Зависимость комплексной гарантированной водоотдачи от регулирующего объема водохранилища

Цель исследования – обобщение методики решения одной из распространенных инженерных задач, решаемых при разработке бассейновых схем и водохозяйственных проектов, оценке параметров водохранилищ комплексного назначения. Анализируется методика построения и практического использования зависимости комплексной гарантированной отдачи водохранилища от расчетных гидрологических характеристик, полезного объема водохранилища и обеспеченности покрытия требований к водным ресурсам. Показана роль водохранилищ в разработке схем комплексного использования и правил использования водных ресурсов водохранилищ для решения важнейших водохозяйственных проблем. Формулируется инженерная и математическая постановка задачи. Анализируется репрезентативность многолетних гидрологических рядов по их продолжительности, когда относительные ошибки параметров ставятся в соответствие длине рядов. Показано, что учет внутрирядной связи (коэффициент автокорреляции) и увеличение изменчивости на 30% приводят к увеличению минимальной требуемой продолжительности в несколько раз. На примере конкретных водных объектов, Цимлянского гидроузла и каскада водохранилищ верхнего Тобола рассматривается практическое применение обобщенного метода и имитационного моделирования многолетнего водохозяйственного баланса. Представлен вариант схемы водоподачи в дефицитные районы Донбасса с привлечением ресурсов Северского Донца для их многолетнего регулирования в Краснопавловском водохранилище (в настоящее время не используется в качестве регулирующей емкости). На основании анализирующей зависимости «Емкость-отдача» получена оценка дополнительных гарантированных водных ресурсов. Применительно к трансграничному створу на реке Тобол оценка реальной водоотдачи получена путем имитационного моделирования по методике авторов. Обсуждается целесообразность применения имитационного и оптимизационного моделирования. Отмечается актуальность тематики в связи с меняющейся на протяжении десятилетий топологией створов и регулирующей способности водохранилищ.

1. Водохранилища и их воздействие на окружающую среду / А.Б. Авакян, Ю.М. Матарзин, В.П. Салтанкин и др.; Отв. ред. Г.В. Воропаев, А.Б. Авакян / АН СССР, Секция хим. - технол. и биол. наук, Секция наук о Земле по программе ЮНЕСКО «Человек и биосфера». - М.: Наука, 1986. - 366 с.

2. Александровский А.Ю., Хасянов С.В. Управление режимами работы водохранилищ гидроэлектростанций в соответствии с требованиями по обеспечению безопасной эксплуатации гидротехнических сооружений // Труды Всероссийской научной конференции, посвященной памяти выдающегося ученого гидролога, профессора А.В. Рождественского. - М.: РАН, 2012. - С. 219-226.

3. Крицкий С.Н., Менкель М.Ф. Гидрологические основы управления водохозяйственными системами. - М.: Наука, 1982. - 271 с.

4. Водохозяйственные системы и водопользование: учебник / Под общ.ред. Л. Д. Ратковича, В.Н. Маркина. - М.: ИНФРА-М, 2019. - 452 с.

5. Картвелишвили Н.А. Теория вероятностных процессов в гидрологии и регулировании речного стока. - 2-е изд., доп. и пере-раб. - Л.: Гидрометеоиздат, 1985. - 192 с.

6. Сванидзе Г.Г. Математическое моделирование гидрологических рядов. - Л.: Гидрометеоиздат, 1977. - 296 с.

7. Методические указания по разработке правил использования водохранилищ: утв. приказом Минприроды России от 26 января 2011 г. № 17. - URL: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/2074575/.

8. Методические указания по разработке схем комплексного использования и охраны водных объектов: утв. приказом МПР РФ от 4 июля 2007 г. № 169. - URL: https://base.garant.ru/12155160/?

9. Раткович Л.Д. Развитие теории и методов гидролого-водохозяйственного анализа трансграничных рек с использованием имитационного и стохастического моделирования: Автореф. дис.. д-ра техн. наук. -М., 2020. - 44 с.

10. Асарин А.Е. Водохозяйственные расчеты: Учебное пособие / А.Е. Асарин, К.Н. Бестужева, А.В. Христофоров и др. - М.: Географический факультет МГУ 2012. - 144 с.

11. Раткович Л.Д. Развитие методологии трансграничного водопользования применительно к условиям ограниченного контроля внешнего притока / И.Ж. Атабиев, А. А. Иванов, Ю.А. Бовина // Природообустройство. - 2019. - № 5. - С. 98-106.