Региональная проблема управления водными ресурсами

Чилингарян, Левон Андреасович

Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему
Региональная проблема управления водными ресурсами
ВАК РФ 11.00.07, Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Автореферат диссертации по теме "Региональная проблема управления водными ресурсами"

в од

яизиизиьь яиъпи'чьзтгазш-ъ

апизьъ змгышрзьрь ь^яьпппзьюъьцизь чьзиипзипри^иъ ш>1мпрпш

изчпъ иьппьииь эьььъчирзиъ

эипиоисгаиъь апизьъ пьит-гиъьпь ццгиыцрицъ яьиыпирзс

rfU.00.03 рршршОтр/тй, ериц^й пЬитриОЬр, рршррйрш

йшийш4|илпф]ш(3р

ЗЬ|иО[11)ш4шО г^пЦшппЬ чЬ^ш^шй шишЬбшО|1 ИицдйшО

изьъшипипкэзги-ъ

дЬ^шЦшО qЫ|nLg^ЗшO бипЦ ьрыиъ 1997

РЕСПУБЛИКА АРМЕНИЯ

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ВОДНЫХ ПРОБЛЕМ И ГИДРОТЕХНИКИ

ЧИЛИНГАРЯН ЛЕВОН АНДРЕАСОВИЧ

РЕГИОНАЛЬНАЯ ПРОБЛЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВОДНЫМИ РЕСУРСАМИ

(iU.00.03 Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

ДИССЕРТАЦИЯ в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора технических наук

Ереван 1997

'Чшгшпйш^шО Bûrjfiûuitiinuûbp

Sb|uûtil|ujl|u]0 qfimnipjniDDbpli ryilpnnp, щрпфЬипр U.U.lUaUPSUb

SbtuGf^uiliiuQ qhuint.pjruûûbp|i ryiljinnp, щрпфЬипр ^.В.ИРСи^ЗИЪ

SQinhuuiqhuinipjuiO ryiljinrip, и|рпфЬипр U.2. UUPQU3llb

llnuiguiinuip l)uiqCiuJl|bpu)ni.wni.û' bpUuiOh бшртшршщЬтшгЬОшршрш^шй fiûumfiuiruui

'4uj2inu|UJûm.pjni.Q[; ЦицшОицп!. t 1997 p. ubu|uibi5pbpfi11-fiû (hudQ 1300-fiû SpuJjfi hhtSûmhmpgbph U hfirvpriinhfuCi^wj^ ^(илшшршш^рш^шО ¿¡[тфрйшй ctU.00.03-«8uii3ujg 9puipiuQni.pjni.û, 2puij[iQ nbunipuGbp, 2piug|it3hui» ûiuuûujqhuinLpjiiii5p 055 liiuuQiuqfiinujl|iu tunphpriti û(iuinrui5 (huiugbû" 375047, ЬришО, ийшпшОпдш^й ф. 125):

UuibOui|xinum.pjujûG L|uipb|.h t бииОпршйи^ (5}iujilnpùujG qpuiruupuiDnLÛ:

Uuibûuj|xinuni.pjnLQQ штцрфад 1 1997р. Ьпц]1и|п 3

Работа выполнена в Научно-производственном объединении Водных проблем и гидротехники Республики Армения

Официальные оппоненты:

Доктор трхнических наук, профессор С.М.КАЗАРЯН

Доктор трхнических наук, профессор Д.ТАРШАКЯН

Доктор экономических наук, профессор А.З.САРКИСЯН

Ведущая организациуя: Ереванский Архитектурностроительный институт

Защита состоится 11 сентября 1997г в 1300 ч. на заседании Специализированной Совета 055 по специальности ctU.00.03 "Гидрология суши, водные ресурсы гидрохимия" научно-производственного объединения Водных проблем i гидротехники (по адресу: 375047, Ереван, ул. Амараноцаин, 125)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке объединения.

Диссертация разослана ^ июля 1997г.

Ученый секретарь

IfiuuGuiqfiinujljujû lunphpri.fi qJiuiujl|ujQ Buipinninujp

1. ВВЕДЕНИЕ

Настоящий научный доклад является обобщением исследований, методических и научно-технических разработок автора по водохозяйственным, водноэнергетическим, гидрологическим и другим вопросам, относящимся к области комплексного и рационального использования водных ресурсов. По стечению обстоятельств и времени, эти работы выполнялись в связи с решением проблемы озера Севан на разных этапах ее развития и имели соответствующую последовательность. В этом плане работы автора получили определенную направленность и дельность, включая водохозяйственные аспекты управления водными ресурсами региона для охраны и комплексного использования водных ресурсов озера и всего региона.

Исследование и техническое решение проблемы озера Севан практически начались с 1920-х годов и продолжаются по настоящее время. Автор участвует в научно-исследовательских работах по проблеме озера с 1956 года, начиная работу в АрмНИИ водных проблем и гидротехники. С течением времени и с развитием самой проблемы некоторые положения, особенно численные результаты отдельных работ автора (как и других работ по проблеме оз.Севан), претерпели некоторые изменения. Но методы и общая методология решений поставленных задач, которые составляют суть темы доклада, не потеряли своего значения, а результаты работ свою значимость для решения проблемы.

Актуальность темы. На современном этапе развития экономики страны, когда с увеличением масштабов использования водных ресурсов созданы ириродно-технические водохозяйственные (водоресурсные) комплексы, невозможно планирование, проектирование, осуществление и эксплуатация новых более или мене крупных объектов, без учета слаживщихся обстоятельств и их возможных изменении в перспективе в вопросах охраны и использования природных ресурсов в регионе в целом. Это особенно строго выражается в отношении к главному, ведущему, крупному объекту, сфера влияния которого распространяется на весь большой регион и который является основой для экономического развития этого региона. Таковым является оз.Севан. Именно поэтому проблема озера, которая с самого начала была комплексной, по мере

своего развития расширялась, включая новые регионы, и усложнялась, создовая новые задачи.

Развитие и усложнение проблемы были связаны в основном с искусственным понижением уровня и сопутствующим эвтрофированием озера. Возникла необходимость остановки спуска и некоторого повышения уровня озера для деэвтрофирования, восстановления нарушенного термобиологического режима и качества вод озера. Такой ход развития проблемы с водохозяйственной точки зрения связано с изменением стратегии управления водными ресурсами не только озера, но и сопредельных регионов.

Для решения подобной крупной региональной водной проблемы потребовались совместить вопросы рационального использования и перераспределения водных ресурсов, обеспечения эффективного функционирования водохозяйственных систем, обоснование создания новых объектов и их параметров и других подобных утилитарных вопросов с вопросами охраны самих ресурсов и, в первую очередь, ведущего объекта, в данном случае охраны оз.Севан. Это означает, что проблема озера Севан как региональная водная проблема, включает не только собственно вопрос самого озера, но и все водохозяйственные вопросы региона в их взаимосвязях.

Вопросы охраны озера и рационального использования его водных ресурсов и других природных богатств, в современном смысле общеизвестны, но они в перспективе приобретут большую важность, имея в виду новую ожидаемую роль озера, как незаменимого и гарантированного крупного источника водоснабжения для РА и средства гидроэнергетического регулирования.

Цель и задачи исследований. Исследования имели целью разработку научно-методических основ решения водохозяйственных и смежных водноэнергетических, гидрологических и других комплексных взаимосвязанных задач по управлению водными ресурсами и решению региональной водной проблемы на примере озера Севан.

Тематика исследований включала следующие задачи:

-Определение характеристик водных ресурсов региона (республики);

-Разработка методических основ составления рациональных схем управления (регулирования, переброски и использования) водными ресурсами региона и методов их водохозяйственного обоснования, связанных с решением региональной водной проблемы;

-Разработка методов и методики определения характеристик водообсспечения охраны и рационального использования ресурсов ведущего объекта региона, головного водохранилища - озера (озера Севан);

-Составление водохозяйственного баланса и анализа изменчивости элементов этого баланса, прогнозирование многолетнего изменения водных ресурсов озера и повышения его уровня;

-Разработка принципиальных схем моделирования водохозяйственных систем и Лодсистем, определение характеристик и выбор оптимального режима их работы, решение других задач комплексного использования водных ресурсов, связанных с рассматриваемой региональной водной проблемой;

-Оценка относительной эффективности совместного функционирования отраслевых систем (ирригации и гидроэнерх'етики), входящих в водохозяйственный комплекс (ВХК).

Научная новизна. В рамках тематики доклада автором выполнены разработки, представляющие научную новизну. Основные из них следующие;

-Методика определения характеристик местных водных ресурсов региона и водохозяйственного обоснования их возможно полного и рационального использования;

-Методы выбора оптимальных параметров схем переброски стока, в том числе с помощью математического моделирования;

-Методы определения водохозяйственных характеристик водохранилищ сезонного регулирования, опредления комплексных параметров различных сочетаний таких водохранилищ (подсистем, каскадов), в том числе с помощью математического моделированию;

-Методы определения оптимальных параметров водохозяйственного режима работы систем комплексного использования водных ресурсов, в том числе с помощью математического моделирования;

-Методика определения водноэнергетических характеристик каскада деривационных ГЭС, входящего в ирригационно-энергетический комплекс (на примере С-Р каскада ГЭС);

-Метод определения оптимального режима суточного регулирования на каскаде деривационных ГЭС с учетом совместной работы регулирующих бассейнов и деривации с помощью математического моделирования (на примере С-Р каскада ГЭС);

-Метод определения оптимальных параметров суточного водно-энергетического регулирования на каскаде ГЭС-ГАЭС, создаваемого на базе каскада деривационных ГЭС, с помощью математического моделирования;

-Методика построения прогнозных характеристик изменения уровня сверхкрупного водохранилища - озера (на примере оз.Севан);

-Методика приложения методов распределения комплексных затрат между ирригацией и гидроэнергетикой для оценки сравнительной эффективности их совместного функционированию (на примере Севан-Разданской водохозяйственной системы, С-Р ВХС).

Практическое значение и использование результатов работы. Важность и практическое значение работ, обобщенных в докладе, подтверждены на разных этапах решения проблемы озера Севан. В этот период общая тематика научно-технических исследований по проблеме была задана со стороны директивных и плановых органов, руководств ведомств республики и бывшего СССР. Общие результаты исследований заданной тематики использованы ими при разработке технической и хозяйственной политики решения проблемы. Конкретные результаты были использованы ведцущими по проблеме научно-исследовательскими и проектными организациями (Институт озероведения АН СССР, ГГИ Госкомгидромета СССР, АрмНИИВПиГ, Союзгиироводхоз ММиВХ СССР, Армгидропроект, Армгипроводхоз), при обобщении комплексных научных исследований' (АрмНИИВПиГ -1961-1962, 1980, Институт озероведения и ГГИ-1985 г.) и составлении проектпых схем связанных с решением проблемы (разные годы, начиная с 1961 г.), результаты сопутствующих проблеме исследований, относящихся к научно-техническим разработкам отдельных задач, были использованы в Министерстве мелиорации и водного 'хозяйства Арм ССР и других организациях республики.

Апробация. Основные результаты работ относящихся к проблеме оз.Севан на отдельных этапах апробированы параллельно и в соответствии с вышеописанным их использованием.

Отдельные работы до публикации (отчеты о НИР, подготовленные к печати труды) были подвергнуты официальной экспертизе, и одобрены со стороны известных ученых и специалистов страны, обсуждены'в АН Арм ССР (1956-1961 г.г.), на заседаниях ученого совета АрмНИИВПиГ (1956^-1994 г.г.).

Основные методические положения и результаты работ докладывались на различных конференциях, научно-технических совещаниях, сесиях, симпозиумах, школах-семинарах и т.д. Основные из них следующие:

-Международная конференция по гидравлическим исследованиям (Брно-Чехословакия, 1967г.);

-Конгрессы Международной Ассоциации по Гидравлическим исследованиям (ХШ-Киото, Япония* 1969 г., XV - Стамбул,Турция, 1973 г.);

-Всесоюзные конференции, семинары, совещания по применению

матметодов и ЭВМ в научно-исследовательских работах и проектировании, в народном хозяйстве, в мелиорации и водном хозяйстве, в энергетике (Кишинев 1968 г., Ереван 1969г., Москва 1972 г., Баку 1972 г.).

-Симпозиум специалистов стран -членов СЭВ и СФРЮ "Применение ЭВМ для решения задач связанных с научными исследованиями, проектированием, строительством и эксплуатацией гидросооружений ГЭС (ЭВМ ГЭС - 1973)", С.Петербург, 1973г.;

-Всесоюзные научно-технические совещания по вопросам комплексных водохозяйственных систем и по комплексному использованию водных ресурсов (С. Петербург, 1969г., Минск 1975г.);

-Научная конференция "Проблема использования водных ресурсов Закавказья" (Баку 1972 г.);

-Всесоюзное совещание "Современные проблемы Южных водоемов Советского Союза". (Ростов на Дону, 1977г.);

-Всесоюзные школы-семинары организованные ИВП АН СССР, г.Москва (по применению системных исследований для решения водных проблем) и Северокавказским Научным Центром высшей школы, г. Ростов на Дону, (Экономико-математическое моделирование природопользования), 1984-1990 г.г.;

-Республиканские научно-технические конференции и совещания (Ереван 1971, 1975, 1985, 1988, 1991, 1993 г.г.).

- Научные совещания по проблеме озера Севан (Ин-т Озероведения АН СССР, С.Петербург, 1932,1984 г.г., АН Арм ССР, Ереван, 1983,1985 г.г.).

Публикация. Список научных трудов по теме доклада включает 130 названий, из них 71 опубликованных.Список опубликованных основных работ по теме доклада включает 41 названий в том числе 2 монографии,

2. РЕГИОНАЛЬНАЯ ВОДНАЯ ПРОБЛЕМА И ЕЕ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ ЗАДАЧИ (на примере Севанской проблемы)

Как известно, водная проблема возникает в связи с использованием водных ресурсов. Она включает задачи удовлетворения потребностей народного хозяйства в воде и охраны водных объектов-источников водоснабжения и водоприемников в связи с нарушением их естественных условий.

Водная проблема становится региональной при особо крупно-масштабном

использовании водных ресурсов для обеспечения развития экономики региона «

или всей страны и при нарушении природных условий крупных водных объектов.

Мировой опыт показывает, что региональные водные проблемы в водохозяйственном аспекте (и с других точек зрения тоже) имеют свои региональные специфики и соответстующие уникальные решения. В этом плане Севанская проблема также уникальна. Она включает не только проблему рационального комплексного использования водных ресурсов и охраны самого озера Севан, но и проблемы сопредельных водных бассейнов, составляющих значительную часть- территории Республики Армения (РА), задевает и водные интересы более обширного региона.

Как проблема оз.Севан, так и другие региональные водные проблемы, будучи уникальными в целом, имеют аналоги в деталях водохозяйственных комплексных схем и, особенно, в водохозяйственных задачах их решения (что составляет основную часть данной работы).

С точки зрения водной специфики представляет так же интерес общая характеристика водных ресурсов региона и их использования, на фоне которой объясняется возникнавение и решение водной проблемы и стратегии управления водными ресурсами.

2.1. Общая характеристика водных ресурсов Армении и их использования как основа для стратегии управления ими

Использование воды в народном хозяйстве РА имеет большое значение. Как и в других аридных зонах, в Армении также, самой водоемкой отраслью

является орошаемое земледелие. Годовое использование воды в орошаемых хозяйствах составляет в среднем 3,9 млрд,м3 (уровень 1989 г.). Имеются и другие достаточно водоемкие потребители как коммунальное и промышленное водоснабжение, рыбное и лесное хозяйства.

Потребность водоснабжения тоже велика и всего в три раза меньше потребности ирригации. Большая часть этой потребности покрывается за счет родниковой воды, частично с артезианских вод. При дальнейшем росте потребления, в ближайшем будущем потребность питьевой воды превысит ресурсы указанных источников. Дефицит- намечено покрывать за счет вод оз.Севан, после улучшения их качества путем решения проблемы озера.

Гидроэнергетика, как водопользователь, в республике занимает особое место ввиду отсутствия ресурсов других энергоносителей. Выработка энергии на двух каскадах (Севан-Разданский, Воротанский) и мелких ГЭС не превышает 2-х млрд квтч в средневодном году (без энергетических попусков из оз.Севан). Гидроэнергоресурсы других рек (Ахурян, Дебед, Арпа, Агстев) не используются.

Водные ресурсы республики имеют значительную пространственно-временную неравномерность. Неравномерна также потребность в воде. Региональное распределение и, особенно, режим потребления воды несоответствует распределению ресурсов (табл.2.1,2.2.). Картина относительного распределения ресурсов и потребления может служить объективной-основой для стратегии управления водными ресурсами в части водохозяйственных мероприятий. В частности, хотя центральный водохозяйственный регион относительно богат водными ресурсами, потребность в воде еще больше. Поэтому этот регион является наиболее дефицитным.

При разработке стратегии управления ресурсами республики основой, конечно, должен служить водохозяйственный баланс (ВХБ) по республике, но при увязке со стратегией по регионам. Такая необходимость в водохозяйственном аспекте возникает в связи с тем, что региональные ресурсы в сумме ресурсов по республике входят по итогам бассейновых замыкающих створов. Между тем, вследствие региональных особенностей сток (ресурсы) в замыкающих створах отличаются от ресурсов в зонах стокообразования. В случае озе'ра Севан это выражается в известном соотношении: сток рек водосборного бассейна больше естественного стока (активной отдачи) озера

.. «г

Таблица 2.1. Региональное и относительное распределение водных ресурсов и перспективной водопотребности в Республике Армения

вид Ресурсы па обеспеченности Относительное распределение

Регион ресурса годового стока млн.м3/год ресурсов и потребности

Ср. 75% 95% Ресурс. Потр. Потр./ ресурс.

1. ЦЕНТРАЛЬНЫЙ П 2270 2070 1870 0,31

(Бассейны рек Раздан,Севджур. Г 745 745 745 0,67

с притоком Касах,Азат,Веди и оз.Севан) £ 3015 2815 2615 0,36 0.54 1,64

2. ЗАПАДНЫЙ П 1430 1180 830 0,20 - 1,06

(Бассейны реки Ахурян с долей Г 120 120 120 0,11

транзитного стока) £ 1550 1300 950 0,18 0,17 0,98

3. ЮГО-ВОСТОЧНЫЙ' П 1880 1540 1160 0,26 0,78

(Бассейны рек Арпа.Воротан, Г 180 180 180 0,16

Мегри.Вохчи и других, 2 2060 1720 1340 0,25 0,16 0,71

мелких притоков р.Араке)

* 4. СЕВЕРНЫЙ П 1670 1260 850 0,23 0,72

: (Бассейны рек Дебед.Агстев, Г 65 65 65 0,06

и других, мелких притоков р.Кур). £ 1735 1325 915 0,21 0,13 0,69

ВСЕГО П 7250 ' 6050 4710 1,00

Г 1110 1110 1110 1,00

£ 8360 7160 . 5820 1,00 1,00 1,09

П-Поверхностный (речной) сток; Г- глубинный (подземный) сток; Е- Суммарный сток

Таблица 2.2. Многолетнее н впутригодовое относительное распределение речного стока и перспективной потребности орошения в воде по регионам Республики Армения

Характер сток То регионам По респуолике

коэффициента относительности Р% потреб. Центр. Запад. Юго-Восточ. Северн.

а. -Коэффициент

относительного распре- 5 сток 1,66 1,62 1,80 1,53 1,49

деления стока по годовой потреб. 0,55 0,53 0,43 0,50 0,53

обеспеченности

-то же потребности по 25 сток 1,25 1,26 1,49 1,17 1,19

обеспеченности естест. потреб. 0,79 0,76 0,70 0,80 0,77

влажности (дождья)

50 сток 1 1 1 1 1

потреб. 1 1 1 1 1

75 сток 0,73 0,83 0,85 0,73 0,79

потреб. 1,20 1,16 1,23 1,19 1,20

95 сток 0,50 0,53 0,64 0,55 0.58

потреб. 1,47 1,46 1,54 1,67 1,49

б. - Коэффициент

внутригодового распре- весна сток 0,44 0,53 0,57 0,55 0,53

деления в среднем году потреб. 0,26 0,23 0,26 ' 0,28 0,27

лето сток 0,20 0,23 0,19 0,19 0,19

потреб. 0,65 0,63 0,71 0,70 0,66

минимальный месячный сток 0,06 0,04 0,04 0,05 0,05

максимальная месячная потреб. 0,31 0,32 0,27 0,25 0,30

вследствие больших потерь воды на испарение с его зеркала. Ресурсы бассейнов рек Карангу и Селава Мастара в замыкающих створах меньше, чем в зонах стокообразования вследствие большой инфильтрации вод. В Араратской равнине-наоборот, вследствие поступления глубинных вод из других регионов, ресурсы подземных вод не соответствуют стокообразованию в этом регионе.

Использование воды в республике носит комплексный характер. Режим потребления участников комплексов (отраслей н/х) как правило, противоречивые. Для преоделения этих противоречий при распределении воды (ресурсов) между ними учитывалась приоритетность. Традиционно и по социальной потребности коммунально-бытовому водоснабжению дается привелегия не только в вопросе качества (питьевого) воды но и в вопросе режима. Именно поэтому системы водоснабжения населенных мест (внешная сеть) не имеют общность с другими водохозяйственными системами и не имеют крупных регулирующих бассейнов. Такая общность и необходимость регулирования проявляется только в отдельных регионах нехватки природных вод питьевого качества.

Гидроэнергетическому участнику водохозяйственного комплекса, имевшему ведущую' роль в развитии водохозяйственных систем, в настоящее время придается подчиненная роль. Этим частично объясняется торможение дальнейшего развития крупного гидроэнергостроительства и создания новых каскадов сравнительно мощных ГЭС.

На этом примере усматривается коренное изменение роли участников водохозяйственного комплекса во времени.

Ирригация, будучи ведущим по масштабам водопотребления участником комплекса, играет основную роль в вышеописанной картине пространственно-временого относительного неравномерного распределения водных ресурсов и потребления (табл. 2.1.). Эта неравномерность привела к необходимости строительства многих водохранилищ по сезонному регулированию речного стока (около 85 водохранилищ и прудов с суммарным объемом 1,4 млрд.м3) и сохранения тенденции создания новых регулирующих емкостей. Этим же объясняется создание сравнительно длинных каналов (достигающих 90 км) и дорогостоящих туннелей по перераспределению вод. " Пространственная неравномерность распределения' водных ресурсов выражена не только по регионам, но и но высотным зонам. Это привело к созданию многих

оросительных насосных станций. При нынешней дороговизне энергии имеется тенденция их замены самотечными системами.

На базе систем водоснабжения отраслей народного хозяйства созданы бассейновые водохозяйственные системы. На реках Раздан,Воротан, Арпа и Ахурян созданы почти завершенные комплексы, даже замечается образование связей между ними и их объединения. На других реках также происходит развитие комплексов.

В 'водном хозяйстве республики, включающем природную систему, систему потребления и охраны водных ресурсов, выделяются две крупные региональные водные проблемы. Эта проблема озера Севан (Севанская проблема) и проблема Араратской равнины. Последняя не только водная но и мелиоративная.

Водоохранные вопросы наиболее обострены в проблеме восстановления нарушенного экологического состояния оз.Севан. По всем регионам республики основные водоохранные мероприятия по предохранению загрязнения и по очистке сточных вод далеки от завершенности и эффективности действия.

В перспективе, как по отдельным регионам, так и по республике в целом, ожидается напряженность водохозяйственного баланса, что, наряду с требованием охраны природы, усиливает необходимость очистки возвратных вод для повторного их использования.

Из приведенного общего и краткого описания вытекает необходимость и целевые направления управления водными ресурсами по регионам и по республике в целом.

2.2. Проблема озера Севан, водохозяйственные аспекты развития проблемы

Озеро Севан является уникальным природным комплексом и важнейшим водным объектом, играющим большую роль в народном хозяйстве Армении. На базе использования водных ресурсов озера в стране получили большое развитие орошаемое земледелие и гидроэнергетика. Проблема возникла в связи с использованием ресурсов озера, вековых запасов его вод. В процессе снижения уровня и значительного ухудшения экологического состояния озера проявилась недальновидность идеи крупномасштабного использования ресурсов озера, приводящего к коренному изменению его природных условий. Для сохранения

озера и восстановления его нарушенного экологического равновесия был начат или осуществлен ряд водохозяйственных мероприятий с начальной целью замедления и приостановления снижения уровня озера, а затем его повышения. Проблема приобрела новый смысл в плане восстановления качества воды и экосистемы озера, охраны и рационального использования природных ресурсов его бассейна, комплексного использования водных ресурсов всего региона. Идея использования вод озера возникла, в основном, из необходимости развития энергетики и орошаемого земледелия страны с учетом доступности такого использования, высокого, командного положения озера над Араратской равниной и окружающей ее предгорной зоной, больших вековых запасов озера и его гидрологических особенностей. Последние выражаются в следующем:

-Озеро имеет продолговатую форму. Подводным порогам и двусторонными мысами оно делится на два неравные части, получившие соответствующие названия; Малый Севан {? = 383,6 км2, 19,52 км3, Нср = 50,9м, Нтах=98,7м) и

Большой Севан {Р=1032,4 км2, \У=38,95 км.3, Нср. = 37,7м, Н„и=58,7м).В соответствии с морфометрическими характеристиками (рис.2.3.) объем воды и площадь поверхности озера по глубине (понижения уровня) до 50 м почти равномерно и с большим градиентом уменьшаются до объема 6,7% (3,95 км3), площади 16,9% (238,7 км2) по сравнению с первоначальными. При таком снижении уровня Большой Севан практически мог осушиться, а поверхность Малого Севана уменьшилась бы всего на 37,8%.

Высота уровня воды до его понижения 1915,57 м, условно-расчетная. Она имела естественное вековое колебание циклического характера с апмлитудой около Зм. Озеро имеет и сезонное колебание уровня равное 40 см в среднем.

Озеро находится в котловине площадью 4891 км2, окаймленной горной цепью протяженностью 400 км. Площадь водосборного бассейна составляет 3475 км2, что всего в 2,5 раза больше площади зеркала озера (1416 км2). Такое соотношение несравнимо меньше чем у других озер. Это также является одной из гидрологических особенностей, имеющих влияние на соотношение элементов водного баланса озера. Этот баланс для естественного состояния озера (до спуска его уровня) имел следующий вид (Давыдов В.К. 1934), в млн.м3 в год, где поверхностный сток уменьшен на величину безвозвратного водопотребления:

Приходная часть:

Расходная часть:

поверхностный сток

всего

осадки на зеркало

770 испарение с поверхности 1210 550 поверхностный отток 50

1320 подземный отток 60

всего

1320

Из приведенного баланса видно, что из каждых 13 м3 воды приходной части, 12 м3 "расходуется" на испарение и только 1 м3 входит в естественный сток (активную отдачу) озера. Это обстоятельство послужило основой для возникновения идеи спуска уровня озера на 50 м, при составлении первой схемы использования вод озера, что по предположению составителей схемы привело бы к более чем шестикратному увеличению активной отдачи озера, в основном вследствие сокращения площади зеркала и соответствующего уменьшения испарения. Спуск уровня предпологалась осуществить за 50-60 лет.

Созданный по первой схеме использования водных ресурсов озера водохозяйственный комплекс включает систему орошения 80 тыс. га земель и каскад из 6-и гидроэлектростанций с суммарной мощностью 556 МВт, выработкой 2,5 млрд. кВтч в год.

С осуществлением этой схемы в 1933 году начался спуск уровня озера, когда величина годовых попусков начала превышать естественный сток озера. Но интенсивный спуск начался в 1949 году после пуска головной ГЭС и основного водоприемника. Интенсивный спуск уровня озера длился 16 лет (1949-1964г.г.) и составил 13,5 м. Годовая величина попусков в то время достигла 1,2-1,5 млрд.м3 . За этот период по причине такого спуска уровня и усиливающегося ухудшения качества вод озера за счет их загрязнения со стороны водосборного бассейна, было замечено резкое ухудшение экологического состояния озера.

По этой причине и исходя из слажившегося в это время общественного мнения о недальновидности первой схемы использования вековых запасов озера, эта схема была отвергнута на государственном уровне. Проблема озера перешла во второй этап развития, основной смысл которого заключался в остановке спуска уровня на возможно высокой отметке. Для этого потребовалась вырав-нпть приходную и расходную части в балансе озера, без нарушения развития ирригации и энергетики. Это потребовало заменить энергию вырабатываемой Севаи-Разданским каскадом па специальных энергетических но пусках из озера,

что стало возможным вводом в строй тепловых электростанций, благодаря чему энергетические попуски в 1978 году прекратились. Для компенсации частичного сокращения ирригационных попусков были введены мощные насосные станции подкачки низинных свободных вод Араратской равнины на высокие отметки для замены Севанских вод. Были построены также водохранилища на реках Касах и Азат, для более эффективного использования местного стока путем его регулирования.

Наряду с уменьшением расходной статьи баланса озера необходимо было искусственное увеличение приходной части. Для этого начал осуществляться большой комплекс переброски части стока р.Арпа в озеро, который вступил в строй в 1981году. Таким образом наряду с Севан-Разданской водохозяйственной системой (С-Р ВХС), была создана единая региональная ВХС Арпа-Севан-Раздан (рис.2.1., 2.2.). Осуществление части водохозяйственных мероприятий позволило с 1965 года сократить попуски из озера до 500 млн.м3 в год, в том числе 380 млн.м3 ирригационных, и в год ввода туннеля Арпа-Севан, проектной мощностью переброски в 250 млн.м3 воды в год, остановить спуск уровня озера после снижения его на 18,57 м от начальной расчетной отметки. Этот уровень с небольшим изменением сохранился до 1987 г., что в водохозяйственном аспекте условно можно считать завершением второго этапа решения проблемы озера. За период отмеченного спуска уровня из озера было выпущено 38 млрд. м3 (не считая около 2-х млрд.м3 подземного оттока) в том числе 24,6 млрд.м3 за счет вековых запасов озера. Объем воды в озере уменьшился на 42%, площадь зеркала на 12%. Совмещенные графики изменения уровня и попусков из озера выразительно показывают ход решения проблемы озера за описанные два этапа (рис.2.4.).

К концу завершения второго этапа проблема озера получила новый смысл, заключающийся в восстановлении нарушенного экологического режима озера. Для достижения этой цели на последнем третьем этапе развития проблемы, было намечено осуществить ряд водохозяйственных и водоохранных мероприятий, которые должны обеспечить повышение уровня озера на оптимальную высоту, предохранение вод озера от загрязнения и эффективное их использование.

На основе научных исследований и анализа технических возможностей, как известно, найдено целесообразным повысить уровень озера па бм, до отметки 1903,5м. Подобное повышение кроме • экологии может обеспечить

Рис.2 Л. Карта-схема водохозяйственного комплекса управления водными ресурсами региона по решению проблемы оз. Севан.

Севан-Рагдакский к-Котайкский к-.

Озеро Севан

Севан ГЭС I >:■'■'/ Агарбекян ГЭС

Арзни • -Шамирамский н-л

р Раздан

Норкск.^д!/ ГгсиушГЭС Лрзни ГЭС

Каиакер ГЭС Ереган ГЭС

рЛракг

р.Злегие » Ар™

1. Н-Разделений к-л

2. Разданские к-лы

Рнс.2.2. Профиль-схема региональной водохозяйственной системы Арпа-Севан-Раздан.

,1915,57

УУки5 Р 'киг

Рис.2.3. Морфометрические характеристики оз.Севан и профиль дна озера по большой осп (устье р.Дзкнагет-с.Цовак!.

92 годы

начало | интенсивные урегулированные начало

попусков ! попуски попуски, замел\ение повышения

и остановка спуска уровня

уровня озера

1 этап И этап Щ этап

Этапы развития проблемы озера

Рнс.2.4. Этапы развития проблемы оз.Севан на фоне графиков годовых попусков из него (V) н изменения его уровня (высоты над ур.м. Н, спуска Ь).

создание стратегического запаса воды питьевого качества, что можно использовать для водоснабжения и других целей.

Для искусственного пополнения водных ресурсов озера, кроме Арпа-Севаи, строится комплекс переброски стока р.Воротан. Строительство туннеля переброски не завершено. Для сокращения ирригационных попусков начато строительство Егвардского водохранилище, которое также не завершено.

Переброска стока р.Воротан и Егвардское водохранилище это основные мероприятия, которые могли увеличить ресурсы озера на 165 млн.м3 в год и компенсировать сокращение годовых попусков из озера на 94 млн.м3. После осуществления этих мероприятий приходная часть водохозяйственного баланса озера могла превысить над расходной на 400-450 млн.м3, что с учетом удовлетворения растущей потребности водоснабжения и потерь, позволила бы повысить уровень озера до целевой отметки за 25-30 лет.

Причины незавершения основных водохозяйственных мероприятий по повышению уровня озера - известные события разрушившие экономику страны: Спитакское землетрясение 1988 г., распад СССР и экономические затруднения республики, приобретавшей государственность. Вследствие усилившегося по тем же причинам энергетического кризиса и вынужденного возобновления энергетических попусков из озера уровень последнего за 1991-1996 год, после метрового повышения за 1988-1990 г.г., упал на 1,25 м. Между тем за это же время уровень мог повыситься еще на 2,5м благодаря относительному многоводью в активной отдаче озера, если бы не были энергетические попуски в 3,25 млрд. м3.

Судьба повышения уровня-основой меры улучшения экологического состояния озера, должна решаться по новой программе "Восстановления экологического равновесия озера Севан", составляемой с помощью всемирного банка и финансирования на этой основе соответствующих мероприятий.

Таким образом, техническое решение проблемы озера, зависящее от осуществления водохозяйственных мероприятий по повышению уровня, затягивается на неопределенный срок.

2.3. Водохозяйственные задачи региональной водной проблемы и методическая основа их решения.

Решение региональной водной проблемы отличается своей модельной схемой целенаправленного интеграционного управления водными ресурсами при решении водохозяйственных, эколого-нриродоохранных, социально-экономических задач и других задач природопользования. Разработки этих задач становятся возможными на методических основах, заложенных ранее, и с учетом опыта решения подобных задач.

2.3.1. О научно-методической основе решения водохозяйственных задач по водным проблемам. Постановка, цели и ход решения водохозяйственных технических задач часто исходят из условий и интересов других упомянутых задач при их интеграции, но в методическом плане они самостоятельны.

Имеется много научно-технических разработок методов и методологии решения этих задач, как по построению исходных характеристик (по гидрологии, водным ресурсам и охране, водопотреблению и водопользованию, водохозяйственным и водобалансовым расчетам, перераспределению ресурсов и регулированию стока рек и т.п.) так и по исследованию и определению параметров сложных водохозяйственных систем я их звеньев, применимые к решению региональной водной проблемы, в частности Севанской проблемы.

Решеиие современных задач по использованию водных ресурсов базируется па методах и методиках разработанных в трудах известных, ставших классиками, ученых-водников старшего поколения: Веденеева Б.Е., Великанова М.А., Губина Ф.Ф., Захарова В.П., Золотарева Т.Л., Костякова Л.Н., Крицкого С.Н. и Мснкеля М.Ф., Морозова A.A., Мосткова М.А., Потапова В.М., Рыбкина С.И., Саваренского А.Д. и других.

Исследования в области водных ресурсов, их комплексного и рационального использования, позволяющие решить задачи но сложным водохозяйственным системам с широким охватом и освещенном вопросов с применением современных методов системного анализа н экономико-математпческого моделирования, развиты в трудах ведущих ученых современности и бывшего СССР: Алтупина B.C., Асарина А.Е., Авакяпа A.B., Бусалаева И.В., Великанова А.Л., Воровича И.И., Воропаева Г.В., Галямииа Е.П., Горелова A.C., Горстко А.Б., Домбровского Ю.А., Дружинина И.П, Дунипа-

Барковского A.B., Елаховского С.Б., Исмайылоиа Г.Х., Калачева Н.С., Кардаша В.Л., Картвелишвили H.A., Киктенко В.А., Коваленко Б.А., Кучмента A.C., Мамат-канова Д.М, Мечитова И.И., Обрезкова В.И., Подольского Е.М.,Пряжинской В.Г., Ратковича Д.Я., Резниковского A.M., Рожденственского A.B., Сванидзе Г.Г., Соло-мония О.Г., Сырова Ю.П., Хачатуряна P.A., Хомерики И.В., Хубларяна М.Г., Хра-новича И.Л., Цветкова Е.Б., Шабанова В.В., Шикломанова И.А., Щавелева Д.С., Чокина Ш.Ч., Фельдмана М.П., их ближайших коллег и многих других,

В решениях указанных за дач применяются оригинальные подходы и методы, разработанные итзвестными учеными-специалистами дальнего зарубежья: Барраса Н„ Бисваса А., Дорфмана Р., Кочмарека Я., Колева Н., Лаукса Д., Мааса А., Марглина С., Хафшмидта М., Хорафаса Д. и других, а также результаты новых работ, появляющихся в материалах конгрессов Международной Ассоциации по Гидравлическим Исследованиям (МАГИ), Международной Ассоциации но Водоснабжению, Международной комиссии но ирригации и дренажу и т.д.

2.3.2. О научно-технических разработках по Севанской проблеме. К базе решения региональной водной проблемы относятся и научно-технические разработки по комплексному использованию водных ресурсов Армении, которые велись в научно-исследовательских, учебных и проектных институтах и спецорганизациях в связи с развитием гидроэнергетического и гидромелиоративного строительства и особенно в связи с решением Севанской проблемы.

По Севанской проблеме но этапам ее развития, описанным выше, велись исследовательские работы. Основные из них следующие:

К первому этапу можно отнести работы специально созданного Севанского гидрометеорологического бюро. Работы этого бюро включающих результаты наблюдений, анализы и обобщений но гидрометеорологии, гидрологии, климату, качеству воды, гидрографии и водному балансу озера (Руководитель Давыдов В.К.) опубликованы в 18-и выпусках (1933-1938 г.г.). К этому этапу можно отнести и другие работы (Мапасерипа С.Е., Маркова Е.С., Аевинсон-Аессинга Ф.Ю., Пгшзарова И.В., Зайкова В.К., Оганезова Г.Г. и др.).

Для подготовки решении но второму этапу в АрмНИИВПиГ велись комплексные исследования по проблеме (1956-1962 г.г., руководитель Анаиян Л.К.). Они относятся к водному балансу (Мхитаряп A.M., Александрии Г.А., Атаяп Э.А.), к русловым процессам на обнажающем дне и берегах при спуске

уровня озера и другим процессам гидродинамики водных потоков (Анашш А.К., Бек-Мармарчев D.H., Джрбашян Э.Т., Жамагорцян R.H., Назарян А.Г.,Похсраряи М.С., Саноян В.Г., и др.), к путям экономии, увеличения и рационального использования водных ресурсов озера с целью сохранения его уровня на иысо-кой отметке, разработки соответствующих схем водохозяйственных мероприятий, методических проработок, по их обоснованию и выбору оптимальных, параметров (Агаханян Г.А.,Сванидзе Г.Г.,Торгомян М.С.,Чилингарян Л.Л., Шах-базян Ш.А.), к энергетическим вопросам, связанным с решением проблемы озера (Аршакян Д.Т.,Кулояп А.Т., Овсепян A.M., Саркисян С.Г. и др.). К этому, этапу относятся также проработки ученых Ереванского политехнического института но гидрологии и водному балансу озера (Валесян В.П., Сафаров Е.Д. и др.).

Для третего этапа в связи с необходимостью восстановления нарушенного экологического состояния озера по государственному поручению включились много- организации для разносторонних исследований; прогноз состояния экосистемы озера (Ин-т гидроэкологии и ихтиологии HAH Армении-Оганесян P.O.),определение оптимальной высоты повышения уровня озера (Ин-т озероведения АН СССР, Гидроэкологии и ихтиологии HAH Армении-Румянцев В.А., Оганесян P.A.), водный режим и водный баланс озера (ГГЙ Госгидромгта СССР-Лйнбунд М.М.), социально-экономические исследования бассейна озера (Ин-т экономики HAH Армении- Исаханян P.C.), водные ресурсы региона и обеспечение искусственного увеличения ресурсов озера за их счет, прогноз водных ресурсов озера и изменения его уровня с учетом планируемых водохозяйственных мероприятий (АрмНИИВПиГ-Александрян В.В., Чилицгаряк A.A. и др.). Кроме того в АрмНИИВПиГ и других НИИ республики применительно к проблеме озера были разработаны методы комплексного использования водных ресурсов; математического моделирования ВХС и водохозяйственных задач, исследования изменчивости элементов водохозяйственного баланса озера, моделирование задач управления режимам работы Севан-Раздапского водохозяйственного комплекса (Агабабян К.Л., Косгандяп RA., Маргарян A.A., Мхитарян С.А.,Овасапян ПЛ., Оганесян Л.Л, Саркисян М.Ш., Чилпигарян A.A.), водный баланс и водные ресурсы республики, гидрологические характеристики озера и др. (Александрян Г.А., Акопян A.C., Зорин З.А., Мипасян P.C., Мнацаканян Б.П., Мусаелян С.М., Никогосян Г.Т., Саркисян В.О., Тамазян A.A., Торгомян М.С., Хуршудян A.M. и др.).

Результаты исследований по соиредм.пым проблемам, по использованию и охране водоземельных ресурсов, по гидромелиорации земель, по подземным водам, по образованию и функционированию природнотехнических комплексов (Аветисян.В.А., Балян С.П., Барсепш Э.Б.,Валесян ДА., Габриелян Г.К., Егиазарян Б.О,, Казарян С.М., Меликяи Н.Л.,Ми«асяи P.C..Мкртчян P.C., Мкртчян С.М., Пахчанян Г.Г., Саркисян B.C., Саркисян А.З., Токмаджян О.В. и др.) используются в задачах управления водными ресурсами при решении проблемы оз.Севан.

На всех этапах развития проблемы озера технические вопросы с учетом результатов научно-исследовательских работ были разработаны Армгидро-проектом и Армгипроводхозом при составлении схем комплексного использования и охраны водных ресурсов и проектов водохозяйственных мероприятий по решению проблемы озера. Союзшпроводхозом с большим участием Армгипроводхоза составлена "Комплексная схема охраны и рационального использования природных ресурсов бассейна озера Севан" (1982, 1983, 198? г.г.).

Результаты всех упомянутых научно-исследовательских и проектных работ ныне используются для завершения решения проблемы по всем аспектам и составления программы восстановления экологического равновесия озера.

Работы автора, реферированные в данном научном докладе также базировались на перечисленных и других работах и одновременно входили в базу решения Севанской проблемы.

2.3.3. Водохозяйственные задачи но Севанской проблеме. Водохозяйственные задачи управления водными ресурсами озера и региона для решения Севанской проблемы должны исходить из целевых (ожидаемых) последствий. Последние, кратко, включают: -Значительное замедление эитрофирования (деэвтрофировапив) и улучшение качества вод озера; - Восста-новле ние экологического равновесия и улучшение состояния экосистемы озера; -Повышение эффективности комплексного использования водных ресурсов озера и региона; -Увеличение водных ресурсов озера и создание регулирующих запасов воды в нем для перспективного водоснабжения республики и сопредельных регионов; дли ирригации, гидроэнергетики и других целей; -Решение стартсгической задачи по созданию резерва поды и гидроэнергии; -Создание возможностей для решения социально-экономических и других задач по озеру,

по его бассейну и по республике в целом; -Восстановление духовного (символического) эффекта сохранения озера в близком к естественному виде.

Изложенные целевые последствия во многом связаны с повышением уровня озера. Поэтому такое повышение является основной, наиболее радикальной мерой решения проблемы озера.

Необходимость подъема уровня озера обяъясняется прежде всего неоспоримыми отрицательными последствиями от его понижения,-эвтрофированием, ухудшением качества вод и состояния экосистемы озера. Такие последствия экологи непосредственно связывают с уменьшением объема и средней глубины воды, особенно в Большом Севане, что привели к существенному нарушению термобиологического режима и отрицательно повлияли на процессы внутренного круговорота веществ в озере.

Повышение уровня озера на б метров, до отметки 1903,5 м над ур.м., с гидроэкологических позиции считается минимально необходимым, с технико-экономических позиции,- максимально возможным, или в целом, оптимальным, поскольку удовлетворяет комплексу вышеизложенных ожидаемых последствий.

Ввиду требуемых больших капитальных затрат, связанных с осуществлением мероприятий по управлению водными ресурсами для повышения уровня озера, затрагивающих интересы отраслей народного хозяйства и всей национальной экономики страны, а также необходимости и трудности многих факторов,-определение оптимальной высоты повышения с классическим подходом и с помощью общепроблемной математической адекватной модели, весьма затруднено и в современных экономических условиях страны почти не возможно. Этот вопрос, как и целевые последствия, решается на государственном уровне (ЛПР) с учетом мнения научно-технической (и всей) общественности страны и с помощью мирового сообщества.

Научно-технические задачи по решению Севанской проблемы в их комплексе должны исходить из необходимости обеспечения повышения уровня озера на оптимальную высоту. Отдельные водохозяйственные задачи и их группы должны исходить непосредственно из технических вопросов, которые относятся к областям региона, по территориальному и высотному отношению к озеру, как то:

а) Область сопредельных бассейнов рек- доноров:

- Забор, регулирование,-.нагнетание и переброска части стока рек- доноров;

- Увеличение перебрасываемого стока;

- Попутные вопросы, связанные с изъятием местного стока;

б) Область озера ц его водосборного бассейна.

-Попуски из озера (изменение количества и режима);

-Увеличение водных ресурсов озера за счет переброски стока рек-доноров;

-Изменение количества безвозвратного забора воды в бассейна озера;

- Изменение уровня озера;

-Изменение в водном - водохозяйственном балансе озера;

-Изменение гидрологического режима озера;

-Водохозяйственные вопросы по бассейну озера, связанные с охраной и экологией озера;

в) Область (сфера) влияния попусков из озера:

-Изъятие, регулирование и использование местного стока для компенсации сокращения ирригационных попусков из озера;

- Повышение эффективно»™ использования стока ;

Водохозяйственные научно-технические задачи по приведенным вопросам это:

- Определение характеристик водных ресурсов и использования стока в регионе, характеристик водообеспечения и элементов водохозяйственного баланса озера-водохранилища;

-Разработка рациональных путей и схем увеличения водных ресурсов озера за счет переброски стока из сопредельных бассейнов рек и сокращения попусков из озера за счет более полного использования местных ресурсов, водохозяйственное обоснование новых мероприятий;

- Прогноз пополнения ресурсов и повышения уровня озера с учетом водохозяйственных мероприятий;

- Разработка методов определения оптимальных параметров и режимов работы комплексных ВХС, оценки и повышения эффективности совместного функционирования компонентов этого комплекса

Исследованию этих задач посвящена реферируемая в видее научного доклада работа.

3. ЗАДАЧИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ВОДНЫХ РЕСУРСОВ И ВОДООБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ОЗЕРА СЕВАН

Из вышеизложенного очевидно, что для решения Севанской проблемы в плане водообеснечения необходимо рассмотреть большой регион, фактически охватывающий всю территорию Республики Армения. В этом регионе в трех указанных выше областях входят реки бассейна самого озера, реки из области сопредельных бассейнов: р.р.Ариа, Воротан, Дебед, Агстев, а также р.Тертер (НКР) и группа рек Герань-Шамхор (Азербайджан); реки из области (сферы) влияния ирригационных попусков из озера: р.р.Раздан, Касах-Севджур, Азат, Веди и, в плане возможной межбассейновой связи, р.Ахурян.

Очевидно также, что характеристики разработанные для составления генеральной схемы комплексного использования и охраны водных ресурсов (КИОВР) республики, в общем описанные выше, недостаточны для решения рассматриваемой проблемы. Их нужно дополнить с этой точки зрения. При этом для оценки и характеристики как ресурсов, так и их использования, регион следует рассмотреть как по частям, областям расположения их в отношении к озеру, для учета требований по ним разных задач (забора, регулирования, переброски стока и т.п.), так и в целом, с точки зрения решения тех же и других общих задач по единым условиям сопостовимости оценок и управления водными ресурсами.

Для дополнительных определений по упомянутым характеристикам рассматриваются следующие задачи и приводятся характерные штрихи по ним.

3.1. Задачи определения гидрологических характеристик и оценок водных ресурсов региона

В гидрологическую основу решения Севанской проблемы вошли вопросы относящиеся к макету генехемы КИОВР с выделением дополнительных характеристик и оценок с точки зрения этой региональной проблемы.

Ключевой задачей при этом явилось восстановление возможно полных естественных гидрологических ретро-рядов стока по расчетным створам рек региона на единой основе.

Такая конкретная характеристика, как при ее определении, так и вследствие ее анализа, привели ко многим объективным оценкам, новым производным расчетным характеристикам и показателям. Это относится к стокообразованию и величине стока в различных бассейнах на различных высотных зонах; водному режиму и годовому стоку, росту стока по длине реки и высоте падения отметок; изменчивости и распределении стока во времени за многолетие и в годовом разрезе; влиянию хоздеятельности и точности учета водопользования на характеристику стока и т.д.

Некоторые штрихи результатов анализа полученных более 50 гидрологических рядов с 56-летней продолжительностью, относящиеся к решению проблемы, таковы:

В соответствии с известной для горных условии вертикальной зональности гидрометеорологических параметров, на реках из области сопредельных бассейнов выделены диапазоны высот 2800-^2400 м над ур.м., наиболее интенсивного роста речного стока, что совпадает с высотами развитой густоты речной сети; диапазоны сравнительно стабильного, естественно-зарегулированного стока на высотах близких к 1500-2000 м, что совпадает с высотами выклинивания большинства родников.

При восстановлении естественного стока прошедшего времени наиболее трудными вопросами оказались учет заборов и безвозвратных потерь воды. Если плохо учтенный забор воды и возврат сточных вод от водоснабжения, возможно восстановить расчетным путем, то по возврату от орошения нет никакого учета и убедительных расчетных методов. Между тем восстановление естественного стока с учетом заборов и возврата воды важно не только для объективной оценки стока в прошлом, но и для планирования и прогноза водохозяйственных мероприятий. Эти вопросы решены расчетными приемами с дифференцированным учетом особенностей бассейнов рек.

В некоторых бассейнах хозяйственная деятельность, особенно создание водохранилищ, сильно изменила водный режим рек. Это относится в первую очередь к таким важным артериям как р.р.Воротан и Раздан. Созданные на реке Воротан водохранилища (Сиандарянское, Толорсское, Шамбское) имеют суммарный объем сравнимый с величиной стока, а в створе Спандарянского водохранилища, даже больше, что приводит к коренному изменению водного режима реки.

Естественное поверхностное питание р.Раздан из оз.Севан полностью прекратилось после спуска уровня озера, подземное питание также почти полностью прекратилось по той же причине. Эти изменения произошли постепенно и учет их в расчете нового, считающегося естественным, водного режима был связан со значительными затруднениями.

Аналогичные ситуации, но с меньшими затруднениями в расчете, имеют место и на р.р. Ахурян и Арпа.

Единость гидрологической основы для водохозяйственных водобалансовых расчетов по региональной водной проблеме - это прежде всего единое время для гидрологических репрезентативных рядов.Такое время определено в результате анализа суммарных рядов стока рек региона по замыкающим, устьевым или граничным створам (В этот суммарный ряд, разумеется, не внесены ряды по рекам бассейна самого оз.Севан). Анализ сведен к выбору репрезентативного суммарного ряда. Для этого рассмотрены отрезки ряда с различной продолжительностью, от 15 до 25 лет, удовлетворяющие общепринятым условиям репрезентативности: по норме стока, коэффициентам вариации и асимметрии и др. Рекомендован 25-летний ряд (1949-1973 г.г.), наилучшим образом удовлетворяющий расчетным условиям, а также условиям охвата всех возможных сочетаний и чередований маловодных и многоводных периодов водности (дополнительный комментарий см. ниже п.3.3). Такой ряд, конечно, не может охватить все разнообразие характера изменчивости стока даже одной реки. Поэтому при решении региональных задач потребуется выполнить соответствующие водохозяйственные анализы по выявлению репрезентативности оперируемого ряда как для решаемой задачи, так и с учетом коррелятивных связей этого ряда с другими, по решению общих задач по региону.

Важной является оценка изменчивости внутригодового распределения стока, что выражается в смещенности сезонных фаз водности по годам. Для учета требования практики водохозяйственного проектирования выбираются годы с близкими к расчетным обеспеченностям по стоку (50, 75, 95 %%), где сток лимитирующего периода (лето, осень, зима) и сезона [лето, осень) имеют такую же обеспеченность.

Все другие гидрологические характеристики также подготавливаются для водохозяйственных расчетов по нижеследующим задачам проблемы.

3.2. Схема и общая характеристика использования водных ресурсов региона

В водохозяйственных вопросах по решению Севанской проблемы после

определения водных ресурсов региона важно выяснить схемы и

характеристики использования стока по областям: в области сопредельных /

бассейнов рек-доноров для определения свободного, возможного к переброске стока; в области бассейна озера для определения уменьшения приточности прихидной части баланса озера; в области влияния попусков из озера, в Севан-Разданской системе, для определения возможных путей и характера сокращения

Участок Распределение

N % % Источник

1 1.0 100 оз.Севан

II 13,0 72 р.Раздан

28 оз.Севан

III 36,5 39 рРаздан

6 рКасах

55 оз.Севан

IV 7,5 30 рРаздан

70 оз.Сеган

V 42,0 11 рРаздан

13 р.Касах

13 р.рАзат, Веди

14 родн.,сточ.воды

49 оз.Севан

42Г>

р.Севджур

рРаздан

р .Аракг

р.Азат

р.Веди

Рлс.3.1. Схема относительного распределения плошади орошения (а) и потребности в воде (б) по участкам (ступеням) в Севан-Разданской водохозяйственной системе.

попусков пз озера при более полном использовании местного стока.

В С-Р комплексе основным водопотребляющим компонентом является ирригация (Система водоснабжения самостоятельна и не имеет прямой водохозяйственной связи с иррнгационно-гидроэнергетической системой). В пределах каскада ГЭС магистральные каналы оросительных систем и деривации ГЭС общие. К этим каналам "подвешены" определенные площади орошаемых земель. Они разбиваются на пять участков, тяготеющих к ступеням каскада. При этом площади этих участков растут с уменьшением отметок, но мере спуска к равнине. Площади в самой равнине, простирающиеся ниже каскада, в начале второго этапа развития проблемы озера составили 42% (рис.3.1.) площадей орошения по Севан-Разданской системе. Отборы на орошение вниз по течению р.Раэдан растут интенсивнее, чем площади в связи с увеличением норм орошения. При этом участие в покрытии этих отборов за счет оз.Севан тоже растет как по системе в целом, так и по отдельным участкам. Т.е. если на верхних участках превалирует питание за счет стока р.Раздан, то на нижних, попуски из озера. Эта структура имеет свое влияние на величину и эффект замены попусков местными водами.

Описанная структура имеет также свое определенное влияние на водохозяйственную и водно-энергетическую характеристики системы и каскада (см.п.7.), на общий облик их водноэнергетической эпюры, Численная характеристика ирригационных отборов и попусков (см./1,38/}, с учетом возможной компенсации последних, использованы в ВХБ повышения уровня озера (п.4).

В области сопределных бассейнов, в юго-восточных и северных районах РА, как показано выше, имеются свободные водные ресурсы, которые даже с учетом перспективы развития местного водопотребления могут составить до 30% ресурсов. Эти воды могут быть направлены на переброску в озеро.

Наиболее реальными, эффективными для переброски, являются стоки рек Арпа и Воротан. В бассейнах этих, а также перспективной реки-донора Дзорагет, сток используется в комплексных целях для развития ирригации, водоснабжения, гидроэнергетики, охраны природы.

Из ВХБ ближайшей перспективы ио этим рекам видно, что при полном учете потребления и возврата вод имеется возможность для переброски части стока в озеро, которую можно увеличить при регулировании стока и при подкачке нарастающего свободного стока на расчетные отметки.

На реке Арпа регулирование возможно в водохранилищах создаваемых выше расчетной отметки переброски на притоках Элегис и Зирак, а также в Кечугском водохранилище, при наращивании его плотины. Предложен другой, более оригинальный способ увеличения регулирующей возможносги Кечутского водохранилища путем предпаводочной его сработки, подкачкой вод "мертвого" объема на переброску, для освобождения объема регулирования половодья. Такое мероприятие может дать эффект до 15 млн.м3 в год.

В бассейне озера, с точки зрения составления ВХБ, интерес представляет не весь забор воды и соответствующее уменьшение приточности в озеро, а прирост безвозвратного забора в будущем в динамике, поскольку современное количество заборов учтено в водном балансе озера при определении его активной отдачи.

3.3. Об условии составления ВХБ повышения уровня озера и определения расчетных характеристик его элементов

Планирование водохозяйственных мероприятий по решению проблемы повышения уровня озера и их интегригорванного эффекта в конечном итоге зависит от правильного составления динамического водохозяйственного баланса v,, с учетом изменения его элементов, активной отдачи озера v,., попусков из него Уп, уменьшения приточности Уч в озеро вследствие увеличения водопользования в бассейне, увеличения ресурсов за счет переброски стока У|1(.р—УА+" Ув + У„+... из рек Арпа, Воротан, Дзорагет и др.

у,= ус-уп-у„+уиер (3.1.)

В схематическом виде этот ВХБ выражается графиками изменения по времени средних значений его элементов (рис.3.2). Эти значения могуг меняться по разным причинам. Средние значения Ус может меняться от изменения уровня озера, Уп в зависимости от ввода мероприятия по компенсации сокращения попусков скачкообразно (например ввода Егвардского водохранилища) или постепенно в зависимости от развития оросительных систем, Уч и У„ср -также скачкообразно или постепенно по аналогичным причинам.

V млн.м1 265 при повышении уровня

2001000100 200300- - Активная отдача озера Безвозвратный забор воды в бассейне озера

<С Ирригационные попуски из озера

400300200-1 100-П- 415

"Воротан-Арпа-Севан" { лет

I 0 I 5 I I I 10 15 20 ..... Г 25

Рис.3.2. Схема графиков изменения средних величин элементов ВХБ озера Севан на предстоящий период повышения его уровня.

месяцы

0123456789 10 11 12

Рис.3.3. Обобщенная схема графиков переброски стока через туннель Арпа Севан.

Во псех случаях для элементов ВХБ на разных временных этапах требуется распологать гидролого-водохозяйственными ретро-рядами. При составлении проектов эти ряды используются для определения статистических водохозяйственных показателей, д\я чего достаточно иметь репрезентативный ряд в 25 лет или даже меньше (8 лет), как это имело место на практике проектирования. Для более подробных расчетов, как например для получения вероятностных характеристик повышения уровня озера, необходимо распологать длинными расчетными ретрорядами. Поэтому после определения средних значений элементов ВХБ в зависимости от исследуемых водохозяйственных ситуации /25,. 26, 38/, следует продлить эти ряды в зависимости от соответствующих гидрологических рядов естественного стока с учетом коррелятивных связей. Так, для попусков по связи с гидрологическим рядом естественного стока в створе Арзни 0,Лр] и значениям 25-летнего ряда попусков

получено квадратическое уравнение регрессии:

V™ = у;?' +<ч(0,лр>- оЛгп)2 +Ь(о;ч°- оА")+с (з.2.)

До ввода Егвардского водохранилища константы имеют величины а =+3,9; Ь = -28,3; С = -26,0,

Для эффекта ввода Егвардского водохранилища полученное уравнение дает незначительное изменение от среднего эффекта (УЕгв=94 млн.м3 в год), поэтому можно рекомендовать принятие этой постоянной величины без составления ряда.

Для переброски из рАрпа и ее притока Элегис получено уравнение прямолинейной регрессии

У,=у!е5! +ал(ОлГОд) ; аА =11.9 (3.3.)

Такая же зависимость получена для переброски из р.Воротан, ав= 21,5.

По р.Дзорагет наилучшие результаты получены при двухмерной прямолинейной регрессии:

V* - Уд(25) + а,(Ода -Одс) + а2(Од [,, - Одх) (3.4.) а,= -0.7; а2= +7.1,

где Од.с, Од.г -годовые расходы в створах г.Степанаван и ниже впадения р.Гаргар.

Расчетные характеристики по элементам ВХБ, это прежде всего водохозяйственные или гидрологические ретроряды. Обобщение этих характеристик имеют познавательное или утилитарное значение. По рядам переброски стока это выражается в виде гидрографов различной обеспеченности, гидрографа гарантированного минимума,минимума переброски, либо производной характеристики,-гидрографа гарантированной свободной пропускной способности перебрасываемого тракта (рис.3.3.). Необходимость и важность такой характеристики очевидна на примере переброски стока р.Воротан через туннель Арпа-Севан. В данном случае такой гидрограф служит основой для построения диспетчерского графика для Спандарянского водохранилища.

3.4. Изменчивость элементов ВХБ озера

Определение характеристик изменчивости элементов ВХБ приобретает важность для объективной оценки ресурсов в приходно-расходном комплексе. В Севанской проблеме такие характеристики важны для прогнозирования повышения уровня' озера Севан, для управления этим процессом и планами использования водных ресурсов озера и региона в целом. Ниже излагаются некоторые результаты расчетов по выявлению характеристик изменчивости элементов ВХБ пополнения ресурсов озера, выполненные по методам водохозяйсгвенного анализа и математической статистики, а также результаты попытки сверхдолгосрочного целевого прогноза стока для использования в задаче прогноза повышения уровня озера Севан.

В исследованиях изменчивости водохозяйственных балансов и их элементов наиболее наглядные результаты дает водохозяйственный анализ, где применен метод интегрально-разностной кривой, но с учетом динамики изменения баланса. По этому методу исследована изменчивость водности элементов ВХБ пополнения оз.Севан и всего баланса, возможного хода накопления воды.

ВХБ выражен соотношением:

I V, =1V, +1УА1 +£ Уи ->: V, (3.5.) где

1(1 (II

индексами 1,с,д.в,о,п - обозначены годы по гидрологическим ретро-рядам I, годовые объемы активной отдачи озера(с), прреброски из рек Арпа, Воротан и Дзорагет (а,б,д) и попусков из озера (п).

Из результатов расчетов усматривается наличие характерных пиков и периодов водностсй, которые по всем исследуемым балансам (на разных уровнях перспективы) и их элементам почти совподают.Пользуясь этим признаком схематизируя и обобщая эти кривые, можно сделать такие выводы, что в гидрологическом ретро ряде водность стока по региону Севанской проблемы изменялась по периодам: затяжное многоводье 1? лет (1931-194? г.г. с коэффициентами водности кв = 1,12-И,38 для разных балансов), за этим

последовала продолжительное маловодье 15 лет (1948-1962 г.г., ка =0,26 0,76 ), состоящее из подпериода умеренного маловодья 13 лет (1948-1960 г.г. кв =0,77 -г-0,97) и резкого маловодья 2 года (1961-1962 г.г. кв=-0,53^-3,0), затем последовало многоводье 16 лет (1963-1978 г.г.) состоящее из подпериодов резкого многоводья (7 лет), резкого маловодья (2 года) и умеренного многоводья (7 лет) (рис.3.4).

Хотя эти периоды выведены для ВХБ озера, но они подтверждают существование таких периодов водности для суммарного стока по основным рекам республики. Что же касается отрицательных коэффициентов водности, то это относится только к возможной последовательности наполнения и сработки озера в случае его большой отрицательной активной отдачи.

Для выявления более подробных статистических закономерностей и внутренных связьей, ретро ряды ВХБ озера и его элементов были проанализированы методами математической статистики.

Для исследуемых рядов кроме рекомендуемых расчетных гидрологических характеристик и анализов по определению статистического среднего (М) средкеквадратического отклонения (ст), коэффициентов вариации (Су), ассиметрии (С,.) автокорреляции (г,) и взаимной корреляции между рядами (Г|;) , определены характеристики по построению коррелограмм, т.е. коэффициенты автокорреляции ^ для всех возможных шагов сдвига (т) и скользящих групп (ш).

Коррелограмма ряда X с числом членов N с учетом т и т подсчитаны по формуле определения автокорреляции:

активная отдача озера . переброска из р.Арпа

----ВХБ озера

__схема виявлен. периодов

1929 1934 1939 1944 1949 1 954 1959 1964 1959 1974 1979 1934

Рис.3.4. Схема выявления периодов водности в ретрорядах элементов ВХБ озера по интегрально-разностным кривым.

Рис.3.5. Коррелограммы рядов элементов ВХБ озера:

_стока рАрпа с притоком Элегис в створе переброски

(т=4, 5,9,11,12 -совмещение схематизировано) - - -активной отдачи оз.Севан (т=4); ----то же (т=И).

-м,их1+ш_1 -м2)

r(m, х) = —^------(З.б)

moia2

где

Ml = = M{Xi(t)

' 1 N-m + 1 ,

mz = itt^t iii^'102 = m(xiw ~ 2)1

Xi(t) = -(kZXl);k = U,...(N-x);

X i =k

здесь между хит ставятся следующие ограничивающие соотношения:

1 < х < N-n-m+1; 1 < m < N- n - x +1 (3.7.)

где n - минимальное количество членов в производном ряде, достаточное для статистических оценок, что принят рапным 15-и. Тогда предельные значения для тих будут ,unp = N-15; xnjl = N-15. Анализ коррелограмм, полученных для рядов активной отдачи озера, попусков из озера, стока реки Раздан, переброски стока из p.p. Арпа, Воротан, Дзорагет показал, что в них существуют определенные внутренние статистические закономерности по изменчивости. Во первых, усматривается тенденция чередования знаков ( + и - ) коэффициентов автокорреляции с увеличением шагов Т.

Усматривается почти закономерные повторения знаков и экстремальных величин г, для определенных соотношений тих. Так, г, приобретает одинаковое значение ( г, = 0; либо г,= + /шах/; либо г,= -/шах/, при определенных значениях х в случае скользящих групп т = 4,5,9,1,12. Такое совпадение повторяется при росте х через каждые 3-5 лет, в среднем через 4 года, для экстремумов одинакового знака, и при росте х в среднем на два года при тех же значениях "га". Это говорит о существовании в рассматриваемых рядах малых циклов водности для скользящих групп лет ( ш =4,5 и 9,11,13), повторяющихся через 3-5 лет (рис.3.5).

Полученный вывод подтверждается результатами спектрального анализа тех же рядов.

Анализ показал существование нестрогой корреляционной связи между элементами баланса (гСА =0,54; гса = 0,47; гС11 = - 0,44; гм = 0,82; г(У1= —0,56; гВ1, =-0,54 и т.д.) и между активной отдачей озера и ее составляющими (осадками г = 0,61, испарением г = -0,42, приточностью г = 0,56). Интересно, что корреляционная связь между составляющими водного баланса озера растет при группировании членов рядов по т. Так, между осадками и испарением от г—-0,03 до г= 0,82 (при ш=18), осадками и притоком от I =0,29 до г =0.9 (при т = 27) испарением и притоком от г = -0.07 до г =0,9 (при т = 26).

Представляют интерес результаты попытки сверхдолгосрочного прогноза стока по методам гармонического анализа. Сравнение контрольного ряда с прогнозным показало большое расхождение по годам доходящим для речного стока (Раздан, Арпа, Воротан) до 36% и активной оотдачи озера до 278%, что, конечно не приемлема для прогноза годовых величин. Но в среднем ошибки для ряда равного контрольному (16 лет) невелики. Они для речного стока доходят до 3,5%, для активной отдачи озера 17,5%, по балансу накопления воды в озере 6%. Это значит, что для целевой задачи прогноза повышения уровня озера результаты сверхдолгосрочного прогноза • можно использовать в качестве варианта.

4. МЕТОДИКА ПРОГНОЗА ИЗМЕНЕНИЯ КРУПНОГО ОЗЕРА -ВОДОХРАНИЛИЩА (на примере прогноза повышения уровня оз.Севан)

Как известно, наполнен ие крупного водохранилища многолетнего регулирования после его ввода, происходит не за один год. Причем, как правило, оно идет параллелно с использованием отдачи водохранилища, что затрудняет задачу определения прогнозных характеристик изменения уровня воды в водохранилище. Осложнение этой задачи увеличивается в случае разносрочных вводов перебросок воды извне, изменения масштабов использования, изменения величин потерь воды в завимости от уровня.

Описанный случай относится к озеру Севан, фактически превратившегося в крупное водохранилище, повышение уровня которого намечено увеличением его ресурсов за счет стока рек соседних бассейнов и уменьшением попусков из него.

4.1. Концептуальная постановка вопроса

Вопрос изменения (повышения) уровня крупного озера-водохранилища, объм которого несравнимо больше объема годового поступления воды (приточности,переброски) преследует, цель прогнозировать повышение уровня за расчетный период лет, либо прогнозировать период определенной (расчетной) величины повышения. В случае озера Севан ставится вторая цель,-определение числа лет повышения на оптимальную высоту,-б,0 метров, точнее до отметки 1903,5м над ур.м. с учетом планируемых мероприятий по искусственному увеличению водных ресурсов озера. В то же время представляет интерес и первая задача для промежуточных периодов. В общем, ставится задача построения прогнозных кривых повышения уровня для различных сочетаний и величин элементов водохозяйственного баланса(ВХБ).

Элементами ВХБ кроме естественного стока озера, активной отдачи, являются элементы, искусственно меняющие гидролодический режим озера. Таковыми являются водохозяйственные эффекты упомянутых и других мероприятий,гидротехнических комплексов по переброске части стока рек соседных бассейнов в озеро; мероприятий по компенсации сокращения

попусков из озера путем регулирования и более полного использования местного стока для орошения; мероприятий по охране и использованию водных ресурсов озера, связанных с изменением баланса поступления воды в озеро и др.

Поскольку элементы ВХБ, естественный сток озера и водохозяйственные эффекты упомянутых мероприятий, которые в основном связаны с поверхностным стоком, изменчивы по годам, то повышение уровня озера для определенных периодов можно представить в вероятностном виде.

В отличие от упрощенного расчета повышения уровня озера по средним значениям упомянутых эффектов, как это делается в проектных и других работах, при учете изменчивости элементов ВХБ расчет повышения уровня становится вероятностным прогнозом, что является предметом целевой задачи.

Для решения этой задачи требуется разработка соответствющей научно-техниеской основы расчета и анализа. Для подготовки решения задачи необходимо выяснить водохояйственную ситуацию повышения уровня озера, установить условия составления динамических ВХБ повышения уровня озера и определить исходные характеристики его элементов; разработать методы расчета накопления воды и повышения уровня озера в зависимости от пополнения ресурсов, составления соответствующих вероятностных характеристик.

Для определения изменения (повышения) уровня озера-водохранилища, необходимо определить объем накопившегося в нем воды по расчетным интервалам времени или периодам, составлением динамических балансов. Такой расчет наиболее просто и убедительно можно выполнить календарным методом, используя ретроспективные ряды элементов ВХБ. В резултате получится правильный по тенденции но в деталях маловероятный однозначный ход накопления воды (изменения уровня). Для получения вероятностной характеристики накопления воды (изменения уровня) автором предложено [38] использовать обобщенные результаты расчетов календарным методом, при многократном их повторении с различным (скользящим) началом исходных ретро рядов. Здесь важно не только обобщение результатов расчетов, но и принимаемые условия составления ВХБ и

подготовительных расчетов, связанных с определением исходных хара ктеристик.

Определение исходных характеристик и их статистических закономерностей, а также составление целевых вероятностных характеристик требуют больших расчетных работ на ЭВМ для проведения которых необходимо было составить модели и программы расчетов.

4.2. Определение прогнозных характеристик накоплпения воды и изменения уровня озера-водохранилища.

Объемы накопления воды в озере-водохранилище за предстоящий расчетный период лет определяются по динамическим многолетним ВХБ. Для любого (-ого года этого периода при известной его водности по годам, накопление Е V, можно определить по ВХБ следующего вида:

XV. = -УпГУ6.„,+Упр6.,) (4.1.)

(

где V,., Уп, У6вп годовые величины активной отдачи озера, попусков из него и возрастающего потребления (безвозвратных потерь) воды в бассейне озера, против базисного уровня (расчетного начала повышения уровня, которому соответствует среднемноголетнее значение Ус).

Упр6 - годовые величины переброски стока из рек соседних бассейнов.

При составлении ВХБ, разумеется, что должны быть учтены водохозяйственные эффекты действующих в расчетном году мероприятий. Это относится как к мероприятиям компенсации сокращения, учитываемых в V,,, (например вводом Егвардского водохранилища V,,, уменьшается на еличииу годовой отдачи этого водохранилища), так и к переброске и увеличению потребления воды в бассейне озера.

При расчете по календарному методу, используя ретроспективные ряды элементов ВХБ, накопление воды до определенного расчетного уровня, предположим х концу 2010 года, определяется по сумме ХЛ^ою = XV, , где Ь число лет начиная с расчетного начала повышения. При этом используются репрезентативные гидрологические ряды элементов ВХБ, соответствующих расчетным временным уровням (об определении и анализу которых изложено в предыдущих главах). Подсчет этих сумм по средним значениям элементов

ВХБ производится элементарно, но они не дают решения целевой задачи о вероятностном прогнозе повышения уровня озера с учетом изменчивости элементов ВХБ.

Методика учета изменчивости элементов ВХБ заключается в следующем. Учитывая, что изменчивость выражена в ретроспективных рядах, и что их продолжительность ("длина") больше прогнозируемого расчетного периода 1=Т, суммы накопления воды определяются по "кускам" ретро рядов путем многократной "прокладки" этих рядов на расчетный период, с последовательным (скользящим) изменением начала прокладывемой части. При этом годы -с ретрорядов сивподают с годами I прогнозируемого периода в соответствии с соотношением т=к+ 1-1, где к очередной номер "прокладки". Фактически из "длинных"ретрорядов составляются короткие, "длинои'Т лет, комбинированные ряды, по которым производятся расчеты. При количестве N лет ретрорядов число комбинированных рядов будет к=Г>1-Т+1.При N=56 и числа лет календарного прогнозируемого периода Т= 21 (данные расчетного примера), к =36, чта достаточно для статистического анализа вероятностной оценки целевых характеристик.

При расчете производятся уточниния годовых значении ретрорядов в соответствии с их изменениями по расчетным временным уровням либо скачкообразно, при известном резком изменении водохозяйственной ситуации по линии данного элемента ВХБ, либо интерполяцией, при плавном переходе. При этом важно соблюдать одинаковый порядок составления комбинированных рядов по всем элементам. В результате расчетов определяются объемы накопления воды в озере XV, и суммы по элементам ВХБ для всех последовательных расчетных временных уровней (или любого Ь ого года) по всем комбинированным рядам (рис.4.1.). Дальнейшая обработка полученных величин, необходимая для прогнозных цифровых и графических характеристик, производится по известным методам математической статистики: составляются графики изменений накопления по годам и кривые обеспеченности, определяются экстремальные и средние значения, среднеквадратические отклонения и т.д. Для более объективной оценки

прогноза определяются доверительные интервалы среднего значения XV,, а также границы наиболее вероятных изменений XV,. Последние определяются

с помощью гистограмм распределения НУ, по принципу практической уверенности, известного из прикладной статистики.

Изложенный метод с многократным использованием ретрорядов позволяет учитывать все признаки естественных рядов стока по всем елементам ВХБ в отдельности и в балансе (т.е. с учетом их ассинхроиности).

В отличие от применяемых в проектной практике отдельного рассмотрения текущего и перспективного временных уровней развития рассматриваемой ВХС, изложенный метод позволяет установить водохозяйственную связь между ними.

Прогноз изменнения уровня озера-водохранилища состовляется на основе характеристик его наполнения. Этот прогноз сводится к расчету

определения высоты слоя И соответствующего накопления Д\У1=по морфометрической характеристике озера Н(\У), Но при этом в величину накопления следует внести поправку с учетом изменения активной отдачи озера-водохранилища, при изменении высоты его уровня и потерь воды на водонасыщение прибрежных грунтов при повышении.

В балансе (4.1) принято, что естественный сток (активная отдача) \гс соответствует уровню расчетного начала повышения Н0, т.е. Ус1 =Л/С,(1,Н0). Но поскольку с повышением уровня естественный сток озера уменьшается (с увеличением площади зеркала водохранилища и соответствующем увеличении испарения с нее), то следует внести поправку в балансе, вычетом

величины уменьшения из накопления XV,. Д\я этого зависимость V (1,Н) можно представить в виде

Тогда действительное значения накопления определится соотношением:

Для учета потерь воды на водонасыщение грунтов А при их заблаговременной известности, с точки зрения схемы расчета повышения уровня, удобно их вписать в морфометрическую характеристику Н(\У), представив носледную в виде:

усдн)=усп,н0) - аусдь,)

(4.2)

(4.3)

н(\лг)=н0(\у0)+ ь(ал\гд\'г) (4.4)

в гаком виде легче определить высоту слоя накопления по характеристике В результате последовательного послойного определенная Ь, получается характеристика, аналогичная характеристике накопления XV,. Их обобщение дает вероятную характеристику повышения уровня (рис.4.3.),куда входят: кривая повышения уровня, соответствующая средним значениям накопления воды; кривые, соответствующие доверительным интервалам этого накопления, кривые пределов наиболее вероятного повышения, пределы экстремальных значений повышения.

При получении характеристик повышения уровня озера приходиться выполнять итеративные расчеты для учета вышеописанных поправок на активную отдачу озера и пользования морфометрической характеристикой при определении высоты слоя накопления.

4.3. Прогноз повышения уровня оз.С'евап

Изложенная выше методика применена для прогноза повышения уровня оз.Севан, результирующего водохозяйственного расчета по третьему этаау развития Севанской проблемы.

В качестве исходных приняты данные, соответствующие водохозяйственной ситуации слажившейся после условного завершения второго этапа развития проблемы, данные по планируемым водохозяйственным мероприятиям повышения уровня, по использованию водных ресурсов озера и региона. Заданные водохозяйственные характеристики, необходимые для прогнозных расчетов, это расчетное начало (время) повышения уровня озера, характеристика многолетнего изменения активной отдачи озера, соответствующей начальному уровню и изменения ее средней величины в зависимости от величины повышения уровня, сроки ввода мероприятий и возможные изменения их водохозяйственных эффектов на перспективу по временным уровням, характеристики использования водных ресурсов озера и его бассейна. Все эти характеристики учитываются в годовых балансах (4.1.). Водохозяйственные анализы ВХБ приведены в предыдущих главах. Пример расчета, основные результаты которого приведены ниже, для иллюстрации применения методики к оз. Севан, соответствует ситуации начала 1990 г.,

приятого расчетным началом (для изменившейся к концу 1996 г. ситуации результирующие показатели пересчитаны).

Сроки ввода планируемых мероприятий в примере приняты: переброска стока из р.Воротан 1990 г., Егвардского водохранилища- 1994 г.. Расчетный прогнозируемый период наполнения принято Т = 21 лет.

В результате расчетов получены характеристики накопления воды в озере для 1= 6,11 и 21 лет (т.е. для предполагаемых временных уровней 1995, 2000, 2010 г.г.). Эти характеристики для I = 21 лет,- графики возможного накопления по 36-и комбинированным (производным) рядам, их кривые обеспеченности и графики плотности распределения (гистограммы) суммарного накопления XV,=2, (при делении разности экстремальных значений на 8 равные интервалы), приведены на рис. 4.1.

Из этих результатов усматривается, что несмотря на большую разность экстремальных значений XV, (для 1= 21, она равна 2,64 млрд м3 при средней величины XV, = 5,9 млрд.м5 ) кривая обеспеченности довольно плавная и не крутая в средней части. Это дает основание для сужения прогнозируемых вероятных границ величин накопления воды. В этом убеждают и дают расчетные величины гистограммы. Судя по их виду и исходя из анализа соответствующих табличных данных можно с некоторой условностью практической уверенности определить наиболее вероятные границы накопления. Для приведенной (на рис. 4.1.) гистограммы они соответствуют границам выделенной штриховкой ее части, составляющей 3/4 (75%) площади (для других гистограмм при 1= И они составили 80,6%, 83,3%, 91,7%). Эти границы намного ближе друг друту, чем экстремальные величины (рис.4.3, 4,4). Получены доврительные интервалы средних значений.

На основе полученных вероятностных характеристик накопления воды в озере можно подсчитать прогнозные характеристики повышения его уровня, без новых вероятностных оценок. Но для такого расчета требуется оценить величину потерь вода на водонасыщение грунтов, величину уменьшения активной отдчи озера по мере повышения его уровня, а также дополнительно формализовать расчетные приемы применительно к озеру Севан.

Рис.4.1. График ряда вероятных накоплений воды в озере (1), кривая их продолжителности (2) и гистограмма распределения (3).

Хл V/ млрд м3

Рис.4.2. Объемная характеристика оз.Севан на участке повышения его уровня без учета (1) и с учетом (2) потерь на водонасыщение прибрежных грунтов.

Потери на водонасьицение прибрежных грунтов при повышении уровня зависят от геологического строения прибрежных грунтов. Для озера Севан нет точного и общепринятого расчета этих потерь. По сравнению с имеющимися расчетами представляется объективным оценить эти потери исходя из концепции равенства объемов водонасыщения и водоотдачи прибрежных грунтов при сравнительно продолжительных повышении и понижении соответственно. Известно, что в период интенсивного понижения уровня озера (1951-1965 г.г.) в 0,82 м в год, приток подземных вод в озеро составлял 140 .млн.м3 в год (оценка ГГИ) против 70 млн.м3 при полной стабилизации уровня (оценка гидрогеологов). Отсюда можно подсчитать, что указанные потери могут составить 85 млн. м3 на каждый метр повышения. После внисинания этих потерь в морфометрию озера расчетная характеристика связи между накоплением и высотой повышения уровня изменится (рис.4.2.). Из рисунка усматривается прямолинейность связи (\\'ЛУ,,Н1 для Д11= 1м и близкая к прямолинейности для .Ь =бм:

Ь=кь(1ИМУ,) (4.5)

что можно использовать при схематизации расчетов. Зависимость среднемноголетнего естественного стока озера от высоты повышения уровня на прогнозируемом интервале (11 = 6м) можно принять прямолинейной. Согласно анализа характеристик Ус для разных уровней озера этот коэффициент известен А Ус (Ь)= аЬ; а = 0,0105 км3/м.

Расчет повышения уровня озера произведен по описанной методике послойным последовательным определением высоты повышения с учетом характеристик накоплениям ресурсов в озере.

С учетом близкой к прямолинейности связи и=к,1(\У|1-\\'0) для оз.Севан можно и сразу без итерации с приемлемой точностью подсчитать Ь, за заданный период 1 лет (при непрерывности повышения) имея в виду соотношения:

ЛУДЬ.) = { а 1/2)11, ; (\угллд= XV, - дУС(Ь,) 14.7)

Ь,=кь[ЕУ, - ду((Ь,)] = С, IV,

Рис.4.3. Расчетный график (прогноз) повышения уровня озера. 1-ожидаемое среднее повышение, 2, 2'-доверительные границы среднею повышения, 3, З'-наивероягные границы повышения уровня, 4, 4'-граии-цы экстремальных значений повышения уровня (5 и 95 %% обеспеченности).

Рис.4.4. Фактическое изменение уровня оз.Севан 1981-1996 г.г. (а) и прогноз повышения (б) с расчетного начала 2001 года (обозначения кривых по рнс.4.3.).

глс С' -аГ" •

1 + --к„ 2 "

Результаты расчетов приведены на рис. 4.3.

Расчет, кроме прогноза повышения, позволяет дать также условную оценку влияния отдельных элементов баланса на вероятную величину повышения и на пределы ее отклонения. Наибольшее "участие" в повышении и в "разбросе" его наиболее вероятных величии имеет активная отдача озера

(Ьс = 3.77м, Ьс+38см, 11с-18 см). Попуски также имеют большое, но

обратное "участие" (Ьп =-3,91м, Ьп +12см, 11п-31см).

Произведены расчеты повышения уровня по прогнозным и среднемноголетшш величинам элементов баланса. В обоих случаях получается однозначное повышение, соответственно, на 2см и 6см больше (за 21 лет), чем средняя вероятная величина. Это говорит о том, что оба расчета для оценки величины повышения применимы, но с соответствующей коррекцией средней величины и добавлении оценки разброса вероятной величины повышения на основе полученных результатов вероятностного прогноза. Именно так, с экспортной поправкой, получена характеристика прогноза повышения уровня озера с учетом новой водохозяйственной ситуации (рис.4.4), т.е. при расчетном начале повышения с 2001 года, после одновременного ввода Егвардского водохранилища, переброски стока р.Воротан, реконструкции туннеля Лрпа-Севан, при некоторой поправке величины недопотребления из водных ресурсов озера.

5. ЗАДАЧИ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОГО ОБОСНОВАНИЯ ЗАБОРА, РЕГУЛИРОВАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕСТНОГО СВОБОДНОГО СТОКА В СФЕРЕ ВЛИЯНИЯ ИРРИГАЦИОННЫХ ПОПУСКОВ ИЗ ВЕРХОВОГО ОЗЕРА-ВОДОХРАНИЛИЩА (на примере оз.Севан н С-Р ВХС)

5.1. Задачи определения

В Севан-Разданской водохозяйственной системе (С-Р ВХС), построенной в соответствии с первой схемой осуществления (первого этапа) Севанской проблемы, местный сток в ирритации используется не полностью. При пересмотре этой схемы одной из важных задач является полное и эффектное использование этого стока, что позволит компенсировать соответствующие сокращения попусков из озера. Основная масса используемого стока-это зимний сток и часть несенного. В ирригацию свободный зимне-весенний сток возможно использовать только при его ре1улировании в водохранилищах. При этом в случае наличия верхового крупного водохранилища-озера (оз.Севан) имеющего возможность вести 'практически неограниченное многолетнее регулирование, (как в плане регулирования стока, так и в плане покрытия сезонного и многолетнего дефицита воды в ирригации путем попусков по любому режиму и количеству), мя упомянутых водохранилищ безусловно целесообразно вести только сезонное регулирование. Но забор свободного от ирригации местного зимне-весеннего стока может нанести ущерб, что нужно охарактеризовать и учесть. Забор зимне-весеннего стока из основной артерии системы (р.Раздан в С-Р ВХС), где расположен каскад ГЭС, приводит к уменьшению выработки соответствующей зимне-весенней энергии на каскаде. При этом выработка может уменьшаться не только на ступенях расположенных ниже забора стока, но и верхних ступенях, причем летней энергии, если этот сток затем регулируется в ирригационном водохранилище. Это объясняется тем, что зарегулированный в водохранилище сток может подаваться летом на орошение нижерасположенных земель взамен попусков с верхового водохранилища (оз.Севан), которые проходили через верхние ступени. Но если забор и регулирование зимне-весеннего свогодного стока предусматривается не для сокращения соответствующих попусков из верхового водохранилища (оз.Севан),

а д\я полного использования местного стока, то сэекономленные летние попуски могут быть использованы для выработки регулирующей (зимней) энерги в разрезе многолетнего регулирования. Здесь можно говорить об изменении структуры качества энергии. К этой же категории относится и перевод летней энергии в зимнюю, если взамен летних ирригационных попусков произвести зимние попуски, идущие на наполнение сезоннорегулирующего ирригационного водохранилища. В этом случае водохранилище становится комплексным, фактически регулирует качество энергии. Но такое регулирование возможно и целесообразно выполнить в маловодные годы, как дополнительная мера использования свободного в такие годы объема водохранилища и регулирования качества энергии. Определение характеристик местного свободного стока на стадии составления схем, с целью выяснения водохозяйственной возможности более полного использования стока местных водотоков, можно выполнить известными методами инженерных расчетов. Так установлены возможности прямого, без регулирования, использования свободного стока рек Касах, Севджур, Азат.Веди, дренажных и подземных вод низинной части Араратской равнины. Но для определения характеристик свободного стока, требующего регулирование в водохранилищах, необходимо произвести сложные расчеты. Сложность заключается не только в необходимости проведения расчетов по покрытию потребности в воде в большой сложной ВХС, требующих применения моделирования и ЭВМ (см.п.п.9.7 и /1-3, 25, 33, 35/), но и в необходимости представления характеристик свободного стока в обобщенном виде, удобном для расчета питания и составления водохозяйственных характеристик водохранилищ. Последнее требует научно-технического подхода и метода, приведенных ниже.

В С-Р системе имеются не много удобных чаш для водохранилищ. Из них три использованы под наиболее эффективные Апаранское, Азатское, Ереванское водохранилища, Егвардское строится, проекты Бджшшского и "Октсмберяиского" водохранилищ считаются неэффективными, Вединское в проекте. По некоторым другим, сравнительно мелким,имеются схемы. Эффективность этих водохранилищ обусловлена не только удобностью их чаш (морфометрия, геология), но и их местоположением относительно источника питания и потребления отдачи, а также характеристикой свободного стока, предназначенного для их питания, характеристикой отношения к

энергетическому ущербу, комплексному энерго-ирригационному использованию и сисгеме. Комплексность самой С-Р ВХС позволяет повысить эффективность ирригационных водохранилищ частичным прямым или косвенным их использованием в энергетических целях (о чем сказано выше). Такую роль можно отвести, в частности, Егвардскому водохранилищу [1-3]. Именно поэтому методика построения упомянутой выше обобщенной гидролого-водохозяйственной характеристики I! методика энерго-экономической оценки эффективности водохранилищ ниже приведены на примере и прототипа этого водохранилища.

5.2. О методике установления водохозяйственных характеристик свободного стока и его регулирования

В рассматриваемой системе с точки зрения эффекта забора и регулирования нужно отличать два случая; забора стока из основной артерии (р.Раздан) или из местных водотоков. В первом случае забор воды приводит к энергетическому ущербу каскада, но водохранилище "не обязано" иметь жесткий график отдачи для орошения, во втором наоборот. Для определения водохозяйственных характеристик забора и регулирования, энергетического ущерба и отдачи водохранилища в зависимости от полезного объма с дифференциацией по сезонам (для оценки качества энергии) требуется выполнить сложные расчеты с рассмотрением работы системы в мнголетнем (но гидрологическим ретро рядам) разрезе. Во избежание этих сложностей и получения требуемых для составления схем обобщенных водохозяйственных характеристик предложен [1,2] следующий метод расчета. Основной принцип этого метода заключается в использовании "фиктивного" репрезентативного ряда (ФРР), показатели которого по годам, характеризуемые стока обеспеченностя.чи (например 5, 25, 50, 75, 95%%), выбираются из кривых обеспеченности стока по сезонам фактического ряда лет. При этом кривая обеспеченности суммсрного годового стока получается с четкой дифференциацией по сезонам. Однако, как известно, такое суммирование для точных расчетов не только упрощенно, но н дает явное превышение ординат при малых обеспеченностях и занижение при больших но сравнению с кривой обеспеченности годового стока. Но средний сток по дпум кривым одинаков. Отсюда вьмюд: фиктивную кривую можно

использовать только при установлении среднемиоголетных характеристик. При этом, полученную фиктивную кривую до ее использования для исправления отмеченных явных ошибок следует привести в соответствие с фактической (или теоретической) кривой годового стока с помощью покоординатных соотношений годовых величин (рис.5.1). В общем случае таким же способом можно построить обобщенную кривую для потребления и с помощью двух характеристик определить расчетную характеристику свободного стока, подлежащего регулированию. При этом, разумеется, следует учесть их обратную взаимосвязь, определяемую корреляцией, В случае конкретного примера питания Егвардского водохранилища из р,Раздан (пост Лрзни) и использования отдачи водохранилища для орошения земель под Арзни-Шамирамским каналом, коффициент корреляции получается довольно низкий, г = 0,32, с вероятностью ошибки 0,134, не выдерживающих допустимой предельной ошибки для построения прямой (обратной) регрессионной связи. Такую связь можно назвать тенденцией, использование которой в отдельные годы дает расхождение до +31, -37%%. Для меньшей ошибки прогнозных оценок предложен способ построения расчетной характеристики на основе кривых стока и потребления (последняя в обратном расположении), по каждой расчетной обеспеченности стока, принимая потребление в соответствии с "соседними" обеспеченностями. При отсутствии ряда потребления оперируется обеспеченностями факторов, определяющих поребность (дефицит влажности, естественная увлажненнось и т.п). После покрытия потребности на такой основе с использованием данных только расчетных лет (5, 25, 50, 75, 95 %% обеспеченности) можно получить оценочную картину обеспеченности свободного стока. Расхождение экстремальных величии этой характеристики от средней для обеспеченностей 25-75%% составляет ± 15%

Имея обобщенную характеристику свободного стока, идущего на регулирование (с учетом ограничении), легко получить характеристику наполнения водохранилища с дифференциацией по сезонному стоку, а также характеристики энергетического ущерба и соответствующей дифференциаций и характеристики возможного энергетического перерегулирования (рис.5.2), о чем сказано выше.

При определен«" характеристик накопления пример расчета (по Егпардскому водохранилищу) выполнен по логичной последовательности забора

Рис.5.1. Кривые обеспеченкостн сгока р.Раздая по фактическому и фиктивному рядам: а) по фактическому ряду; 1-годового стока, 2-зимнего, З-летие-осепаего и 4-весеннего периодов.б) по фиктивному ряду; I-кривые годового стока с выделением по периодам, 2-теоретическая кривая по фактическому ряду.

¿5 ¿0

'¿м 'г: яе

^ ^/фс/кп г Л ---------- х^—~>- ' \

1 1

/К 1 1

' / 1 / 1 1 1 1 1

/ ) / 1 Г 1 1 1 ! ! ■

Рис.5.2. Кривые изменения средне-многолетных энергетических показателей водохранилища в зависимости от его объема.

Рис.5.3. Кривые связи проектных (фактических) и предельных капиталовложений в водохранилище от его объема. (К выбору оптимального объема водохранилища).

стока "зима, весна" с предположением одногорбного цикла. Средпемноголетняя отдача водохранилища (основной водохозяйственный показатель экономии попусков из озера) определяется по ФРР как средневзвешенная ордината кривой обеспеченности свободного стока забираемого в соответствии с полезным объемом водохранилища, на основе чего определяется расчетная связь \У"А =Г(\УВ ) В случае рассмотрения водохранилищ, регулирующих сток местных водотоков (на которых нет каскада ГЭС), задача облегчается. Здесь не нужно проводить дифференциацию стока по сезонам.

Применяя вышеизложенную методику выявлены возможности более полного использования стока рек С-Р системы, получены обобщенные водохозяйственные характеристики соответствующих мероприятий для дальнейшего анализа по выбору их параметров [1].

5.3. К энарго-экономнческой оценке эффективности водохранилищ и других водохозяйственных мероприятий в ирригационно-энергетнческой ВХС

Вопрос определения эффективности водохранилищ при их работе в гидроэнергетической или энерго-ирригационной системе является сложным и многогранным. В данном случав применительно к проблеме оз.Севан и условиям Севан-Разданской системы, вопрос рассматривается с точки зрения определения одного из показателей, предельных экономически оправдываемых капиталовложений в водохранилище и выбору на этой основе его оптимального объема.

Основное назначение водохранилищ С-Р системы-способствовать использованию свободного от орошения местного стока регулированием, с целью сокращения ирригационных попусков из озера. Обосновать экономическую эффективность такого регулирования можно по разному, эперго-экономическая оценка может служить одним из путей. Для такой оценки можно исходить из того, что сэкономленные таким регулированием попуски можно использовать в целях многолетнего энергетического регулирования, выработкой регулирующей энергии Эр. Для этого по принципу энергетической сопоставимости в качестве альтернативного варианта можно рассмотреть соответствующую ТЭС.

Из условия равенства расчетных издержек (К+иТп) взаимозаменяющих вариантов, ТЭС и комплекса мероприятий по регулированию местного стока, можно определить предельные оправдываемые капиталовложения в водохранилище с попутными (в количестве п) сооружениями:

(1К,Г =-К^^ЛгзеЪ--(5.1)

^ТЛа. + Е^.-а.И-Н-

2 К,

здесь а,- коэффициент ежегодных эксплуатационных расходов от капиталовложений К| в Ьое сооружение (индекс "1 "-относится к водохранилищу), известные по нормативам.

Из формулы, по ее структере очевидно, что не требуется заранее точно знанть о капиталовложениях в понутные сооружения, что затруднило бы решение, а только долю основного сооружения, водохранилища, в комплесе.

Затраты на заменяющую ТЭС определяются по нормативам с учетом заменяемых функций каскада ГЭС при выработке регулирующей энергии на энергетических попусках, равных, по годовому объему, сэкономленным водохранилищем (комплексом сооружении) ирригационным попускам.

В случае отрицательного энергетического эффекта (ущерба) на каскаде от забора свободного стока основной артерии (р.Раздан) или положительного эффекта от зимных попусков вод для ирригации при их регулировании в водохранилище, предельные капиталовложения в это водохранилище (в комплексе) можно оценить формулой:

кп„_Э„Зр-Э, 3,-Эс3с+Э„ер(3,-Зс)

1 + аДн

Здесь Зр ,3, ,Зс-удельные расчетные издержки на выработку одного кВтч многолетнорегулирующей, зимней и сезонной (весенней) энергии на заменяющей ТЭС. Эта формула применима к Егвардскому водохранилищу.

Для водохранилищ нижней зоны системы, не вносящих изменение в структеру энерговыработки на каскаде, формулу можно представить в простом виде:

1 + а.Т„

где \У°*д-срелнемноголетняя отдача водохранилища, равная забору стока с учетом потерь, удельная выработка на всем каскаде и до той ступени,

откуда отводится речной весенний сток.

Выбор оптимального объема водохранилища (или оценку экономичности) можно выполнить наложением кривых связей фактических (проектных) и предельно оправдываемых капиталовложений от объема водохранилища (рис.5.3.). При этом вторую связь можно построить с учетом зависимости среднемноголетней отдачи водохранилища (объема сэкономленных попусков) от его объема, что приведено выше.

В результате наложения упомянутых кривых определяется искомый параметр или область экономичности из условия оптимальности К7 - КГ" —мах, что легко выполнить графически (рис. 5.3). В случае, если кривая К*акт(\¥в) проходит выше кривой К^1^,,), то водохранилище нужно считать неэкономичным либо для него можно определить близкий к оптимальному объем.

Приведенную методику в принципе можно применить не только к водохранилищам, но и да оценки экономичности любых водохохяйственных мероприятий, позволяющих экономить попуски или пополнять ресурсы озера.

6. ЗАДАЧИ ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ И ВАРИАНТОВ СХЕМ ПЕРЕБРОСКИ СТОКА ИЗ ОБЛАСТИ СОПРЕДЕЛЬНЫХ БАССЕЙНОВ В ОЗЕРО

В мировой практике имеется много примеров переброски стока из одного бассейна в другой. Все они, относясь к понятию управления водными ресурсами, имеют разные мотивы и цели. Одни связаны со оглаживанием напряженного водохозяйственного баланса и водообеспечением в маловодном регионе, другие с использованием стока и энергии воды высокорасположенных водоемов, третьи с сосредоточением склонного стока для рационального использования гидроэнергии высокогорных районов и т.д.

Переброски стока отличаются и по своим масштабам. В мировой практике имеются случаи не только межбассейновых перебросок, но и намечаются межзональные крупномасштабные по объему и дальности переброски. Здесь цели и задачи другие.

В рамках решения севанской проблемы переброска стока предназначена для искусственного увеличения водных ресурсов озера и создания резерва воды с описанной выше экологической целью (повышение озера на третьем этапе решения его проблемы) и с целью комплексного использования водных ресурсов региона для водоснабжения, ирригации, энергетики.

Исходя из специфики севанской региональной водной проблемы, схемы переброски имеют отличительные черты: с точки зрения сосредаточения и забора стока в сопредельных бассейнах за водоразделом и подачи воды через перевальный туннель на отметку, связанную с уровнем озера; возможного регулирования стока в водохранилищах с целью уменьшения пропускной способности тракта; относительно малых расходов переброски и другие черты характеризуемые для горных регионов.

Ниже излагаются некоторые методические положения по разработке схем и их расчетных характеристик по опыту их составления на втором этапе решения севанской проблемы, а также задачи выбора параметров и вариантов схем переброски [1, 4, 5, 6, 23].

6.1. Схемы переброски и их расчетные характеристики

При составлении схем переброски предопределяющим условием является выполнение вышеописанной цели. Различия между схемами исходят из физико-географических условий сопредельных речных бассейнов, их взанмо-

расположений, характеристики стока водотоков-доноров и из альтернанивности инженерных решений по составлению вариантов и их комбинаций.

Отличительные черты в схемах переброски выражаются скорее в их продольных профилях , в высотных соотношениях их элементов. Плановые черты выступают при комбинировании схем переброски стока двух и более водотоков в одну схему, с одним перевальным туннелем.

В зависимости от водности водотоков-доноров на высотных отметках, соответстяующих уровню озера, целевой отметки переброски, возможны случаи самотечнего варианта или с насосной подкачкой.

В порядке усложнения и комбинирования случаев забора, регулирования, подкачки и переброски стока через туннель можно составить множество типовых вариантов схем [1.4.]: забор и самотечная переброска с выходом туннеля к расчетному уровню озера, забор и насосная подкачка на расчетный уровень, то же с дополнительной подкачкой с целью укорочения туннеля, забор и регулирование стока перед подкачкой или подачей воды в туннель, забор и транзитный сбор стока из нескольких водотоков, те же случаи с двойной подкачкой стока, случаи с комбинированием описанных схем и т.д.

Элементы описанных схем содержатся в комплексных схемах переброски (рис. 6.1, 6.2, 6.3, 6.7) по которым можно представить их расчетные характеристики. Основные элементы схем переброски и их показатели это: ддя туннеля- расчетный расход, длина и уклон; для насосной станция- расход, высота нагнетания, для водохранилища- полезный объм регулирования и расчетный расход отдачи. Остальные показатели либо производные, либо легко определимые с учетом строительно-производственных, топо-геологических и других, местных условий, учитываемых в инженерных схемах, которые составлялись с изложенной целью и имели описанные особенности и отличительные черты. Такие схемы можно принимать в качестве основы, прототипа для модельных схем и задач по выбору их основных параметров.

Для выбора параметров и показателей, приведенных выше, необходимо построить соответствующие водохозяйственные и технико- экономические характеристики для всей схемы и ее отдельных элементов. При этом водохозяйственные характеристики должны быть общими, связующими для всех элементов и их показателей, а технико-экономические характеристики могут' быть составлены для отдельных элементов или сооружений сомостоятельно.

Рис.6.1. Карта-схема вариантов перебросок.

При составлении таких характеристик для схем переброски стока рек соседних бассейнов в оз.Севан придерживались к следующим подходам.

Определение водохозяйственных показателей и построение водохозяйственных характеристик схем переброски, конечно, в целом выполняется по известным методам водохозяйственных расчетов, но они имеют и отличительные черты. Графики переброски стока определяются на основе гидродрафов стока за вычетом местного потребления на различных уровнях перспективы. При этом сток летних месяцев (VII, VIII) полностью оставляется в бассейне. Из стремления к максимуму перебрасываемого стока на первом расчетном подходе выбирается расход двухмесячной обеспеченности среднего года. Если этот расход меньше минимальной пропускной способности туннеля, определяемой из строительно-производственных условий, то величина последней принимается за расчетный расход. Расчет регулирования перебрасываемого стока производится с целью не только увеличения объема переброски, но и уменьшения расхода туннеля. При наличии элемента подкачки стока в цели расчетов включаются и условия уменьшения расхода и высоты подкачки, мощности насосной установки. В случае, когда кроме самотечного забора стока, соответствующего отметке входа туннеля, в туннель подкачивается и нарастающий сток после его регулирования в водохранилище (рис. 6.2.), то расчет осложняется и для подготовки расчета выбора оптимального расхода туннеля От, регулирующего объема расхода и высоты нагнетания насосной (ону >нну), необходимо бывает построить семейство характеристик их взаимосвязей для различных величин перебрасываемого стока (рис. 6.4, 6.5, 6.6). При этом график подкачки нарастающего стока в интервале весеннего половодья принимает форму обратную гидрографу стока самотечного забора в туннель из расчета возможной минимизации расхода туннеля (рис. 6.4.).

Технико-экономические характеристики составлены с помощью аналогов и нормативов после анализа и обобщения их данных с учетом различии и возможных изменений технических показателей рассматриваемых схем.

Самый дорогой элемент в схемах переброски, это туннель. Для перевального туннеля технические и технико-экономические характеристики выражаются связями: длины туннеля от высоты входного портала над расчетным уровнем выхода у озера (при этом уклон туннеля является производным

Рис.6.2. Модельная схема переброски с регулированием и подкачкой стока.

Рис.6.4. Схема графиков подкачки воды насосной установкой и подачи через перевальный туннель при различных объемах полезной емкости и режимах отдачи водохранилища.

Рис.6.5. Кривые зависимости Оя = ( (Ш„ , Н); О, =Г(\У„ ,Н) при регулировании подкачиваемого стока с целью максимального сокращения расчетного расхода насосной установки.

Рис.6.6. Кривые зависимости 0„с= Г(НГ„, Н); ^УНС=Г(\УП ,Н) ,Н) при регулировании

подкачиваемого стока с целью максимального сокращения расчетного расхода туннеля.

показателем), длины туннеля от высоты выходного портала над расчетным уровнем озера при заданном (зафиксированном) уклоне, удельной (пог.км) стоимости туннеля К, от пропускной способности QT= Ори уклона iT.

Первые две зависимости устанавливаются по топоусловиям перевала, третью можно выразить уравнением, пригодным для определения капиталовложений в укрупненных измерителях:

К-,=СХ+ dx Qj =С[ + 5Т QT/ (6.1.)

Не зависящие от QT и iT константы определены обобщением связей KT{QT) аналогов.

Укрупненые технико-экономические характеристики водохранилищ установлены на основе данных аналогов и схематических расчетов с учетом выделения мертвого объема, соответствующего высоте отметки водозабора:

K=C+dB(WM+Wn) (6.2.)

Для определения капиталовложений в насосные установки в укрупненных расчетах получено аналогичное эмпирическое уравнение:

Кву=Сну+9.81 dHy Нну Q„y / л N (6.3.)

При этом в качестве аналогов кроме существующих и запроектированных насосных станции рассмотрены также станционные узлы ГЭС Севан-Разданского и Воротанского каскадов.

При определении экономичности схем переброски с включением элемента подкачки стока важную роль играет вопрос энергоснабжения насосных установок. Опыт подсчета соответствующих затрат таков: поскольку при отсутствии ркгуллрования перебрасываемого стока режим подкачки соответствует режиму водотоков, то он соответствует и режиму сезонных ГЭС. С учетом этого затраты энергоснабжения насосных установок в весенний период подсчитываются по затратам выработки избыточной сезонной энергии ГЭС, либо по затратам выработки энергии с использованием свободных мощностей ТЭС. В остальные сезоны д\я энергоснабжения потребуется создать дополнительные мощности ТЭС. Затраты по энергоснабжению от ТЭС и сезонной ГЭС определяются по нормативам, с учетом соотношений меженнего расхода реки- донора и расчетного расхода насосной установки

В затраты но переброске входит и стоимость возмещения ущерба, вызванного отъемом стока для переброски. Но поскольку на переброску забирается часть стока, свободная от местного водопотребления и охраны природы бассейна, то в этих затратах можно учитывать только ущерб на энергетику. При этом затраты на возмещение ущерба подсчитываются по-разному, в зависимости от того, приводит ли объем стока к уменьшению параметров ГЭС на реке- доноре или только к некоторому уменьшению выработки. В первом случае затраты подсчитаются по стоимости заменяющей ТЭС соответствующей мощности ГЭС. В случае чрезмерного уменьшения мощности ГЭС приводящего к ее неэффективности, ГЭС (или каскад) заменяется ТЭС.

Эти характеристики и принципы расчета учитывались в задачах выбора параметров схем переброски [1,4].

6.2. Задача выбора оптимального сочетания параметров схем переброски

Если необходимость переброски и объем перебрасываемого стока обосновывается но Принципам регионального управления водными ресурсами посредством водобалансовых анализов, а включение той или другой схемы комплекса переброски, на основе технико-экономического анализа в региональном (проблемном) плане, то параметры отдельных схем выбирается по принципу относительной экономичности по схеме.

По этому принципу сформулированы и решены несколько задач но рассматриваемым выше схемам переброски: определение онтымального сочетания длины перевального туннеля и высоты дополнительного нагнетания (рис.6.7.), определение оптимального сочетания элементов самотечной переброски с регулированием и подкачкой нарастающего стока (рис.6.2.) и комбинированной схемы (рис. 6.3.).

В первой задаче относительная экономичность капитальных вложении в туннель и насосную установку определяется критерием минимума суммы приведенных затрат по этим сооружениям и энергоснабжению насосной:

Ш = Ит+ИНу + Иэс = min (6.4.)

Рис.6.7. Схема взаимосвязи параметров насосной установки и перевального туннеля.

л? —I

¿■у.

за.

ДГ

Л7

//? /5 . г ?5 3 35 6

/3 ЭР 253035 с*,

Рис.6.8. Графики свзи !„„= Г(Ор). 1-при энергоснабжении насосной установки от КЭС, работающей на газе; 2-то же от сезонной ГЭС.

При заданном уколоне туннеля задача решается относительно высоты нагнетания 11 по методу поиска экстремума:

с1(Е И)

---=0 (6.5)

ан

Для решения задачи и установления связи между параметрами схемы, удовлетворяющей условию (6.5,} необходимо иметь аналитические выражения для составляющих суммы £И, что возможно на основании технико-экономических характеристик туннеля и насосной установки, а также условии энергоснабжения насосной от ТЭС или сезонной ГЭС, описанных выше.

Из модельной схемы следует, что при увеличении Н длина туннеля сокращается, мощность насосной установки увеличивается, соответственно меняются и затраты по комплексу переброски. Отсюда вытекает, что существует предельный уклон склона со стороны озера 1с, до достиженния которого выгодно увеличить высоту нагнетания, приводящей к укорочению . туннеля и дростижения условий (6. 4.), (6.5.).

*с„Р =рт (Ст+йт От )/ану <ЭНУ (6.6.)

где Рт- коэффициент расчетных затрат от капиталовложений в туннель;

а11У- коэффициент, зависящий от экономических параметров насосной установки, от энергетических и экономических показателей энергоснабжающих сезонной ГЭС и ТЭС.

Графики связи 1„р=Г(Ор), (где I,„=10001,, Ор=Ояу при Ону > 0Гм1,и -минимального расхода туннеля по условиям производства работ, Ор=Ог„,и , при О., <0Тп,,шЬ составленные по нормативам и ценам 1961 года, наглядно показывают искомую связь (рис.6.8). По этой связи и схематизированной (сглаженной) характеристике профиля склона, обращенного к озеру, была установлена выгодность подкачки на 70 м в схеме переброски стока р.Тертер, приводящей к сокращению длины туннеля на 19 км, в схеме переброски рек Герань-Шамхор, дополнительная подкачка на 12 метров укоротила бы длину перевального туннеля на 7 км и т.д.(В нынешних условиях относительной дороговизны энергии, коненчко 1„р=Г(<Эр) примет сравнительно пологий вид). Таким образом в схемах переброски с перевальным туннелем предлагаемый

метод дает возможность на предварительной стадии составления схем установить оптимальную высоту нагнетания.

Во второй задаче (рис.6.2) в сумме затрат по комплексу переброски добавляются затраты по водохранилищу И. , и условие минимума относительной экономичности принимает вид:

Z и = Ит+ Ив + Ину +Иэс = min (6.7.)

Но здесь аналитические выражения для технико-экономических характеристик элементов' комплекса составляются несколько по-другому по сравнению с предыдущей задачей, с учетом оптимизируемых параметров.

Задача решается относительно высоты Н самотечного забора над отметкой створа плотины, высоты Ьм уровня мертвого объема водохранилища (отметки водозабора на подкачку) над тем же створом плотины, полезного объема водохранилища Wn (объема регулирования). Остальные параметры HHy=H-hM, QHy, QT, iT и WM - производные. Определение искомых параметров такой схемы по классическому подходу сводится к решению системы уравнений:

а (2 и) б es и) ö es и)

-- =-=- = 0 (6.8.)

• d Н д Wn д hM

Аналитическое решение системы (6.8.) громоздко, оно выполняется численными методами на ЭВМ. Решение этой системы легче и нагляднее выполнить графически. Для этого следует построить семейства графиков частных дифференциалов затрат по отдельным параметрам (при постоянстве других) и определить соответствующие нулю их значения. Взаимным решением полученных графиков определяются оптимальные значения искомых основных параметров.

По полученным оптимальным значениям основных параметров определяются другие производные параметры по водохозяйственным, технико-экономическим характеристикам и составленным инженерным схемам.

По изложенному методу при дополнительной разработке, решается задача при комбинированной схеме переброски, последовательном соединении схем переброски стока двух рек. Такая задача решена для схемы переброски стока реки Арпа и ее притока Элегис.

6.3. Об экономико-математической модели выбора оптимального состава вариантов схем переброски стока

Задача технико-экономического обоснования схем переброски стока может быть смоделирована при известной схематизации и принятии исходных расчетных условий. Одной из постановок такой задачи является модель выбора оптимального состава вариантов схем переброски. При постановке этой задачи предполагается, что она является одной из последовательно решаемых водохозяйственных задач искусственного увеличения водных ресурсов озера Севан.

Основным исходным водохозяйственным условием задачи является условие пополнения водных ресурсов озера за счет переброски стока рек сопределенных бассейнов в необходимом количесмтве для удовлетворения нужд народного хозяйства и восстановления, экологического равновесия озера повышением его уровня. Схематически конкретно это условие сводится к обеспечению переброски в озеро воды определенного количества Уг; за расчетный период лет Т.

Для выбора и составления плана ввода упомянутых схем заранее должны быть известны все варианты схем переброски с определенными мощностями по количеству перебрасываемого стока за год Уц, с известными проектными стоимостями, расчетными затратами 3,,, подсчитанными на год начала расчетного периода Т. Принимается, при этом, что если по каждой реке-донору 1 имеются несколько самостоятельных или комбинированных вариантов схем переброски ] с различными технико-экономическими параметрами (Уч,3,)), в план, оптимальный состав вариантов, может быть включен только один из них.

Изложенная содержательная постановка задачи математически описывается в следующем виде: у у v i С > v

ПЗДС.,->гаю (6.9.)

Е - ц, = 0; ¿¡„=1 или 0; ^=1 или 0;

О < Ц < Т; 1=1,2,...,т; ]=1(2.....п;

Здесь 1,т - номер и количество рек-доноров; - номер и количество вариантов схем переброски по каждой реке; 1,, - время (количество лет) функционирования Ц-ого варианта схемы за период Т, после ее ввода; - неизвестные,

принимающие значения либо единицы, либо нуль, означавшие соответственно, что вариант схемы входит в оптимальный состав или не входит; В„ коэффициент приведения затрат Ц-ого варианта схемы переброски к началу расчетного периода с учетом года ее ввода:

ВЦ=(1+ЕНПГ1Т-,(Ч» (6.10.)

где Е,ш - нормативный коэффициент приведения.

Легко заметить, что п математическом описании (6.9.) поставленной задачи формализованы описанные выше: 1) расчетное водохозяйственное условие, 2) условие экономичности (оптимальности) выбора схем переброски, обеспечивающего расчетное водохозяйственное условие, 3) условия корректности постановки задачи по составлению оптимального выбора вариантов с определением их ввода.

О 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 (. годы

Рнс.6.9. К выводу коэффициента приведения.

Поставленная задача является задачей целочисленного нелинейного программирования, Ввиду того, что в целевой функции (6.9.) входят коэффициенты Вч определяемые показательной функцией, поставленную задачу очень сложно решить. Для перевода задачи в менее сложную, решаемую форму, показательная функция (6.10.) линеаризуется в виде В,,= а+ р|,,. Линейные коэффициенты а и [5 легко решить при известных (заданных) значениях Енп и Т. (При Е„п = 0.08; Т = 20; а= 0.18; (5=0.033, что соответствуют 16% ошибке на

границах кривой показательной функции, рис.6.9.). После линеаризации Вч целевая функция примет вид:

3,^+213,^ иш (б.п)

р 1 > 1 1

Даже при линеаризации целевой функции сложная структура задачи очевидна, в связи с чем возникает вопрос поиска сравнительно простого экономного пути ее решения.

Если предположить известными включаемые в оптимальный состав варианта = 1), то задачу можно свести к определению сроков их ввода,т.е. по задаче- Ц. Математически это означает сведение решения поставленной сложной задачи к решению серии простых, свободных от целочисленности задач. Число задач с единичными значениями определяется суммой N возможных сочетаний из числа рек-доноров т и вариантов схем и по каждой реке:

N = С> + С>2+...+С>т = I (6.12.)

1=1

(например, при т =6; п=5; N =46655).

Решение этих задач производится по известным методам программирования. '

Оптимальный состав вариантов при решении задачи в принципе может быть определен однозначно. Но для окончательного выбора, для косвенного учета ошибок схематизации, очевидно, требуется определить и другие составы вариантов, близкие к оптимальному.

Оптимальные составы вариантов со сроками их ввода определяются из числа оптимальных решений по вышеописанной серии подзадач. При этом как глобально- оптимальный состав, так и другие, близкие к глобальному оптимуму составы, определяются по признакам "чувствительности". Проверка производится по наперед заданным величинам с учетом желаемой точности как при решении подзадач, гак и при определении глобального оптимума.

Процедура решения задачи алгоритмизирована. Она решена на ЭВМ.

7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК И ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО ВОДНОЭНЕР-ГЕТИЧЕСКОГО РЕЖИМА РАБОТЫ КАСКАДА ДЕРИВАЦИОННЫХ ГЭС, ВХОДЯЩЕГО В КОМПЛЕКСНУЮ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННУЮ СИСТЕМУ (на примере С-Р каскада )

Работа каскада ГЭС, входящего в комплексную ирригационно-энергетическую систему отличается своей подчиненностью или приспособлением к водохозяйственному режиму ирригационного компонента, с другой стороны использованием возможностей, созданными благодаря этому компоненту.

Эти отличия вносят дополнительные черты в характеристиках водно-энергетического режима работы каскада, составление которых необходимо для планирования и управления режимом работы комплексной системы.

Взаимосвязь режимов ирригации и энергетики особенно тонко выражается при краткосрочном регулировании водохозяйственного режима системы. Противоречие возникает по причине отличия минимальных интервалов, для ирригации-это декады, для гидроэнергетики- часы суток. При суточном вордноэнергетическом регулировании возникает необходимость в контррегулировании и восстановлении равномерного режима для ирригации в декадном разрезе. При этом гидроэнергетика может воспользоваться регулирующими возможностями не только соответствующих бассейнов, но и динамических объемов регулирования магистральных водоводов служивших для ГЭС деривацией. В таких случаях задачу оптимизации ддя ГЭС можно сочетать с задачией эффективного использования воды в ирригации, ведением более интенсивного дневного полива.

Эти задачи входят в комплекс задач по эффективному использованию водных ресурсов региона.

7.1. Определение водохозяйственных-водноэнергетических характеристик деривационных ГЭС и их каскада

Для планирования и управления режимом работы каскада ГЭС, работающего в ирригационно-энергетическом комплексе, необходимо распологать его водохозяйственной-водноэепергетической характеристикой. Под

этим применительно к С-Р каскаду понимается: режим ирригационных попусков, расходный режим каскада, характеристика вынужденного режима мощностей, водно-энергетическая характеристика зимних регулирующих энергетических попусков, определение расходов ГЭС и деривации при регулирующих попусках, выявление показателей сравнительной оценки водноэнергетического эффекта использования стока реки Раздан и ирригационных попусков из оз.Севан. Методика определения этих взаимосвязанных характеристик включает методы практических примеров расчета и анализа для обобщения.

Режим ирригационных попусков по годам при известной характеристике потребности определяется гидрологическим режимом стока реки (Раздан), а в течение года, как режим орошения, так и внутригодовым распределением стока. Поскольку большая доля годовой потребности ирригации приходится на летне-осенний период межени речного стока, почти целиком используемого ирригацией, то между попусками по годам и стоком реки наблюдается почти прямая обратная свдзь, вследствие чего размах их изменений совпадает с размахом колебаний меженного стока реки (рис.7.1.), что для случая С-Р комплекса составляет около одной трети среднемноголетнего значения попусков.

Режим попусков в годовом разрезе также имеет большую изменчивость. На летние два месяца, июль-август, приходится около 70% годовых попусков, а на 4-е летне-осенних месяца июнь-сентябрь-95%. Сток реки Раздан используется на ирригацию в размере 225 млн.м3, что составляет всего лишь одну треть годовой потребности и 80% стока реки в период орошения.

Очевидно, что выработка энергии каскада ГЭС, работающего в иригационном режиме, по количеству и режиму зависит от соответствующих показателей стока реки, отборов воды на орошение и попусков из верхового водохранилища - озера Севан. Эта зависимость хорошо усматривается при сравнении энергетического эффекта в случаях работы каскада на речной воде, то же за вычетом ирригационных отборов и при реальном случае работы каскада с учетом ирригационных попусков из озера. Расчеты показывает, что при последовательном рассмотрении этих случаев выработка энергии каскада составляет (округленно) 470, 265 и 780 млн.квтч (см.рис.7.2.)

Рис.7.1. Сопоставление режимов ирригационных попусков.потребности и речного стока а)в многолетнем разрезе (1-годовые ирригационные попуски,2-речной сток в период орошения), б) в разрезе среднего за многолетие года (1-речной сток, 2-потребность ирригации, З-ирригациопные попуски).

а/

Рис.7.2. Сопоставление выработки и мощности С-Р каскада при трех расчетных случаях вынужденного режима: а)-в разрезе многолетия,б) в годовом разрезе, {1,1'-при работе на речной воде, без учета отборов на ирригацию, 2,2'-то же за вычетом ирригационных отборов, 3,3'-при реальном случае работы каскада с учетом ирригационных попусков из озера и отборов на ирригацию).

При рассмотрении многолетнего и годового распределения этой энергии выясняется качественное-режимное положительное влияние ирригации на энергетический эффект каскада.

Очевидно также влияние режимов стока реки, заборов воды на орошение и попусков, а также их распределения по ступениям каскада, на расходный режим каскада. Но такое влияние выражено при отдельном их рассмотрении. Расчеты показывают, что изменчивость расходов отдельно рассмотренных ГЭС по гидрологическим годам незначительна, мала и разность расходов между станциями. Это объясняется относительно большими ирригационными попусками и их сглаживающей ролью, приводящей к почти полной подчиненности расходного режима ГЭС каскада к режиму орошения.

Определение расходного режима каскада важно с точки зрения выяснения возможности использования свободных пропускных способностей деривации. Сезонные и помесячные занятые и свободные пропускные способности деривации отдельных ГЭС взаимно корректируются с учетом их пропускных способностей, режима речного стока ирригационных заборов в системе.

Максимальные расходы деривации обусловленные в период вегетации режимом орошения, определяют лимитирующие свободные пропускные способности, что в свою очередь определяют свободные гарантированные мощности ГЭС в период орошения. Интересно отметить,что зимние лимитирующие расходы (пропускные способности)определяются по расходам деривации самой нижней ГЭС, Ереванской, весной -Арзнинской ГЭС, а летом верхних ГЭС каскада, что логично, при учете количественных показателей режима орошения и речного стока, при заданных пропускных способностях дериваций.

На основе расходных характеристик (рис.?.3.Определяются характеристики вынужденного и свободного режимов мощностей ГЭС каскада (рис.7.4.), которые дополнительно корректируются из условиия недопущения сливов, Вследствие этого сумма занятых и свободных мощностей меньше мощности каскада по деривации (473 мвт) от 3% (в октябре) до 30% (в апреле-мае), в среднем составляя 19%. При этом занятые мощности достигают своего максимума в июле-августе, свободные мощности максимальны зимою(рис.7.4.).

По характеристикам зимных гарантированных мощностей определяются характеристики регулирующей энергии на энергетических попусках (возможных

Рис..7.3. График расходов Арзшшской ГЭС (1-максимальныо, 2-средние, 3-мншшальные, 4-расчегные максимумы по месяцам).

Рис.7.4. Режим занятых и свободных мощностей С-Р каскада (1-максимальные подекадные занятые мощности, 2-среднне значения, 3-мтшмальные значения, 4-расчетные помесячные максимумы занятых мощностей).

Рис.7.5. Водно-энергетические характеристики зимнего регулирующего режима работы С-Р каскада на энергетических попусках.

и будущем, после повышения уровня озера на оптимальную высоту). Эти характеристики включают связи количественных показателей регулирования (энергии Эр, энергетических попусков ЛУ™, зимных средних регулирующих мощностей Г^рср, средней продолжительности зимних попусков в декадах 1дех)от зимней гарантированной мощности !ЧГ, и зависимости между количеством попусков и максимальным регулирующим расходом Ор, между средними расходами попусков и мощностей (см. рис.7.5.).

Таким образом водно-энергетические характеристики дают основу для расчета и оценки энергетического эффекта использования стока р.Раздан и вод оз.Севан при комплексности их использования на ирригацию и энергетику.

7.2. Характеристики добегания попусковых расходов и задачи использования динамической емкости магистральных водоводов Севан-Разданскоп ВХС

В задачах повышения эффективности работы компонентов ВХС входит и учет динамической емкости магистральных водоводов (при наличии свободной пропускной способности) в вопросе суточного регулирования. Динамическая емкость безнапорных водоводов определяется характеристиками волны потока, добегания попусков. Вопрос установления таких характеристик затрагивает сложную область гидравлики нестационарного движения потока. Как известно существуют точные решения, которые, однако, очень сложны и недостаточно гибки в смысле составления и пересчета характеристик, а также использования полученных результатов в задаче, относящейся к суточному регулированию на каскаде деривационных ГЭС.

При простом подходе динамическую емкость деривации можно определить по осредненному времени Т добегания изменения расхода (попуска). В случае разового изменения, скажем при увеличении от начального малого расхода С)—О,, до конечного большого 02, или при уменьшении от начального большого расхода 0=02 до конечного малого О,, осредненное время добегания изменения расхода (Ог-О^ при упрощенном подходе можно определить используя зависимость времени добегания Т расхода О при установившемся равномерном

Рис.7.6. Характеристика осредненного времени до бегания попусковых расходов по деривации Гюмушской ГЭС.

движении. При этом осредненное время добегания I определяется отношением разности объемов наполнения деривации при расходах О, и О, к разности этих расходов. Динамическая емкость деривации, при этом, определяется соотношением О,).

По изложенному упрощенному подходу получены расчетные характеристики Т=Н02, О^ для деривации С-Р каскада и магистральных ирригационных каналов системы (см. рис.7.6).

Принятое упрощение при определении I облегчает учет наличия участков деривации с разными параметрами, изменения формы водовода, приточности и отборов из него по его длине. Полученные с такими допущениями характеристики расчитаны на использование в водохозяйственных расчетах суточного регулирования. При этом грубость такого осреднения, выраженная в объеме, относительно к динамическому объему длинной деривации ГЭС С-Р каскада или объему БСР ГЭС, незначительна.

Полученные (или аналогичные более точные, но достаточно простые для расчетов) характеристики можно использовать в расчетах суточного водно-энергетического режима работы деривационных ГЭС (такая задача рассмотрена ниже в н.7.3.). Характеристики добегания можно использовать также в простой задаче повышения энергетического эффекта от изменения режима в суточном разрезе. Суть такой задачи применительно к С-Р ВХС, следующий:

Если в постоянном ирригационном суточном ¡рафике ввести изменение, увеличить дневные расходы воды в магистральных водоводах взамен их сокращения ночью, то выработка энергии ГЭС, работающей в подчиненном ирригации режиме, соответственно изменится. При такой постановке вопроса интересы энергетики и ирригации совпадают, повышаются их эффективность, увеличиваются учасгие ГЭС в покрытии дневного пика электрической нагрузки и замсястся менее эффективной (с организационной точки зрения) ночной полив, эффективной-дневной. Но в значительных случаях возникают противоречия, связанные с ограниченностью пропускной способности водовода н добоганием измененных расходов по ним. Пропускная способность ирригационного водовода, расчитанная па летний пик графика орошения, ограничивает применение этой меры в период летнего пика. Добеганне расходов

вводит сдвиг можду графиками водозабора и водоподачи. При этом возникает необходимость отнести часгь объема БСР ГЭС на такое регулирование и устроить ирригационные БСР в пунктах водоподачи на орошение для корректирующего регулирования, что уменьшает эффект расчетной меры.

Такая практическая задача решена на примере ступеней С-Р ВХС для различных степеней изменения ирригационного графика.

7/3. Моделирование и оптимизация режима суточного водноэнерге-тнческого регулирования на каскаде деривационных ГЭС в условиях водохозяйственного комплекса

Задача оптимизации водноэнергетического режима суточного регулирования на каскаде деривационных ГЭС, входящего в ВХК, является одной из важных задач региональной проблемы эффективного использования водных ресурсов региона. Такая задача решена на примере Севан-Разданского каскада ГЭС с помощью методов математического моделирования и применения ЭВМ.

7.3.1. Условия задачи. Главное • условие в рассматриваемой задаче заключается в том, что ее решение должно подчиняться условиям решения региональной водной проблемы, в данном случае Севанской проблемы. Согласно этому условию с целью охраны озера играющего роль головного (верхового) водохранилища для каскада, попуски из него в основном лимитированы обеспечением орошения водой. Отсюда исходит подчинение водохозяйственного-водноэнергетического режима каскада ГЭС режиму орошения в вегетационный период. Зимний режим каскада так же ограничен лимитированными попусками.

Вследствие уменьшения ирригационных и энергетических попускоп гидростанций их сооружения имеют резервные возможности, что позволяет увеличить регулирующую роль каскада. Эта роль может проявляться п регулировании как в сезонном (зимнем) так и в суточном разрезах.

Суточное регулирование на каскаде дерипационных ГЭС, как известно, осуществляется н основном с помощью бассейнов суточного регулирования (БСР). а также бассейнов недельного регулирования, служивших как головные сугочпорегулирующне водохранилища (ГСРВ) и бассейнов перерегулирования. На всох ступенях С-Р каскада кроме 2-ой ступени, имеется хотя бы одни из

«з

перечисленных бассейнов. Для нерпой ступени (Севанской ГЭС) в качестве регулирующего бассейна служит само озеро с некоторым ограничением на подводящем канале.

Условия оптимального суточного регулирования относятся к водохозяйственному-водноэнергетическому режиму, к электроэнергетическому режиму и к. эффективной работе каскаде при суточном регулировании.

К учтенным в модели водохозяйственным-водноэнергетическим условиям, кроме обычных по функционированию ВХС водобалансовых условий, входят условия покрытия заданного графика электрической нагрузки .P(t) каскада и обеспечения суточного цикла в работе регулирующих бассейнов, учет времени добегания попусковых расходов в деривации, учет ограничений по расходам в деривациях и по объемам наполнения бассейнов регулирования.

Из условий эффективной работы сооружений каскада учитывается условие максимального использования регулирующих емкостей, бассейнов регулирования и динамических емкостей деривации. Эти условия входят в критерий оптимизаций. Этот критерий по сути изложенных условий может быть сформулирован как обеспечение максимума потенциальной энергии, аккумулированной в суточно-регулирующих бассейнах каскада, реализация которой должна быть приурочена к часу наиболее неблагоприятному с точки зрения развития аварии в энергосистеме.

Повышение степени участия динамической емкости деривации в регулировании приводит к повышению степени использования установленной мощности каскада, следовательно к повышению эффективности его работы в энергосистеме.

7.3.2. Математическая постановка задачи. Здесь учитываются и математически описываются расчетные условия задачи, приведенных выше. В основу моделирования принимается схема k-ой степени (рис.7.7) вобравшей в себя расчетные условия, характерные для деривационной ГЭС, работающей в комплексной ВХС.

Условие покрытия графика нагрузки Р(1) вырабатываемыми мощностями Nk ГЭС каскада в общем случае описывается в виде:

ZNk[Xk(t)] = Pit) (7.1.)

k = l

У|<и;— т

ГСРВ

ДУ

3(2)

\л/.

ктах

БСР Хк(Г)

хк(0

ГЭС

Рис.7.7. Модельная схема ступени каскада деривационных ГЭС.

При постоянном к.п.д. ГЭС это условие выражается системой уравнений

вида:

Еа".Х Ц ) = РПш);т = 1,2.....Б (7.2.)

к»1

где т и 5 номера и число шагов времени, на которые разбиты сутки, а"-коэффициеит мощности ГЭС.

Суточные балансы воды в ГСРВ и БСР, а также условие цикличности их работы могут быть записаны в виде:

¿Ми + х^и-тли-д^и! <7-з.)

т = 1

¿1^(О-Х„(и-д'ЛО] = 0 (7.4.)

та I

здесь г -приточности воды по реке, Ч1", ql21 -забор воды из деривации в начале и до БСР.

Для конкретного каскада, в данном случае С-Р, приведенные условия раскрываются в виде систем уравнений с коэффициентами, соответствующими параметрам сооружений каскада и расчетным условиям задачи (рис.7.8.). При этом учитывается отличие схем отдельных ступеней от общей, модельной. Для случая С-Р каскада это выражается в учете наличия ГСРВ и БСР на той или другой ступени, а также учете времени добегания попусковых расходов из ГСРВ в деривациях ГЭС. Последнее в данной постановке задачи учитывается округленно но размерам расчетных интервалов времени (1= Нас).

В известно» форме учитываются также двусторонние ограничения на расходы и деривациях и объемы накопления воды в бассейнах регулирования. Последние, балансовые ограничения, затем преобразуются, выражая их через расходный параметр, подлежащий оптимизации. Записанные для каждого временного шага (интервала), эти неравенства представляют собой промежуточные баланс;.! по режиму работы и регулирующих бассейнов [11,15,32,36].

Целевая функция, согласно принятому критиерию оптимизации выражается следующим образом:

F(t ) = ¿(V^cpU,). ¿а! = max (7.5.)

1 p-k

где a^ -коэффициенты удельной выработки ГЭС, t, - расчетный час аварии.

Целевая функция преобразуется приведением ее к удобной форме для программирования и решения задачи на ЭВМ.

7.3.3. О системе расчетных уравнений и методе решения задачи. Из вышеизложенного видно, что условия и целевая функция задачи выражаются линейными равенствами и неравенствами, линейными двусторонними ограничениями. Исходя из этого для программирования и решения задачи на ЭВМ выбран метод последовательного улучшения плана (симплекс метод) линейного программирования. Для использования этого метода условия задачи, выраженные в виде неравенств, преобразованы в равенства введением дополнительных переменных. В результате выявления закономерностей определения постоянных величин и коэффициентов переменных, а также их упорядочения, получена система линейных уравнений и соответствующая матрица условий задачи (рис.7.8). При этом учет времени добегания понусковых расходов, условия покрытия »рафика и промежуточные балансы регулирующих бассейнов определяются особыми матрицами, молящими в расчетную.

Целевая функция записывается в удобной для расчетной матрицы форме:

Ш,}= SCjX, = max (7.(5.)

но в функции f(t,) входят не псе X,, для остальных С^О.

В подготовленной д\н решения задачи системе линейных уравнений нее неизвестные, п том числе п дополнительные, имеют физический смысл и размерность расхода. Расчетная матрица условий, представляющая отличные от

Ч-.-.-1-,-,---,-,-1—«=1-1- т. час

О ь 8 12 К 20 &

Рис.7.9. Графики оптимального водохозяйственного режима работы суточнорегулирующих бассейнов Севан-Разданского каскада ГЭС (1-Гюмушской, 2-Арзнинской, З-Канакерской, 4-Ереванской). Результаты расчетов по матмодели (вариант).

нуля коэффициенты переменных, имеет определенную форму. Она составляется так, что по строкам представляются уравнения, по столблицам-переменные.

Составленная для С-Р каскада расчетная матрица (рис.7.8.) при разбивке суток на 12 интервалов времени, имеет 105 строк и 164 столбцов. Эта матрица увязывается с симплекс программой для решения задачи.

Произведена серия расчетов на конкретном примере С-Р каскада для различных вариантов сочетаний графика нагрузки, приточностей реки,расчетных часов аварий, к.п.д. ГЭС, расчетных полезных объемов регулирующих бассейнов, ограничении расходов на деривациях и т.д. В результате получены параметры режима работы ГЭС каскада, графика сработки и наполнения регулирующих бассейнов (рис.7.9.) соответствующих оптимальному участию каскада в покрытии графика нагрузки энергосистемы [36-1969 г., 15-1973 г.].

8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ШДРОАККУМУЛИРУЮЩИХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ В УВЯЗКЕ С РЕГИОНАЛЬНОЙ ВОДНОЙ ПРОБЛЕМОЙ ( фрагменты )

Проблема покрытия пика графика электрической нагрузки наряду с созданием новых ГЭС,ГАЭС и других маневренных электростанций, выдвигает задачу увеличения участия высоконапорных ГЭС в покрытии пика путем превращения их в ГЭС-ГАЭС. Эта задача созвучна с задачей повышения эффективности работы существующих установок. Она возникла именно в связи с появлением свободных мощностей на С-Р каскаде, возможностей использования и частичного восстановления их утраченной эффективности в связи с сокращением энергетических попусков.

Ниже приводятся результаты работы ¡27], где эффективность функционирования С-Р каскада предлагается повысить, превратив его в каскад ГЭС-ГАЭС, с выбором оптимальных параметров дополнительных звеньев: а также предложение об использовании ирригационных сооружений для создания на них ГАЭС.

8.1. Моделирование задачи определения параметров каскада ГЭС-ГАЭС,

создаваемого на базе существующего каскада деривационных ГЭС

(применительно к Севан-Разданскому каскаду ГЭС)

Прототипом для модельной схемы поставленной в заглавии задачи послужил С-Р каскад ГЭС, где имеются все объективные природно-технические условия для превращения его в каскад ГЭС-ГАЭС. Такое превращение возможно выполнить путем создания новых, либо расширением существующих бассейнов регулирования, построением насосных станций при ГЭС и водохозяйственно связанных с каскадом ГАЭС (рис. 8.1. по схеме выдвинутой Армгидропроектом).

Для составления рассматриваемой модели математически описываются водохозяйственные, энергетические и экономические условия задачи.

Водохозяйственные условия выражаются соответствующими балансами, составляемыми в суточном разрезе, по расчетным интервалам времени I (по часам расчетных суток).

Водохозяйственный баланс ¡-ого узла на русле реки в случае наличия в нем регулирующего бассейна выражается соотношением:

~sqit -ц -z,t ±дх, чit = 0:1=и.....т (в.«

j* i"

где SC^it - сумма зарегулированных попусков из рассматривемого узла (-) или j

в узел ( + ): ±AV -объем наполнения или сработки бассейна за интервал t; R,q -объемы приточности и сбрасываемого избытка воды: U.Z-ирригационные отборы и специальные санитарные попуски по руслу реки. Такое описание применимо и для балансовых соотношении в других-внерусловых узлах с учетом наличия или отсутствия соответствующих элементов.

Условие цикличности в работе рассматриваемого бассейна выражается соотношением:

Е AV = 0 (8.2.)

t^i

На промежуточных временных интервалах ограничения на наполнение выражается двусторонними неравенствами:

0 < Е VH < W, + AW(; t=l,2,...,24 (8.3.)

где W, AW - существующий и дополнительный (при расширении) объемы бассейнов.

Аналогично можно описать и режимные ограничения на водоводах.

Qmin Ь' Q, < Qmax (8-4.)

Описанные соотношения, записанные для всех узлов каскада с учетом времени запаздывания попусков в безнапорных водоводах, выражают водохозяйственные условия.

Описание энергетических условий задачи должно соответствовать принятой схематизации связей каскада с энергосистемой и его участия в покрытии пика графика электрической нагрузки. При заполнении провала и покрытии пика графика конкурирующей тепловой электростанцией и каскадом ГЭС-ГАЭС упомянутая связь может быть описана системой уравнений и неравенств:

Nt3c,. =Р. + 2 NJ ; 1=1,2.....t„., (8.5.)

Nt3c.i=P«- ZNJ; t=i„, t„n... ,24

IN;: + P.äN^s t=l, 2.....t„.,

N: < Nir3C; N; = NirA3C; где P, - потребиая мощность по выделенной части (в полупике и пике)графика нагрузки

N-гэо NrA3C - установленная и развиваемая мощности ТЭС по часам t;

N„,N"- развиваемые мощности ГЭС, ГЭС-ГАЭС и новой ГАЭС каскада в /

турбинном режиме, ГЭС-ГАЭС и ГАЭС в насосном режиме;

tn - расчетный час начала дневного пика.

Экономическим критерием для выбора оптимальных параметров принимается минимум суммарных расчетных затрат по каскаду и конкурирующей полупиковой тепловой электростанции. При этом затраты по новым сооружениям каскада и по реконструкции старых (создание ГАЭС, новых бассейнов, расширение старых, создание насосных установок при ГЭС, для превращения их в ГЭС-ГАЭС, соответствующие реконструкции) приводятся в зависимости от оптимизации параметров с учетом водохозяйственных связей и ограничений. Затраты по созданию и функционированию конкурирующей полупиковой ТЭС выражается в зависимости от ее мощности с учетом условий покрытия графика нагрузки. После линеаризации указанных зависимостей целевую функцию можно представить в виде:

F0I1T = 30 +з, П, min (8.6.)

где FonT 3„- затраты, независящие от величины расчетных параметров: 3j - коэффициенты затрат (удельные затраты) по расчетным оптимизируемым параметрам П|

Для приведения задачи к форме линейно-программной модели коэффициенты неизвестных в системе уравнений (в том числе уравнений, полученных из ограничений и неравенств), составленных на основе водохозяйственных и энергетических условий, представляются в форме симплекс-матрицы.

По описанной модели с помощью симплекс программы можно решить две оптимизационные задачи-проектную и эксплуатационную. В первой задаче определяются проектные параметры вновь создаваемых или расширяемых

элементов каскада и мощность конкурирующей 'ГЭС. Основными среди параметров каскада являются объемы регулирующих бассейнов при заданной схеме каскада ГЭС-ГАЭС. По второй задаче определяются режимые параметры каскада, наполнение и попуски из регулирующих бассейнов в насосном и турбинном режимах работы ГЭС.ГЭС-ГАЭС и ГАЭС, а также рабочие мощности ТЭС при заданных проектных параметрах.

Расчетная матрица, составленная по конкретным данным схемы прототипа в проектном варианте задачи (где определяются и режимные параметры), включает 704 уравнений с 676 действительными переменными. Решение такой задачи на современных ЭВМ не составляет сложности.

8.2. Гидроаккумулирующие станции, намеченные с использованием ирригационных сооружений ( в порядке предложения )

Идея использования ирригационных сооружений для создания сравнительно не больших и не дорогих ГАЭС известна давно. Известны схемы использования ирригационных насосных станций для создания комплексов ГАЭС, включающих существующие сооружения насосных станций и вновь создаваемых - ГЭС, аккумулирующих суточно-регулирующих бассейнов и других. Такие комплексы в режиме ГАЭС могут работать в невегетационный период, в зимнее время, в период повышенной дневной потребности в электрической энергии.

Возможности создания таких комплексов ГАЭС имеются и в Армении. Здесь из существующих ирригационных насосных станций из числа сравнительно мощных и высоконапорных, с приемлемым соотношением д\ины нагнетательного трубопровода Г к напору Н,возможностями создания дополнительных сооружений комплексов, можно выделить восемь станций. Ориентировочное определение их основных технических показателей позволяют оценить их достоинство (см.таблицу 8.1.). При подсчете этих показателей с учетом возможного участия ГАЭС в покрытии суточного графика принято, что средняя продолжительность зарядного режима в 1,5 раза больше разрядного. При этом скорость потока в трубопроводе увеличится примерно в 2,3 раза.

Для создания ГАЭС, работающей также в невегатационный период, предлагается использовать высоконапорные дюкеры на крупных ирригационных

Таблица 8.1. Намеченные комплексы ГАЭС на ирригационных НС

Г А Э С аа НС НС ГАЭС 1Н О ZN Ц ьн О IV м м3/с Мвт М МВТ м3/с тыс.м3

Ноемберяиские (иа каскаде 4-х НС) Гетап-Агавнадзорские (аа каскаде 2-х НС ) Зейтуи-Ахтанакская Айрум-Чочканская 388 2,4 12,1 3435 5,4+12.4 18,2 5,5 8х(60+ 80) 387 1,6 7,1 970 6,5+7.5 10,7 3,7 2х(40+ 53) 1,07 2,48 2х(27+ 30) 160 2,3 4,8 050 4,1 7,2 5,3 2х(57+76) 185 0,7 1,5 990 5,4 2,3 1,6 2х<17+ 23)

Таблица 8.2. Намеченные ГАЭС на дюкерах ирригационных каналов

ГАЭС па дюкере Н м О м3/с Дюкер м О м»/с ГАЭС N V МВТ тыс, м3

Ворстанехая I 340 4,0 1500 2,3 18,4 53 200+265 2х(100+130)

Воротанская И 250 3,0 1200 2,4 13,8 29 150+200 2х(75+100)

Воротансхая III 250 3,0 1200 2,4 13,8 29 150^-200

Касахская 105 14 300 1,4 05 58 2х(75+100) 700+840 2х(350+470)

каналах. Имеется ввиду создание ГАЭС в нижней части дюкера по чистой, в то же время оригинальной схеме, при этом нисходящий и восходящий ветви дюкера послужат двухсторонним трубопроводом. Потребуется соорудить еще три бассейна, один внизу и два наверху, у входа и выхода дюкера. Показатели таких ГАЭС в зависимости от параметров дюкера могут быть ориентировочно определены также, как в случае ГАЭС на насосных станциях.

В качестве указанных дюкеров могут служить три высоконапорных дюкера на Воротанском канале и Касахский дюкер на Арзни-Шамирамском (см.таблицу 8.2.).

Приведенные примеры [10] показывают, что идея комплексного использования ирригационных сооружений достойна внимания.

9. К МЕТОДИКЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ КОМПЛЕКСНЫХ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННЫХ СИСТЕМ

Как известно математические модели конкретных ВХС могут быть только индивидуальными, ввиду того, что ВХС, это природно-технические системы и их схемы привязаны к определенным природным условиям. Однако модели могут быть составлены по моделям типовых звеньев и их функции. При этом по одной и той же ВХС или ее звена могут быть составлены разные модели не только в зависимости от круга решаемых задач, но и в зависимости от масштабов дискретизации по времени описания процессов и других мер агрегирования. Модели получаются разными и в зависимости от того, где "кончается" система и ее функционирование, какие звенья считаются носителями внешних связей. Можно говорить о методике моделирования ВХС абстрактной схемой, включающей водозаборы на водотоках-источниках с известной характеристикой стока, водохранилищ годичного регулирования, водоводов транспортирующих заретулированный сток к водопогребителям с определенной обеспеченностью и режима потребления. При такой схеме можно моделировать водохозяйственную функцию^ системы и определить оптимальные общесхемные параметры [18, 19, 20, 24, 29, 36, 37].

9.1. О моделировании водохозяйственной функции ВХС

При моделировании ВХС с вышеописанной схемой водотоки и водоводы имитируются как направленные дуги сети, переводящие потоки между узлами. В общем случае в узлах могут быть водохранилища, выполняющие функции водозабора, регулирования стока рек и отдачи воды водопотребителям.

Математическое описание функционирования системы складывается из уравнений водохозяйственных балансов ее узлов.

Баланс воды в момент времени t в i -ом узле сети можно выразить уравнением:

dW itl

I q^t) ~ I qyit) + R^t)-Us(t) += 0 (9.1.)

i j dt

где Cf¡j -величины потоков входящих в узел из других j -ых узлов по дугам ji и

выходящих по дугам ij: Ri( Uj -соответственно величины естественной

риточности в узел и забора воды водопотребятелем, приуроченным к этому узлу:

-состояние (объем) наполнения водохранилища.

Заменив производную ее выражением в конечных разностях с шагом времени равным расчетным интервалам, из уравнения (9.1.) можно записать состояние накопления водохранилища в конце интервала I в дискретной форме: = ш,,, + Еч,, - + 1ги - ив (9.2.)

В последнем интервале 'Г рассматриваемого периода работы для осуществления условия цикличности наполнение водохранилища должно равняться исходному положению:

(9.3.)

В промежуточных (текущих) интервалах состояние наполнения водохранилища, величины водовыпуска и расходов в сетях проверяется в соответствии с известными ограничениями и позиционными состояниями.

В балансовых уравнениях можно учесть и потери воды из водохрангилища по известным характеристикам:

Е^ЕиПУ,,) (9.4.)

с их линеаризацией по времени и наполнения водохранилища.

Система уравнений и неравенств, записанных по описанной форме для всех узлов рассматриваемой системы и всех интервалов времени с подстановкой значений известных величин пределов ограничений, позиционных состояний, стока и водопотребления в расчетном году заданной обеспеченности по стоку и потреблению, составляет основу модели функционирования данной системы.

При рассмотрении величин Ч^Ш как управляющих функции, полученную систему уравнений можно использовать для решения задач по оптимизации суммы

1 = ЕЕчЦ1 или I = ЕЕяЧ1С81 О.5.),

где Сш - Стоимости (затраты) по Чщ.

Описанное моделирование с линейными балансовыми уравнениями и линейным критерием оптимальности можно применять к эксплуатационным задачом ВХС, что и сделано для Севан-Разданской системы.

При решении проектной задачи ограничивающие пределы являются неизвестными величинами и должны быть определены на основе какого-либо оптимизационного условия. Например, если затраты по сооружениям водохранилищ и водоводов представить в виде функции от соответствующих объемов и пропускных способностей с^ц, то можно ставить задачу

определения таких значений \У, ,С{ф которые при описанных ограничениях минимизировали бы функцию:

I =1 ^ { ш, ) + (Чу ) (9.6.)

Принятая дискретизация по времени приводит описанные задачи к задачам линейного программирования, решения которых на современных ЭВМ имеют известное программное обеспечение.

9.2. Моделирование водохозяйственного режима работы ВХС на примере Севан-Разданской системы

Водохозяйственный режим работы системы складывается из соответствующих режимов по узлам с учетом взаимосвязи между ними. Эта связь выражается потоками воды. В самотечной части системы потоки представляют собой попуски из верхнего узла в нижний.

Покрытие заданной потребности по рассматриваемым узлам производится за счет речной воды на данном створе и из излишков,поступающих из верхних узлов. Недостаток покрывается попусками из ближайших водохранилищ, дефицит, из верхового водохранилища с неограниченным многолетним регулированием, оз.Севан.

Этот расчетный процесс ддя 1-ого узла на основной речной артерии-р. Раздан можно описать балансовым уравнением условно-обшего вида:

км д

К, + + Ч,-ы + 2 % + Е = г, + и, + qUtl +

+ Е Як) + Е Ч1)

Здесь II,и,г -естественная пригочность в узел, величина забора, равная заданной

потребности и санитарные попуски по руслу.

Чьи -попуски излишков воды, поступающие из верхнего узла.

£ qk. • попуски из к -ого водохранилища д\я j -их узлов (](к)-номер узла

граничного д\я сферы действия к-ого водохранилища): J

£ 4ij" попуски из верхового водохранилища (озера Севан) для j - ых узлов (J-i

номер последнего узла, получающего воду из оз.Севан. Нумерация сверху вниз).

Баланс (9.7.) имеет приходную (левая) и расходную (правая) части. При его записи в удобной для составления модели форме, уравнение баланса примет вид: Чи.|+ Чы + Чн -4i,+, +Z„ - Z, + R, -UrO (9.8.)

Состояния наполнения k- ого водохранилища в конце t.-oro интервала через состояние в предыдущем интервале с учетом потерь воды выразится уравнением вида:

wt, = aklW f(R„ - Ukl - Е q - ) (9.9) 2 )

где Е|\(Х k - параметр и коэффициент потерь.

Записав уравнение (9.8.) для всех узлов и (9.9.) для водохранилища (вариаптно: Мармарикское, Апаранское, Азатское), а также ограничения на наполнение и сработку водохранилищ и попусков из водохранилищ, а также на расходы в каналах для месячных интервалов расчетного года, получена система уравнений, линейная модель водохозяйственного режима С-Р системы (рис.9.1.).

По этой модели можно произвести анализы искомых функциональных зависимостей или решить оптимизационные задачи.Решена задача минимизации попусков из оз.Севан за данный годовой период по критерию: J

IIqM,-»min (9.Ю.)

j j=2

Такой расчет позволяет определить эффективный водохозяйственный режим системы, при котором можно найти наилучшее сочетание возможно полного участия местного незарегулироиашюго стоки в покрытии потребности орошения в воде и режима работы местных водохранилищ с минимальными

Рнс.9.1. Модельная схема Сеадн-Разданской водохозяйственной системы.

1(11

(вернее оптимальными) потериями воды. Такое сочетание приводит к минимуму ирригационных попусков из озера.

Такая модель применима не только для анализа работы системы, но и для составления и уточнения годового плана водопользования, соответствующего к режиму, близкому к минимуму попусков из озера.

Описанная модель при некотором дополнении можно использовать и для анализа функции выработки энергии С-Р каскадом ГЭС.

Подсчет выработки каскада при его работе в ирригационном режиме за расчетный период произведен дополнительной производственной функцией:

Эи = £ £ a'Q« (s.u.)

где а'- удельная выработка ГЭС i-ой ступени; QJ, -расход, проходячщий через ГЭС.

Расходы ГЭС определялись (формализованы в модели) через величины потоков по дугам-каналам, соответствующим данной ступени, и ирригационным попускам из озера, проходящим через эти и нижележащие ступени:

Ol = i СЕ,; Q; = S q„ + q,3; ... г о; = I q„ + q6,! (9.12.)

j- 2 j>3 1-7

С таким добавлением модель пригодна и для оптимизации водно-энергетического эффекта системы при введении целевой функции минимума затрат по использованию вод оз.Севан на ирригацию и энергетику:

S"££ q„ + S'I q't - S'^O. - Э J -S3££ajq, -» min (9.13.)

ii i v i t

Здесь -удельные стоимости (цены) Севанской воды,

соответствующие долям ирригации и энергетики из общих затрат дополнительных мероприятий по увеличению водных ресурсов озера;

£ q° -специальные энергетические попуски из озера в регулирующем режиме. i

- удельные стоимости (цены) незарегулированной (попутной) энергии и энергии выработанной в регулирующем режиме.

Эвс - количество энергии потребляемые двумя ирригационными насосными станциями (Мхчянское, Аревшатское) подкачивающими низинные воды Араратской равнины компенсируя попуски из озера (Энс -легко определяется

модельной системой уравнений при добавлении соответствующей производственной функции, аналогичной (9.11.).

Описанная выше модель водохозяйственного режима при добавлении соответствующих производственных и целевых функции позволяет решить и некоторые другие водохозяйственные задачи.

9.3. Модель выбора оптимальных параметров водохозяйственной подспстемы.состоящей из 3-х водохранилищ

Рассматриваемая подсистема относится к развитию существующей ВХС, в данном случае Севан-Разданской. Она предназначена д\я выполнения комплексной комбинированной функции забора зимневесеннего свободного стока низинных речных водоисточников совместного комбинированного регулирования этого стока в трех внерусловых водохранилищах и подачи на орошение вышерасположенных предгорных земельных массивов. Прототипом модельной схемы служит инженерная схема с известными характеристиками сооружений и объемом V,) поливной воды массивов (рис.9.2.).

Целью экономико-математического моделирования рассматриваемой подсистемы является определение оптимальных соотношений между объемами забираемого стока V*! и "У2 из рек В и С, а также оптимальных объемов водохранилищ \У2, Wз), точнее, оптимальное перераспределение

регулирующей роли между ними при известной схеме их наполнения и использования воды на орошение.

Водохозяйственным условием моделируемой задачи, это балансовые соотношения между упомянутыми объектами:

V, +У2 =У0 < < "М^пцц

Ы^оУ^У^- У3., \УМп<\У1<Ш!т!п (9.14)

\У2 = а0У2 - У,.2 -У3_2 \У1т(п < < Wlm¡n Wз =У3., + У3.2

где ао - коэффициент аккумулирования стока (1-(Хо, эта часть стока, используемая транзитом).

Рис.9.2. Модельная схема ирригационной подсистемы с тремя водохранилищами.

Экономическое условие заключается в минимизации суммарных затрат (капиталовложений К, и ежегодных издержек С,) по всем п сооружениям за нормативный срок окупаемости Т:

(I к, + ТС,) = min (9.15.)

Для моделирования задачи водохозяйственные условия приводятся к системе линейных уравнений:

x,+x2-x3=v0

аоХ.+Хз-Х, -Х7 = Wlm(B а0Х1 + Х3-Х4+Хв= Wlraax

а0Х2-Х3-x5-x9= W2min (9.16)

а0 Х2 - Х3 -Х5 +Х10 = W2mM Х4 + Х5 -Хи = w3min Х4 + Х5 +х,2 = w3max где xj -основные переменные, соответствующие параметрам . vj, v2 ,v,.2 ,v3., , ^i-г Ü"^4"^) и дополнительные переменные (j=6 -¡-12), введенные для перевода неравенств (9.14.) в равенства.

Экономическое условие (9.15.) приводится к линейной форме оптимизации:

Fopt = F0 + fopt = Fo + | Wij = min

Поставленная экономико-математическая задача легко решается симплекс методом линейного программирования. Трудность заключается в составлении упорядоченных расчетных технических и водохозяйственных условий и соответствующих экономических характеристик, а также в учете нелинейности последних при решении задачи.

Из водохозяйственных условий но специфике поставленной задачи важным является определение коэффициента щ. Он определяется путем сопоставления гидрографов свободного стока рек В и С с графиком потребления воды в пределах рассматриваемой подсистемы в расчетном году и линеаризации интегральной кривой остаточного от прямого (транзитного)

использования стока. При составлении и упорядочении (схематизации, линеаризации) экономических характеристик учитываются затраты на создание водохранилищ и их противофильтрационных мероприятий в зависимости от объема их наполнения: по каналам в зависимости от расчетного расхода при известных их протяженностей; по насосным станциям в зависимости от их мощности и объема подкачиваемой воды. Все эти зависимости приводятся к искомым параметрам и линеаризуются.

Ввиду линеаризации исходных характеристик по кусочно-линейным аппроксимациям, решение задачи производится путем последовательного уточнения коэффициентов линеаризации в ходе итерации. В методике учитывается возможное зацикливание при итерации.

Задача решена [37J для подситемы, служившей прототипом модели (реки: В -Араке, С - Севджур-Мецамор, водохранилища I - Октемберянское, И -Аршалуйсское, III - Талишское).

Прототипная схема модели уникальна, как и все более или менее крупные водохозяйственные схемы. Но подход к решению и. подготовки исходных показателей для решения поставленной задачи могут служить аналогами для модельных схем.

9.4. Линейно-программная модель оптимизации сезонного регулирования стока в каскаде водохранилищ Расположенный на реке и ее притоках каскад сезоннорегулирующих водохранилищ, рассматриваемый в модели, является одной из типичных форм сложных ВХС. При моделировании такой системы ставится задача выбора полезных объемов водохранилищ при оптимальном их сочетании в каскаде с учетом водохозяйственных связей между ними через попуски или сбросы (рис.9.3.). При известных гидрологических характеристиках стока реки, характеристик потребности в воде тяготеющих к реке потребителей, проектных технико-экономических характеристик водохранилищ и системы 'заборов воды, задача оптимизации

Рис. 9.3 Модельная водохозяйственная схема каскада водохранилищ.

сводится к удовлетворению условий минимума расчетных затрат по каскаду при варьировании полезных объемов водохранилищ и их роли в регулировании стока для удовлетворения потребности в воде заданной проектной обеспеченности.

В математической модельной интерпретации задача сводится к составлению и совместному их решению линейных уравнений годовых балансов воды в водохранилищах с учетом цикличности их работы, уравнений (неравенств) промежуточных (для расчетных временных интервалов) балансовых ограничений и функции оптимизации затрат по каскаду водохранилищ.

I (Qu + q,_1(, - qit - Uit - En) = 0 ; i=l,2,...,n; t=l,2,...,T (9.18.)

WM1 < W„, + I (Q,t + q,„ - q„ - U„ - E„) <W,„ + Wn (9.19.)

1=1

j=l,2,...,n; t=l,2,...,(t-l)

3„n, = I 30l + E a,wn = min (9.20.)

Здесь i,n - номер и количество водохранилищ при счета сверху вниз; t,T - номер и количество расчетных временных интервалов;

Q, q , U, Е - приточность, попуски или сбросы, заборы воды и потери воды из водохранилищ;

WM ,Wn ,W0 - мертвый, полезный объем и начальное наполнение водохранилищ;

30, а - постоянная часть затрат и коэффициент пропорциональности в линейной зависимости затрат от полезного объема водохранилища.

Задача решается без учета и с учетом потерь воды из водохранилищ. В последнем случае во избежание осложнения потери линеаризуются. В обоих случаях для решения поставленной задачи состав,"шотся балансовые уравнения для всех временных интервалов и всего каскада водохранилищ на основе эписанного выше. При этом неравенства ограничений приводятся к равенствам введением дополнительных переменных. По всей системе уравнений юставляется матрица коэффициентов и констант, служащая основой для шнейно-программного решения задачи.

Решение на ЭВМ примера при четырехсезонных расчетных интервалах >ремени с исходными данными, соответствующими схеме двухводохрани-щщного каскада из водохозяйственных систем Армении дело целевые )езультаты(20].

10. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ ЗАТРАТ МЕЖДУ КОМПОНЕНТАМИ В ИРРИГАЦИОННО-ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ (на примере Севан-Разданской ВХС)

Распределение затрат по общим сооружениям между участниками водохозяйственного комплекса необходимо не только для четкости их хозрасчетных отношений, но и для правильной оценки сравнительной экономической эффективности функционирования отраслевых подсистем.

В случае Севан-Разданского водохозяйственного комплекса кроме общих сооружений по каскаду ГЭС и оросительных систем комплексными являются также водохозяйственные мероприятия по решению проблемы оз.Севан на втором и третьем этапах ее решения, поскольку они кроме природоохранного имеют и назначение обеспечения водными ресурсами отраслей народного хозяйства.

Для расчета распределения необходимо распологать технико-экономическими характеристиками как общих, комплексных, так и отраслевых сооружений ВХК. Ниже приводятся основные результаты соответствующей расчетно-методической работы [16,17] по определению характеристик и распределению комплексных затрат между ирригацией и гидроэнергетикой в Севан-Разданской системе.

ЮЛ.Технико-экономическая характеристика развития Севан-Разданской ВХС

Севан-Разданская система, по которой выше приведены водохозяйственные - водноэнергетические характеристики и решения отдельных задач в увязке с рассматриваемой проблемой, начата строительством в тридцатых годах в соответствии с решением первого этапа Севанской проблемы. Однако год завершения строительства каскада ГЭС (1962 г.), который условно можно считать годом завершения системы, стал концом первого этапа и началом второго, т.е. началом осуществления мероприятий по обеспечению остановки спуска уровня озера, началом других режимов и масштабов ирригационных и энергетических попусков.

Рис.10.1. Графики роста установленной мощности и выработки Севан-Разданского каскада ГЭС по годам.

В С-Р системе развитие ирригации и гидроэнергетики произошли паралельно и взаимоувязано, как это показывают и соответствующие графики (рнс.10.1-10.3). Из этих графиков усматривается также, что интенсивное развитие системы произошло в период ее становления, с середины 1940-х по начало 1960-х годов. Дальнейший рост С-Р системы и водного хозяйства по решению Севанской проблемы произошли за счет ввода мероприятий по компенсации сокращения ирригационных попусков (Мхчянская и Аревшатская насосные станции,Апаранское водохранилище и др.) и переброске стока р.Арпа (туннель и другие сопутствующие сооружения).

Экономические показатели сооружений каскада ГЭС, включающие общие для каскада и оросительных подсистем водозаборов и деривации, в структурном плане таковы (табл. 10.1.).

Из суммарной балансовой стоимости каскада при классификации по видам сооружений 83% приходится на гидротехнические сооружения, немногим более 10% на силовые машины и оборудования и менее 5% на здание ГЭС и производственные помещения. Эти соотношения имеют место и по отдельным ГЭС, с некоторым расхождением. Среди ГЭС наибольшую балансовую стоимость,как и следовало ожидать, имеет самая мощная ГЭС каскада, Гюмушская. Интересно отметить, что относительная ее стоимость (35% стоимости каскада) соответствует отношению напоров (285м: 834 м).

Рнс.10.2. Графики роста орошаемых площадей (со), основных средств (К) и ежегодных затрат (и) по орошаемому хозяйству Севан-Разданской системы.

Рис.10.3. Графики капиталовложений (годовых- К, интегральных- ЕК) и издержек (годовых- и, интегральных- £и) по Севан-Разданскому каскаду ГЭС.

Структура стоимости каскада но классификации но узлам сооружений, что важно для установления затрат по сооружениям комплексного назначения, показывает, что около двух третьей стоимости каскада (65%) составляют сооружения головных и деривационных узлов ГЭС. Из амортизационных отчислений около 60% падает на гидротехнические сооружения, около 40% на комплексные сооружения. Основную часть производственных эксплуатационных расходов (90%)- станционным узлам, остальная (10 %) делится между головными и деривационными сооружениями почти поровну и не зависит от величин сооружений или мощности ГЭС.

Экономика ирригационной части системы здесь характеризуется основными средствами и ежегодными эксплуатационными затратами (табл. .10.2). Основные средства представляют собой капиталовложения в строительство ир-

Таблица 10.1. Экономические показатели С-Р каскада ГЭС (в млн.руб., в ценах 1961 г.)

Наименование узлов сооружений Балансовые Амортизац. Годовые

стоимости отчисл. производ.

затраты

а) при классификации по видам сооружении

■V 1. Здание ГЭС и др. производ. помещ. 6,22 0,137

2. Гидротехнические сооружения 107,27 1,605

3. Силовые машины,оборудование 13,35 0,748

4. Транспортные сооружения и •

средства подсоб, хоз-ва 2,93 0,120

Итого 129,77 2,610 0,655

б) при классификации по узлам сооружений

1. Головные сооружения 7,85 0,100

2. Деривационные сооружения 75,59 0,926

3. Станционные узлы 46,33 1,584 0,583

Таблица 10.2. Экономические показатели ирригации в С-Р ВХС (млн.руб. в ценах 1961 г.)

Наименование показателя 1962г. 1975 г.

1. Основные средства 2. Ежегодные расходы в т.ч. а) операционные затраты б) Капремонт 20,50 29,75 0,65 0,94 0,52 0,79 0,13 0,15

Таблица 10.3. Экономические показатели по новым мероприятиям на 2-ом этапе проблемы озера (в млн.руб.в ценах 1961 г. -проектные данные)

Наименование мероприятия Капитале- Эксплуатац. вложения расходы

1. Комплекс сооружений по переброске стока р.Арпа (с попутными сооружениями) 2. Мхчянская и Аревшатская и/ст 3. Использование местных вод Араратской равнины 4. Апаранское водохранилище в т.ч. доля относящаяся к С-Р системе 59,9 0,65 17,8 1,16 0,2 0,02 7,1 0,07 2,1 0,02

Итого 85,0 1,9

ригационных каналов и сетей, а также стоимости оборудования и другого имущества, находящегося в ведении эксплуатационных организации. При сравнении роста орошаемых площадей с ростом основных средств обнаруживается их идентичность по сумме и по зонам, приуроченным к

?пениям каскада ГЭС. Однако удельные основные средства разные по зонам. В ю ступени Гюмушской ГЭС они выше среднего на 65% , в Арзнинской зоне 74% , в нижней зоне системы меньше среднего на 25%.

Затраты на капитальный ремонт основных средств составляют около 15% общих затрат. Это несколько меньше соответствующего процента по ГЭС :темы. Стоимость основных средств ирригации в сумме со средствами ГЭС :тавляют всего лишь около 19%, а стоимость комплексных сооружений -52%

4МЫ.

Таким образом стоимость основных средств ирригационной части С-Р :темы (20,5 млн.р.) составляет всего 14% от балансовых стоимостей всех эружений (150,3=129,8 + 20,5), а стоимость общих (комплексных) сооружений ,4 = 7,8 + 75,6)- 55%. Эти соотношения несколько меняются при вводе новых №ктов (табл. 10.3), которые имеют комплексное назначение.

2. Распределение комплексных затрат между ирригацией и энергетикой

Известно много методов распределения общих затрат между ■шонентами комплекса. Для разработки расчетной методики применительно к 5 ВХС использованы инструктивные методы, пригодные для получения оценок юнительной экономической эффективности функционирования компонентов одохозяйственном комплексе. Эти методы исходят из различных принципов :пределения. Но во всех случаях для расчета распределения требуется юделить технико-экономические показатели комплексных и отраслевых сужений, их альтернативных вариантов с учетом развития комплекса и хтора времени за предстоящей определенный период.

Для рассматриваемого второго этапа развития Севанской проблемы в естве упомянутого периода, как сказано выше, объективно рассмотреть ланированный период осуществления соответствующих мероприятий (по 5г.), начиная с года завершения строительством С-Р каскада (1962 г.).

Выше приведены технико-экономические показатели С-Р ВХС и юприятий по развитию комплекса. Распределению подлежат затраты по цим сооружениям системы и по новым комплексным мероприятиям с учетом стора времени, т.е. приведением к первому, базисному году (1962 г.) сматриваемого периода.

Учет оценки сравнительной эффективности использования водных ресурсов ирригацией и гидроэнергетикой в комплексе, как было сказано выше, возможно при помощи технико-экономических показателей альтернативных вариантов. Альтернативными вариантами в ирригационно-эиергетисческом комплексе принимаются отдельные самостоятельные решения в энергетической и ирригационной частях, при условии удовлетворения соответствующих функций комплекса.

В части энергетики в качестве заменяющего варианта для каскада ГЭС принимается тепловая электростанция, с энергетическими показателями, соответствующими (по нормативам) показателям каскада. При этом, поскольку С-Р каскад может работать не только в подчиненном, но и в регулирующем режиме, то и заменяющая ТЭС тоже предусматривается в двух вариантах.

В части ирригации в качестве заменяющего варианта принимается самостоятельное решение, при котором обеспечивается орошение той же площади, ввиду обязательности орошения данных площадей в условиях ограниченности земельных ресурсов. При этом водохозяйственная схема самостоятельного решения совпадает с реальной схемой. Отличие заключаются в пропускных способностях водоводов и водозаборов по которым определяются экономические показатели по специально разработанным способам, основанным на принципе аналогии /16/.

Полученные экономичесмкие показатели, капиталовложения (К) и ежегодные издержки (и), за рассматриваемый период до расчета распределения затрат между компонентами, приводятся к базисному году с учетом фактора времени по нормативам (Енп) для приведения разновременных затрат, по формулам:

К= р , К,; и= р , Хи,; р,=(1+Е„пР' (10.1.)

Расчет распределения произведен несколькими методами. На основе анализа результатов и принципов принятых в этих методах, выбраны два из них. Остальные дают неубедительные, даже абсурдные результаты, поскольку в них приняты необъективные принципы определения не долей от комплексных затрат, относимые к отдельным компонентам, а от всех затрат по ним.

Одним из пыбранных методов рекомендуется относимые к I -ому участнику комплекса капиталолвложения и годовые эксплуатационные расходы определить по формулам:

К*с = а1(К* + 1К4)-К1

^ =а,(икс + Еи1)-и1 (Ю.2)

- иГ и,А

а' ~ 2 и* ~ Е и*

где И - расчетные затраты (И=и+Е„ К). (Здесь индекс "А" означает "альтернатива").

Второй метод (ЭНИН-а) рекомендует распределение по другому:

К*с = а,Ккс; и,кс = иксК,кс, икс = ~

а, = —-—--1— = —!-10.3.)

' (ЕИ^-ЕИ.)

Хотя по обоим методам по С-Р ВХС получаются близкие результаты, но второй метод предпочтительней и рекомендуется для применения в аналогичных условиях. (Первый метод менее убедителен, поскольку в нем сопоставляются, возможно, несоизмеримые величины).

Распределение затрат произведено для двух уровней развития системы, для уровня базисного года и к концу расчетного периода. При этом на перспективном уровне рассматривается два режима работы каскада ГЭС, нерегулиругощий и регулирующий.

На основе расчетов распределения комплексных затрат между ирригацией и энергетикой по выбранному методу выяснилось, что на уровне базисного года на ирригацию следовало возложить 12% капиталовложений (балансовых стоимостей) и 12%-годовых расходов по комплексным сооружениям, а на уровне условно-полного развития системы (1975г.) соответственно 57% и 59%. При работе каскада в регулирующем режиме доли ирригации (по К и И) уменьшаются до 40% и 41%, соответственно увеличиваются доли энергетики до 60%. Но поскольку в С-Р системе общие сооружения находятся в балансе

энергетики и капиталовложения в них давно окупились, то имеет смысл 1 ирригацию возложить соответствующую часть эксплуатационных расходов. ? из затрат по номым водохозяйственным мероприятиям часть следует возложи на ирригацию.

Таким образом, расчеты по распределению комплексных затрат в С системе дают убедительную цифровую основу для суждения о необходимое! и размерах отнесения части капиталовложений и годовых расходов компонентам комплекса. Кроме того, ввиду осуществления водохозяйственнь мероприятий за длительный период, в течение которого возможны изменен* эффективности того или другого компонента и его значимости, необходиг* произвести расчеты по распределению затрат по разным соответствующи уровням развития системы. Такое распределение по существующи сооружениям будет означать перераспределение, что важно для определен* доли годовых эксплуатационных расходов и для уточнения эффективное! фуекционирования отраслевых компонентов, в данном случае-ирригации энергетики.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Региональная водная проблема возникает вследствие несовпадение пространственно-временного неравномерного распределения водных ресурсов и потребности в них в регионе, крупномасштабного использования водных ресурсов и нарушения естественных условий водных объектов. Такая проблема решается стратегическим планом комплексного рационального использования и охраны водных ресурсов. Ярким примером такой проблемы и ее решения является проблема оз.Севан. Суть этой проблемы в начальном этапе заключалась в использования вековых (статических) запасов вод озера для развития ирригации и гидроэнергетики. В процессе снижения уровня значительно ухудшились качество вод и экологическое состояние озера, проявилась недальновидность схемы полного спуска его уровня, приводящем к опасным; последствиям. Проблема озера перешла на второй и третий этапы развития: остановки спуска и некоторого повышения уровня озера. Повышение уровня на 6.0 м, с доводением его до отметки 1903,5 м над ур.м обусловлено необходимостью создания условий для улучшения качества воды и экологического состояния озера, а также создания стратегического резерва для водоснабжения и ирригации региона, регулирующей гидроэнергетической емкости. Для решения проблемы на втором и третьем этапах были разработаны и частично осуществлены мероприятия, позволяющие выравнивание приходно-расходных частей и затем превышение приходной части водного баланса озера над расходной.

Работа относится к научно-техническим разработкам водохозяйственных задач по решению проблемы озера Севан на втором и третьем этапах ее развития.

2. Остановка спуска и дальнейшее повышение уровня озера связаны с изменением стратегии управления водными ресурсами региона. Появляется задача обеспечения водными ресурсами решения проблемы озера и изменение в комплексном использовании и охраны водных ресурсов региона. В работе сформулированы и решены научно-технические водохозяйствыенные задачи относящиеся к региону в целом и к его областям по отношению к озеру: области

сопредельных бассейнов рек-доноров, области озера и его бассейна, к сфере влияния попусков из озера.

В основу решения водохозяйственных задач и разработки мероприятий по решению проблемы озера входят задачи определения гидрологических и водохозяйственных характеристик водных ресурсов региона и их использования, определения свободного стока, составления водохозяйственного баланса водообеспечения для решения проблемы, определения расчетных характеристик изменчивости элементов этого баланса.

В работе разработаны методы решения этих задач, применительно к проблеме, определены основные характеристики элементов баланса водообеспечения озера Севан.

3. Определение характерисики изменения уровня крупного озера-водохранилища (каковым фактически является оз.Севан), ожидаемые увеличение объема которого несравнимо (в десятки раз) больше годового поступления воды, точнее положительной разности водохозяйственного баланса (приточности и переброски за вычетом попусков и потерь), в условиях изменчивости такого поступления (элементов баланса) является прогнозной задачей.

В работе на примере оз.Севан разработана методика прогнозного расчета увеличения запасов воды и определения вероятностных характеристик повышения уровня озера, с учетом водохозяйственных мероприятий по управлению водными ресурсами региона.

4. Одним из путей управления водохозяйственным балансом озера, обеспечения нулевого баланса при остановке спуска или активного баланса для повышения его уровня, является сокращение попусков из него. Такое сокращение без уменьшения ирригационного эффекта, площадей орошения, в созданном и функционирующем водохозяйственном (Севан-Разданском) комплексе, возможно только при его компенсации за счет более полного использования местных водных ресурсов.

В работе дана методика определения характеристик свободного стока местных водотоков, оценки эффективности их забора и регулирования в

водохранилищах, водохозяйственного обоснования их использования вместо попусков из озера.

5. Переброски части стока рек соседних бассейнов в осеро является основным водохозяйственным мероприятием искусственного увеличения его водных ресурсов.

В работе даны методические положения по разработке схем переброски применительно к условиям решения проблемы озера. Дана методика составления расчетных водохозяйственных и технико-экономических характеристик элементов таких схем и решения задач выбора оптимальных сочетаний их параметров. Разработана экономико-математическая модель выбора оптимального состава вариантов схем переброски.

6. Гидроэнергетический компонент в Севан-Разданском ирригационно-энергетическом ВХК находится в подчиненной ролд. Но в силу связей с энергетической системой и большей заменяемости, чем ирригация, может играть большую роль в повышении эффективности работы ВХС и использования водных ресурсов региона. Повышение эффективности использования воды на С-Р каскаде деривационных ГЭС выражается в полноте попутной выработки энергии на используемой ирригацией речной воды и попусков из верхового водохранилища, оз.Севан, а так же использования энергетического потенциала свободного от ирригации зимне-весеннего стока реки Раздан. Для выявления такого эффекта и определения путей его повышения в работе дана методика и определен!,I водохозяйствепные-водноэнергетические характеристики работы каскада в бытавом и ирригационном режиме, характеристики режимов ирригационных попусков и потребности в воде в разрезе года и многолетия, характеристики расходного режима, режимов вынужденных и свободных мощностей, водноэнергетические характеристики зимних регулирующих энергетических попусков.

7. Повышению эффективности работы каскада может служить использование динамической емкости магистральных водоводов. в суточном регулировании. .

В работе разработана математическая модель оптимизации суточного водно-энергетического регулирования на С-Р каскаде ГЭС с учетом использования этой емкости. Определены соответствующие характеристики добегания попусковых расходов из недельнорегулирующих водохранилищ по деривациям ГЭС и на магистральных ирригационных каналах С-Р ВХС, как основа для расчетов по использованию их динамических емкостей.

8. Для повышения эффективности гидроэнергетического компонента может служить использование гибкости каскада ГЭС не только по режиму, но и по схеме. На базе Севан-Разданского каскада ГЭС можно создать каскад ГЭС-ГАЭС. Такое переустройство может быть обосновано как в соответствии с ожидаемой проблемой покрытия пика графика электрической нагрузки, так и появлением свободных мощностей на каскаде.

В работе разработана математическая модель оптимизации суточного режима и выбора основных параметров расширяемой части С-Р каскада, после создания на его базе каскада ГЭС-ГАЭС по одной из разумных инженерных схем. Предложено также создавать гидроаккумулирующие электростанции на базе конкретных высоконапорных ирригационных насосных станции и дюкеров для работы в невегетационный период.

9. Оптимальные параметы конкретных комплексных ВХС можно определить при помощи составления соответствующих адекватных математических моделей, используя при этом, модели абстрактных схем.

В работе разработана методика моделирования водохозяйственной функции абстрактной ВХС на линейнопрограммной основе. По этой методике смоделирован водохозяйственный режим Севан-Разданской системы с оптимизацией (минимизацией) попусков из озера Севан. По этой же модели после некоторых дополнении в производственной или целевой функции можно решить и другие оптимизационные или расчетные задачи по гидроэнергетическому эффекту каскада с учетом его работы в комплексной ВХС.

В работе по той же методике разработана матмодель выбора оптимальных параметров водохозяйственной подсистемы, состоящей из 3-х водохранилищ, прототипом которой послужили намеченные проектом конкретные

юдохранилища и источники их питания. Разработана также линейно-фограммная модель оптимизации сезонного регулирования стока в каскаде юдохранилищ.

10. В ВХК для оценки сравнительной экономической эффективности ювместного функционирования его компонентов важно определить доли комплексных (общих) затрат.

В работе дано распределение общих затрат Севан-Разданского юдохозяйственного комплекса между ирригацией и энергетикой. Для такого эаспределения составлена детальная технико-экономическая характеристика :истемы с выделением комплексных и отраслевых структур. Распределение штрат показало, что доля гидроэнергетики' из комплексных затрат может ^величиватся с увеличением регулирующей роли С-Р каскада ГЭС.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОПУБЛИКОВАННЫХ НАУЧНЫХ ТРУДОВ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДОКЛАДА

1. Результаты комплексных исследований по Севанской проблеме. Том I Водное хозяйство и энергетика. Издательство АН Арм ССР.Ереван, 1962 (Част первая. Пути рационального использования оз. Севан. (Главы 1 и II), с. 35-168).

2. К методике установления водохозяйственных характеристи водохранилищ. В кн.: "Результаты комплексных исследований по Севанско проблеме. Том III (Часть вторая "Методические проработки по вопросам водиог хозяйства и энергетики Севан-Разданской системы). Издательство АН Арм CCI Ереван, 1962, с.233-243.

3. К энерго-экономической оценке эффективности водохранилящ.Там ж< с. 244-258.

4. Методические положения разработки схем переброски в оз.Севан сток рек соседних бассейнов. Там же, с.259-270.

5. Оптимальное сочетание длины перевального туннеля и высот] нагнетвния в схеме гидроаккумулирования. Там же с. 271-273.

6. К методике" технико-экономических расчетов по выбору параметро заряда гидроаккумулирования длительного цикла. В кн.:"Методы покрытия пико электрической нагрузки. Издательство АН СССР, М.ДЭбЗг., с.303-312.

7. Водохозяйственная- водноэнергетическая характеристика работы Севан Разданского каскада ГЭС при бытовом и ирригационном режиме. Труд! АрмНИИВПиГ, том I(VI), издательство "Айастан", Ереван, 1967,с.143-159.

8. Математическая постановка задачи оптимизации водноэнергетическоп режима работы каскада деривационных ГЭС. В кн.: "Применени математических методов и вычислительных машин в энергетике". Выпуск 1 Издательство АН Молдавской ССР, Кишинев, 1968, с. 93-96.

9. Оценка влияния различных инструктивных методов в анализ! эффективности водохозяйственного комплекса при распределении затра-между компонентами в условиях Арм ССР (на примере Севан-Разданско! системы). Тезисы докладов к научно-техническому совещанию "Технико экономические вопросы проектирования комплексных водохозяйственньи объектов и водохозяйственных систем". Ленинград (С.-Петербург), 1969, с.77-79.

10. Гидроаккумулирующие электростанции намеченные с использованием фригационных сооружений. Тезисы докладов и сообщений республиканского ¡аучно-технического совещания на тему:"Вопросы экономической »ффективности строительства гидроаккумулирующих электростанций". Ереван, ,971г., с. 166-169.

11. О задаче оптимизации водноэнергетического режима суточного регулирования на каскаде деривационных ГЭС в условиях водохозяйственного комплекса.» Труды АрмНИИВПиГ, том ЩУП), издательство "Айастан", Ереван, 967,с.269-274.

12. Упрощенное определение параметров добегания иопусковых расходов 1 безнапорных водоводах балансовым методам. Там же, с.281-291.

13. Алгоритмизация и программирование попусков из оз.Севан и югулирующих бассейнов Севан-Разданской ирригационно-энергетической истемы. Минводхоз СССР, Минводхоз АрмССР, АрмНИИВПиГ.Совещание по [рименению математических методов и электронно-вычислительных машин в 1елиорации и водном хозяйстве. г.Ереван, 9-13 декабря 1969г., (Тезисы .окладов), М *1969.с. 33-34.

14. О математическом моделировании и решении на ЭВМ птимизационных задач по водохозяйственным системам Армянской ССР. 1роблемы использования водных ресурсов Закавказья (Тезисы докладов на аучной конференции), Баку, 1972г., с.173-180.

15. К методике решения оптимизации водохозяйственного режима уточного водно-энергетического регулирования на каскаде деривационных ГЭС. !б. трудов :"Проблемы гидроэнергетики и регулирования речного стока", ыпуск 17. "Оптимизация параметров и режимов компонентов водохозяйст-енного комплекса". М. 1973г., с.325-345.

16. Применение межотраслевой методики распределения затрат между эмпонентами водохозяйственного комплекса в условиях Арм ССР (на примере еван-Разданской системы). Труды АрмНИИВПиГ, том Ш(УШ), "Айастан", реван, 1975г., с.433-446.

17. К технико-экономической характеристике развития Севан-Разданской рригационно-энергетической системы. Там же, с.447-457.

18. Моделирование водохозяйственных систем с целью оптимизации их фаметров."Гидротехническое строительство", N 7, М., 1975г.,с.7-9.

19. Некоторые оптимизационные модели водохозяйственных ирригационных систем.Всесоюзное научно-техническое совещание "Комплексное использование водных ресурсов". Секция схем комплексной: использования водных ресурсов. (Тезисы докладов). Минск, 1975г., с.21-24.

20. О линейной модели оптимизации сезонного ре1улирования стока I каскаде водохранилищ. "Проблемы гидроэнергетики и водного хозяйства" Выпуск 13, Издательство "Наука", Каз.ССР, Алма-Ата, 197бг.,с.135-145.

21. О проблеме комплексного использования водных ресурсов оз.Севан Материалы совещания "Современные проблемы южных водоемов Советскогс Союза". Ростов на Дону, 1977г., с.94-98.

22. О проблеме оз.Севан. АН СССР "Водные ресурсы", N 1„ 1979г., с.74-80.

23. Об одной постановке задачи выборе оптимального состава вариантог схем переброски стока рек соседних бассейнов в оз.Севан. Труды АрмНИИВПиГ, Выпуск 10, "Вопросы водного хозяйства Армянской ССР", Издательство "Айастан", Ереван, 1982г., с.8-13.

24. Об укрупненной модели расчета режимов ирригационных попусков и;

♦

оз.Севан и работы Севан-Разданской системы. "Вопросы мелиорации и водногс хозяйства Армянской ССР", Труды АрмНИИВПиГ, выпуск XI, Издательстве "Айастан", Ереван, 1985г., с. 13-23.

25. Цикл докладов по вопросам методики, анализа, моделирования и расчетов по определению характеристик водных ресурсов и их использованик применительно к решению проблемы оз.Севан.(восемь докладов), "Результаты исследований по вопросам мелиорации и водного хозяйства Армянской ССР" Тезисы докладов научно-технической конференции. Ереван, 1988г., с. 10-11, 17-18 20-21, 21-22, 22-23, 44,45, 46-47.

26. Исследование характеристик водохозяйственного баланса повышения уровня оз.Севан. Вопросы водного хозяйства, мелиорации и гидротехника Армении. Труды АрмНИИВПиГ, Выпуск 12,Ереван, "Айастан", 1990г.,с.8-16. '

27. Моделирование задачи определения параметров каскада ГЭС-ГАЭС, создаваемого на базе существующего каскада деривационных ГЭС. Там же с.74-79.

28. Водохозяйственные аспекты проблемы Севана. Межпарламентская ассамблея СНГ, ВСРА, HAH РА, "Экологические проблемы оз.Севан",25-2/

августа 1993г. Тезисы докладов, (на армянском, русском и английском языках), с.6,50,93.

29. Решение многоцелевой задачи управления Севан-Разданским водохозяйственным комплексом. Там же, с.9,53,96.

30. Прогноз повышения уровня озера Севан. Там же, с.8,53,95.

31. Гидрологические характеристики рек бассейна озера Севан.Там же, с. 10,54,97.

32. Математическая постановка задачи оптимизации суточного режима совместной работы деривации и регулирующих бассейнов на каскаде ГЭС с учетом времени добегания попусков. Сборник международной конференции по гидравлическим исследованиям. (Резюме на чешском и английском языках). Брно.ЧССР, 1967г., с.31-35.

33. Водохозяйственные расчеты водохранилищ на ЭВМ. Материалы симпозиума специалистов стран-членов СЭВ и СФРЮ "Применение ЭВМ для решения задач, связанных с научными исследованиям, проектированием, строительством и эксплуатацией сооружений ГЭС (ЭВМ ГЭС-73)". Ленинград, 1973г., Отдельный прак, 10 стр.

34. Алгоритм и программа расчета на ЭВМ "Наири-2" режима работы энергетического водохранилища по заданному диспетчерскому графику. Там же, отдельный прак, 9 стр.

35. Об имитационной модели Севаи-Разданской водохозяйственной системы. Международный институт прикладного системного анализа:"Методы системного анализа в проблемах рационального использования водных ресурсов", Том II. Гл.VI, 1975г.,М., 1976г.,с.392-423.

36. Optimization of the water-energetic regime of the dayly regulation of the cascade of derivational hydroelectric Plants. XIII Congress of the International association for hydraulic research (LAHR), Kyoto, Japan, 1969, proceedings. Vol 1, pp. 25-34.

37. Application of mathematical modelling to a complex water economy systems. XV congress IAHR. Istambul, Turkiyo, 1973, Proceedings. Vol.4, p.p.1-8.

38. Прогноз повышения уровня и изменения элементов водохозяйственного баланса озера Севан. Ереван, Издательство "Айастан", 1992г., 134 стр.(на армянском языке).

39. Методологические предпосылки исследования водохозяйственных задач комплексного использования водных ресурсов Республики Армения. Часть 1. Особенности водного хозяйства Республики Армения, общие и сравнительные характеристики водных ресурсов и их использования. Агрогитутюн, Министерство сельского хозяйства и продовольствия (МСХиП) РА, 3-4, Ереван, 1969г., стр.117-126 (на армянском языке).

40.' То же. Часть И. Иерархия исследования водохозяйственных задач и методологические предпосылки их решения методом математического моделирования.Известия сельскохозяйственных наук МСХиП РА.4-6,Ереван, 1996г., стр.147-154 (на армянском языке).

41. О возникновении и развитии проблемы оз.Севан (в водохозяйственном аспекте).(препринт). МСХиП РА, Ереван, Редакция журнала "Агрогитутюн" (Редакционный центр "Агропресс"),1996г.,6 стр.(на армянском языке).

Абгарян К.А./35/, Агабабян К.А./25,29,39,40/, Агаханян Г.А./1/, Александрян В.В./28/, Багдасарян А.Б./21,22/, Баграмян Г.А./28/,Варданян

B,В./35/, Гайсарян С.С./35/, Джавадян Ю.А./41/, Калентев А.А./35/, Костандян Б .А./8,11,13,15,32,36/, Маргарян А.Л./25/, Минасян Е.А./17/, Мхитарян

C.А./7,8,11,13,15,18,19,24,25,32,34,36,37/, Овасапян Г.А. /25,26/, Оганесян Л.А/18,19/, Саркисян Н.Ш./34/, Тер-Минасян Д.Р./25/, Токмаджян О.В./41/, Торгомян М.С./1.4/, 'Гуниев А.Д./23/, Хачатурян Р.А./4/, Шахбазян Ш.А./1/.

Соавторами некоторых работ являются:

rgm^dmum i|3gminmn|Zm gq piupbmFi Qdqgpiuçnul fiuuihqhnnm gmf|mnquiginmdä ijdqgdijbgnj gmpdmjimumti i|dqgndnjnqu gijímdá Imfumdqg 'i|r]m3dZmçmdmui 4 ijßdmqmgpijii ijpi :ilgm3dZinçmdmm bu|i?r]um rnqij gmfiçiul i]6ümi|mgpijq ijpl gq piupbmt] Duidulu LjiJi|lmpmi| gmf]mnquiginmd3 дптйЬтй^-дтчп r)m'diu6q!ibm i]3liuddä 61I9I Jiufimuimfag gmídiudbmindm i(ími{bdqgi 4 gmpbuuu 'Ddqggmbmlim ijdqmqb muíp 4 gmmud(j 'тфйп ginqdmq mdg 1 ijpq

:Íiu¡iiunJi^mliqm ЦОЗ uirnbm 6i]pniçdubmmbo gmf]mbqin 6i]dqggmbmjim gi|fmuiqb rjmqdmq q nqfri?gij фидтртГтМп nulqgi|dmrL|i^ Jiudnuq gmfimliqin û[nu6qnmPimfn '|iu6u3ijp gmpuimpdti L)?Luddá gmpbuuu ßLjgmdg 3 dujimdmgi) Орш^титф ijilá йтртц gmpômdçdmd сЩтййт^тр mdg 4 ûçnu6mlq]im ijüqgmhunqu gi|fmd<5 i|çn

:fiugmpfmln gmçidm|imumh| ijm|i6mdbqmgi| q uiqfimgiutüdm 'gmçipdubmurbo lmgui)6mu iu dijlmpmq tjdqgndiunqtj gijfmd<î i|i]m3dZmçmdmin 4 i|pl 'drnpmq gm[i6mdçdmd |1ифт? Impijuifrio iJhmljdmlimp tjpl 'gmpgmhiqmtri mdg fiudqgndiunqa iji|ímd3 Dpijl lqJiuL|mtnm } g^minmhig iJüqgpiuiimBuäljp gm^rnnquiginrndä gmppiul i|Bümqmgpi|4 i|g1 тдтчп

ШиФиФЛП

osdnbnan^t anndnwunh vwqnnu-iunqu чмеп JÍS Mansjononjns ansdnbq^JiMc ^пмллп чиьчп

- SujpuJÔujzçujQti (UUiuGui |6fi) jpiujfiG hfii5Guihiupg|i intóúuiG . Gujiuinujtjnil qbinbpfi hnupfi шЬг\шфп[и|5шй u|ubúujübpfi йицшлшЦшЬшрйшр u)uipujúhinpbpti Qüuipnipjujü úbpnr}Gbp, uijr) pi|niú бшрЬйшифЦшЦшй únrtb|iui|npC¡ujü oqGrupjuiúp;

- ínuph ubqnGuij|iG l4iuGnûiui[npt5iuG jpiuúpuipGbpfi gpiumûtnbuujtjujû pûiupiuqpbpfi npn2ÚmQ, ujjq jpiuùpiupûbpli U йршйд шшррЬр huiúuiljgnLpjnLúGbp|i (bGpiuhujúujliujpq, ЦшиЦшг;) Gii|iuiniutjuihiupúujp hfiúüuJl|iuü u|iupuiúbmpbp[) pGmprupjujü úbpnqGbp, ujjrj pi|nn3 (ЗшрЬйшш^^ш^шй i5nqb[U^npJuiG oqûnLpjuuiîp;

- apmjhû nbunipuQbpfi hiuúuJLhp oqmuiqnpóúiuü hujùiuljuipqti (ULuuû-^pujqrçuiGfi op|iûiul|nil) рршшйтЬишЦшй ш2|г1ш1лшйр[1 йщшшшЦшЬшр^шр nbct^t1 прпгйшй übpnr). úujpbüuimtiíjuiljUjG йпгрЬ^ш^прйшО oqGntpjuitSp;

- ЧЬр(г1П2пр gpiuúpiup-i6fi ¿нифщф nL úiuljuiprnul^ piuqúiuimupiliu фпфп^гвдшй l)UjG|TJiuqni.2iul)ilujG pGntpuiqpbpíi l|iuqi5iîujG úbpnqfi^ UUuûiu 1.6(1 úuilfiupquiljji ptupôptugiJuiG opfiûuilintj;

uijrç p4niú úuipbúuiin|iljiuljujú únqb|^|npútuü oqGnipjujúp;

-RfiripnljuJjujGübpti ЦшиЦшфий h[nipnl)m.tnuiljti¿ ljiujtuüGbp|i ûiufuuiû24nri GbpumútuG (5[i2ngn4 ЦЬршфп^шд ljiuuíjuiq|i ор4ш ljuiGnGiu4npi5ujG Gujiuiniul)uihuipi3ujp nbdjiúli прпгйшй йЬргщ úiupbúujintiljujljiuG i5nrçb|Uj4npùu]G úfigngnil;

haiúui|jiph ор^йшЦпЦ);

- Suipui<ïuJ2P2UiQfi (ULuiGiu |6h) 2puJj[iC hfitfGiuhujpgfi [nLÓúujú ru Gpuj qшpqulgúшü, h|ii5GiuhujpgfiG шпй^пг^ nbunLpuübpji 1|цтш4шрйш0 hujpgbp[i q|itmuúbpnr\uiljutü pGrupuiqpruÚQ U 4bpiruónip)ni.GQ gpiuinGuibuiu^iuG шищЬЦтпф

U2fuiuinujGpfi uipr)jruGpGbp[i l)fipumrupjniG bG qinb[ ULujûuj |6fi htitfûaihiupgti LiuóúujG 1лЬ[иО[11)ш1)шО рищшршЦшОт^шй ú2uj1^iuG, h[iúúujhujpg|i 4bpuipbpju)[ Ишйифр qfiiniuliiuG hbimuqnmnLpjruGGbp|i рй^шйршдйшй L uiiupiuóuJ2P2iuG[i дрш]|10 nbunipuGbpfi 1)шг2шЦшр|5шй gpuiinûmbuujliiuû fuGrtfipGbpfi |nLÓi5uiG úbg:

Информация о работе

Чилингарян, Левон Андреасович
доктора технических наук
Ереван, 1997
ВАК 11.00.07

Автореферат

Похожие работы