптимальному использованию водных ресурсов. Н.Р. Болгария, 1983.

80. Казанцев B.C. Определение водопотребления, водоотведения, оросительных и поливных норм с/х культур. В сб. "Современные проблемы гидрологии орошаемых земель", ч. П, Изд-во МГУ, 1981.

81. Калинин Г.П. Проблемы глобальной гидрологии. JL, Гидрометеоиздат, 1968,377 с.

82. Калюжный И.Л., Павлова К.К. Формирование потерь талого стока.Л., Гидрометеоиздат, 1981.-160с.

83. Карасев И.Ф.Русловые процессы при переброске стока. Л., Гидрометеоиздат, 1970.-267с.

84. Картвелишвили H.A. Теория вероятностных процессов в гидрологии и регулировании речного стока. Л., Гидрометеоиздат, 1967.-291с.

85. Кашпарек Л. Использование модели "осадки-сток" для оценки расчетного паводочного гидрографа. Межд. Симпозиум по спцифическим аспектам гидрологических расчетов для водохозяйственного проектирования. М., Гидрометеоиздат, 1979, с.3-11.

86. Климатический атлас СССР. Т.1. Гидрометеоиздат, М., 1960.

87. Клибашев К.П., Горошков И.Ф. Гидрологические расчеты. Л., Гидрометеоиздат, 1970.-460с.

88. Ковалев С.Н. Определение гидравлических характеристик естественных водотоков с применением ЭВМ. Реферативный ж-л электротехника и энергетика. Л, Гидроэнергетика и ветроэнергетика, №11, 1971,с. 8.

89. V/ Ш овалев С.Н. Методика расчета стока малых водосборов. ГОСИНТИ , комиссия по н/и работам Совета ректоров вузов г. Москвы, 1977.-е. 17.

90. Ковалев С.Н. Разработка методики расчета стока с малых водосборных площадей на ЭВМ. МГМИ, отчет по хоздоговорной теме № 170 ,ВО "Росземпроект", 1970.

91. Ковалев С.Н. Построение расчетных гидрографов с применением ЭВМ МГМИ, отчет по хоздоговорной теме № 11-456/115/ с ин-том "Гипроводхоз", 1968.

92. Ковалев С.Н. Расчеты неустановившегося движения воды методами шахматной схемы института Гидродинамики СО АН СССР на ЭВМ. МГМИ, отчет по хоздоговорной теме №11-456/115/ с ин-том "Гипроводхоз", 1967.

93. ЮО.Ковалев С.Н. О методике моделирования стока на малых водосборах. М., Тр. МГМИ, т.56, 1978, с.32-47. ,

94. Ковалев С.Н. К исследованию паводочного стока в русловой сети при наличии водохранилищ. Материалы научи, техн. конференции МГМИ, М., 1968. с. 140-143.

95. Ковалев С.Н. Определение гидравлических характеристик естественных водотоков с применением ЗВМ. В сб. трудов "Вопросы гидравлики", вып. 1, М., 1970. с.160-175.

96. ЮЗ.Ковалев С.Н. Опыт применения ЭВМ для расчета основных характеристик прудов и водохранилищ. Материалы научи, техн. конференции МГМИ, М., 1968. с. 143-145

97. Ковалев С.Н. К вопросу влияния прудов и водохранилищ на минимальный сток рек. Материалы научи, техн. конференции МГМИ, М., 1967.-е. 121-123.

98. Ковалев С.Н. Реализация математической модели движения паводочной волны на ЗВМ. В сб. докл. "Материалы научи, техн. семинара молодых специалистов-мелиораторов", М., 1968.-е. 129-134.

99. Юб.Ковалев С.Н. К решению уравнений неустановившегося движения воды в реках /уравнений Сен-Венана/. В сб. докладов "Материалы научи, техн. семинара молодых специалистов-мелиораторов", М., 1969.-е. 119-128.

100. Ковалев С.Н. Построение расчетных гидрографов весеннего половодья сприменением ЭВМ. В сб. "Доклады конференции, посвященной 50 летию БССР и КПБ", Минск, 1968.-с.69-76.

101. Ковалев С.Н. Разработка методики расчета весеннего стока для малых водосборов Харьковской области. МГМИ, отчет по хоздоговорной теме 26-11 с ин-том "ВНИИВО", 1974.

102. Ю9.Ковалев С.Н. Разработка системы программ для расчета на ЭВМ диспетчерского регулирования одиночных и каскадно расположенных водохранилищ на малых реках. МГМИ, отчет по хоздоговорной теме с ин-том "Росгипроводхоз", 1978.

103. Ю.Ковалев С.Н. Методические рекомендации по расчету характеристик максимального стока с малых водосборов. МГМИ, отчет по хоздоговорной теме 26-14 с ВО "Росземпроект", 1976.

104. Ш.Ковалев С.Н. Разработка методики расчетов ливневого стока с малых водосборов юго-востока Украины. МГМИ, отчет по хоздоговорной теме 26-13. с интом «ВНИИВО», 1975.

105. Ковалев С.Н. Разработка методики расчета стока с малых водосборных площадей на ЭВМ, отчет по хоздоговорной теме № 170, ВО "Росземпроект", 1971.

106. З.Ковалев С.Н. Расчет календарного внутригодового распределения стока с применением ЭВМ. М., Журнал "Вестник с/х науки", №6, 1971.-с.58-62. I

107. М.Ковалев С.Н. Моделирование и расчеты дождевого стока с малых водосборов. М., Депонирована в ВНИИГЭСХ "Мелиорация", № 6, 1977.-7с.

108. Ковалев С.Н. К учету агротехнических мероприятий при расчетах половодного стока на ЭВМ. М., МГМИ, сб. научи, трудов "Вопросы гидравлики", вып. 4, 1971.-с.77-86.

109. Пб.Ковалев С.Н. К вопросу определения гидравлических характеристик естественных водотоков с применением ЭВМ. М., Тр. МГМИ, т. XXXIУ, 1973.-c.3-13.

110. Ковалев С.Н. Математическое моделирование гидрографов стока. М., Тр. МПМИ, т.ХХХШ, 1974.-с.97-ЮЗ.

111. Ковалев С.Н. Расчеты стока методом линейной множественной корреляции при проектировании противоэрозионных мероприятий на водосборах. М., Тр. МГМИ, т. ХХХУШ, 1974.-с.89-96.

112. Ковалев С.Н. Рекомендации по расчету характеристик максимального стока с малых водосборов. М., МСХ РСФСР, МГМИ, ВО "Росземпроект", 1977.-59с.

113. Ковалев С.Н. К расчету параметров максимального расхода талых вод на ЭВМ. М., Тр. ВНИИГиМ, т. 54(2), 1972.-е. 124-132.

114. Ковалев С.Н., Вольфенгаген В.Э. Динамическая организация массивов при создании автоматизированных систем управления. М., Тр. МГМИ, т. 50, 1976. с. 124

115. Ковалев С.Н. Методика построения расчетных гидрографов и определение максимальных расходов весеннего половодья. М., Тр. МГМИ, т .46, 1977.-е. 135-151.

116. Ковалев С.Н. Методика расчета слоя весеннего стока с малых водосборов. М., Тр. МГМИ, т. 46, 1977.-е. 122-134.

117. Ковалев С.Н. О моделировании диспетчерского регулирования стока водохранилищами Донбасса. Харьков, В сб. Всесоюзной конференции. "Разработка и внедрение АСУ ВК", 1981.-с.86-90.

118. Ковалев С.Н. Моделирование диспетчерского регулирования стока водохранилищами. Тр. МГМИ, т. 60, М., 1979.-е. 124-134.

119. Ковалев С.Н. Моделирование на ЭВМ гидрологических характеристик для оптимального расчета водохранилищ комплексного назначения. М., Тр. МГМИ, т. 71,1981.-с.123-136.

120. Ковалев С.Н. Моделирование гидрологических характеристик малых водосборов на ЭВМ. Казань, В сб. докладов, "Проблемы рационального использования водных ресурсов малых рек", 1981.-е.94-96.

121. Ковалев С.Н. Методика определения гидравлических характеристик естественных водотоков при расчетах неустановившегося движения воды. Труды МГМИ, Гидравлические исследования и расчеты гидромелиоративных сооружений, М.,1982.-с.122-137.

122. Ковалев С.Н. Методика определения расчетных характеристик ООС с применением диспетчерских графиков водохранилищ. Тр. МГМИ, вып. "Режим и техника орошения сельскохозяйственных культур", М., 1982.-с.62-74.

123. О.Ковалев С.Н. Рекомендации по расчету диспетчерских графиков на ЭВМ. ОФАП-сельхоз № СХОВО и ВНТИЦентр № П006230, М., 1982.

124. Ковалев С.Н. Моделирование и расчет диспетчерских графиков с применением ЗВМ на водохранилищах. Информационный листок МособлЦНТИ, М., 1982.-Зс.

125. Ковалев С.Н. Исследование и оптимизация регулирования водохранилищ и разработка рекомендаций по расчету диспетчерских графиков на ЭВМ. Аннотированный перечень законченных НИР и этапов, рекомендуемых для внедрения в производство. М., 1984.-с.8.

126. Ковалев С .Н. К методике оптимального управления водохозяйственными системами с применением диспетчерских графиков водохранилищ комплексного назначения. Сб. МГМИ «Экономика и математические методы в мелиорации и водном хозяйстве»,М., 1984.-с.46-54.

127. Ковалев С .Н. Модель управления ВХС по диспетчерским графикам водохранилищ. Проспект для экспонирования на ВДНХ СССР, М., 1985.-5с.

128. Ковалев С.Н. Оптимизация управления ВХС с применением диспетчерских графиков водохранилищ. Сб. МГМИ «Экономика и организация водного хозяйства и сельхозводоснабжения», М., 1985.-е. 105-116.

129. V 140.Ковалев С.Н. Рекомендации по расчету оптимальных параметров Л водохозяйственных систем на ЭВМ. М., ОФАП-сельхоз, №СХ172 и ВНИТИЦентр №60850000130, 1985.-102с.

130. Ковалев С.Н. Рекомендации по расчету характеристик максимального стока с малых водосборов. Перечень законченных КНР, рекомендованных к внедрению в производство.М., 1985.-c.50.

131. Ковалев С.Н. Расчеты на ЭВМ диспетчерских графиков работы водохранилщ. Перечень законченных НИР, рекомендованных к внедрению в производство.М., 1985.-c.51.

132. Ковалев С .Н. Оптимизация использования стока при эксплуатации водохозяйственных систем. Тезисы докладов V Всесоюзного гидрологического съезда. Л., Гидрометеоиздат, 1986, с. 57-59.

133. Ковалев С .Н. Формирование и расчеты максимального весеннего стока с малых водосборов. Тезисы докладов V Всесоюзного гидрологического съезда. Л., Гидрометеоиздат, 1986, с.86-88.

134. Ковалев С .Н. Оптимизация параметров водохозяйственных систем и их управления с применением диспетчерского регулирования водохранилищ. Обзорнаяинформация, ЦБНТИ Минводхоза СССР, 1986.-60с.

135. Ковалев С .Н., Супчук О.М. Применение методов имитационного моделирования для управления ВХС. Сб. Научных трудов «Экономическое обоснование и математическое моделирование ВХС и мероприятий», МГМИ, М., 1987. с.68-75.

136. Ковалев С. Н. Оптимизация управления водохозяйственными системами комплексного назначения. Сб. научных трудов «Экономическое обоснование и математическое моделирование ВХС и мероприятий», МГМИ, М.,1987.-с.59-67.

137. Ковалев С.Н. О применении стохастического моделирования для управления каскадом водохранилищ. В сб. науч. тр-в "Сельскохозяйственные гидротехнические мелиорации", М.,1988.-е. 101-113 .

138. Ковалев С.Н. Моделирование стока малых рек. -Гидротехническое строительство. М.,1990.153 .Ковалев С.Н. Использование типовых файловых структур при управлении водохозяйственными системами. Тезисы докл. науч.техн. конф. МГМИ, М., 1991.-с.51.

139. Ковалев С.Н. Расчеты неустановившегося движения воды в открытых водотоках при оптимизации управления ВХС. Тезисы докл. четвертой конференции "Динамика и термика рек, водохранилищ, внутренних и окраинных морей", т.1, М.,1994.-с.87-88.

140. Ковалев С. Н. Использование пакета программ для оптимизации водораспределения и управления ВХС. Материалы международного конгресса «Вода: экология и технология», М., 1994.-459-469.

141. Ковалев С.Н. Математические и программные аспекты управления ВХС. Материалы международного симпозиума «Природные и социально-экономические последствия разработки и управления водными ресурсами», М.,1995.-с.66-67.

142. Ковалев С.Н. Информационно-программные технологии в задачах управления ВХС. Материалы международного симпозиума «Гидрологические и экологические процессы в водоемах и их водосборных бассейнах», Новосибирск, 1995с. 103-104.

143. Ковалев С.Н. Расчеты параметров стока и управления ВХС. Материалы международного симпозиума «Расчеты речного стока», С.Петербург, 1995.-с.68-69.

144. Ковалев С.Н. Использование математических методов и компьютерных технологий для управления и контроля ВХС. Материалы международного конгресса «Вода: эксшогия и технология», М., 1996.-С.43-44.

145. Коваленко В.В. Динамические и стохастические модели гидрологического цикла. Л., ЛГМИ, 1988,с.34.

146. Коваленко В.В. Стохастические модели формирования речного стока с сосредоточенными параметрами. Сб. науч. тр-в ЛГМИ, Л., 1989, с.61-72.

147. Комаров В. Д. и др. Расчет гидрографа половодья небольших равнинных рек на основе данных об интенсивности снеготаяния. Л., Труды Гидрометцентра СССР, вып. 37, 1959.

148. Кондратьев С.А., Воронцова Н.К. Математическое моделирование формирования стока с водосборов малых озер лесной зоны Метеорология и гидрология, №10, 1989, с.96-103.

149. Корень В.И. Математические модели дождевого и талого стока в гидрологических прогнозах. В сб. «Некоторые вопросы современной научной и практической гидрологии», ч.1, М., Изд. МГУ, 1981,с. 188-202.

150. Корень В.И. Краткосрочные прогнозы паводков и половодья на основе математических моделей. Тр. V ВГС , т. 7, Л., Гидрометеоиздат, 1989,с. 152-161.

151. Коробова Д.Н., Пойзнер В.И.,Меньшиков И.С., Чабан А.Н. О построении диспетчерских графиков работы водохранилищ,- Водные ресурсы, №2, 1986,с. 151-161.

152. Котов Л., Попов А. Оптимизация потребления при орошении с различной обеспеченностью норм для отдельных культур севооборота. Пер. С болг. Доклады международного симпозиума по оптимальному использованию водных ресурсов, Н.Р.Болгария, 1983.

153. Красник М.Г., Лившиц И.М Типизация календарных графиков среднесуточных уровней и расходов воды. Тр. Ш Всес. Гидрологического съезда. т.П 1959.

154. Крицкий С.Н., Менкель М.Ф. Гидрологические основы управления речным стоком. М., "Наука", 1981.

155. Крицкий С.Н., Менкель М.Ф. Водохозяйственне расчеты. Л. Гидрометеоиздат, 1952.

156. Крицкий С.Н. О теоретических основах использования водных ресурсов.-Межд-й симп-м по специфическим аспектам гидрологических расчетов дляводохозяйственного проектирования М., Гидрометеоиздат, 1979, с.3-11.

157. Крицкий С.Н., Менкель М.Ф. Гидрологические основы управления ВХС. М.,1982.

158. Крицкий С.Н., Менкель М. Об основных: положениях.: методики расчета максимального стока. Тр. ГТИ, вып. 162, 1969.

159. Кузни А.К., Осьмачко Л.П. Оптимизация размеров санитарных попусков. М, Водные ресурсы, 1975, вып. 2.

160. Кузин П.С. О влиянии агротехнических мероприятий на речной сток. Тр. ГТИ, вып. 127, 1965.

161. Кузнецов Ю.Н., Кузубов В.И., Волощенко А.Б. Математическое программирование. М., "Высшая школа", 1980.

162. Кузник В.И. Агролесомелиоративные мероприятия, весенний сток и эрозия почв. Л., Гидрометеоиздат, 1962.

163. Кузьмин П.П. Процесс таяния снежного покрова. Л., Гидрометеоиздат, 1961.

164. Куприянов В.В. Гидрология урбанизированных территорий. В сб. "Некоторые вопросы соврем, научн. и практич. гидрологии", ч.1, М., Изд. МГУ, 1981, с.79-87.

165. Кучмент Л.С. Математическое моделирование речного стока. Л. ,Гидрометеоиздат, 1972,-191 с.

166. Кучмент Л.С. и др. Формирование речного стока. М., "Наука", 1983,-216с.

167. Лаукс Д., и др. Планирование и анализ водохозяйственных систем. Перевод с англ. под ред. Г.В.Воропаева и АЛ.Великанова М., Энергоатомиздат, 1984,-400с.

168. Левин А. Г. Прогнозы паводков по данным о расходах воды малых рек. Тр. Гидрометцентра СССР, вып. 2, 1967.

169. Ли Р. Оптимальные оценки, определение характеристик и управление. Пер. с англ. М., "Наука", 1966.

170. Линейное и нелинейное программирование. Под общей ред. Ляшенко И.Н., КИЕВ, Вища школа", 1975.

171. У&б.Лозанский В.Р. Управление водоохранными комплексами. В сб. тез. и докл. "Разработка и внедрение, автоматизированных, систем/ управления водоохранными, комплексами. /АСУ ВК/", Харьков, ВНИИВО, 1981,с.З-12.

172. Львович М.И. Комплексный географический метод в гидрологии и задачи его развития. Л. Тр. Щ.Всесоюз. гидр-го съезда, т.УП, 1959.

173. Марчук Г. И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды. М„ "Наука", 1982.-320с.

174. Маматканов ДМ. Моделирование и предсказание колебаний речного стока.

175. Фрунзе, "Киргизстан", 1973.

176. Математическое моделирование: методы описания и исследования сложных систем.-М.,:Наука,1989.-271с.

177. Математическое моделирование в управлении водными ресурсами. В.Г. Пряжинская, А.Д. Рикун, В.М. Шнайдман и др. М.: Наука, 1988.-247с.

178. Методы гидрологических расчетов при водохозяйственном проектировании. Л., Гидрометеоиздат, 1984.

179. Модели управления природными ресурсами. М.: Наука, 1981.-264с.

180. Мокляк В.И., Шкрябий П.А. Методические основы построения гидрографов высоких половодий. М., Тр. Укр.НИГМИ, вып. 76, 1969.

181. Музылев C.B., Привальский, Раткович Д.Я. Стохастические модели в инженерной гидрологии. М., "Наука", 1982,-184с.

182. Мухогіад В.Й. Применение накопителей-регуляторов и накопителей-испарителей для охраны поверхностных вод от загрязнений. М., Тр. МГМИ, т. 46, 1977.

183. Мясоедов С.С. Борьба с оврагами. М., Россельхозиздат, 1984.-88с.

184. Нежиховский Р. А. Гидрологические расчеты и прогнозы при эксплуатации водохранилищ. Л., Гидрометеоиздат, 1976.

185. Николова H., Михайлов В. Результаты применения метода Монте-Карло и метода обобщенных характеристик при многолетнем регулировании стока. Докл. международного симп. по опт-му исп. водных ресурсов. НР.Болгария, 1983.

186. Обрезков В. И. Применение вычислительной техники в гидроэнергетических расчетах. М., Госэнергоиздат, 1963.-216с.203.0гиевский A.B. Гидрология суши. М., Сельхозгиз, 1952.

187. Оросительные мелиорации. Под ред. С.Ф.Аверьянова., М., "Колос",1973.

188. Пановский Г.А., Брайер Г.В. Статистические методы в метеорологии. Л., Гидрометеоиздат, 1972. -210с.

189. Паршин В.Н. Гидрологические прогнозы и их хозяйственное значение. В сб. "Некоторые вопросы современ. научи, и практич. гидрологии", ч. 1, М., Изд-во МГУ, 1981.-е. 173-187.

190. Плешков Я.Ф. Регулирование речного стока Л.,Гидрометеоиздат, 1975.

191. Подольский Е.М., Кун Л.А., Чернятин В.А, Модель оптимального регулирования, использования и охраны водных ресурсов речного бассейна. М., Водные ресурсы, № 2,1976.

192. Поппард Дж. Справочник по вычислительным методам статистики. Перевод с англ. М., "Финансы и статистика", 1982. /

193. Пособие по определению расчетных гидрологических характеристик. Л., Гидрометеоиздат, 1984.

194. Понтрягин Л.С. Болтянский В.Г. и др. Математическая теория оптимальных процессов. М., "Наука", 1963.

195. Попов Е.Г. Вопросы теории и практики прогнозов речного стока. М., Гцдрометеоиздат, 1963.

196. Попов Е.Г. Основы гидрологических прогнозов. Л,, Гидрометеоиздат, 1966.

197. Попов Е.Г и др. Модель формирования весеннего стока и ее реализация для прогноза гидрографа. Метеорология и гидрология, №6, 1971.

198. Потапов М.В. Сочинения, т.Ш, М., Сельхозгиз, 1951.

199. Почвозащитное земледелие на склонах. Под ред. АН.Каштанова, М., "Колос", 1983.

200. Прицкер А. Введение в имитационное моделирование и язык С ЛАМ II. Перев. с англ.: Мир, 1987.-644с.

201. Проектирование схем комплексного использования водных ресурсов. Перевод с англ. М., "Энергия", 1966.-334с.223 .Правила эксплуатации водохранилищ. (Старо-Крымского, Ханженковского, Волынцевского и т.д., всего 14 водохранилищ).

202. Пряжинская В.Г. Система математических моделей регионального водохозяйственного планирования. В сб. "Научные основы рационального использования, охраны и управления водными ресурсами", ч. 1, Изд-во МГУ, 1983с.50-59.

203. Пряжинская В.Г., Шнайдман В.М. Методологические аспекты использования математических моделей в задачах регионального ВХ планирования. -Водные ресурсы, №3, 1989, с. 167-175.

204. Пряжинская В.Г. Математическое моделирование в водном хозяйстве. М.:Наука,1985,-112с.

205. Проектирование водохозяйственных систем. Перевод с чеш.Под редакцией В.Х.Отмана, М., "Стройиздат", 1984.

206. Раминиер Ж., Жаке Ж. Сравнение некоторых методов расчета гидрографа дождевого стока. В сб. переводов "Электронные вычислительные машины в гидрологии", Л., Гидрометеоиздат, 1965.-С.213-230.

207. Расчеты паводочного стока рек СССР. Л., Гидрометеоиздат, 1955.

208. Резниковский А.Ш. Управление каскадами водохранилищ. В сб. "Научн. основы рационального использования, охраны и управления водными ресурсами", ч. 1, Изд. МГУ, 1983.-е. 130-143.

209. Резниковский А.Ш., Рубинштейн М.И. Диспетчерские правила управления режимами водохранилищ. М., "Энергоатомиздат", 1984.-105с.

210. Резниковский А.Ш. Гидрологические основы гидроэнергетики. :Энергоатомиздат, М.,1989

211. Рациональное использование водных ресурсов бассейна Азовского моря (математические модели). Под ред. ИИ.Воровича, М., "Наука", 1981.-3 59с.

212. Ржаницын H.A. Морфологические и гидрологические закономерности строения речной сети. Л. Гидрометеоиздат, 1960.

213. Рогунович В.П. Автоматизация математического моделирования движения воды и примесей в системах водотоков. Л, Гидрометеоиздат, 1989,-с.264.

214. Рожков А.Г. Борьба с оврагами. М., "Колос", 1981.

215. Рождественский A.B. Оценка точности кривых распределения гидрологических характеристик. Л., Гидрометеоиздат, 1977.-270с.

216. Рождественский A.B., Чеботарев А.И. Статистические методы в гидрологии. Л, Гидрометеоиздат, 1974.

217. Рождественский A.B., Лобанов В.А., Тихомирова A.A. Методика расчетастока весеннего половодья по композиции стокоформирующих факторов. Тр. V ВГС, т.6, теория и методы гидрологических расчетов, JL, Гидрометеоиздат,1989,с.347-353.

218. Роо С.С. Автоматизированная система управления /АСУ/ сельскохозяйственных полей. В сб. "Современные проблемы гидрологии орошаемых земель", М., Изд-во МГУ, 1981, ч. l.c.141-156.

219. Руководство по определению расчетных гидрологических характеристик. JI., Гидрометеоиздат, 1973.

220. Руководство по определению ущерба от залповых сбросов сточных вод. М.,1978.

221. Саваренский А.Д. Регулирование речного стока водохранилищами., Изд-во АН СССР, 1951.

222. Сапожников В. И., Мельников З.Д. К прогнозу дождевых паводков на основе учета неравномерности осадков и стока в бассейне. Тр. Гидрометцентра СССР, вып. 25, 1968.

223. Сарманов И.О. Новые формы корреляции для гидрологических приложений. М., Водные ресурсы, вып. 2, 1975.

224. Сванидзе Г. Г. Математическое моделирование гидрологических рядов. JL, Гидрометеоиздат, 1977.-296с.

225. Сванидзе Г. Г. Основы расчета регулирования речного стока методом Монте-Карло. Тбилиси, Изд-во "Мецниереба", 1964.-271с.

226. Соколовский ДЛ. Методика оценки физически возможных наибольших расходов воды на основе географических параметров формулы максимального стока. Тр. ГТИ, вып.79,1960.-с.З-17.

227. Соколовский Д.Л, Шикломанов И.А. Об использовании электронных моделирующих устройств для расчетов гидрографов весеннего половодья. -Тр. ЛГМИ, вып.28, 1968,с.6-12.

228. Соколовский Д.Л. Речной сток. Л., Гидрометеоиздат, 1968.-539с.

229. Соколовский Д.Л. О причинах длительной дискуссии по вопросу о гидрологической роли леса и водном балансе лесных и безлесных бассейнов. Тр. ГТИ, вып. 127, 1965.

230. Сомбун Манолом. Оптимизация диспетчерских правил управления длительными режимами работы ГЭС на примере ЛНДР.-Авт-р-т дисс.,М.,1989, с. 18.

231. Справочник по климату СССР. Вып. 28, ч. 1,2,3,4, Гидрометеоиздат, Л., 1965, 1966, 1968.

232. Столяр А.М. Автоматизация управления водохозяйственными системами. В сб. тез. и докл. "Разработка и внедр. автоматиз. сист. управл. водоохран. компл. /АСУ

233. BJC/", Харьков, ВНИИВО, 1961.-е. 124-127.

234. Субботин А.И. Сток талых и дождевых вод. Л., Гидрометеоиздат.

235. Сурмач Г.П. Водная эрозия и борьба с ней. JL, Гидрометеоиздат. 1976.-253с.

236. Сухановский Ю.П. Многофакторные зависимости для дождевого стока. Докл. ВАСХНИЛ, №1,1981.

237. Таблицы для расчета ливневого стока с малых бассейнов. М., Изд-во "Транспорт", 1969.

238. Указания по проектированию противоэрозионных водозадерживающих валов в колхозах, совхозах и других с/х предприятиях РСФСР. М., Изд. МСХ РСФСР и ин-т. "Росгипрозем", 1970.

239. Указания по определению расчетных гидрологических характеристик (СН 435-72) Л., Гидрометеоиздат, 1972.

240. Ушаков Е.П. Методические вопросы оптимизации водоохранной деятельности . В сб. "Научные основы рационального использования, охраны и /правления водными ресурсами", ч. 1, Изд. МГУ, И 33.-С.41-49.

241. Ушаков Е.П. и др.- Водные ресурсы: рациональное использование. "Экономика", М., 1987.

242. Фам Кань Зыонг. Приближенный синтез управления каскадом водохранилищ. ВЦ АН СССР, М., 1983.

243. Филипковский А. Метод оптимизации управления водохранилищами в сетевой модели распределения воды. Перевод с польского. Докл. межд. симп. по опт. исп. води, ресурсов, НР.Болгария, 1983.

244. Харченко С.И., Волков A.C. Гидрологическое обоснование оросительных норм и режимов орошения. В сб. "Современные проблемы гидрологии орошаемых земель", ч. 1, М., Изд. МГУ, 1981.-е.77-86.

245. Хранович И.Х. Потоковые модели оптимального развития водохозяйственной системы. В сб. "Научные основы рационального использования, охраны и управления водными ресурсами", ч. 1, Изд. МГУ, 1983.-с.60-69.

246. Цветков Е.В. Расчет оптимального регулирования стока водохранилищами ГЭС на ЭВМ. М., Энергия, 1967.

247. Чабан А.Н. Построение эффективных диспетчерских правил управления водохранилищем.-ВЦ АН СССР, М., 1986,с.21.

248. Чеботарев А.И. Общая гидрология. Л., Гидрометеоиздат, 1975.-544с.

249. Чеботарев А.И., Серпик В.И. Выбор и обоснование формул для расчета максимальных расходов дождевых паводков. В сб. работ по гидрологии, № 11, Л., Гидрометеоиздат, 1973. с. 3-47.

250. Чеботарев Н.П. Учение о стоке. М., Изд-во Моск-го ун-та, 1962.-406с.

251. Чегодаев H.H. Расчет поверхностного стока с малых бассейнов.М., Трансжелдориздат, 1953.

252. Чернышев М.К., Гаджиев М.Ю. Математическое моделирование иерархических систем. М., "Наука", 1983.

253. Черняев А.М. Управление водными ресурсами в агропромышленном регионе. Л.: Гидрометеоиздат, 1987.-247с.

254. Чилингарян Л. А. О линейной модели оптимизации сезонного регулирования стока в каскаде водохранилищ. -Проблемы гидроэнергетики и водного хозяйства. Алма-Ата: Наука, 1976,вып. 13,с. 135-145.

255. Численное моделирование процесса стока горных рек. Под ред. Ю.Н. Денисова. Л., Гидрометеоиздат, 1970.

256. Чокин Ш.Ч., Григорьев В.А., Редькин В.К. Методика расчетов многолетнего регулирования речного стока при комплексном его использовании. М., Водные ресурсь , вып, 8, 1975.

257. Чокин Ш.Ч., Захаров В.П., Калачев Н.С., Киктенко В.А. Территориальное перераспределение водных ресурсов и задачи гидрологических исследований в срединном регионе СССР. Тр. 1У Всесоюз. гидрол. съезда, Л., Гидрометеоиздат, 1976.

258. Чокин Ш.Ч. и др. Расчеты водохранилищ многоцелевого назначения. -Наука, Алма-Ата, 1983.

259. Шавва К.И. Определение оптимальных параметров водохозяйственных объектов и рациональная схема использования водных ресурсов. Фрунзе, "Киргизстан", 1972.

260. Швебс Г.И. Ирригационная эрозия. В сб. "Современные проблемы гидрологии орошаемых земель", ч.П, М., Изд. МГУ, 1981.-е.74-90.

261. Шебеко В.Ф. и др. Гидрологические расчеты при проектировании осушительных и осушительно-увлажнительных систем. Л., Гидрометеоиздат, 1980,-312с.

262. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем-искусство и наука. М. Мир, 1978,-418с.

263. Шерешевский А.И., Заика В.И. Исследование характеристик паводочного стока Днестра в условиях его регулирования каскадом водохранилищ. В сб. тез-в докл. "Проблемы расчета и прогнозирования паводков", Одесса, ОГМИ, 1980.

264. Шикломанов И.А. Приближенный метод расчета ливневых паводков на малых неизученных водотоках степной и лесостепной зон ETC с использованием электронного моделирующего устройства, Л., Тр. ГГИ, вып. 163, Гидрометеоиздат,

265. Шикломанов И.А. Расчеты гидрографов паводков с учетом переменного времени добегания при помощи нелинейной электромоделирующей установки.-Тр. ЛГМИ, вып.28,1968,с.27-40.

266. Шикломанов И.А. О методах оценки влияния комплекса факторов хозяйственной деятельности на водные ресурсы и водный режим водосборов. Тр. П И, вып. 206, 1972.-c.3-21.

267. Шикломанов И.А. Антропогенные изменения в водности рек. Л., Гидрометеоиздат, 1979,с.302.

268. Эделыптейн К.К. Влияние водохранилищ на трансформацию речного стока. В сб. "Актуальные проблемы управления водными ресурсами и использования водохранилищ". М., 1979.

269. Электронные вычислительные машины в гидрологии. Под ред. Грушевского М.С. и Кучмента Л.С. Л., Гидрометеоиздат, 1965.-235с.

270. Юдин Д Б Математические методы управления в условт ях неполной информации.(задачи и методы стохастического программирования).-М., "Советское радио",1974.

271. Dawdy D R. and Lichty R.W. Methodology of hydrologic model building. Int. Assoc. Sci. Hydrol., Publ. 81,1968.

272. Dynamic economic simulation model DES program description/Prep, by Syst. Eng. Div. Texas Water Develop. Board. 1972. 182p.

273. Dorfman R.U. Models for managing regional water quality.-Cambridge, Mass.: Harv. Univ. Press, 1968.

274. Fiering M. B. Queuing Theory and Simulation in Reservoir Design. J. Hydraulics Division, Proceedings of the ASCE, HY 6, November, 1961.

275. Forrester J. W. World dynamics.- Cambridge, Mass.: Wright Allen Press, 1968.

276. Jakubucki H. Program sterowania systemem wspolgracujacych rbiornikow rlewni. Arch. Hydrotechn., 1977,nol.24, N 1, s.3-11.

277. Nach J. E. A unit hydrograph sdudy, with particular references to British catchments. Proc. Inst. Civ. Engr. Vol. 17, No 5, 1960.

278. Moran P. A. The Theory of Storage. London New-York, 1959.

Информация о работе

Ковалев, Сергей Николаевич
доктора технических наук
Москва, 1999
ВАК 11.00.07

Диссертация

Расчеты и оптимизация водохозяйственного использования стока малых водосборов - тема диссертации по географии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы