автореферат диссертации по строительству, 05.23.16, диссертация на тему:Развитие методологии управления сложными водно-ресурсными системами

48Э3555

На правах рукописи

Клёпов Владимир Ильич

Развитие методологии управления сложными водно-ресурсными системами

05.23.16 — Гидравлика и инженерная гидрология

2 2 СЕН 2011

1и

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва, 2011

4853555

РаЬота выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет природообустройства» (ФГОУ ВПО МГУП) на кафедре «Гидрологии, метеорологии и регулирования стока»

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Заслуженный деятель науки РФ Исмайылов Габил Худушевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Асарин Александр Евгеньевич

доктор технических наук, профессор Александровский Алексей Юрьевич

доктор географических наук, профессор Алексеевский Николай Иванович

Ведущая организация: ЗАО ПО «Совинтервод»

Защита состоится «/<5 » октября 2011 г. в «/Т">> часов на заседании диссертационного совета Д 220.045.02 в ФГОУ ВПО МГУП «Московский государственный университет природообустройства» по адресу: 127550, Москва, ул. Прянишникова, д. 19, ауд.201 /1.

Тел./факс: 8(495) 976-10-46. »

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО МГУП.

Автореферат разослан «8 » сентября 2011 г.

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенных печатью) просим направлять по адресу: 127550, Москва, ул. Прянишникова, д. 19, ученому секретарю диссертационного совета Д 220.045.02.

Ученый секретарь диссертационного совета, доцент, кандидат технических наук

лг^—

И!М. Евдокимова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Речной сток служит основным поставщиком пресной воды, он распределен крайне неравномерно как по территории суши, так и внутри годового цикла. Внутригодовая неравномерность стока устраняется, как известно, его регулированием с помощью водохранилищ, пространственная неравномерность может быть выровнена, в частности, объединением отдельных водохранилищ в водно-ресурсные системы (ВРС). Это позволяет увеличить отдачу естественных водотоков и, вместе с тем, повысить обеспеченность (надежность) гарантированной водоотдачи.

В России построены и функционируют такие ВРС, как каскад гидроузлов на p.p. Волга, Кама, Ангара, Енисей. Созданы и эксплуатируются ВРС для водообеспечения больших регионов, например, Уральского и Московского. Основная направленность исследований по обоснованию надежности гарантированной водоотдачи системы водохранилищ определилась в процессе создания и эксплуатации крупных ВРС многоцелевого назначения. Такие ВРС создаются для удовлетворения потребностей многих водопользователей различных отраслей народного хозяйства: питьевого водоснабжения, коммунального хозяйства и промышленности, сельского хозяйства, энергетики, речного транспорта, рыбного хозяйства и других. Они играют все большую роль в охране водных ресурсов от истощения и загрязнения, а также в решении задач отдыха населения - рекреации. Таким образом, ВРС представляют собой сложные природно-технические системы, важнейшей технологической характеристикой которых является гарантированная водоотдача и ее надежность - расчетная обеспеченность. На основании этих характеристик происходит построение правил управления водными ресурсами.

Установление наиболее целесообразного порядка управления водными ресурсами систем водохранилищ в условиях стохастического характера исходной гидрологической информации представляет одну из основных задач теории регулирования речного стока. Имеется несколько путей решения этой задачи: привлечение воды из-за пределов системы; увеличение коэффициента зарегулированное™ естественного стока путем создания новых регулирующих сток водохранилищ или увеличения объема старых; рациональное использование полученной из источников воды; повышение эффективности управления водными ресурсами, которые имеются в данный момент времени в системе водохранилищ.

При разработке правил управления режимом работы водохранилищ критерии качества управления должны учитывать стохастический характер будущего притока воды. В качестве такого критерия широко применяется показатель надежности (расчетной обеспеченности) удовлетворения заявленных требований к водоотдаче. Этим показателем определяются как параметры ВРС, так и правила наполнения и сработай водохранилищ.

Принцип экономического обоснования расчетной обеспеченности основан на сопоставлении ущербов, возникающих у водопользователя

вследствие ограничения водоотдачи, и затрат, необходимых для сокращения этих ограничений. Общепризнанной методики оценки ущербов от недодачи воды компонентам ВРС в настоящее время нет. Используемый на практике показатель расчетной обеспеченности по числу бесперебойных лет не в полной мере отражает особенности регулирования стока системой водохранилищ и не дает исчерпывающей характеристики надежности водоснабжения. Поэтому всесторонний анализ гарантированной водоотдачи системы водохранилищ с привлечением различных критериев надежности имеет значение для оценки обеспеченности водоснабжения и, в конечном счете, для определения практических рекомендаций по функционированию и развитию ВРС. Этим определяется актуальность работы.

Цель работы. Развитие методологии построения правил управления и исследования функционирования водно-ресурсных систем для обоснования обеспеченности ее гарантированной водоотдачи.

В соответствии с целью были сформулированы следующие задачи:

1. Дать анализ современных методов управления режимом работы водно-ресурсных систем и выявить наиболее эффективные из них применительно к обоснованию соотношения величины и обеспеченности гарантированной водоотдачи.

2. Разработать расчетную схему управления водными ресурсами, основанную на имитационной математической модели функционирования сложной водно-ресурсной системы. Обобщить и систематизировать существующие исходные материалы по действующей водно-ресурсной системе для проведения имитационных экспериментов и построения на этой основе правил управления режимом ее работы.

3. Проанализировать различные варианты функционирования водно-ресурсной системы и исследовать водохозяйственную обстановку за пределами расчетной обеспеченности в условиях недостатка водных ресурсов для различного сочетания водохранилищ в системе. Разработать принципы ранжирования водопользователей по степени урезки им водоподачи за пределами расчетной обеспеченности.

4. Разработать приемы гидролого-водохозяйственного обоснования величины и обеспеченности гарантированной водоотдачи.

5. Дать анализ различных характеристик расчетной обеспеченности гарантированной водоотдачи водно-ресурсной системы.

6. Изучить степень надежности (расчетной обеспеченности) удовлетворения потребностей в воде различных водопользователей водохозяйственного комплекса в рамках единого критерия расчетной обеспеченности в условиях недостатка водных ресурсов.

7. Разработать гидролого-водохозяйственный подход к совместному управлению ресурсами поверхностных и подземных вод в условиях маловодного периода.

Методы исследования. Работа выполнена на основе законов гидрологии суши, теории регулирования речного стока, системного анализа и

математической статистики. Аппарат исследования - метод имитационного моделирования.

Объектом исследования являются речные водохранилища, функционирующие в составе сложной водно-ресурсной системы. В качестве примера рассматривается одна из крупнейщих в России систем водохранилищ, предназначенная для водообеспечения Московского региона.

Предмет исследования. Режимы функционирования водно-ресурсной системы в изменяющихся гидрологических условиях, переменного числа водохранилищ в системе, заявок на воду на основе критерия расчетной обеспеченности гарантированной водоотдачи с целью достижения наиболее полного использования возможностей регулирования речного стока.

На защиту выносятся:

-Результаты анализа современных методов управления режимом работы водно-ресурсных систем на примере водообеспечения крупного региона.

-Результаты систематизации исходных данных по действующей системе водохранилищ на примере водообеспечения Московского региона для совершенствования правил управления режимом ее функционирования.

-Результаты исследования водохозяйственной обстановки за пределами расчетной обеспеченности в условиях недостатка водных ресурсов для различных вариантов сочетания водохранилищ в системе и сочетаний значений: гарантированная водоотдача, ее обеспеченность и степень сокращения.

-Приемы гидролого-водохозяйственного обоснования величины и обеспеченности гарантированной водоотдачи.

-Закономерности соотношения различных характеристик расчетной обеспеченности и значений гарантированной водоотдачи водно-ресурсных систем.

-Методические подходы к обоснованию расчетной обеспеченности природоохранного попуска в рамках единого критерия расчетной обеспеченности отрасли водоснабжения.

-Гидролого-водохозяйственный подход к разработке методов совместного управления ресурсами поверхностных и подземных вод в условиях маловодного периода.

Научная новизна. В работе впервые выполнено гидролого-водохозяйственное обоснование различных характеристик критерия расчетной обеспеченности гарантированной водоотдачи водно-ресурсной системы. Получены новые научные результаты:

-Установлена ведущая роль метода диспетчерского управления режимом работы водно-ресурсной системы по сравнению с другими методами.

-Выполнены обобщение и систематизация исходных данных для проведения имитационного эксперимента на модели действующее водно-ресурсной системы на примере системы водообеспечения Московского региона.

-Показаны методические приемы учета асинхронности стока рек в исследуемом регионе для совершенствования правил управления в условиях маловодного периода.

-Выявлены основные закономерности функционирования водно-ресурсной системы за пределами расчетной обеспеченности в условиях недостатка водных ресурсов.

-Установлена зависимость критерия расчетной обеспеченности гарантированной водоотдачи водно-ресурсной системы и глубины ее сокращения в условиях маловодного периода.

-Предложены методические приемы дифференциации расчетной обеспеченности и иерархии сокращения гарантированной водоотдачи компонентам водохозяйственного комплекса в системе водообеспечения крупного региона.

-Предложен и реализован новый метод замещения дефицитов гарантированной водоотдачи в маловодных условиях посредством совместного использования ресурсов поверхностных и подземных вод.

Практическая значимость. Результаты исследований направлены на решение важной народнохозяйственной проблемы - повышение качества управления водными ресурсами сложных систем водохранилищ в условиях неопределенности исходной гидрологической информации. Полученные в работе оценки гидролого-водохозяйственного обоснования соотношения величины и обеспеченности гарантированной водоотдачи предназначены для совершенствования правил управления режимом работы сложных ВРС. Результаты работы могут быть использованы в проектных разработках и лицами, ответственными за принятие решения (ЛПР).

Личный вклад автора состоит в формулировании цели, задач и научных положений, проведении имитационных экспериментальных исследований, теоретической обработке результатов.

Реализация результатов диссертационной работы. Основные положения диссертационной работы вошли в заключительные научно-технические отчеты по различным тематикам государственных планов НИР, выполняемые Институтом водных проблем РАН, по ФЦП «Возрождение Волги», Программе Отделения наук о земле РАН другие работы.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены и обсуждались на следующих научных конференциях:

Всероссийской научной конференции «Устойчивость водных объектов, водосборных и прибрежных территорий; риски их использования», Калининград, 2011; Международной научной конференции «Ресурсы подземных вод. Современные проблемы изучения и использования», Москва, Геологический факультет МГУ, 2010; 8-ой международной научной конференции «Государственное управление в XXI веке: традиции и инновации», Москва, Факультет Государственного управления МГУ, 2010; II научно-практической конференции «Современные проблемы водохранилищ и их водосборов», Пермь, 2009; Международной научно-практической конференции «Роль мелиорации в обеспечении продовольственной и

экологической безопасности России», Москва, 2009; Международной научно-практической конференции «Проблемы природопользования, устойчивого развития и техногенной безопасности регионов», Украина, Днепропетровск, 2009; Школах-семинар «Математическое моделирование в проблемах рационального природопользования», Ростов-на-Дону, 1986, 1988, 1989, 2001, 2003, 2005, 2007, 2008, 2009; Международной конференции «Управление водно-ресурсными системами в экстремальных условиях», Москва, 2008; VII научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций», Россия, Красная Поляна, 2007; Международной научной конференции «Экстремальные гидрологические события», Москва, 2003; 1 Всероссийском Конгрессе работников водного хозяйства, Россия, Москва, 2003; Международной конференции Акватек-2002, Россия, Москва, 2002; Научной конференции «Современные проблемы стохастической гидрологии», Россия, Москва, 2001; Международном симпозиуме по водным ресурсам и оценки экологических последствий, Стамбул, Турция, 2001; Международной конференции FREAND-97, Словения, Постойна, 1997; Международной конференции по Байесовским процессам в гидрологии, Франция, Париж 1995; Международном российско-американском гидрогеологическом конгрессе, США, Вашингтон, 1993; Советско-французском симпозиуме «Чистота воды столиц мира — контроль за качеством воды в Москве и Париже», Москва, 1991; Научной конференции «Математические проблемы экологии», Душанбе, 1991; Всесоюзной конференции «Методология экологического нормирования», Харьков, 1990; Научной конференции «Математические проблемы экологии», Чита, 1990; Всесоюзной школе-семинар «Управление водными ресурсами суши: теория и практика», Москва, 1989; Технической сессии МАВР «Применение ЭВМ в водном хозяйстве», Москва, 1989; Международном гидрологическом конгрессе, Болгария, Варна, 1983; Научно-технической конференции «Гидрология и водное хозяйство в бассейне р. Москвы», Москва, 1983; 4 научно-техническом совещании Гидропроекта им. СЛ.Жука, Москва, 1982; специализированном семинаре лаборатории управления водными ресурсами Института водных проблем РАН 1985, 1987, 1995, 1996, 1998, 2000, 2003, 2005, 2009; специализированном семинаре лаборатории гидрологии, метеорологии и регулирования стока Московского государственного университета природообустройства 2010,2011.

Публикации. Основные результаты, представленные в диссертации, отражены в 68 печатных работах, 15 из которых опубликованы в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ; и двух коллективных монографиях.

Структура и объем работы. Диссертация, общим объемом 280 страниц, состоит из введения, шести глав, заключения, включая 9 рисунков, 47 таблиц и 44 приложений. Библиографический список литературы содержит 250 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулированы актуальность работы, обоснованы цель и задачи исследования. Определены основные направления, показана научная новизна и практическая значимость работы.

Глава 1. Методы управления водно-ресурсными системами

В первом разделе диссертации дан анализ основных методов управления водными ресурсами суши. Проанализированы действующие системы и способы управления водными ресурсами некоторых крупных городов мира. Сформулировано соотношение величины и обеспеченности гарантированной водоотдачи водохранилищ в зависимости от колебания водных ресурсов.

Одной из основных особенностей функционирования ВРС, существенно отличающая их от других народнохозяйственных систем, является непрерывное колебание их основного ресурса - речного стока. От характера изменчивости речного стока зависит гарантированная отдача ВРС, т.е. количество воды, предоставляемое пользователям в требуемом режиме. Этот процесс носит вероятностный характер. Поэтому прогнозирование стока также может быть осуществлено в вероятностной форме, когда каждой величине ожидаемого притока ставится в соответствие вероятность ее появления или определенная обеспеченность (вероятность превышения).

Это положение, лежащее в основе исследований по надежности функционирования водохранилищ, было сформулировано С.Н.Крицким и М.Ф.Менкелем в разработанной ими теории регулирования речного стока, наиболее полно изложенной в монографиях (1952, 1981,1982). Исследования базируются на представлении о речном стоке и гарантированной отдаче водохранилищ как о вероятностном процессе. В основе такого описания речного стока лежат принципиальные соображения о сложной системе взаимодействующих причин и условий формирования стока, многие из которых поддаются только вероятностному описанию.

Большой вклад в развитие методологии управления сложными водно-ресурсными системами и исследования обеспеченности гарантированной водо - и энергоотдачи внесли А.Е.Асарин, К.Н.Бестужева, И.В. Бусалаев, АЛ.Великанов, Г.В.Воропаев, Я.Д.Гильденблат, И.П.Дружинин, С.Б.Елаховский, Г.Х. Исмайылов В.Р. Казак, Д.В.Коренистов, А.Д.Саваренский, М.П.Фельдман, Ш.Ч.Чокин и другие.

Под надежностью системы подразумевается "свойство выполнять определенные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам". Поэтому применительно к ВРС понятие надежности связывается с их отдачей, то есть способностью системы предоставлять пользователям необходимое количество воды, или обеспечивать поддержание в заданном режиме других водохозяйственных характеристик системы: уровни воды в реке и водохранилищах, напоры на

гидроэлектростанциях, рыбохозяйственные и природоохранные попуски из водохранилищ и т.д. при естественных колебаниях речного стока.

Изменчивость водных ресурсов приводит к тому, что количество воды, предоставляемое водопользователям, является переменным и колебания водоподачи так же, как водные ресурсы, подчиняются вероятностным законам. В соответствии с колебаниями водоподачи изменяется производительность промышленных предприятий, использующих воду в технологических процессах, производство электроэнергии на ГЭС, объем грузоперевозок на речном транспорте, урожай на орошаемых площадях, на функционировании рыбного хозяйства, на водоснабжении населения и коммунального хозяйства и т.д. Режим колебаний речного стока, как правило, не совпадает с режимом потребления воды.

Приспособить водные ресурсы к режиму потребления можно путем регулирования речного стока водохранилищами. При этом оказываются взаимосвязаны: отдача, надежность ее обеспечения и регулирующий объем водохранилища. Теория регулирования речного стока дает возможность установить эту взаимосвязь, которая является гидролого-водохозяйственной основой для определения параметров ВРС и водопользователей. В дальнейшем задача переходит в область оптимизационных построений, а именно, к определению оптимального сочетания указанных показателей: степени регулирования стока (3, отдачи системы а и ее надежности Р (расчетной обеспеченности).

Ввиду большой сложности задачи, а также, учитывая ненадежность исходной информации, особенно касающейся ущербов от дефицита водных ресурсов, для ее решения приходится использовать как оптимизационные, так и имитационные методы анализа. Такой анализ позволяет установить влияние различных факторов на оптимальное решение, выявить допустимую зону оптимальных решений, приемлемых с практической точки зрения, получить количественные оценки искомых параметров при тех или иных начальных условиях.

Методы управления поверхностными водными ресурсами. Регулирование речного стока, позволяющее повысить степень рационального использования водных ресурсов суши, осуществляется водохранилищами и направлено на преобразование пространственной и временной неравномерности естественного стока для различных отраслей народного хозяйства.

В целом регулирование стока для увеличения минимальных и уменьшения максимальных расходов воды можно охарактеризовать как взаимоисключающие процессы. В первом случае нужно стремиться к максимальному наполнению водохранилища и более полному сохранению запасов воды на случай маловодного периода. Во втором - следует в ожидании многоводья держать водохранилище по возможности ближе к опорожненному состоянию. Однако не исключено и совмещение таких противоречивых функций. В этом случае очень важен надежный гидрологический прогноз и рациональные правила регулирования стока.

Разработаны различные методы управления режимом функционирования водохранилищ. Можно отметить, например, такие методы, как адаптации, последовательной корректировки, приоритетов, диспетчерский.

Метод диспетчерского управления работой водохранилищ, предложенный С.Н.Крицким и М.Ф.Менкелем, следует считать наиболее распространенным в научных исследованиях и практических разработках.

Под управлением с водохозяйственной точки зрения понимаются правила, обеспечивающие наиболее эффективный порядок расходования запасов воды в водохранилищах в годы различной водности. Задача управления водными ресурсами заключается в том, чтобы ликвидировать несоответствие естественного режима водотоков и режима потребления воды (Великанов и др., 1994)

При анализе процесса управления водными ресурсами речных систем могут быть выделены такие направления, как:

•управление отдельным изолированным водным объектом, •управление ресурсами речного бассейна в целом, •управление водными ресурсами смежных бассейнов.

Следует отметить ряд этапов развития методов управления. На первом этапе эти методы предусматривали, прежде всего, проведение водно-балансовых и водохозяйственных расчетов по выбору параметров гидроузлов и водохранилищ, одновременно разрабатывались и правила будущей эксплуатации. Второй этап связан с уточнением математической модели описания речного стока и широким распространением методов оптимизации режимов с применением вычислительной техники. Третий этап в развитии методов теории регулирования стока связан с назначением режимов управления водохранилищ комплексных гидроузлов. Особенностью рассмотренных выше трех этапов следует считать их эксплуатационную направленность.

Получение в конечном виде общего решения задачи управления водными ресурсами водохранилищ теоретически возможно либо аналитическим решением уравнений, определяющих зависимость гарантированной водоотдачи водохранилища от уровня воды, времени и так далее (Картвелишвили, 1975), либо с помощью обобщения тем или иным образом оптимальных режимов функционирования системы, найденных при различной исходной гидрологической информации. Аналитическое решение задачи управления встречает в настоящее время ряд трудностей. Приемы обобщения оптимальных режимов в правила управления получили практическое применение (Цветков, 1967, Резниковский, Рубинштейн, 1974,1984).

Большинство из перечисленных выше методов управления режимом функционирования водохранилищ не нашли широкого практического применения либо в силу большой размерности управляющего алгоритма, либо в силу неопределенности исходной гидрологической информации. Другие же, как например, метод диспетчерского управления получили применение, как в научных исследованиях, так и в практическом использовании.

Метод диспетчерского управления водными ресурсами водохранилищ заключается в однозначности рекомендаций по практическому ведению режимов, несмотря на вероятностный характер прогноза речного стока.

При наличии точного предвидения стока в хронологической последовательности можно составить план работы водохранилища, удовлетворяющий требованиям всех прикрепленных к нему пользователей. В таких условиях оказалось бы возможным заблаговременно опорожнять водохранилище перед наступлением многоводных периодов и экономить воду в ожидании маловодья. Эффект работы водохранилища в этом случае был бы наибольшим. На рис.1, приводится диспетчерский график работы водохранилищ Вазузской гидротехнической системы (ВГС) соответствующий многолетнему регулированию речного стока.

Практическое прогнозирование стока (не считая типичного внутригодового распределения) ограничивается небольшой заблаговременностью и невысокой точностью, в силу чего теоретически возможный эффект работы водохранилища не поддается полной реализации. Отсутствие знания будущего притока приходится возмещать составлением специальных диспетчерских правил управления, специфических для каждого водохранилища и оформленных в виде диспетчерского графика. Это дает возможность повысить использование стока за счет необеспеченных избытков воды, появляющихся в любое время и в широких пределах.

В диссертации рассмотрены и проанализированы диспетчерские правила и графики целого ряда водохранилищ, предназначенных как для промышленного и коммунального водообеспечения крупных промышленных регионов России, так и водохранилищ комплексного назначения. Показано, что диспетчерские правила составляются с таким расчетом, чтобы в любое время года можно было:

-обеспечить гарантированную водоотдачу,

-выявить избытки воды для использования их на повышение отдачи (перераспределить их во времени),

-смягчать перебои отдачи за пределами расчетной обеспеченности, уменьшая глубину перебоев за счет увеличения их продолжительности, -снижать холостые сбросы воды, -устранять переполнение водохранилищ над НПУ, -своевременно опорожнять объем водохранилища для аккумуляции половодного или паводочного стока.

Показано, что построение правил управления для нескольких совместно работающих водохранилищ усложняется из-за того, что в число управляющих параметров для каждого отдельного водохранилища могут входить отметки уровня воды в остальных водохранилищах всей или части системы, а также притоки к ним, попуски воды в нижние бьефа гидроузлов и другие параметры и переменные, влияющие на конечный результат.

Водообеспечение некоторых крупных городов мира. Регулирование стока системой водохранилищ является актуальным для целого ряда крупных

мегаполисов мира. И, прежде всего, для тех, в которых источниками воды служат зарегулированные реки. В диссертации собраны и проанализированы основные особенности систем водообеспечения крупнейших мировых мегаполисов и условия функционирования систем водохранилищ, входящих в состав этих систем. Даны состав и исходные данные по водно-ресурсным системам городов и территорий, представленных в таблице 1.

Лишь немногие крупные города, например, Западной Европы базируют свое водоснабжение целиком или почти целиком на подземных водах (Вена, Гамбург, Мюнхен, Рим).

Таблица 1. Характеристика водообеспечения некоторых городов мира

Страна Город Количество Суммарный Доля

водохранилищ объем воды водоснабжения

в системе в из

водохранили водохранилищ,

щах, км3 %

Испания Мадрид 7 2,20 97

Австралия Сидней 12 2,70 100

США Денвер 11 0,66 100

Австралия Мельбурн 11 1,60 100

Япония Токио 9 0,75 100

Бразилия Сан-Паулу 9 3,90 100

Индия Бомбей 6 1,23 100

Бразилия Бразилиа 5 0,80 100

КНР Пекин 7 3,5 89

Россия Москва 13 3,30 95

Как видно из таблицы, системы водоснабжения крупнейших городов мира располагают значительным объемом. Для них характерно наличие существенных резервов установленной мощности головных сооружений и пропускной способности водоводов и распределительных сетей. Все это способствует повышению надежности водоснабжения городских агломераций.

Глава 2. Моделирование распределения воды в водно-ресурсных системах В данном разделе диссертации рассмотрены основные принципы использования имитационных математических моделей для управления водно-ресурсными системами. Приводится состав и вид исходной информации, необходимой для исследования соотношения величины и обеспеченности гарантированной водоотдачи. Приводится пример описание ВРС крупного региона в терминах имитационного моделирования.

Основные принципы использования имитационных математических моделей для управления водно-ресурсными системами.

Стохастический характер колебаний речного стока предопределяет методическую основу для определения гидрологических характеристик, используемых для обоснования параметров и способов управления ВРС. Основой всех водохозяйственных расчетов являются наблюденные последовательности гидрологических данных. Моделирование в этом случае есть математическое выражение вероятностных закономерностей, присущих колебаниям рассматриваемых гидрологических характеристик.

Использование математических моделей обеспечивает возможность рассмотрения большого круга водохозяйственных задач, получения обширной и разнообразной информации, а также легкость и быстроту организации и проведения машинных экспериментов. Имитационная модель, используемая в диссертации, предназначена для анализа функционирования ВРС с несколькими водохранилищами в течение длительных периодов времени. Полученные результаты водохозяйственных расчетов могут служить информацией для лиц, принимающих решения в отношении параметров и режимов работы водно-ресурсных систем, а также быть использованы при составлении водохозяйственных балансов.

Информационное обеспечение имитационных экспериментов. При моделировании соотношения величины и обеспеченности гарантированной водоотдачи водохранилищ пользователем модели, наряду со структурой ВРС и параметрами ее элементов, задаются следующие входные параметры:

-гидрологическая информация, в виде рядов стока (расходов воды) приточности к характерным створам ВРС;

-потери стока на испарение с водной поверхности, на фильтрацию, на ледообразование;

-информация о водопользователях, представленная в виде характеристик водопотребления и водоотведения, а также необходимых попусков в нижние бьефы гидроузлов;

-морфометрические характеристики водохранилищ и гидравлические характеристики нижних бьефов гидроузлов.

В качестве исходных данных должны быть заданы также различные варианты правил управления ВРС: от простейших правил - удовлетворять всех водопользователей, если есть запас воды в водохранилищах, до сложных правил - обеспечивающих максимально возможную гарантированную отдачу системы при заданных водно-ресурсных параметрах системы.

В результате проведения численных экспериментов получены различные варианты правил управления и оценки этих правил, в том числе и статистические, удовлетворения требований различных водопользователей, а также многолетний режим работы системы. Полученные таким образом характеристики могут служить основой для выбора рациональной стратегии использования водных ресурсов в данном регионе либо на основе использования различных критериев оптимальности, либо на основе неформальных процедур принятия решений.

Водные ресурсы (на примере Московского региона). Поверхностные водные ресурсы бассейна Верхней Волги, используемые для водообеспечения Московского региона, включают сток р. Волги от истока до створа Иваньковского водохранилища, сток правого притока р. Волга - р. Вазуза, сток р. Москва и ее основных притоков p.p. Истра, Руза и Озерна в створе Рублевского водозабора. Реки данного бассейна питаются преимущественно талыми водами и дождевыми осадками. Роль подземных вод в водообеспечении в целом незначительна. Суммарная площадь водосбора водно-ресурсной системы на верхнем участке Волги составляет 44500 км2, среднемноголетний расход воды в створе Иваньковского гидроузла равен 255 м3/с.

Естественный режим рек региона нарушен в результате хозяйственной деятельности человека. К антропогенным факторам, приведшим к изменению естественного стока в бассейне Верхней Волги и её притоков, относятся: регулирование стока водохранилищами водно-ресурсной системы; водозабор из поверхностных источников и отведение промышленных и хозяйственно-бытовых стоков в речную сеть; переброска вод Волжского бассейна по каналу им. Москвы в p.p. Москву, Яузу, Клязьму; нарушение водного баланса водосборов в результате сведения лесов и проведения агротехнических мероприятий.

В качестве исходной гидрологической информации в диссертации приняты восстановленные (ретрансформированные) по методике Гидропроекта ряды расходов воды. Для расчетов использованы 90-летние ряды стока с 1914 по 2004 г. в створах гидроузлов системы с внутригодовым распределением по месячным интервалам за межень (июнь — февраль) и по декадным интервалам за половодье (март — июнь).

При разработке и построении правил управления водно-ресурсной системой, отдельные части которой расположены не только на разных реках, но и в различных речных системах, важно учесть и проанализировать максимальное количество факторов, от которых зависит суммарная гарантированная водоотдача системы. Одним из таких факторов является синхронность или асинхронность колебаний речного стока в разных частях водосбора или совместно рассматриваемых рек.

Теоретически суммарная гарантированная водоотдача может быть больше суммы частных на величину, эквивалентную эффекту компенсированного регулирования, связанного с возможной асинхронностыо речного стока в рассматриваемой ВРС. Поэтому учет и анализ эффекта компенсированного регулирования, связанного с асинхронностью стока в системе, важен тем, что может позволить более рационально подойти к процессу формирования режима работы развивающейся водно-ресурсной системы (Клёпов, 2002; Клёпов, Сотникова, 2004).

Описание водно-ресурсной системы в терминах имитационной модели. В данном разделе диссертации показаны приемы разработки расчетной схемы управления водными ресурсами, основанной на

имитационной математической модели функционирования сложной системы водохранилищ. Обобщены и систематизированы существующие исходные материалы по действующей системе водохранилищ для проведения имитационного эксперимента и построения на этой основе правил управления режимом ее работы.

В ВРС Московского региона выделяются три подсистемы, каждая из которых функционирует в соответствии со своими правилами управления. К числу подсистем относятся Верхневолжская, Москворецкая и Вазузская водохозяйственные системы.

Верхневолжская водохозяйственная система (ВВС). Подсистема объединяет Верхневолжское водохранилище (бейшлот), Иваньковское водохранилище и систему канала имени Москвы - водораздельный бьеф. ВВС гидравлически связана с Вазузской гидротехнической системой и Вышневолоцкой системой. Верхневолжское водохранилище, регулирующее сток верхнего течения Волги выше Иваньковского гидроузла, первоначально было предназначено для поддержания навигационных глубин на нижележащем участке р. Волги.

В состав водораздельного бьефа канала им. Москвы входят шесть небольших водохранилищ: Икшинское, Пестовское, Пяловское, Акуловское (Учинское), Клязьминское и Химкинское. Полный объем этих водохранилищ изменяется от 15 млн. м3 (Икшинское водохранилище) до 146 млн. м3 (Учинское водохранилище), полезный объем - от 6 млн. м3 (Химкинское водохранилище) до 50 млн. м3 (Учинское водохранилище). Суммарный полный объем шести водохранилищ водораздельного бьефа канала им. Москвы равен 0,35 км3, полезный - 0,12 км3. Основное назначение водохранилищ водораздельного бьефа - водоснабжение Москвы, санитарное обводнение рек Москвы, Яузы, Учи и Клязьмы, обеспечение работы шлюзов канала им. Москвы и поддержание необходимых судоходных глубин, а также рекреация и выработка электроэнергии.

Москворецкая водохозяйственная система (МВС). В подсистему входят Истринское, Можайское, Рузское и Озернинское водохранилища, расположенные в верхнем течении р. Москва и ее притоках. Водохранилищами подсистемы практически полностью зарегулирован сток верхней части водосбора р. Москва. Управление водными ресурсами подсистемы МВС построено так, что из водохранилищ производятся попуски воды в размерах, дополняющих до гарантированного расхода сток боковой приточности на участке от этих водохранилищ до створа Рублевского гидроузла (водозабор в г. Москву). Каждое из четырех водохранилищ подсистемы ведет компенсированное регулирование контролируемого им стока.

Вазузская гидротехническая система (ВГС) состоит из трех водохранилищ - Вазузского, Яузского и Верхнерузского, расположенных в бассейне правого притока Волги - р. Вазуза, а также других вспомогательных гидротехнических сооружений - каналов, насосных станций и т.д., предназначенных для подачи воды из ВГС в бассейн р. Москвы. Управление

водными ресурсами водохранилищ ВГС построено так, что большая часть зарегулированного стока р. Вазузы используется для водоснабжения г. Москвы путем его подачи в бассейн р. Москвы, при этом в р. Волгу подается гарантированный санитарный попуск.

Основные параметры водохранилищ, регулирующих речной сток в бассейне Верхней Волги, приведены в таблице 2. Схема водно-ресурсной системы Московского региона представлена на рисунке 2.

Таблица 2. Основные параметры водохранилищ в бассейне Верхней Волги

Водохранилище Отметка, м Объем, млн. м3 Площадь зеркала при НПУ, км2

НПУ УМО полный полезный

Верхневолжское 206,5 203,0 562 487 181

Иваньковское 124,0 119,5 1120 813 327

Можайское 183,0 170,0 235 221 31,0

Рузское 182,5 169,0 220 216 32,7

Озернинское 182,5 169,0 144 140 23,1

Истринское 170,0 159,0 183 172 33,6

Вазузское 180,25 170,5 539 428 106

Яузское 215,0 212,0 290 130 51

Верхнерузское 208,75 202,25 22 21 9,4

Работа с моделью реальной системы подразделяется на следующие

этапы:

• выполняется содержательное описание схемы ВРС и исследуемых задач;

• задается формальное параметрическое описание отдельных элементов сети и протекающих в ней процессов;

• на основе анализа исходной гидрологической и водохозяйственной информации для каждого интервала времени ¿1/ определяется так называемое «гидрологическое состояние» отдельных водохранилищ и системы в целом;

• в зависимости от «гидрологического состояния» устанавливается система приоритетов удовлетворения требований различных водопользователей, в том числе водохранилищ;

• с помощью оптимизационной процедуры определяются перетоки в сети, необходимые для удовлетворения требований пользователей и обеспечения заданных запасов воды в водохранилищах;

• состояние системы на конец данного интервала принимается за начальное для следующего интервала времени.

Глава 3. Функционирование водно-ресурсной системы за пределами расчетной обеспеченности

В третьей главе диссертации рассмотрены различные варианты управления водоотдачей отдельных подсистем водохранилищ и всей системы в целом. Проанализированы условия функционирования водохранилищ за пределами обеспеченности гарантированной водоотдачи и, прежде всего, в маловодных условиях. Представлены основные результаты имитационного эксперимента по выявлению зависимости дефицита гарантированной водоотдачи от величины гарантированной водоотдачи для системы водохранилищ (на примере системы водообеспечения Московского региона).

Функционирование подсистем при раздельном управлении. В особо маловодные периоды поддержание нормальной водоотдачи оказывается нередко затруднительным и экономически нецелесообразным. Поэтому возникает необходимость определить размеры допустимых и целесообразных отступлений от режима нормальной водоподачи и соответственного сокращения количества потребляемой воды. Сокращение водопотребления за пределами расчетной обеспеченности допускается на практике лишь в отношении малоответственных пользователей. В остальных случаях ущерб оказывается столь высоким, что экономически оказывается более выгодным обеспечение практически бесперебойной работы обслуживающих предприятий.

Наибольший интерес представляют маловодные годы и их группировки, когда имеет место дефицит водных ресурсов. Для выявления таких лет проведено сопоставление изменяющегося из года в год и от месяца к месяцу притока воды к водохранилищам системы и значений гарантированной водоотдачи. Сопоставление выполнено по определенной схеме, характерной для каждой из трех подсистем ВРС водообеспечения Московского региона (Клёпов, 1996, 2010). Нижние пределы диапазонов гарантированной водоотдачи приняты такими, при которых дефицита нет даже в крайне-маловодных условиях. В качестве верхних пределов могут быть предложены разные значения, например, превышающие исходную величину гарантированной водоотдачи на 30-40 %.

Дефицит гарантированной водоотдачи Верхневолжской водохозяйственной системы (ВВС). Под гарантированной водоотдачей водохранилищ ВВС понимается такое количество воды, которое может быть подано в канал им. Москвы в соответствии с внутригодовым распределением потребности в воде и располагаемой мощностью насосных станций канала. Определение гарантированной водоотдачи подсистемы проведено в интервале средних годовых значений от 80 м3/с до 115 м3/с с шагом 5 м3/с.

Распределение годовых значений объема дефицита гарантированной водоотдачи ВВС для перебойных лет расчетного ряда приведено в табл. 3. Как следует из таблицы, в пределах каждого из выявленных перебойных лет гарантированная водоотдача оказывается сниженной только в течение некоторой части года. Как правило, она не прекращается полностью.

Таблица 3. Распределение дефицита гарантированной водоотдачи

подсистемы ВВС

Годы Дефицит гарантированной водоотдачи (млн. м3) для разных значений гарантированной водоотдачи, м3/с

80 85 90 95 100 105 110 115

1921 0 0 0 50 300 560 820 107 0

1922 0 150 440 680 720 750 790 830

1939 0 0 0 0 0 0 0 70

1940 0 0 0 0 30 300 560 770

1945 0 0 0 0 0 0 100 230

1952 0 0 0 0 0 0 0 90

1964 0 0 0 0 0 0 0 180

1965 0 0 0 0 150 400 660 730

1969 0 0 0 0 0 0 0 10

1996 0 0 0 0 90 320 590 710

Сумма дефицита 0 150 440 730 1290 2330 3520 4690

Дефицит гарантированной водоотдачи Москворецкой водной системы (МВС). Под гарантированной водоотдачей водохранилищ МВС понимается такое количество воды, которое может быть подано в замыкающий створ с учетом бокового притока, который формируется на водосборной территории от гидроузлов подсистемы до этого замыкающего створа. Поэтому собственная водоотдача водохранилищ несколько меньше на величину бокового притока соответствующей обеспеченности. Определение гарантированной водоотдачи подсистемы проведено в интервале средних годовых значений от 27 мЗ/с до 34 мЗ/с с шагом 1 мЗ/с.

Распределение годовых значений объема дефицита гарантированной водоотдачи МВС для перебойных лет расчетного ряда приведено в таблице 4. Как следует из таблицы, в пределах каждого из выявленных перебойных лет гарантированная водоотдача, так же, как и в предыдущем случае, оказывается сниженной только в течение некоторой части года. Как и в случае с Верхневолжской водохозяйственной системой, величина гарантированной водоотдачи не прекращается полностью.

Дефицит гарантированной водоотдачи Вазузской гидротехнической системы (ВГС). Под гарантированной водоотдачей водохранилищ ВГС понимается такое количество воды, которое может быть подано в подсистему МВС для увеличения ее гарантированной водоотдачи с учетом бокового притока, формирующегося на водосборной территории от гидроузлов подсистемы МВС до створа Рублевского водозабора.

Таблица 4. Распределение дефицита гарантированной водоотдачи подсистемы МВС_

Годы Дефицит гарантированной водоотдачи (млн. м"1) для разных значений водоотдачи, м3/с

27 28 29 30 31 32 33 34

1921 0 0 0 0 80 180 230 251

1922 0 70 150 230 230 230 230 230

1940 0 0 0 0 0 0 0 23

1964 0 0 0 0 0 0 00 6

1965 0 0 0 0 0 0 40 64

1967 0 0 0 0 0 0 0 6

1996 0 0 0 0 0 0 10 32

Сумма дефицита 0 70 150 230 310 410 510 612

Поэтому собственная водоотдача подсистемы ВГС в зависимости от водности рек в подсистеме МВС может изменяться от максимального значения до нуля в замыкающем створе с учетом бокового притока. Определение гарантированной водоотдачи подсистемы проведено в интервале средних годовых значений от 15 мЗ/с до 22 мЗ/с с шагом 1 мЗ/с.

Распределение годовые значения объема дефицита гарантированной водоотдачи ВГС для перебойных лет расчетного ряда приведено в таблице 5.

Таблица 5. Распределение дефицита гарантированной водоотдачи подсистемы ВГС_

Годы Дефицит гарантированной водоотдачи (млн. м"1) для разных значений водоотдачи, м3/с

15 16 17 18 19 20 21 22

1921 0 0 20 80 130 150 200 260

1922 0 90 120 130 140 150 150 160

1923 0 0 0 0 0 0 0 10

1940 0 0 0 0 0 0 15 65

1960 0 0 0 0 0 0 5 35

1965 0 0 0 0 0 30 45 95

1967 0 0 0 0 0 0 5 35

1969 0 0 0 0 0 0 0 20

1996 0 0 0 0 0 20 35 80

Сумма дефицита 0 90 150 210 270 350 455 760

Для подсистемы ВГС, как и в двух других случаях, характерно то, что в пределах каждого из выявленных перебойных лет гарантированная водоотдача оказывается сниженной только в течение некоторой части года.

В результате имитационного эксперимента на модели рассмотрено функционирование трех подсистем водохранилищ при раздельном управлении. Получены показатели функционирования в условиях переменной водоотдачи и различных гидрологических условий в виде значений дефицита гарантированной водоотдачи в количественном выражении. В таблицах 3-5 представлено распределение годовых значений объема дефицита гарантированной водоотдачи каждой из подсистем водохранилищ для перебойных лет расчетного ряда. Таблицы показывают динамику изменения и нарастания дефицита гарантированной водоотдачи с увеличением водоотдачи. Как следует из результатов исследования, дефицит гарантированной водоотдачи изменяется от минимальных значений, близких к нулю, до максимальных, равных в пределе 100% гарантированной водоотдачи. Для каждого из рассматриваемых значений водоотдачи распределение дефицита как по глубине в отдельные месяцы, так и внутри отдельных перебойных лет различно. На рисунках 3-5 представлены хронологические графики дефицита водоотдачи, показывающие динамику изменения и нарастания дефицита для максимальных значений водоотдачи каждой из трех подсистем в составе водно-ресурсной системы Московского региона. На рисунке 6 показаны зависимости дефицита гарантированной водоотдачи трех подсистем от величины водоотдачи.

Функционирование трех подсистем при совместном управлении. Дефицит гарантированной водоотдачи в целом для системы водообеспечения Московского региона определен как сумма дефицитов гарантированной водоотдачи рассмотренных выше подсистем.

Распределение дефицита водоотдачи по отдельным годам многолетнего периода при раздельном регулировании для всех трех подсистем водохранилищ не совпадает (Клёпов, 1996, 2010). В таблице 6 представлены показатели дефицита гарантированной водоотдачи в виде числа перебойных месяцев.

Как следует из таблицы, в системе водообеспечения Московского региона дефицит гарантированной водоотдачи имел место в разной степени в тринадцати годах расчетного гидрологического ряда. Распределение дефицита по годам с недостатком воды для всех трех подсистем водохранилищ не совпадает. Из выявленных лет с недостатком воды дефицит гарантированной водоотдачи для подсистемы ВВС имел место в десяти годах, для подсистемы МВС - в семи годах, для подсистемы ВГС - в девяти годах. В пяти годах периода - 1921, 1922, 1940, 1965 и 1996 дефицит гарантированной водоотдачи проявляется во всех трех подсистемах водохранилищ одновременно. Дефицит воды только для подсистемы ВВС наступает в четырех годах - 1939, 1945, 1952 и 1964. Дефицит гарантированной водоотдачи только для подсистемы ВГС выявлен в одном году - 1923. Дефицит гарантированной водоотдачи для

подсистемы МВС проявляется только в сочетании с другими подсистемами водохранилищ.

Таблица 6. Распределение дефицита водоотдачи для подсистем

Число Подсистема водохранилищ

перебойных ВВС МВС ВГС Система в

месяцев в целом

дефицитном году

1921 4 3 5 5

1922 3 3 3 3

1923 0 0 1 1

1939 1 0 0 1

1940 3 1 2 3

1945 1 0 0 1

1952 1 0 0 1

1960 0 1 1 1

1964 2 0 0 2

1965 3 1 2 3

1967 0 1 1 1

1969 1 0 1 1

1996 1 1 1 1

Очевидно, что часть дефицита гарантированной водоотдачи каждой из подсистем может быть уменьшена при их совместном функционировании. Произойдет это, прежде всего, в годы, когда дефицит относительно невелик и не затрагивает одновременно все водохранилища системы. Например, это может быть, безусловно выполнено (при максимальных значениях гарантированной водоотдачи в исследованных диапазонах) для подсистемы ВВС в годы: 1939 - с дефицитом гарантированной водоотдачи 70 млн. м3, 1952 - с дефицитом гарантированной водоотдачи 90 млн. мЗ, 1969 - с дефицитом гарантированной водоотдачи 10 млн. м3; для подсистемы МВС в годы: 1949 - с дефицитом гарантированной водоотдачи 23 млн. м3, 1964 - с дефицитом гарантированной водоотдачи 6 млн. м3, 1967 - с дефицитом гарантированной водоотдачи 6 млн. м3; для подсистемы ВГС в 1923 году - с дефицитом гарантированной водоотдачи 10 млн.м3. Следовательно, обеспеченность гарантированной водоотдачи водохранилищ водно-ресурсной системы может быть увеличена по сравнению с обеспеченностью суммы гарантированных водоотдачи отдельных подсистем рационализацией правил их совместного функционирования.

Глава 4, Величина и обеспеченность гарантированной водоотдачи водно-ресурсной системы В данном разделе диссертации выполнено изучение разных сторон критерия расчетной обеспеченности (надежности) гарантированной

водоотдачи — по числу бесперебойных лет, длительности бесперебойного периода, объему доставленной пользователю воды. Представлены результаты серии экспериментальных расчетов по изучению зависимости водоотдачи от располагаемых водных ресурсов, заявок на воду в системе, переменного состава водохранилищ на примере Московского региона.

Зависимость объем-водоотдача-обеспеченпость. Речной сток, как известно, обладает рядом особенностей, заключающихся в его изменчивости в пространстве и во времени. Наряду с закономерными изменениями, вызванными чередованием времен года, существуют нерегулярные колебания стока, отличающие друг от друга различные годы и не укладывающиеся в рамки годового цикла. Эти колебания, в силу множественности причин их порождающих, носят случайный характер, и вызывают при фиксированном уровне водопотребления дефициты водных ресурсов. Под фиксированным уровнем водопотребления обычно понимается гарантированная водоотдача ВРС, соответствующая минимальному годовому объему водных ресурсов, полностью удовлетворяющих потребителя. При отсутствии регулирования стока, гарантированная водоотдача есть минимальный годовой сток, обеспеченность которого приближается к 100%.

Обеспеченностью гарантированной водоотдачи ВРС называется вероятность того, что объем водоподачи окажется не менее заданной величины. В этих условиях увеличение отдачи выше гарантированной, соответствующей меньшей обеспеченности, приведет к появлению дефицитов водных ресурсов, выражающихся объемами воды, недоданной в маловодные годы пользователям.

Расчетная обеспеченность гарантированной водоотдачи по числу бесперебойных лет определяется следующим соотношением:

Р1 = (М/ N+1) 100 %, где: N - число членов расчетного ряда, М - число бесперебойных лет в ряду.

Таблица 7. Обеспеченность по числу бесперебойных лет

Расчетная обеспеченность по числу бесперебойных лет для подсистемы водохранилищ

ВВС МВС ВГС

А, м-Ус Р,% А, м7с Р,% А, м /с Р,%

80 98,9 27 98,9 15 98,9

85 97,8 28 97,8 16 97,8

90 97,8 29 97,8 17 97,8

95 97,8 30 97,8 18 96,7

100 94,5 31 96,7 19 96,7

105 93,4 32 95,6 20 94,5

110 92,3 33 94,5 21 91,2

115 87,9 34 91,2 22 87,9

Характеристика расчетной обеспеченности по числу бесперебойных лет для разных значений гарантированной водоотдачи (А, м3/с) трех подсистем в составе водно-ресурсной системы Московского региона (для глубины сокращения 30 %) представлена в таблице 7.

Расчетная обеспеченность гарантированной водоотдачи по длительности бесперебойных периодов определяется следующим соотношением:

Р2 = (t/T) 100 %, где: Т - число членов расчетного ряда (месяцы, декады, сутки), t - длительность бесперебойного периода.

Характеристика расчетной обеспеченности по длительности бесперебойного периода для разных значений гарантированной водоотдачи (А, м /с) трех подсистем в составе исследуемой водно-ресурсной системы (для глубины сокращения 30 %) представлена в таблице 8.

Таблица 8. Обеспеченность по длительности бесперебойного периода

Расчетная обеспеченность по длительности бесперебойного периода для

подсистемы водохранилищ

ВВС МВС ВГС

А, м3/с Р, % А, м3/с Р,% А, м3/с Р,%

80 100 27 100 15 100

85 99,7 28 99,6 16 99,3

90 99,4 29 99,4 17 98,9

95 99,1 30 99,1 18 98,6

100 98,8 31 98,8 19 98,8

105 97,3 32 98,4 20 97,8

110 96,0 33 98,1 21 97,1

115 94,9 34 97,5 22 95,7

Расчетная обеспеченность гарантированной водоотдачи по объему доставленной пользователю воды (по сравнению с объемом воды, отвечающем норме) определяется следующим соотношением:

РЗ = (\V1AV2) 100 %, где: - суммарный фактический объем водоподачи за многолетие, \У2 - требуемый суммарный объем водоподачи за многолетие.

Характеристика расчетной обеспеченности по объему доставленной пользователям воды для различных значений гарантированной водоотдачи (А, м3/с) трех подсистем в составе рассматриваемой водно-ресурсной системы представлена в таблице 9.

Анализ таблиц 7-9 показывает следующее. Обеспеченность гарантированной водоотдачи по числу бесперебойных лет изменяется от 98,9% до 87,9% (11,0%), что составляет в среднем 3,4 м3/с на 1%. Изменение обеспеченности по длительности бесперебойного периода имеет более плавный ход, чем аналогичное изменение обеспеченности по числу бесперебойных лет. Обеспеченность гарантированной водоотдачи по

длительности бесперебойного периода изменяется в исследуемом диапазоне водоотдачи от 100% до 94,9% (5,1%), что составляет в среднем 7,3 м3/с на 1%. Обеспеченность по объему воды изменяется от 100% до 98,6% (1,4%), что составляет в среднем 27 м3/с на 1% в данном диапазоне водоотдачи. Следует заметить, что характеристика обеспеченности по объему воды в отличие от двух других характеристик обеспеченности не зависит от глубины сокращения водоотдачи. Происходит только перераспределение объема дефицита во времени.

Таблица 9. Обеспеченность по объему доставленной воды

Расчетная обеспеченность по объему доставленной воды для подсистемы водохранилищ

ВВС МВС ВГС

А, м3/с Р,% А, м3/с Р, % А, м3/с Р,%

80 100 27 100 15 100

85 99,9 28 99,9 16 99,8

90 99,8 29 99,8 17 99,7

95 99,7 30 99,7 18 99,6

100 99,5 31 99,6 19 99,5

105 99,2 32 99,5 20 99,4

110 98,9 33 99,4 21 99,2

115 98,6 34 99,3 22 98,8

В пределах каждого из выявленных перебойных лет гарантированная водоотдача, так же, как и в предыдущем случае, оказывается сниженной только в течение некоторой части года. При этом она не прекращается полностью кроме лет с крайне-маловодными условиями.

При исследовании гарантированной водоотдачи водохранилищ следует использовать все рассмотренные выше показатели обеспеченности, каждый из которых освещает разные стороны величины гарантированной водоотдачи. Той или иной отрасли хозяйства одни показатели могут соответствовать в большей степени, чем другие. Например, отрасли водоснабжения в наибольшей мере соответствует расчетная обеспеченность по объему доставленной пользователю воды, для судоходства — расчетная обеспеченность по длительности бесперебойного периода. На практике для большинства компонентов водно-ресурсной системы характерно использование параметра расчетной обеспеченности по числу бесперебойных лет.

Глубина сокращения гарантированной водоотдачи. Глубина сокращения гарантированной водоотдачи водохранилища при наступлении маловодного периода регламентируется соответствующими зонами диспетчерского графика. При исчерпании рабочего объема водохранилища, т.е. при наступлении глубокого перебоя за пределами расчетной обеспеченности, водоснабжение вынуждено будет переходить от

гарантированных расходов из водохранилища к естественно бытовым расходам реки. Перебой, т.е. ограничение подачи воды пользователям в течение некоторого периода времени, различается по глубине и длительности. При одноразовых перебоях (в отдельные годы) более или менее существенный недостаток воды распространяется на некоторую часть одного года. С повышением отдачи повторяется вероятность повторения перебоя в смежном году. Длительные периоды нормальной работы сменяются группами лет с ограниченной отдачей (Клёпов, 2008, 2009).

Глубина перебоя бывает различной по перебойным годам и изменяется от значений, близких к нулю до величины, близкой в пределе к годовой отдаче. Из общего количества перебоев значительная часть их имеет небольшие дефициты и лишь очень ограниченное число случаев бывает с большими дефицитами, достигающими 50% и более. Это свидетельствует о высокой надежности работы системы.

Анализ гидролого-водохозяйственной информации, полученной по результатам эксперимента, позволил наметить подходы к обоснованию допустимой глубины сокращения гарантированной водоотдачи при дефиците воды. Для каждого значения гарантированной водоотдачи выявлена зависимость двух характеристик расчетной обеспеченности — по числу бесперебойных лет и длительности бесперебойного периода от глубины сокращения гарантированной водоотдачи (рисунки 7 и 8). На рисунках 9 и 10 представлены зависимости временных характеристик дефицита гарантированной водоотдачи - числа перебойных лет и числа перебойных месяцев - от глубины сокращения (в процентах от максимальной), имеющих превышение заявленной гарантированной водоотдачи над водными ресурсами системы.

Как показано на рисунках 9 и 10, тенденция изменения зависимостей в целом идентична. Некоторое отличие, выраженное в более плавном ходе зависимостей числа перебойных месяцев от глубины дефицита, по сравнению с аналогичной зависимостью числа перебойных лет, связано с различным временным масштабом этих двух характеристик обеспеченности. Следует заметить, что изменение глубины дефицита за счет перераспределения его объема во времени практически не увеличивает число перебойных лет в интервале значений глубины от 100% до 40%. Некоторое увеличение числа перебойных лет наблюдается для глубины сокращения, равной 20-40%.

Глава 5. Правила управления действующей водно-ресурсной системой

В данном разделе диссертации выполнено изучение разных сторон соотношения величины и обеспеченности гарантированной водоотдачи ВРС на примере водообеспечения Московского региона. Водообеспечение крупного региона подразумевает совокупность питьевого, коммунально-бытового, промышленного и обводнительного видов удовлетворения потребностей в воде. Представлены результаты экспериментальных расчетов по изучению дифференциации показателя надежности водообеспечения.

Рассмотрены методические подходы к обоснованию обводнительного попуска в системе водообеспечения сложной ВРС.

Обеспеченность компонентов водохозяйственного комплекса. Показатель надежности или расчетной обеспеченности дифференцируется по трем категориям водопользователей: требующих практически бесперебойного удовлетворения водой (95-99% по числу бесперебойных лет); допускающих возможность более или менее частых отклонений от нормального водопользования (обеспеченность 85-90%); стремящихся к наиболее полному использованию располагаемых водных ресурсов, в том числе, к использованию избытков стока (обеспеченность 75-80%). Четкого распределения водопользователей по указанным категориям нет. Рекомендации по отнесению конкретного водопользователя к той или иной категории можно дать лишь весьма условно.

К первой категории обычно относятся коммунальное водоснабжение, крупные гидроэлектростанции с многолетним регулированием стока, теплоэнергетика, а также промышленные предприятия, с существенным ущербом от нарушения нормальной водоподачи.

Ко второй - речной транспорт, небольшие по удельному весу в энергосистеме гидроэлектростанции, некоторые водоемкие промышленные потребители, перерывы в водоподаче у которых не приводят к большим потерям в выпуске продукции и, наконец, сельское хозяйство в аридных зонах, где орошение является основным источником влаги.

Водопользователи третьей категории это сельское хозяйство в зонах неустойчивого увлажнения, рыбохозяйственные предприятия и обводнительные попуски.

В том случае, когда расчетная обеспеченность выражена относительно числом бесперебойных лет, дополнительно регламентируется допустимое снижение водоподачи за пределами обеспеченности, обычно в пределах 1020% от нормального водопотребления.

Дифференциация показателя надёжности водообеспечения пользователей водных ресурсов. Представленные выше гидролого-водохозяйственные подходы к технико-экономическому обоснованию показателей надёжности водоподачи различным категориям потребителей воды (расчётной обеспеченности) позволяют сформулировать основные предложения к разработке дифференцированных показателей надёжности водообеспечения.

Наиболее отчётливо проблема надёжности проявляется сейчас в отношении обводнительных попусков. Отсутствие нормативов надёжности для этого вида водопользования приводит к тому, что эти попуски являются замыкающими водохозяйственный баланс водопользователями. Рекомендуется ввести для обводнительных попусков двухступенный норматив обеспеченности, один из которых относился бы к величине обязательного во всех условиях водности обводнительного попуска в требуемом по экологическим или санитарным условиям режиме, и второй -для условий нормальной водности. Второй норматив может составить около

90% по числу бесперебойных лет и относиться к обводнительному попуску в р. Москву в размере 30 м3/с.

В таблице 10 представлен один из фрагментов расчета водоподачи в Московский регион и попуска в нижний бьеф Иваньковского водохранилища. В таблице представлены значения гарантированной водоподачи в Москву (А), м3/с, число перебойных лет (И), длительности перебойных периодов (К), показатели обеспеченности по числу бесперебойных лет (Р1) и продолжительности бесперебойного периода (Р2).

Таблица 10. Расчёт величины и обеспеченности гарантированной

водоотдачи двух компонентов водохозяйственного комплекса

А, м3/с Для гарантированной Для попусков, м3/с

водоподачи, м /с

N. Р1, К,ме Р2, N. Р1, К,ме Р2,

лет % сяцы % лет % сяцы %

63 0 100 0 100

78 1 97,3 9 99,7

15 15 78,4 134 94,9

66 0 100 0 100

82 2 95,9 15 99,4

16 18 74,3 155 94,1

69 0 100 0 100

86 4 93,2 23 99,1

17 23 67,7 219 91,7

72 0 100 0 100

90 6 90,5 36 98,6

18 23 67,7 237 91,0

75 1 97,3 2 99,9

94 7 89,2 58 97,8

19 25 64,9 278 89,4

78 2 95,9 7 99,7

98 10 85,1 65 97,5

20 28 60,8 331 87,4

Как показывают результаты расчетов, принятые правила управления позволили обеспечить определённый уровень снижения гарантированной водоотдачи в маловодные годы. В данном случае допустимое снижение водоотдачи не должно превышать 20 % от величины гарантированной водоподачи в Москву, а попуск в нижний бьеф Иваньковского гидроузла не может быть меньше 5 м3/с. Как показали результаты расчета, разработанные правила управления позволяют поддерживать указанные выше условия для водоподачи в Москву в пределах 90 м3/с. При дальнейшем увеличении водоотдачи это условие выполнить затруднительно.

Обеспеченность обводнительного попуска (на примере бассейна Верхней Волги). При обосновании надёжности функционирования водно-ресурсной системы, предназначенной для водообеспечения крупного региона, кроме наиболее изученных экономических показателей возможного

ущерба у водопользователей при недостатке воды могут быть выделены и другие виды ущерба. Например, социальный, моральный и экологический (природоохранный) виды ущерба.

Высокий уровень надежности гарантированной водо отдачи водохранилищ водообеспечения Московского региона (95-97% по числу бесперебойных лет) обуславливает необходимость предвидеть возможные последствия срыва этой отдачи, поскольку такие последствия могут быть весьма значительными. Очевидно, что в крайне-маловодных условиях, когда теоретически должен наступить предполагаемый "срыв" отдачи, т.е. её сокращение и, как следствие, ущерб в одной из перечисленных выше форм или их сочетаний, уменьшение по сравнению с гарантированной величиной, негативная нагрузка на природу и человека существенно возрастет по сравнению с обычными, благоприятными условиями. Так как водообеспечение региона может быть подразделено на такие составляющие, как питьевое, коммунально-бытовое, промышленное и обводнительное, можно предположить, что в условиях недостатка воды все эти составляющие будут подвержены сокращению потребляемых водных ресурсов (Клёпов, 2007). Сокращение водных ресурсов для каждой составляющей будет иметь, по-видимому, разную степень

Как известно, существенно повысить величину и надежность водообеспечения в Московском регионе позволило регулирование речного стока водохранилищами. Однако, вместе с положительным эффектом регулирования, обнаружился и отрицательный эффект. В современных условиях в пределах г. Москвы и ниже его по течению, река представляет собой зарегулированный водоем, водный режим которого определяется главным образом попусками воды из вышерасположенных водохранилищ. Незначительная в целом скорость течения реки, относительно небольшие глубины, концентрация взвешенных в воде примесей органического и неорганического происхождения способствуют тому, что за годы эксплуатации на дне р. Москвы в черте города скопилось большое количество осадков.

Предложения по уточнению правил управления водно-ресурсными системами в условиях повышенных экологических требований. При научном обосновании, проектировании и создании водохранилищ в развивающихся водно-ресурсных системах, расположенных в крупных речных бассейнах, ведущая роль принадлежит формированию основных принципов управления в периоды различной водности. При разработке основных принципов управления решаются две главные задачи. Первая - удовлетворение пользователей воды и электроэнергии с необходимой обеспеченностью (надежностью). Вторая -обеспечение как безопасности гидротехнических сооружений в составе водно-ресурсных систем, так и экологических требований вблизи водохранилищ и на участках нижних бьефов гидроузлов.

Разработка и формирование принципов управления водно-ресурсными системами в условиях изменяющейся водности, обобщение этих принципов в

«Основные правила использования водных ресурсов», на практике осуществляется для конкретных водохозяйственных объектов, и служат руководством по практической эксплуатации водных ресурсов.

Как известно, до недавнего времени при планировании, проектировании и обосновании надежности функционирования водно-ресурсных систем (ВРС) -систем, состоящих из водохранилищ, зарегулированных и не зарегулированных речных русел, искусственных каналов и т.д. - экономические показатели ущерба у водопользователей при недостатке водных ресурсов превалировали над другими показателями. Между тем, значимость, например, природоохранных требований к режиму функционирования водно-ресурсных систем, которая и в предыдущие периоды времени, по крайней мере, декларировалась, в современных условиях резко возросла.

Анализируя правила управления водохранилищ, предназначенных для повышения степени водообеспечения и надежности водоснабжения крупного промышленного региона, следует отметить, что требования водопользователей к режиму функционирования гидроузлов такого назначения также значительно повысились. Роль экологических участников, комплекса к режиму функционирования по сравнению с предыдущим периодом времени значительно возросла

Следует особо отметить, что разработка и формирование правил управления, выполненных несколько десятилетий назад, проводились, как правило, достаточно упрощенно, в частности, без использования средств быстродействующей вычислительной техники, отсутствовавшей в тот период времени у разработчиков правил управления. Применение современных средств вычисления также следует считать важным фактором в анализе и разработке правил управления водными ресурсами водохранилищ в новых условиях. Применение метода имитационного моделирования в исследовании сложных водно-ресурсных систем позволяет существенно улучшить качество разработок.

Как показали выполненные исследования, необходимость пересмотра существующих «Основных положений правил использования водных ресурсов» определяется следующим.

- Несоответствием проектных и фактических функций водохранилища в водно-ресурсной системе в условиях эксплуатации.

- Выявлением новых, не предусмотренных проектом режимов использования водных ресурсов, например, таких, как ограничение сработки водохранилища зимой и принудительной сработкой летом для целей повышения рыбопродуктивности этих водохранилищ.

- Необходимостью детального исследования вопросов, связанных с величиной и обеспеченностью как гарантированных, так и минимальных природоохранных попусков в нижние бьефы гидроузлов, величины допустимой глубины их сокращения в условиях недостатка воды.

- Отсутствием научнообоснованных и утвержденных нормативов расчетной обеспеченности водопотребления участников водохозяйственного комплекса и, прежде всего, его экологической составляющей.

Глава 6. Повышение надежности при совместном использовании поверхностного и подземного стока

В данном разделе диссертации разработан гидролого-водохозяйственный подход к совместному управлению ресурсами поверхностных и подземных вод в условиях маловодного периода. Предлагаемый подход, направленный на сокращение или полное устранение дефицита гарантированной водоотдачи при управлении поверхностными водами состоит в том, что подземные источники рассматриваются не как альтернатива поверхностному стоку, а как резерв для компенсации дефицита речного стока в маловодных условиях.

Использование природных вод для водообеспечения крупного региона неизбежно связано с нарушением естественных природных процессов и часто приводит к существенным, а иногда и к необратимым отрицательным явлениям в окружающей среде. При этом наиболее заметное влияние на окружающую среду оказывают регулирующие речной сток водохранилища, которые коренным образом меняют естественный гидрологический режим источников водных ресурсов. Эксплуатация подземных вод приводит к понижению их уровня и даже к практически полной их сработке за расчетный период, что в основном влияет на окружающую среду. Эти явления достаточно отчетливо прослеживаются при водоснабжении Московского региона (Великанов, Клёпов, Минкин, 1993,1994).

Особенности совместного использования поверхностного и подземного стока. Рассмотрены методические и практические приемы обоснования совместного использования поверхностных и подземных вод на примере Московского региона.

Подземные воды, учитывая ограниченность их запасов и меньшую подверженность загрязнению, закреплены законом для исключительного использования на нужды хозяйственно-питьевого водоснабжения, в то время как каких-либо ограничений на использование речного стока нет. Поэтому основная тяжесть в решении проблемы водообеспечения народного хозяйства до сих пор ложилась на поверхностные водные ресурсы.

В результате этого любое увеличение отдачи речных ВРС приводит либо к необходимости создания новых водохранилищ, либо привлечения водных ресурсов из других бассейнов. Оба эти мероприятия являются в настоящее время весьма нежелательными, прежде всего по экологическим соображениям. Вместе с тем, при отказе от них, увеличение потребностей в водных ресурсах приведет к снижению надежности их удовлетворения действующими ВРС. Это явление, как было показано в (Великанов и др., 1994) также нежелательно, поскольку при наметившейся тенденции к снижению водоёмкости производства происходит повышение требований к надежности гарантированной отдачи. При использовании подземных вод в

качестве постоянного источника водоснабжения, происходит сработка их эксплуатационных запасов, после чего приходится отыскивать новые источники водоснабжения. В этом состоит основное отличие эксплуатационных запасов подземных вод от возобновляемых ресурсов поверхностных вод.

Предлагаемый подход состоит в том, что удовлетворение растущих потребностей в воде происходит за счет увеличения отдачи существующих ВРС без увеличения их регулирующей способности, то есть без создания новых водохранилищ. При этом происходит увеличение вероятности наступления перебойных периодов, обусловленных естественными колебаниями речного стока. Компенсация дефицита гарантированной водоотдачи, возникающего в маловодных условиях, осуществляется за счет интенсивной эксплуатации ресурсов подземных вод, которые включаются в единую систему водоснабжения. В многоводные периоды, когда водообеспечение может полностью осуществляться из поверхностных источников, забор воды из подземных источников прекращается или снижается до технически необходимого минимума. В эти периоды происходит естественное восполнение подземных горизонтов.

Экологические преимущества такой системы совместного управления ресурсами поверхностных и подземных вод состоит в том, что повышение гарантированной отдачи существующих ВРС происходит без создания новых водохранилищ и без интенсивной сработки запасов подземных вод. Такое управление может быть осуществлено путем создания технических систем водоснабжения, в которых подача воды пользователям может производиться равноправно как из источников поверхностных, так и подземных вод.

Попытки решить эту проблему начались достаточно давно. В водном хозяйстве проблема обоснования гарантированной отдачи и ее обеспеченности решалась на основе рассмотрения различных путей компенсации дефицита водных ресурсов, возникающего при функционировании ВРС (Великанов и др., 1994) Возможности восполнения подземных запасов за счет поверхностного стока были предметом исследований гидрогеологов [Ковалевский и др., 1980]. Водозаборы инфильтрационного типа, заложенные на берегах водотоков и водоемов, нашли широкое применение в практике водоснабжения. Однако теоретические исследования по созданию ВРС, где ресурсы поверхностных вод и подземные источники водоснабжения работают в совместном режиме, начались сравнительно недавно [Кумсиашвили,1980; Клюквин и др., 1981; Великанов, Клёпов Минкин, 1993, 1994; Великанов и др., 1994; Великанов и др., 1998; Ковалевский, 1996; Минкин и др., 1996].

Этот подход был развит и доведен до конкретных результатов при решении задачи совместного использования поверхностных и подземных вод в Московском регионе (Клёпов 1996, 2007, 2010). В частности, было показано, что совместное использование поверхностных и подземных водных ресурсов в единой системе водоснабжения позволяет повысить гарантированную отдачу ВРС при сохранении требуемой надежности

водоотдачи без увеличения регулирующего объема водохранилищ. Дальнейшие исследования были направлены на разработку правил управления ВРС, такая задача была сформулирована впервые.

Совместное управление поверхностными и подземными водами в целях наиболее эффективного их использования направлено на повышение надежности водоснабжения крупнейших городов, уменьшения экологической опасности, связанной как с развитием поверхностных источников водоснабжения, так и с интенсификацией использования подземных вод. Такое управление состоит в том, что определенная часть подземных вод используется не постоянно, а только в маловодные периоды, когда возникает дефицит поверхностного стока. Для поиска наиболее оптимального способа управления двумя источниками водных ресурсов поставленная задача была сведена к разработке правил управления водохозяйственной системой на Верхней Волге. Цель такого управления заключается в том, чтобы уменьшать глубину дефицита за счет увеличения его длительности. Особенность данной задачи состоит в том, что в ней исследуется работа системы как бы за пределами расчетной обеспеченности, поскольку по существу решается задачи обоснования гарантированной отдачи и, следовательно, необходимо знать возможные дефициты воды, их глубину и длительность.

Разработка правил управления при совместном использовании поверхностного и подземного стока (на примере Верхневолжской водохозяйственной системы). Разработанные в предыдущей главе диссертации правила управления позволили выполнить анализ функционирования Верхневолжской части ВРС Московского региона и получить характеристики гарантированной отдачи и ее обеспеченности, а также глубины и длительности дефицитных периодов, что может служить основой для дальнейшего исследования задачи совместного использования поверхностных и подземных водных ресурсов в Московском регионе.

Рассматривая возможность повышения гарантированной отдачи Верхневолжской системы путем привлечения подземных вод для компенсации дефицитов гарантированной водоотдачи, обусловленных этим повышением, экспертным путем и предварительными исследованиями было установлено, что в районе Иваньковского водохранилища можно рассчитывать на получение 8-10 м3/с из подземных источников для компенсации дефицитов поверхностного стока. Поэтому в работе была предпринята попытка увеличить гарантированную отдачу Верхневолжского источника водоснабжения Москвы с 78 м3/с до 86 м3/с не снижая ее надежности за счет привлечения подземных водных ресурсов. Результаты проведенного анализа представлены в таблице 11.

Из теории регулирования речного стока известно, что при наличии регулирующих объемов в водохранилищах системы повышение отдачи воды не приводит к такому же увеличению дефицита в перебойные годы. Ответить на вопрос как изменится обеспеченность и возможный дефицит водоподачи

Таблица 11. Результаты расчетов совместного использования поверхностного и подземного стока

Перебо Перебо Деф и ц и т

йные йные при разработанных при простых правилах

годы месяцы правилах

и Q,=78 Qii=8 Qh.6 Q,=78 Qn=8 Qh.6

декады м3/с м3/с м3/с м3/с м3/с м3/с

1 2 3 4 5 6 7 8

1920/21 JAN 0 8,00 0 0 0 0

FEB 0 8,00 15,00 0 0,55 0

MARI 0 8,00 15,00 46,18 8,00 15,00

MAR2 12,49 8,00 15,00 53,95 8,00 15,00

JUNI 0 8,00 25,00 0 0 0

JUN2 0 8,00 25,00 0 0 0

1921/22 JUN3 0 8,00 25,00 0 0 0

SEP 0 8,00 25,00 0 0 0

OCT 0 8,00 25,00 0 0 0

NOV 0 8,00 15,00 0 0 0

DEC 0 8,00 15,00 21,58 8,00 15,00

JAN 0 8,00 15,00 52,69 8,00 15,00

FEB 8,83 8,00 15,00 58,49 8,00 15,00

MARI 52,25 8,00 15,00 52,25 8,00 15,00

1922/23 MAR2 0 8,00 15,00 0 8,00 7,63

MAR3 18,42 8,00 15,00 25,13 8,00 15,00

1930/31 JUN3 0 8,00 25,00 0 0 0

1939/40 NOV 0 8,00 15,00 0 0 0

FEB 0 8,00 15,00 0 0 0

1940/41 MAR2 0 8,00 15,00 26,76 8,00 15,00

MAR3 0 8,00 0 28,47 8,00 15,00

1944/45 FEB 0 8,00 15,00 0 0 0

1945/46 MAR2 0 8,00 0 0 0 0

MAR3 0 4,69 0 5,69 8,00 15,00

NOV 0 8,00 15,00 0 0 0

1964/65 JAN 0 8,00 15,00 0 0 0

FEB 0 8,00 15,00 0 0 0

MARI 0 8,00 15,00 0 0 0

1965/66 MAR2 0 8,00 15,00 0 0 0

MAR3 0 8,00 14,89 0 0 0

APR1 0 8,00 0 0 0 0

1996/97 JAN 0 8,00 15,00 0 0 0

FEB 0 8,00 15,00 0 0 0

MARI 0 8,00 15,00 0 0 0

MAR2 0 8,00 15,00 0 0 0

MAR3 0 8,00 15,00 0 0 0

при изменении гарантированной отдачи можно только на основании подробного расчета регулирования стока. Водохозяйственные последствия

предложения об увеличении гарантированной отдачи Верхневолжской системы до 86 м3/с были проверены на используемой в работе имитационной модели с помощью разработанных правил.

Как показали выполненные исследования, при увеличении гарантированной отдачи Верхневолжской системы на 8 м3/с величина возможного дефицита, и его продолжительность будут зависеть не только от параметров речного стока и параметров водохранилищ, но и не в меньшей степени от правил управления водохранилищами.

В качестве эталонного режима работы водохозяйственной системы был принят режим работы двух указанных водохранилищ по так называемым «простым правилам». В этом случае в качестве управляющих функций используются только две линии наполнения водохранилищ - одна соответствует отметке НПУ, другая - уровню полной сработай. Очевидно, что режим отдачи водохранилищ, полученный с помощью этих правил, не может соответствовать ни поставленной цели, ни современной практике управления режимом водохранилищ. Однако работа по таким правилам обеспечивает наиболее полное использование водных ресурсов вне зависимости от принятой системы приоритетов удовлетворения требований различных водопользователей. Инвариантность получаемых результатов позволяет рассматривать этот режим в качестве эталона для сравнения эффективности использования водных ресурсов по другим правилам управления. Сопоставление результатов управления по разработанным правилам и по простым (эталонным) правилам представлено выше.

Так при простых правилах управления, число перебойных лет увеличивается до пяти; при этом в трех годах 1921/22, 1922/23 и в 1940/41 перебои достигают очень большой величины, что, естественно, недопустимо. Таким образом, проведенный анализ работы системы в условиях повышения ее отдачи на 8 м3/с в пределах расчетной обеспеченности потребует привлечения подземного источника в размере не больше чем 8 м3/с, что позволило увеличить отдачу Верхневолжской системы с 78 до 86 м3/с.

Результаты выполненного исследования свидетельствуют о перспективности совместного использования поверхностных и подземных вод и необходимости дальнейших исследований в этом направлении. Естественно, что эта концепция требует дальнейших и более глубоких экономических, гидрогеологических, водохозяйственных и экологических обоснований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации рассмотрены методические и практические приемы развития и совершенствования гидролого-водохозяйственного обоснования построения правил управления и функционирования водно-ресурсных систем на основе изучения критерия расчетной обеспеченности их гарантированной водоотдачи.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. В условиях развивающихся рыночных отношений, когда экономический и экологический ущербы от нарушения нормальной водоподачи возрастают, требования к надёжности бесперебойного водоснабжения неизбежно будут повышаться. Решение проблемы надёжности гарантированной водоотдачи действующих водно-ресурсных систем может быть достигнуто либо путём увеличения регулирующего объема водохранилищ, либо за счёт привлечения новых источников водных ресурсов. И тот и другой способы повышения надёжности затратны и экологически не безопасны. В качестве альтернативы предлагается получить дополнительный прирост водоотдачи посредством рационализации правил совместного функционирования водохранилищ в системе на основе гидролого-водохозяйственного обоснования критерия расчетной обеспеченности гарантированной водоотдачи.

2. В диссертации дана характеристика современного состояния методов управления режимом работы систем водохранилищ. Показано, что наиболее эффективным методом является диспетчерский метод управления. Рассмотрены и проанализированы диспетчерские правила и графики целого ряда водохранилищ, предназначенных как для промышленного и коммунального водообеспечения крупных промышленных регионов России, так и водохранилищ комплексного назначения. Рассмотрены основные особенности систем водообеспечения крупнейших мировых мегаполисов и условия функционирования систем водохранилищ, входящих в состав этих систем.

3. Разработана расчетная схема управления водными ресурсами, основанная на имитационной математической модели функционирования сложной системы водохранилищ на примере системы водообеспечения Московского региона. Обобщены и систематизированы существующие исходные материалы по действующей системе водохранилищ для проведения имитационного эксперимента с целью изучения критерия расчетной обеспеченности гарантированной водоотдачи и построения на этой основе правил управления режимом ее работы.

4. Проанализированы различные варианты функционирования водно-ресурсной системы и исследована водохозяйственная обстановка за пределами расчетной обеспеченности в условиях недостатка водных ресурсов для

различного сочетания водохранилищ в системе. Показано, что при исчерпании полезного объема водохранилища в условиях наступления дефицита гарантированной водоотдачи за пределами расчетной обеспеченности приходиться вынужденно переходить от гарантированных расходов воды из водохранилища к сниженным расходам воды.

5. В работе показано, что при сокращении гарантированной водоотдачи в маловодных условиях глубина перебоя бывает различной по перебойным годам и может изменяться от малых значений до величины, близкой к годовой водоотдаче. Анализ возможных ситуаций работы системы водохранилищ в условиях недостатка воды подтверждает, что увеличение гарантированной водоотдачи может достигаться за счет удлинения перебойного периода. Показано, что в системе водообеспечения Московского региона такое увеличение периода времени с дефицитом водных ресурсов, как правило, приходится на одни и те же маловодные периоды. Например, увеличение гарантированной водоотдачи системы для интервала обеспеченности 97-95% (по числу бесперебойных лет) достигается увеличением общего числа перебойных месяцев на 6-10, что составляет около 1% за многолетний период в 90 лет.

6. Ограничение водоподачи потребителям в течение некоторого периода времени различается по глубине и длительности. При единичных перебоях недостаток воды распространяется на часть периода в течение одного года. С повышением гарантированной водоотдачи увеличивается вероятность перебоя в смежном году. Длительные периоды нормальной работы сменяются группами лет с сокращенной водоотдачей. Подавляющее большинство перебоев составляют малые перебои, поэтому резервирование сравнительно небольшого объема воды (10-20% отдачи) или подвод из другого источника, существенно повышает обеспеченность работы водохранилищ. Для смягчения перебоя следует переходить на снижение водопотребления в соответствии с диспетчерскими правилами работы системы.

7. В диссертации дан анализ различных характеристик расчетной обеспеченности гарантированной водоотдачи водохранилищ - по объему предоставленной пользователю воды, по числу бесперебойных лет, по длительности бесперебойного периода. Установлено, что расчетная обеспеченность по длительности бесперебойного периода больше, чем расчетная обеспеченность по числу бесперебойных лет, которая в свою очередь меньше, чем расчетная обеспеченность по объему предоставленной воды. Показано, что высокие значения расчетной обеспеченности гарантированной водоотдачи (по числу бесперебойных лет) в пределах от 97% до 95% позволяет увеличить водоотдачу системы Московского региона на 1014 м3/с (5-7 м3/с на один процент снижения обеспеченности), в пределах от 95% до 91% - на 13-18 м3/с (3-5 м3/с на один процент снижения обеспеченности), в пределах от 91% до 88% - на 6-7 м3/с (2-3 м3/с на один процент снижения обеспеченности). Таким образом, при снижении обеспеченности в диапазоне от 97% до 88% может быть достигнут прирост,

составляющий 25-30% от современной водоотдачи действующих водохранилищ системы.

8. Изучена степень надежности (расчетной обеспеченности) удовлетворения потребностей в воде различных водопользователей водохозяйственного комплекса в рамках единого критерия расчетной обеспеченности в условиях недостатка водных ресурсов. Показано, что удовлетворять все виды водопользования с одинаковой степенью надёжности в реальных условиях функционирования не предоставляется возможным. В системе показателей надёжности гарантированной водоотдачи необходимо переходить на двухступенный показатель. Первый показатель надёжности должен относиться к нормальным условиям эксплуатации системы и может быть понижен для некоторых видов водопользования с 95 % до 90% по числу бесперебойных лет. В частности, это может относиться к обводнительным попускам в Московском регионе в р. Москву в размере 30 м3/с. Второй показатель должен относиться практически к бесперебойному водообеспечению и по продолжительности бесперебойного периода и по объёму предоставленной воды должен приближаться к 100%.

9. Разработан гидролого-водохозяйственный подход к совместному управлению ресурсами поверхностных и подземных вод в условиях маловодного периода. Предлагаемый подход, направленный на сокращение или полное устранение дефицита гарантированной водоотдачи при управлении поверхностными водами состоит в том, что подземные источники рассматриваются не как альтернатива поверхностному стоку, а как резерв для компенсации дефицита речного стока в маловодных условиях.

По теме диссертации автором опубликовано 68 работ, основные из которых следующие: В научных изданиях, рекомендуемых ВАК

1. Клёпов, В.И. О выборе расчетной обеспеченности промышленного и коммунального водоснабжения /[текст] В.И.Клёпов // Водные ресурсы. - М., -1982,-№2,- С. 144-146.

2. Клёпов, В.И. Определение гарантированной водоотдачи системы водохранилищ для водоснабжения /[текст] A.JI. Великанов, В.И.Клёпов // Гидротехническое строительство.- М., 1983. - № 9 . - С. 15-18.

3. Клёпов, В.И. О гарантированной водоотдаче Иваньковского водохранилища /[текст] В.И.Клёпов // Водные ресурсы. - М., 1990,- №5.- С. 143-151.

4. Клёпов, В.И. Исследование гарантированной отдачи системы водохранилищ при совместном и раздельном управлении (на примере Московского региона) /[текст] В.И.Клёпов // Водные ресурсы. - М., 1992.- № 3.- С.135-145.

5. Клёпов, В.И. Совместное использование поверхностных и подземных вод в Московской агломерации /[текст] А.Л. Великанов, В.И.Клёпов, ЕЛ.Минкин // Водные ресурсы. - М., 1994. - №. 6,- С. 711-714.

6. Клёпов, В.И. Проблемы управления водными ресурсами ВХС Московского региона /[текст] В.И.Клёпов // Водные ресурсы. - М., 1996. - № 5 -С. 241-245.

7. Клёпов, В.И. Синхронность стока рек и учет ее влияния при управлении водно-ресурсной системой /[текст] В.И.Клёпов, Л.Ф. Сотникова// Использование и охрана природных ресурсов в России. - М.: НИА-Природа, 2004,- №3.- С. 45-49

8. Клёпов, В.И. Управление природоохранными попусками в бассейне Верхней Волги как способ повышения надежности водообеспечения Московского региона /[текст] В.И.Клёпов // Водные ресурсы. - М., 2007.- №5. - С. 626-630.

9. Клёпов, В.И. Гидрологическое обоснование совместного использования поверхностного и подземного стока для водообеспечения Москвы /[текст] В.И.Клёпов // Использование и охрана природных ресурсов в России. - М.: НИА-Природа, 2007. - №5. - С. 9-13.

10. Клёпов, В.И. Разработка и построение правил управления водно-ресурсной системой в маловодных условиях /[текст] В.И.Клёпов // Использование и охрана природных ресурсов в России.- М.:НИА-Природа, 2008,-№4.-С. 15-18.

11. Клёпов, В.И. Исследование величины и обеспеченности гарантированной водоотдачи водохранилищ при управлении речной системой в условиях маловодного периода /[текст] В.И.Клёпов // Природообустройство. -М.,2009.-№5.-С. 81-85.

12. Клёпов, В.И. Определение дефицита отдачи водно-ресурсной системы в маловодных условиях /[текст] В.И.Клёпов // Использование и охрана природных ресурсов в России. - М.: НИА - Природа, 2010.- №1,- С. 1216.

13. Клёпов, В.И. Методика построения правила управления водно-ресурсной системой в условиях пониженной водности /[текст] В.И.Клёпов // Использование и охрана природных ресурсов в России. - М.:НИА - Природа, 2011.-№1. - с. 26-29.

14. Клёпов, В.И. Надежность и риск при управлении сложной водно-ресурсной системой (на примере Московского региона) /[текст] В.И.Клёпов // Природообустройство. - М., 2011.- №2,- с. 63-68.

15. Клёпов, В.И. Развитие методики управления водными ресурсами сложной системы водохранилищ /[текст] В.И.Клёпов // Мелиорация и водное хозяйство. - М.:МГУП, 2011.- № 3.- с.17-22.

16. Клёпов, В.И. Управление водными ресурсами Московского региона для устойчивого водообеспечения в маловодных условиях /[текст] В.И.Клёпов // Гидротехническое строительство. - М., 2011 (в печати).

17. Клёпов, В.И. Методика гидролого-водохозяйственного обоснования гарантированной водоотдачи сложных водно-ресурсных систем /[текст] В.И.Клёпов // Водное хозяйство России. - Екатеринбург, 2011 (в печати).

В разделах коллективных монографий

18. Клёпов, В.И. Проблемы надежности при многоцелевом использовании водных ресурсов /[текст] АЛ. Великанов, И.Л. Хранович, В.И.Клёпов и др.// М.: Наука. - 1994. - с. 65-93.

19. Клёпов, В.И. Водные ресурсы и качество вод: состояние и проблемы управления /[текст] // В.И. Данилов-Данильян, В.Г. Пряжинская и др. М.: РАСХН,- 2010. - с. 146-167.

В сборниках

20. Клёпов, В.И. Управление водными ресурсами Москворецкой и Вазузской водохозяйственных систем /[текст] В.И.Клёпов // Проблемы изучения и использования водных ресурсов. - М.: ИВП АН СССР. 1979. - С. 130-134.

21. Клёпов, В.И. Возможности повышения водоотдачи водохранилищ Вазузской гидротехнической системы /[текст] В.И.Клёпов // Четвертое научно-техническое совещание Гидропроекта «Совершенствование научных исследований с целью повышения эффективности строительства и эксплуатации ГЭС, ГАЭС и АЭС» - М.: 1982. - С. 55-57.

22. Клёпов, В.И. Обоснование гарантированной водоотдачи системы водохранилищ /[текст] К.Н. Бестужева, Д.Н. Коробова, В.И. Пойзнер, В.И. В.И.Клёпов // Международный конгресс «Оптимальное использование водных ресурсов». Варна, ИВП БАН. - 1983. - С. 397-404.

23. Клёпов, В.И. Гарантированная водоотдача Москворецкой и Вазузской систем водоснабжения /[текст] В.И.Клёпов // Научные труды Гидропроекта. М.: Вып.99. - 1985. - С. 15-21.

24. Клёпов, В.И. Исследование величины и обеспеченности гарантированной водоотдачи системы водохранилищ /[текст] А.Л. Великанов, В.И.Клёпов // X школа-семинар «Математическое моделирование в проблемах рационального природопользования». Ростов-на-Дону. 1986. - С. 191-192.

25. Клёпов, В.И. Исследование глубины сокращения водоотдачи водохранилищ за пределами расчетной обеспеченности при регулировании стока в бассейне Верхней Волги /[текст] В.И.Клёпов // IV Всесоюзная школа-семинар «Управление водными ресурсами суши: теория и практика». М.: 1989.-С. 106-111.

26. Клёпов, В.И. Анализ функционирования системы водохранилищ с применением ЭВМ /[текст] А.Л. Великанов, В.И.Клёпов // Техническая сессия МАВР «Применение ЭВМ в водном хозяйстве». М.: 1989. - С.211-220.

27. Клёпов, В.И. Исследование функционирования ВХС водообеспечения Москвы: учет и ограничение экологических последствий создания и эксплуатации /[текст] В.И.Клёпов//Советско-французский симпозиум «Чистота воды столиц мира - контроль за качеством воды в Москве и Париже». М.: 1991. - С.30-34.

28. Клёпов, В.И. Безопасность и риск в системе водообеспечения Московского региона /[текст] В.И.Клёпов//Научная конференция «Современные проблемы стохастической гидрологии» - 2001. - С.150-152.

29. Клёпов, В.И. Методические и практические приемы учета синхронности речного стока при управлении водно-ресурсными системами /[текст] /[текст] В.И.Клёпов, Л.Ф. Сотникова // XXXI школа-семинар «Математическое моделирование в проблемах рационального природопользования». Ростов-на-Дону. 2003. - С. 25-28.

30. Клёпов, В.И. Исследование и анализ природоохранных попусков как способ повышения надежности водообеспечения крупного региона /[текст] В.И.Клёпов // 1 Всероссийский Конгресс работников водного хозяйства. М.: 2003.- С.62-66.

31. Клёпов, В.И. Особенности управления водными ресурсами в бассейне Верхней Волги в современных условиях /[текст] В.И.Клёпов // II научно-практическая конференция «Современные проблемы водохранилищ и их водосборов». Пермь. 2009. - С.81-85.

32. Клёпов, В.И. Изучение правил функционирования водно-ресурсной системы для устойчивого водообеспечения Московского региона /[текст] В.И.Клёпов//Международная научно-практическая конференция «Проблемы природопользования, устойчивого развития и техногенной безопасности регионов», Украина, Днепропетровск, 2009. - С. 62-65.

33. Клёпов, В.И. Критерий надежности управления водно-ресурсной системой для водоснабжения и факторы, его определяющие /[текст] В.И.Клёпов // Международная научно-практическая конференция «Чистая вода 2009», Кемерово, 2009. - С 74-78.

34. Клёпов, В.И. О гидрологических основах моделирования и обоснования совместного использования поверхностных и подземных вод в Московском регионе /[текст] В.И.Клёпов//Международная научная конференция «Ресурсы подземных вод. Современные проблемы изучения и использования». М.: Изд-во МГУ, 2010. - С.235-242.

35. Клёпов, В.И. Надежность отдачи водохозяйственных систем в изменяющихся природных и социально-экономических условиях /[текст] В.И.Клёпов//8 международная конференция «Государственное управление в 21 веке: традиции и инновации». М.: Изд-во МГУ, 2010. - С. 313-320.

36. Клёпов, В.И. Методы управления поверхностными водными ресурсами/[текст] В.И.Кпёпов//Международная научно-практическая конференция «Социально-экономические и экологические проблемы сельского и водного хозяйства». Часть 3. «Водные объекты: состояние, проблемы и пути решения». М.: Изд-во МГУП, 2010. - С. 83-89.

37. Клёпов, В.И. Управление водными ресурсами крупного региона /[текст] В.И.Клёпов//Н научно-практическая конференция «Современные проблемы водохранилищ и их водосборов». Пермь. Изд-во Пермского университета, 2011.-С. 106-110.

38. Клёпов Гидролого-водохозяйственное обоснование устойчивого водообеспечения крупного региона/[текст] В.И.Клёпов//Всероссийская

научная конференция «Устойчивость водных объектов, водосборных и прибрежных территорий; риски их использования», Изд-во АН РАН, Калининград,2011.-С. 202-208.

39. Klepov, V.I. Combined use of surface and groundwater in the Moscow agglomeration as a means of reducing negative environmental impact/A.L. Velikanov, V.I. Klepov, E.L. Minkin//Second USA/USSR Joint Conference on Environmental Hhydrology and Hydrogeology. Washington, USA, 1993. - P. 4952.

40. Klepov, V.I. Management of the water resources in the large region under risk conditions/V.I. Klepov//International Symposium «Statistical and Bayesian methods in hydrological sciences». Paris. UNESCO. 1995. - P. 121-125.

41. Klepov, V.I. Use and management of the water resources in the Moscow region under risk conditions/V.I. Klepov//International Conference in Water Resources and Environment Research: Towards the 21st Century. Kyoto. Japan. 1996.-P. 29-31.

42. Klepov, V.I. Water resources in the Moscow region: use and management/V.I. Klepov//International Conference FRIEND-97. Postojna. Slovenia. 1997. - P. 139-147.

43. Klepov, V.I. Safety and risk of the water supply in the Moscow region / V.I. Klepov//The 8th International Symposium on Stochastic Hydraulics. Balkema. Beijing. China. 2000. - P. 399-402.

44. Klepov, V.I. An approach to the analysis and modeling of water resource system of a large region/V.I. Klepov//International Symposium on water resources and environmental impact assessments, Balkema. Istanbul. Turkey. 2001. - P. 4953.

^ V ПОЛСЗН.

Рисунок 1. Диспетчерский график работы водохранилищ Вазузской гидротехнической системы

Рисунок 2. Схема водно-ресурсной системы Московского

региона

-

—

-

—

fl п п

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Дефицитные месяцы в 1921-22 г. (1-7), 1939 г.(9), 1940 г. (11-13), 1945 г. (15), 1952 г. (17), 1964 г. (19), 1965 г. (21-23), 1969 г. (26), 1996 г. (28-31)

Рисунок 3. Распределение дефицита гарантированной водоотдачи Верхневолжской подсистемы для 115 м3/с

I I Г ! ! I ! I I ! ! I l i I 'ТП -

в

п п

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Дефицитные месяцы для лет: 1921-22 (1-6), 1940 (9), 1964 (12), 1965 (15), 1967 (18), 1996 (21)

Рисунок 4. Распределение дефицита гарантированной водоотдачи Москворецкой подсистемы для 34 м3/с

60

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Дефицитные месяцы в 1921-22 г.(1-7), 1923 г. (10), 1940 г.<12-13), 1960 Г.115), 1965 г.(17-18), 1967 г.(20), 1969 г.(22), 1996 г.(24-25)

Рисунок 5. Распределение дефицита гарантированной водоотдачи Вазузской подсистемы для 22 м3/с

Значения гарантированной водоотдачи (1-8)

Рисунок 6. Зависимость дефицита гарантированной водоотдачи от величины водоотдачи для подсистем

_гп

я

Значения водоотдачи, мЗ/с

Рисунок 7. Зависимость обеспеченности по числу бесперебойных лет от глубины сокращения водоотдачи

Значения водоотдачи, мЗ/с

Рисунок 8. Зависимость обеспеченности по длительности бесперебойных периодов от глубины сокращения водоотдачи

20 30 40

Глубина сокращения водоотдачи, %

♦ А1 ■ А2

АЗ хА4 ЖА5

• Аб + А7 -А8

Рисунок 9. Зависимость числа перебойных лет от глубины сокращения водоотдачи

123456789

Глубина сокращения водоотдачи, %

Рисунок 10. Зависимость числа перебойных месяцев от глубины сокращения водоотдачи

Подписано в печать: 05.09.2011

Заказ № 5848 Тираж - 100 экз. Печать трафаретная. Объем: 2 усл.п.л. Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56

www.autoreferat.ru

Введение.

1. Методы управления водно-ресурсными системами.

1.1. Колебание водных ресурсов и надежность отдачи водно-ресурсных систем.

1.2.Методы управления поверхностными водными ресурсами.

1.3.Водообеспечение некоторых крупных городов мира.

2. Моделирование распределения воды в водно-ресурсных системах

2.1.Основные принципы использования имитационных математических моделей для управления водно-ресурсными системами.

2.2. Информационное обеспечение имитационных экспериментов

2.3. Особенности управления водными ресурсами Московского региона.

2.4. Описание водно-ресурсной системы в терминах имитационной модели.

3. Функционирование водно-ресурсной системой за пределами расчетной обеспеченности.

3.1. Функционирование водно-ресурсной системы при раздельном управлении.

3.2. Функционирование водно-ресурсной системы при совместном управлении.

3.3. Сравнительный анализ раздельного и совместного функционирования водно-ресурсной системы.

3.4. Глубина сокращения гарантированной водоотдачи за пределами расчетной обеспеченности.

4. Величина и обеспеченность гарантированной водоотдачи.

4.1. Зависимость объем-водоотдача-обеспеченность.

4.2. Расчетная обеспеченность по числу бесперебойных лет.

4.3. Расчетная обеспеченность по длительности бесперебойного периода.

4.4. Расчетная обеспеченность по объему доставленной воды.

4.5. Функционирование водно-ресурсной системы при заданных критериях.

5. Правила управления действующей водно-ресурсной системой

5.1. Обеспеченность компонентов водохозяйственного комплекса

5.2. Дифференциация показателя надежности водообеспечения пользователей водных ресурсов.

5.3. Обеспеченность обводнительного попуска (на примере бассейна Верхней Волги).

5.4. Предложения по уточнению правил управления водно-ресурсными системами в условиях повышенных экологических требований.

6. Повышение надежности при совместном использовании поверхностного и подземного стока.

6.1. Особенности совместного использования поверхностного и подземного стока.

6.2. Методика исследования повышения надежности при совместном использовании поверхностного и подземного стока.

6.3. Разработка правил управления при совместном использовании поверхностного и подземного стока (на примере Верхневолжской водохозяйственной системы).

Актуальность. Репной сток служит основным поставщиком пресной воды, он распределен крайне неравномерно как по территории суши, так и внутри годового цикла. Внутригодовая неравномерность стока устраняется, как известно, его регулированием с помощью водохранилищ, пространственная неравномерность может быть выровнена, в частности, объединением отдельных водохранилищ в водно-ресурсные системы (ВРС). Это позволяет увеличить отдачу естественных водотоков и, вместе с тем, повысить обеспеченность (надежность) гарантированной водоотдачи.

В России построены и функционируют такие ВРС, как каскад гидроузлов на p.p. -Волга, Кама, Ангара, Енисей. Созданы и эксплуатируются ВРС для водообеспечения больших регионов, например, Уральского и Московского. Основная направленность исследований по обоснованию надежности гарантированной водоотдачи системы водохранилищ определилась в процессе создания и эксплуатации крупных ВРС многоцелевого назначения. Такие ВРС создаются для удовлетворения потребностей многих водопользователей различных отраслей народного хозяйства: питьевого водоснабжения, коммунального хозяйства и промышленности, сельского хозяйства, энергетики, речного транспорта, рыбного хозяйства и других. Они играют все большую роль в охране водных ресурсов от истощения и загрязнения, а также в решении задач отдыха населения - рекреации. Таким образом, ВРС представляют собой сложные природно-технические системы, важнейшей технологической характеристикой которых является гарантированная водоотдача и ее надежность - расчетная обеспеченность. На основании этих характеристик происходит построение правил управления водными ресурсами.

Установление наиболее целесообразного порядка управления водными ресурсами систем водохранилищ в условиях стохастического характера исходной гидрологической информации представляет одну из основных задач теории регулирования речного стока. Имеется несколько путей решения этой задачи: привлечение воды из-за пределов системы; увеличение коэффициента зарегулированное™ естественного стока путем создания новых регулирующих сток водохранилищ или увеличения объема старых; рациональное использование полученной из источников воды; повышение эффективности управления водными ресурсами, которые имеются в данный момент времени в системе водохранилищ.

При разработке правил управления режимом работы водохранилищ критерии качества управления должны учитывать стохастический характер будущего притока воды. В качестве такого критерия широко применяется показатель надежности (расчетной обеспеченности) удовлетворения заявленных требований к водоотдаче. Этим показателем определяются как параметры ВРС, так и правила наполнения и сработки водохранилищ.

Принцип экономического обоснования расчетной обеспеченности основан на сопоставлении ущербов, возникающих у водопользователя вследствие ограничения водоотдачи, и затрат, необходимых для сокращения этих ограничений. Общепризнанной методики оценки ущербов от недодачи воды компонентам ВРС в настоящее время нет. Используемый на практике показатель расчетной обеспеченности по числу бесперебойных лет не в полной мере отражает особенности регулирования стока системой водохранилищ и не дает исчерпывающей характеристики надежности водоснабжения. Поэтому всесторонний анализ гарантированной водоотдачи системы водохранилищ с привлечением различных критериев надежности имеет значение для оценки обеспеченности водоснабжения и, в конечном счете, для определения практических рекомендаций по функционированию и развитию ВРС. Этим определяется актуальность работы.

Цель работы. Развитие методологии построения правил управления и исследования функционирования водно-ресурсных систем для обоснования обеспеченности ее гарантированной водоотдачи.

В соответствии с целью были сформулированы следующие задачи:

1. Дать анализ современных методов управления режимом работы водно-ресурсных систем и выявить наиболее эффективные из них применительно к обоснованию соотношения величины и обеспеченности гарантированной водоотдачи.

2. Разработать расчетную схему управления водными ресурсами, основанную на имитационной математической модели функционирования сложной водно-ресурсной системы. Обобщить и систематизировать существующие исходные материалы по действующей водно-ресурсной системе для проведения имитационных экспериментов и построения на этой основе правил управления режимом ее работы.

3. Проанализировать различные варианты функционирования водно-ресурсной системы и исследовать водохозяйственную обстановку за пределами расчетной обеспеченности в условиях недостатка водных ресурсов для различного сочетания водохранилищ в системе. Разработать принципы ранжирования водопользователей по степени урезки им водоподачи за пределами расчетной обеспеченности.

4. Разработать приемы гидролого-водохозяйственного обоснования величины и обеспеченности гарантированной водоотдачи.

5. Дать анализ различных характеристик расчетной обеспеченности гарантированной водоотдачи водно-ресурсной системы.

6. Изучить степень надежности (расчетной обеспеченности) удовлетворения потребностей в воде различных водопользователей водохозяйственного комплекса в рамках единого критерия расчетной обеспеченности в условиях недостатка водньах ресурсов.

7. Разработать гидролого-водохозяйственный подход к совместному управлению ресурсами поверхностных и подземных вод в условиях маловодного периода.

Методы исследования. Работа выполнена на основе законов гидрологии суши, теории регулирования речного стока, системного анализа и математической статистики. Аппарат исследования - метод имитационного моделирования.

Объектом исследования являются речные водохранилища, функционирующие в составе сложной водно-ресурсной системы. В качестве примера рассматривается одна из крупнейших в России систем водохранилищ, предназначенная для водообеспечения Московского региона.

Предмет исследования. Режимы функционирования водно-ресурсной системы в изменяющихся гидрологических условиях, переменного числа водохранилищ в системе, заявок на воду на основе критерия расчетной обеспеченности гарантированной водоотдачи с целью достижения наиболее полного использования возможностей регулирования речного стока.

На защиту выносятся:

- Результаты анализа современных методов управления режимом работы водно-ресурсных систем на примере водообеспечения крупного региона.

- Результаты систематизации исходных данных по действующей системе водохранилищ на примере водообеспечения Московского региона для совершенствования правил управления режимом ее функционирования.

Результаты исследования водохозяйственной обстановки за пределами расчетной обеспеченности в условиях недостатка водных ресурсов для различных вариантов сочетания водохранилищ в системе и сочетаний значений: гарантированная водоотдача, ее обеспеченность и степень сокращения.

- Приемы гидролого-водохозяйственного обоснования величины и обеспеченности гарантированной водоотдачи.

- Закономерности соотношения различных характеристик расчетной обеспеченности и значений гарантированной водоотдачи водно-ресурсных систем.

- Методические подходы к обоснованию расчетной обеспеченности природоохранного попуска в рамках единого критерия расчетной обеспеченности отрасли водоснабжения.

Гидролого-водохозяйственный подход к разработке методов совместного управления ресурсами поверхностных и подземных вод в условиях маловодного периода.

Научная новизна. В работе впервые выполнено гидролого-водохозяйственное обоснование различных характеристик критерия расчетной обеспеченности гарантированной водоотдачи водно-ресурсной системы. Получены новые научные результаты:

- Установлена ведущая роль метода диспетчерского управления режимом работы водно-ресурсной системы по сравнению с другими методами.

- Выполнены обобщение и систематизация исходных данных для проведения имитационного эксперимента на модели действующее водно-ресурсной системы на примере системы водообеспечения Московского региона.

- Показаны методические приемы учета асинхронности стока рек в исследуемом регионе для совершенствования правил управления в условиях маловодного периода.

- Выявлены основные закономерности функционирования водно-ресурсной системы за пределами расчетной обеспеченности в условиях недостатка водных ресурсов.

- Установлена зависимость критерия расчетной обеспеченности гарантированной водоотдачи водно-ресурсной системы и глубины ее сокращения в условиях маловодного периода.

- Предложены методические приемы дифференциации расчетной обеспеченности и иерархии сокращения гарантированной водоотдачи компонентам водохозяйственного комплекса в системе водообеспечения крупного региона.

- Предложен и теоретически реализован новый метод замещения дефицитов гарантированной водоотдачи в маловодных условиях посредством совместного использования ресурсов поверхностных и подземных вод.

Практическая значимость. Результаты исследований направлены на решение важной народнохозяйственной проблемы - повышение качества управления водными ресурсами сложных систем водохранилищ в условиях неопределенности исходной гидрологической информации. Полученные в работе оценки гидролого-водохозяйственного обоснования соотношения величины и обеспеченности гарантированной водоотдачи предназначены для совершенствования правил управления режимом работы сложных ВРС. Результаты работы могут быть использованы в проектных разработках и лицами, ответственными за принятие решения (ЛПР).

Личный вклад автора состоит в формулировании цели, задач и научных положений, проведении имитационных экспериментальных исследований, теоретической обработке результатов.

Реализация результатов диссертационной работы. Основные положения диссертационной работы вошли в заключительные научно-технические отчеты по различным тематикам государственных планов НИР, выполняемые Институтом водных проблем РАН, по ФЦП «Возрождение Волги», Программе Отделения наук о земле РАН, другие работы.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены и обсуждались на следующих научных конференциях:

Всероссийской научной конференции «Устойчивость водных объектов, водосборных и прибрежных территорий; риски их использования», Калининград, 2011; Международной научной конференции «Ресурсы подземных вод. Современные проблемы изучения и использования», Москва, Геологический факультет МГУ, 2010; 8-ой международной научной конференции «Государственное управление в XXI веке: традиции и инновации», Москва, Факультет Государственного управления МГУ, 2010; Второй международной' конференции « Управление трансграничными водными ресурсами», Москва, 2010; II научно-практической конференции «Современные проблемы водохранилищ и их водосборов», Пермь, 2009; Международной научно-практической конференции «Роль мелиорации в обеспечении продовольственной и экологической безопасности России», Москва, 2009; Международной научно-практической конференции «Проблемы природопользования, устойчивого развития и техногенной безопасности регионов», Украина, Днепропетровск, 2009; Школах-семинар «Математическое моделирование в проблемах рационального природопользования», Ростов-на-Дону, 1986, 1988, 1989, 2001, 2003, 2005, 2007, 2008, 2009; - Международной конференции «Управление водно-ресурсными системами в экстремальных условиях», Москва, 2008; У11 научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций», Россия, Красная Поляна, 2007; Международной научной конференции «Экстремальные гидрологические события», Москва, 2003; 1 Всероссийском Конгрессе работников водного хозяйства, Россия, Москва, 2003; Международной конференции Акватек-2002, Россия, Москва, 2002; Научной конференции «Современные проблемы стохастической гидрологии», Россия, Москва,2001; Международном симпозиуме по водным ресурсам и оценки экологических последствий, Стамбул, Турция, 2001; Международной конференции РКЕА№Э-97, Словения, Постойна, 1997; Международной конференции по Байесовским процессам в гидрологии, Франция, Париж 1995; Международном российско-американском гидрогеологическом конгрессе, США, Вашингтон, 1993; Советско-французском симпозиуме «Чистота воды столиц мира - контроль за качеством воды в Москве и Париже», Москва, 1991; Научной конференции « Математические проблемы экологии», Душанбе, 1991; Всесоюзной конференции «Методология экологического нормирования», Харьков, 1990; Научной конференции «Математические проблемы экологии», Чита, 1990; Всесоюзной школе-семинар «Управление водными ресурсами суши: теория и практика», Москва, 1989; Технической сессии МАВР «Применение ЭВМ в водном хозяйстве», Москва, 1989; Международном гидрологическом конгрессе, Болгария, Варна, 1983; Научно-технической конференции «Гидрология и водное хозяйство в бассейне р. Москвы», Москва, 1983; 4 научно-техническом совещании Гидропроекта им. С.Я.Жука, Москва, 1982; специализированном семинаре лаборатории управления водными ресурсами Института водных проблем РАН 1985, 1987, 1995, 1996, 1998, 2000, 2003, 2005, 2009.

Публикации. Основные результаты, представленные в диссертации, отражены в 68 печатных работах, 15 из которых опубликованы в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ, и двух коллективных монографиях.

Выводы раздела. В данной главе диссертации проведено изучение степени надежности (расчетной обеспеченности) удовлетворения потребностей в воде различных водопользователей водохозяйственного комплекса в рамках единого критерия расчетной обеспеченности условиях недостатка водных ресурсов. Показано, что удовлетворять все виды водопользования с одинаковой степенью надёжности в реальных условиях функционирования не предоставляется возможным. В системе показателей надёжности гарантированной водоотдачи необходимо переходить на двухступенный показатель надёжности. Первый показатель надёжности должен относиться к нормальным условиям эксплуатации системы и может быть понижен для некоторых видов водопользования с 95 % до 90% по числу бесперебойных лет. В частности, это может относиться к обводнительным попускам в Московском регионе' в р. Москву в размере 30 м/с. Второй показатель должен относиться практически к бесперебойному водообеспечению и по продолжительности бесперебойного периода и по объёму предоставленной воды должен приближаться к 100%.

Глава 6. Повышение надежности при совместном использовании поверхностного и подземного стока

В данном разделе диссертации рассмотрен один из возможных методических приемов к разработке гидролого-водохозяйственного подхода совместного управления ресурсами поверхностных и подземных вод в условиях маловодного периода. Предлагаемый подход, направленный на сокращение или полное устранение дефицита гарантированной водоотдачи-при управлении- поверхностными водами состоит в- том, что подземные источники рассматриваются не как альтернатива поверхностному стоку, а как резерв для компенсации дефицита речного стока в маловодных условиях.

Использование природных вод для водообеспечения крупного региона неизбежно, связано* с нарушением естественных природных процессов и часто приводит к существенным, а иногда и к необратимым отрицательным явлениям в- окружающей, среде. При этом наиболее заметное влияние на окружающую среду оказывают регулирующие речной« сток водохранилища, которые коренным образом меняют естественный гидрологический режим источников водных ресурсов: Эксплуатация подземных вод приводит к понижению их уровня и даже к практически полной их сработке за расчетный период, что в основном влияет на окружающую среду. Эти явления достаточно отчетливо прослеживаются при водоснабжении Московского региона [40, 41, 47, 250].

6.1. Особенности совместного использования поверхностного и подземного^ стока

К настоящему времени, несмотря на очевидный, принцип единства природных вод, ресурсы поверхностного'стока и подземных вод изучаются, оцениваются и эксплуатируются, как правило, в виде самостоятельных источников водоснабжения. Более того, по сложившейся практике в нашей стране ресурсы поверхностных и подземных вод рассматриваются как альтернативные источники водных ресурсов. Действующие системы раздельного использования- ресурсов поверхностных и подземных вод

• приводит к их нерациональному управлению и может вызывать отрицательные экологические последствия. Поэтому в данном разделе диссертации рассмотрены методические и практические приемы обоснования совместного использования поверхностных и подземных вод на примере Московского региона.

Как известно, основная тяжесть в решении проблемы водообеспечения Московского региона до сих пор ложилась на поверхностные водные ресурсы. В результате этого многие поверхностные источники оказались в положении количественного и качественного истощения.» Следствием этого является все большее вовлечение ресурсов подземных вод для решения проблем водообеспечения региона. Существующие системы раздельного использования ресурсов.поверхностных и> подземных вод приводит к их нерациональному использованию и вызывает отрицательные экологические последствия.

Основная проблема использования поверхностного стока заключается в его неравномерности, как во внутригодовом, так и в многолетнем разрезе, вызывающей необходимость регулирования стока водохранилищами, которые коренным образом меняют естественный гидрологический режим водотоков и влияют на водообмен с подземными водами [143, 149, 47]. Совершенно очевидно, что создание водохранилищ и искусственных водотоков (каналов) для* перераспределения речного стока во времени- и пространстве наряду с положительным водохозяйственным эффектом создает целый ряд экологических проблем, как на самих водоемах, так и на прилегающих территориях. Список как положительных, так и отрицательных экологических последствий водохозяйственного развития территорий достаточно обширный. В качестве примера следует отметить, что водохозяйственная эффективность регулирования поверхностного стока уменьшается по мере роста степени его зарегулированности. Иными словами, приращение гарантированной отдачи уменьшается при росте коэффициента регулирования стока. При этом глубина перебоев и их продолжительность в годы, выходящие за пределы расчетной обеспеченности, увеличивается. Таким образом, удовлетворение дополнительных требований со стороны водопользователей к зарегулированным водным ресурсам поверхностного стока ещё больше обостряет отрицательные последствия, связанные с перераспределением в пространстве и времени речного стока.

В результате этого) любое увеличение отдачи речных ВРС приводит либо к необходимости создания новых водохранилищ, либо привлечения водных ресурсов из других бассейнов. Оба эти мероприятия следует считать, в настоящее время нежелательными, и, прежде всего по экологическим соображениям. Вместе с тем, при отказе от них, увеличение потребностей в водных ресурсах неизбежно приведет к снижению надежности их удовлетворения существующими ВРС. Это явление, как было показано в [40, 41, 47] также нежелательно, поскольку при наметившейся тенденции к снижению водоёмкости производства происходит повышение требований к надежности гарантированной отдачи.

Изложенное выше привело к необходимости разработки новой концепции управления ресурсами поверхностных и подземных вод. Попытки решить эту проблему начались достаточно давно. С точки зрения водохозяйственных исследований проблема обоснования соотношения гарантированной водоотдачи и ее обеспеченности решалась на основе рассмотрения различных путей компенсации дефицита водных ресурсов, возникающего при функционировании ВРС [40, 41, 47, 250]. Возможности восполнения подземных запасов за счет поверхностного стока были предметом исследований гидрогеологов [124, 125, 126, 127, 128, 152, 153]. Широкое применение в практике водоснабжения получили водозаборы инфильтрационного типа, заложенные на берегах водотоков. Различные аспекты теоретического исследования по созданию ВРС, где ресурсы поверхностных вод и подземные источники водоснабжения работают в совместном режиме, рассмотрены в таких работах, как [40, 41, 46, 47, 124, 127, 130, 131, 161].

Использование природных вод для водообеспечения народного хозяйства неизбежно связано с нарушением естественных природных процессов и в частности приводит к существенным, а иногда и к необратимым отрицательным явлениям в окружающей среде. При этом наиболее заметное влияние на окружающую среду оказывают регулирующие речной' сток водохранилища, которые коренным образом меняют естественный гидрологический режим источников*водных ресурсов1 [40, 41]. Система водоснабжения Московского региона с момента её создания была г ориентированы в основном на поверхностный сток. Крупные водохранилища, каналы, насосные станции и другие гидротехнические сооружения изменили гидрологический режим' водно-ресурсной системы. Следовательно, дальнейшее функционирование и развитие этой системы требует нахождения возможностей снижения отрицательных последствий регулирования речного стока. Один из возможных путей — единая системы водоподачи поверхностных и подземных вод. При этом запасы подземных вод используются не как постоянный источник воды, а как резерв для компенсации дефицита .поверхностного стока в маловодных условиях, данные о котором получены в третьей и четвертой главах настоящей диссертации.

6.2. Методика исследования повышения надежности при совместном использовании поверхностного и подземного стока Как это следует из вышеизложенного, показана возможность и водохозяйственная эффективность, совместного использования ресурсов поверхностных и подземных вод в объединенных системах водоснабжения. Дальнейшие исследования были направлены на разработку правил управления такими системами и такая задача была сформулирована впервые.

В данной работе для исследования проблемы управления ресурсами поверхностных и подземных вод в единой системе их использования рассматривается имитационная модель, рассмотренная в главе 2, которая позволяет проигрывать различные режимы совместного использования. Она дает возможность вырабатывать правила управления ими и может быть применена как для управления системами водоснабжения в реальном времени (эксплуатационная задача), так и для обоснования параметров объединенной ВРС. Входными данными в модель, наряду со структурой ВРС и параметрами ее элементов, являются:

- гидрологическая' информация, в виде гидрологических рядов-, (расходов * воды)1 приточности к характерным створам ВРС, либо искусственно смоделированных рядов;

- информация о водопользователях, представленная в виде графиков водопотребления и водооГведения, а также графиков необходимых попусков в нижний бьеф гидроузлов;

- морфометрические характеристики водохранилищ и гидравлические характеристики нижних бьефов гидроузлов;

- гидрологическая информация о включаемых в систему месторождениях подземных вод, представляющая собой основные гидрогеологические параметры водоносных горизонтов;

- ограничения, накладываемые на возможные режимы работы водохранилищ и водозаборов подземных вод.

Как следует из вышеизложенного, разработка и построение правил управления водно-ресурсной системой направлена на повышение меженных расходов воды для цели надежного водообеспечения территории в условиях маловодного периода. При исчерпании, рабочего объема водохранилища, т.е. при наступлении перебоя за пределами расчетной обеспеченности, приходиться вынужденно переходить от гарантированных расходов воды из водохранилища к естественно-бытовым расходам реки. Ограничение водоподачи потребителям в течение некоторого периода времени, различается по глубине и длительности. При единичных перебоях недостаток воды распространяется на часть периода в течение одного года. С повышением величины гарантированной водоотдачи увеличивается вероятность повторения перебоя в смежном году. Длительные периоды нормальной работы сменяются группами лет с сокращенной водоотдачей. Глубина перебоя бывает различной по перебойным годам и теоретически может изменяться от нуля до величины, близкой в пределе к годовой водоотдаче.

В" результате численных экспериментов на модели, предлагаемой в данной работе, различных вариантов правил управления можно получить оценки, в том числе и статистические, удовлетворения требований различных водопользователей, а также многолетний режим работы системы, включая режим сработки и восполнения запасов подземных вод. Полученные таким образом характеристики могут служить основой для выбора» рациональной стратегии использования водных ресурсов в данном регионе либо на основе использования различных критериев оптимальности, либо на основе неформальных процедур принятия решений. Использование этой, модели способствует более глубокому пониманию проблемы и развитию методологии управления совместным использованием поверхностных и подземных вод. Она помогает преодолеть указанное противоречие между традиционными подходами к управлению ресурсами поверхностных и подземных вод, предоставляя возможность изучения ситуаций, возникающих в ВРО в результате применения- различных правил управления их совместным использованием.

Совместное управление поверхностными и подземными водами в целях наиболее эффективного их использования направлено на повышение надежности водоснабжения крупнейших городов, уменьшения экологической опасности, связанной как с развитием поверхностных источников водоснабжения, так и с интенсификацией использования подземных вод. Такое управление состоит в том, что определенная часть подземных вод используется не постоянно, а только в маловодные периоды, когда возникает дефицит поверхностного стока. Для поиска наиболее оптимального способа управления двумя источниками водных ресурсов поставленная задача была сведена к разработке правил управления водохозяйственной системой на Верхней Волге. Цель такого управления заключается в том, чтобы уменьшать глубину дефицита за счет увеличения его длительности. Особенность данной задачи состоит в том, что в ней исследуется работа системы как бы за пределами расчетной обеспеченности, поскольку по существу решается задачи обоснования гарантированной отдачи и, следовательно, необходимо знать возможные дефициты воды, их глубину и длительность.

Суть предлагаемых подходов состоит в том, что подземные источники рассматриваются не как альтернатива поверхностному стоку, а как резервдля компенсации дефицита речного стока в маловодных условиях. Полученные данные о величине дефицита и его продолжительности позволяют построить характеристики надежности гарантированной водоподачи в Москву. Разработанные правила управления позволили выполнить анализ функционирования Верхневолжской ВХС и получить характеристики гарантированной отдачи и ее обеспеченности, а также глубины и длительности дефицитных периодов, что может служить основой для дальнейшего исследования задачи совместного использования поверхностных и подземных водных ресурсов в Московском регионе.

6.3. Разработка правил управления при совместном использовании поверхностного и подземного стока (на примере Верхневолжской водохозяйственной системы) Разработанные в предыдущей главе диссертации правила управления позволили выполнить анализ функционирования Верхневолжской части ВРС Московского региона и получить характеристики гарантированной отдачи и ее обеспеченности, а также глубины и длительности дефицитных периодов, что может служить основой для дальнейшего исследования задачи совместного использования поверхностных и подземных водных ресурсов в Московском регионе.

Рассматривая возможность повышения гарантированной отдачи Верхневолжской системы путем привлечения подземных вод для компенсации дефицитов гарантированной водоотдачи, обусловленных этим повышением, экспертным путем и предварительными исследованиями было установлено, что в районе Иваньковского водохранилища можно рассчитывать на получение 8-10 м3/с из подземных источников для компенсации дефицитов поверхностного стока. Поэтому в работе была предпринята попытка увеличить гарантированную отдачу Верхневолжского

3 3 источника водоснабжения Москвы с 78 м/с до 86 м /с не снижая ее надежности за счет привлечения подземных водных ресурсов. Из теории« регулирования речного стока известно, что при наличии регулирующих объемов в водохранилищах системы повышение отдачи воды не приводит к такому же увеличению дефицита в перебойные годы. Ответить на вопрос как изменится обеспеченность и возможный дефицит водоподачи при изменении гарантированной отдачи можно только на основании подробного расчета регулирования стока. Вот почему водохозяйственные последствия предложения об увеличении гарантированной отдачи Верхневолжской системы до 86 м /с были проверены на разработанной имитационной модели с помощью разработанных правил.

Результаты проведенного анализа представлены в табл. 6.1.

Как показали выполненные расчеты при увеличении гарантированной о отдачи Верхневолжской системы на 8 м/с величина возможного дефицита, и его продолжительность будут зависеть не только от параметров речного стока и параметров водохранилищ, но и не в меньшей степени от правил управления водохранилищами.

В качестве эталонного режима работы водохозяйственной системы был принят режим работы двух указанных водохранилищ по так называемым «простым правилам». В этом случае в качестве управляющих функций используются только две линии наполнения водохранилищ - одна соответствует отметке НИ У, другая - уровню полной сработки.

Результаты расчетов совместного использования Таблица 6.1

Перебой Перебой Дефицит ные годы ные интерва лы при разработанных при простых правилах правилах

21=78 м3/с <2и=8 м3/с <2н.б м3/е 01=78 м3/с <2п=8 м3/с <2„.б м3/с

1920/21 1АК 0 8,00 0 0 0 0

ЕВ 0 8,00 15,00 0 0,55 0

МАШ 0 8,00 15,00 46,18 8,00 15,00

МАЮ 12,49 8,00 15,00 53,95 8,00 15,00

ЛЖ1 0 8,00 25,00 0 0 0

Ш2 0 8,00 25,00 0 0 0

1921/22 ЛМЗ 0 8,00 25,00 О1 0 0

8ЕР 0 8,00 25,00 0 0 0

ОСТ 0 8,00 25,00 0 0 0

ИОУ 0 8,00 15,00 0 0 0

БЕС 0 8,00 15,00 21,58 8,00 15,00

0 ! 8,00 15,00 52,69 8,00 15,00

БЕВ 8,83 8,00 15,00 58,49 8,00 15,00

МАЮ 52,25 8,00 15,00 52,25 8,00 15,00

1922/23 МАЮ 0 8,00 15,00 0 8,00 7,63

МАЮ 18,42 8,00 15,00 25,13 8,00 15,00

1930/31 шз 0 8,00 25,00 0 0 0

1939/40 Ж>У 0 8,00 15,00 0 0 0

БЕВ 0 8,00 15,00 0 0 0

1940/41 МАЮ 0 8,00 15,00 26,76 8,00 15,00

МАЮ 0 8,00 0 28,47 8,00 15,00

1944/45 БЕВ 0 8,00 15,00 0 0 0

1945/46 МАЮ 0 8,00 0 0 0 0

МАЮ 0 4,69 0 5,69 8,00 15,00

КОУ 0 8,00 15,00 0 0 0

1964/65 1АЫ 0 8,00 15,00 0 0 0

БЕВ 0 ' 8,00 15,00 0 0 0

МАЮ 0 8,00 15,00 0 0 0

1965/66 МАЮ 0 8,00 15,00 0 0 0

МАЮ 0 8,00 14,89 0 0 0

АРЮ 0 8,00 0 0 0 0

1996/97 1АЫ 0 8,00 15,00 0 0 0

БЕВ 0 8,00 15,00 0 0 0

МАШ 0 8,00 15,00 0 0 0

МАЮ 0 8,00 15,00 0 0 0

МАЮ 0 8,00 15,00 0 0 0

Очевидно, что режим отдачи водохранилищ, полученный с помощью этих правил, не может соответствовать ни поставленной цели, ни современной практике управления режимом водохранилищ. Однако работа по таким правилам обеспечивает наиболее полное использование водных ресурсов вне зависимости от принятой системы приоритетов удовлетворения требований различных водопользователей. Инвариантность получаемых результатов позволяет рассматривать этот режим в качестве эталона для сравнения эффективности использования водных ресурсов по другим правилам управления. Сопоставление результатов управления, по разработанным правилам и по простым (эталонным) правилам представлено в табл. 6.1.

Так при простых правилах управления, число перебойных лет увеличивается до пяти; при этом в трех годах 1921/22, 1922/23 и в 1940/41 перебои достигают очень большой величины, что, естественно, недопустимо.

Следует заметить, что простые правила обеспечивают достаточно приемлемые условия для судоходства, практически не ограничивая судоходные попуски в навигационный период (столбец 8, табл. 6.1). Исправить положение, связанное с резким увеличением дефицита, можно с помощью разработанных нами правил управления системой. В левой части таблицы приводятся результаты управления Верхневолжской ВРС по разработанным нами правилам при увеличении гарантированной отдачи на 8

3 3 м /с (с 78 до 86 м /с). В этом случае количество перебойных лет в гидрологическом ряду увеличивается до 10, однако только в двух из них, выходящих за пределы расчетной обеспеченности в течение двух декад глубина перебоев превышает 8 м /с и только в двух годах 1921/22 и 1964/65 продолжительность дефицитного периода превышает два месяца. Следует заметить, что в известном катастрофически маловодном 1922/23 году дефицит водоподачи также достигает очень большой величины - 60,25 м/с (около 70% от отдачи). Как показали наши исследования с помощью изменения правил управления, этот дефицит может быть существенно уменьшен. Однако делать это вряд ли целесообразно. Сокращение этого катастрофического дефицита неизбежно приведет к существенному недоиспользованию речного стока за счет увеличения холостых сбросов. С водохозяйственной точки зрения это решение явно неэффективно. Поэтому было признано допустимым иметь дефицит такой глубины поскольку его обеспеченность по продолжительности очень мала и составляет всего 0,04%.

Таким образом, проведенный анализ работы системы в условиях повышения ^ ее отдачи на 8 м3/с в пределах расчетной обеспеченности потребует привлечения подземного источника в размере не больше чем* 8 м/с, что позволило увеличить отдачу Верхневолжской системы с 78 до 86 м3/с.

Оценка функционирования предполагаемой системы совместного использования поверхностных и подземных вод в районе Иваньковского водохранилища с экологических позиций показала, что никаких сколько-нибудь заметных негативных последствий в окружающей среде она не вызовет. Ущербы речному стоку в период маловодья пренебрежимо малы; уровни напорных вод буДут восстанавливаться очень быстро, что не может сказаться на экосистемах и других природных процессах. Режим грунтовых, вод также не изменится, произойдет лишь некоторое перераспределение во времени подземного питания водохранилища, т.е. повысится его водность в маловодные периоды и пропорционально снизится водность в многоводные периоды, что не скажется на его суммарном годовом водном балансе.

Экономической оценки реализации подобной системы совместного использования поверхностных и подземных вод для данного примера не делалось, так как каких-либо других альтернативных решений получения дополнительного источника водоснабжения в данном районе нет, поскольку в замыкающем створе Иваньковского створа фиксируются все водные ресурсы региона. И здесь может быть поставлен вопрос лишь об их перераспределении во- времени. Сопоставление альтернативных вариантов может возникнуть лишь при решении проблемы водоснабжения Москвы и области в целом, при которых могут анализироваться различные водоисточники наравне с Иваньковским водохранилищем. Однако эта задача нами здесь не ставилась.

Экономический выигрыш от совместного использования поверхностных и подземных вод в виде увеличения отдачи водохранилища на 8 м3/с очевиден. Опыт такой оценки позволяет предположить, что использование таких систем и на других участках (как в долинах малых рек, так и в районах питьевых водохранилищ) может решить проблему водоснабжения Москвы в целом. Аналогичные приведенным выше оценкам по. обоснованию систем совместного или комбинированного использования поверхностных и подземных вод могут быть осуществлены и для других частей водно-ресурсной системы Московского региона, что позволит оптимизировать использование водных ресурсов на водосборе.

Следует отметить, что приведенные выше цифры не могут пока служить основой для какого-либо проектирования или управления. Они даны лишь для раскрытия представлений о масштабе явления в качестве первых экспертных исследований по обоснованию целесообразности разработки систем' совместного использования поверхностных и подземных вод. Результаты таких оценок свидетельствуют о перспективности совместного использования поверхностных и подземных вод и необходимости дальнейших исследований в этом направлении.

Вывод раздела. Разработан гидролого-водохозяйственный подход к совместному управлению ресурсами поверхностных и подземных вод в условиях маловодного периода. Предлагаемый подход, направленный на сокращение или полное устранение дефицита гарантированной» водоотдачи при управлении поверхностными водами состоит в том, что подземные источники рассматриваются не как альтернатива поверхностному стоку, а как резерв для компенсации дефицита речного стока в маловодных условиях.

Суть предлагаемого подхода к совместному использованию поверхностного и подземного стока состоит в том, что подземные источники рассматриваются не как альтернатива поверхностному стоку, а как резерв для компенсации дефицита речного стока в маловодных условиях.

Предварительные результаты исследования показывают, что уже в ближайшее время можно повысить отдачу существующей водно-ресурсной системы Московского региона на 8-10 м/с без снижения расчётной обеспеченности. Увеличивающийся при этом возможный дефицит в маловодные годы будет компенсирован за счёт апериодического, но более интенсивного, чем в обычных условиях использования подземных вод, с последующим их естественным восполнением за длительные периоды, когда естественный сток превышает гарантированную отдачу водохозяйственных систем. Естественно, что эта концепция требует дальнейших и более глубоких экономических, гидрогеологических, водохозяйственных и экологических обоснований.

213 Заключение

В диссертации рассмотрены методические и практические приемы развития и совершенствования гидролого-водохозяйственного обоснования построения правил управления и функционирования водно-ресурсных систем на основе изучения критерия расчетной обеспеченности их гарантированной водоотдачи.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1.В условиях развивающихся рыночных отношений, когда-экономический и экологический ущербы от нарушения нормальной водоподачи возрастают, требования к надёжности бесперебойного водоснабжения неизбежно будут повышаться. Решение проблемы надёжности гарантированной водоотдачи действующих водно-ресурсных систем может быть достигнуто либо путём увеличения регулирующего объема водохранилищ, либо за счёт привлечения новых источников водных ресурсов. И тот и другой способы* повышения надёжности затратны и экологически не безопасны. В качестве альтернативы предлагается получить дополнительный прирост водоотдачи посредством рационализации правил совместного функционирования водохранилищ в системе на основе гидролого-водохозяйственного обоснования критерия расчетной обеспеченности гарантированной водоотдачи.

2. В диссертации дана характеристика современного состояния методов управления режимом работы систем водохранилищ. Показано, что наиболее эффективным методом является^ диспетчерский метод управления. Рассмотрены и проанализированы диспетчерские правила и графики целого ряда водохранилищ; предназначенных как для промышленного и коммунального водообеспечения крупных промышленных регионов России, так и водохранилищ комплексного назначения. Рассмотрены основные особенности систем водообеспечения крупнейших мировых мегаполисов и условия функционирования систем водохранилищ, входящих в состав этих систем.

3 .Разработана расчетная схема управления водными ресурсами, основанная на имитационной математической модели функционирования сложной системы водохранилищ на примере системы водообеспечения Московского региона. Обобщены и систематизированы существующие исходные материалы по действующей системе водохранилищ для проведения имитационного эксперимента с целью изучения критерия расчетной' обеспеченности гарантированной водоотдачи и построения на этой основе правил управления режимом ее работы.

4. Проанализированы различные варианты функционирования водно-ресурсной системы и исследована водохозяйственная обстановка за пределами расчетной обеспеченности в условиях недостатка водных ресурсов для различного сочетания водохранилищ в системе. Показано, что при исчерпании полезного объема водохранилища в условиях наступления дефицита гарантированной водоотдачи за пределами расчетной обеспеченности приходиться вынужденно переходить от гарантированных расходов воды из водохранилища к сниженным расходам воды.

5. В работе показано, что при сокращении гарантированной водоотдачи в маловодных условиях глубина перебоя бывает различной по перебойным годам и может изменяться от нуля до величины, близкой к годовой водоотдаче. Анализ возможных ситуаций работы системы водохранилищ в условиях недостатка воды подтверждает, что увеличение гарантированной водоотдачи может достигаться за счет удлинения перебойного периодам Показано, что в системе водообеспечения Московского региона такое увеличение периода времени с дефицитом водных ресурсов, как правило, приходится на одни и те же маловодные периоды. Например, увеличение гарантированной водоотдачи системы для интервала обеспеченности 97-95% (по числу бесперебойных лет) достигается увеличением общего числа перебойных месяцев на 6-10, что составляет около 1% за многолетний период в 90 лет.

6. Ограничение водоподачи потребителям в течение некоторого периода времени различается по глубине и длительности. При единичных перебоях недостаток воды распространяется на часть периода в течение одного года. С повышением гарантированной водоотдачи увеличивается вероятность перебоя в смежном году. Длительные периоды нормальной работы сменяются группами лет с сокращенной водоотдачей. Подавляющее большинство перебоев составляют малые перебои, поэтому резервирование сравнительно небольшого объема воды (10-20% отдачи) или-подвод из другого источника, существенно повышает обеспеченность работы водохранилищ. Для смягчения перебоя следует переходить на снижение водопотребления в соответствии с диспетчерскими правилами работы системы.

7. В диссертации дан анализ различных характеристик расчетной обеспеченности гарантированной водоотдачи водохранилищ^ — по объему предоставленной пользователю воды, по числу бесперебойных лет, по длительности* бесперебойного периода. Установлено, что расчетная обеспеченность по длительности бесперебойного* периода больше, чем расчетная обеспеченность по числу бесперебойных лет, которая в свою очередь меньше, чем расчетная обеспеченность по объему предоставленной воды. Показано, что высокая расчетная1 обеспеченность гарантированной водоотдачи (по числу бесперебойных лет) в пределах от 97% до 95% позволяет увеличить водоотдачу системы Московского региона на 10-14 мЗ/с (5-7 мЗ/с на один процент снижения обеспеченности), в,пределах от 95% до 91% - на 1318 мЗ/с (3-5 мЗ/с на один процент снижения-обеспеченности), в пределах от 91% до 88% - на 6-7 мЗ/с (2-3 мЗ/с на один процент снижения обеспеченности). Таким образом, при снижении обеспеченности в диапазоне от 97% до 88% может быть достигнут прирост, составляющий 25-30% от современной водоотдачи действующих водохранилищ системы.

8. Изучена степень надежности (расчетной обеспеченности) удовлетворения потребностей в воде различных водопользователей водохозяйственного комплекса в рамках единого критерия расчетной обеспеченности в условиях недостатка водных ресурсов. Показано, что удовлетворять все виды водопользования с одинаковой степенью надёжности в реальных условиях функционирования не предоставляется возможным. В системе показателей надёжности гарантированной водоотдачи необходимо переходить на двухступенный показатель надёжности. Первый показатель надёжности должен относиться к нормальным условиям эксплуатации системы и может быть понижен для некоторых видов водопользования с 95 % до 90% по числу бесперебойных лет. В частности, это может относиться к обводнительным попускам в Московском регионе в р. Москву в размере 30 м/с. Второй показатель должен относиться практически к бесперебойному водообеспечению и по продолжительности бесперебойного периода и по объёму предоставленной воды должен приближаться к 100%.

9. Разработан гидролого-водохозяйственный подход к совместному управлению ресурсами ^ поверхностных и подземных вод в условиях маловодного периода. Предлагаемый подход, направленный на сокращение или полное устранение дефицита гарантированной водоотдачи при управлении поверхностными водами состоит в том, что подземные источники рассматриваются не как альтернатива поверхностному стоку, а как резерв для компенсации дефицита речного стока в маловодных условиях.

1. Абгарян, К.А., Чилингарян, JI.A. и др. Об имитационной модели Севано-Разданской водохозяйственной системы / текст. К.А. Абгарян, JI.A. Чилингарян // Методы системного анализа в проблемах рационального использования ресурсов. Т.2, М.: 1976. - С. 132-135.

2. Абрамов, H.H. Надежность систем водоснабжения /текст. Н.Н.Абрамов. -М.: Стройиздат, 1979. - 231 с.

3. Авакян, А.Б., Шарапов, В.А., Салтанкин, В.П. и др. Водохранилища мира/ текст. А.Б. Авакян, В.А. Шарапов, В.П. Салтанкин// М.: Наука, 1979, -287 с.

4. Авакян, А.Б., Шарапов, В.А., Салтанкин, В.П. Водохранилища / текст. А.Б. Авакян, В.А. Шарапов, В.П. Салтанкин//М.: Мысль. 1987.- 325 с.

5. Авакян, А.Б. Исследование водохранилищ и их воздействия, на окружающую среду / текст. А.Б. Авакян //Водные ресурсы. 1999. Т.27.- №5.-С.554-567.

6. Агасандян, Г.А. Описание правил управления каскадами водохранилищ / текст. Г. А. Агасандян// Сообщения по прикладной математике. М.: ВЦ АН СССР, 1987.-33 с.

7. Агасандян, Г. А. Методика построения диспетчерских правил управления каскадами водохранилищ / текст. Г.А. Агасандян // М.: ВЦ АН СССР, 1984.- 39 с.

8. Айвазьян, В.Г. Определение расчетных норм обеспеченности гидроэлектростанций / текст. В.Г.Айвазян // Гидротехническое строительство, 1947,-№5.- С. 14-17.

9. Александровский, А.Ю., Силаев, Б.Ю., Черненко, Г.Ф. Оптимизация диспетчерских графиков работы каскада ГЭС / А.Ю. Александровский, Б.Ю. Силаев, Г.Ф. Черненко // Современные проблемы стохастической гидрологии. М.: ИВПРАН, 2004. С. 102-106.

10. Алексеевский, Н.И., Жук, В.И., Иванов, В.Ю., Фролова, H.JI. Особенности формирования и расчета притока воды к тракту Москворецкого водоисточника/текст. Н.И.Алексеевский, В.И.Жук, В.Ю. Иванов, Н.Л.Фролова//Водные ресурсы. 1998. Т.25. №2. - С. 146-151.

11. Анойкин, Н.И. Оценка народнохозяйственного ущерба в ирригации при дефиците водных ресурсов / текст. Н.И. Анойкин // Проблемы-гидроэнергетики и водного хозяйства. Алма-Ата: Наука Казахской ССР, 1973, -С. 38-49.

12. Асарин, А.Е., Бестужева, К.Н. Опыт составления «Основных положений правил использования водных ресурсов водохранилищ» / текст. А.Е.Асарин, К.Н.Бестуже^а // Гидротехническое строительство. 1981. №4.- С. 54-56.

13. Асарин, А.Е., Бестужева, К.Н. Водноэнергетические расчеты / текст. А.Е. Асарин, К.Н. Бестужева// М.: Энергоатомиздат, 1986.- 223 с.

14. Асарин, А.Е. Проблемы водообеспечения / текст. А.Е.Асарин // Водные ресурсы. 2005. №5. - С.634-636.

15. Асарин, А.Е., Полад-Заде, П.А., Семенов, А.Н. Водные ресурсы России и их использование / текст./ А.Е.Асарин, П.А. Полад-Заде, А.Н.Семенов // Гидротехническое строительство.-2007.-№6.- С.4-9.

16. Бабкин, В.И. Водные ресурсы Российской Федерации в XX веке / текст. В.И.Бабкин // Водные ресурсы. 2004. -№4. -С.395-400.

17. Багриновский, К.А. Имитационное моделирование экономических систем/ текст. К.А. Багриновский// М.: Наука, 1978,-221 с.

18. Бахтиаров, В. А. Водное хозяйство и водохозяйственные расчеты / текст. В.А. Бахтиаров // Л.: Гидрометеоиздат, 1961,-430 с.

19. Беликов, В.В., Колесников, Ю.М., Иваненко, С.А. Математическое моделирование пропуска весеннего половодья через городской бьеф.р. Москвы / текст. В.В.Беликов, Ю.М.Колесников, С.А.Иваненко //Водные ресурсы. 2001. Т.28. -№5. -С.566-572.

20. Бестужева, К.Н. Водные ресурсы и система водообеспечения Московского мегаполиса / текст. К.Н. Бестужева // Юбилейный сборник научных трудов Гидропроекта (1930-2000), вып. 159. АО «Институт Гидропроект». М.: 2000:- С.461-490.

21. Березнер, A.C. Выбор расчетной обеспеченности при проектировании оросительных систем / текст. A.C. Березнер // Гидротехника и мелиорация, 1978. № 2. - С. 15-23.

22. Бешелев, С.Д, Гурвич Ф.Г. Математико-статистические методы экспертных оценок / текст. С.Д. Бешелев, Ф.Г.Гурвич// М.: Статистика, 1974, 159 с.

23. Бусалаев, И.В. Сложные водохозяйственные системы / текст. И.В. Бусалаев // Алма-Ата: Наука Казахской ССР; 1980. 230 с.

24. Бусленко, Н.П. Моделирование сложных систем / текст. Н.П. Бусленко // М.: Наука, 1968.- 356 С.

25. Бусленко, В.Н. Автоматизация имитационного моделирования сложных систем / текст. В.Н. Бусленко/ / М.:Наука, 1977, 239 С.

26. Быков, Л.С. Канал им. Москвы крупный водохозяйственный комплекс и его народнохозяйственное значение/ текст. Л.С.Быков // Водные ресурсы, 1974, - №3. - с. 80-84.

27. Вагнер, Г.Основы исследования операций/ текст. Г. Вагнер // М.: Мир, 1973, т. 3,-501 С.

28. Великанов, А. Л. Водохозяйственные системы и расчетная обеспеченность / текст. А.Л.Великанов // Водные ресурсы, 1973а, № 5. - с. 179-183.

29. Великанов, А. Л. Экономическое обоснование расчетной обеспеченности в водохозяйственных комплексах / текст. А.Л. Великанов // Проблемы гидроэнергетики и регулирования речного стока. М.: Изд-во АН СССР, 19736, вып. 17.- С. 13-37.

30. Великанов, А.Л. Водохозяйственные системы и расчетная обеспеченность / текст. А.Л. Великанов// Проблемы изучения и комплексного использования водных ресурсов. М.: Наука, 1978. - с. 148-161.

31. Великанов, А.Л. Регулирование стока как задача теории управления водными ресурсами / текст. А.Л.Великанов // Водные ресурсы. 1999: Т.27. -№5. С.583-593.

32. Великанов, А.Л., Клёпов, В.И. Определение гарантированной водоотдачи системы водохранилищ для водоснабжения/текст. А.Л.Великанов, В.И.Клёпов // Гидротехническое строительство. 1983. № 9 .- С. 15-18.

33. Великанов, А.Л., Клёпов, В.И. Анализ функционирования системы водохранилищ с применением ЭВМ / текст. А.Л. Великанов, В.И. Клёпов< // Техническая- сессия- МАВР «Применение ЭВМ в водном хозяйстве». М.:- 1989. С.211-220.

34. Великанов, А.Л., Коробова, Д.Н., Пойзнер, В.И. Моделирование процессов функционирования водохозяйственных систем / текст. А.Л. Великанов, Д.Н. Коробова, В.И. Пойзнер //М.:Наука,- 1983.- 104 С.

35. Великанов, А.Л., Пойзнер, В.И. Методика исследования, режимов водохозяйственной системы на имитационной модели / текст. А.Л. Великанов, В.И. Пойзнер // Бюллетень по водному хозяйству стран членов СЭВ, М:: - 1978, III (21). - С. 33-39.

36. Великанов, А.Л., Хранович, И.Л., Клёпов, В:И. и др. Проблемы надежности при многоцелевом использовании водных ресурсов / текст. А.Л. Великанов, И.Л. Хранович, В.И. Клёпов и др. // М.: Наука, 1994, 225 С.

37. Вендров, С.Л. Проблемы преобразования речных систем в СССР / текст. С.Л. Вендров // Л.: Гидрометеоиздат, 1979, - 207 С.

38. Венецианов, Е.В. Об экологической ситуации в Волжском бассейне / текст. Е.В.Венецианов // Водные ресурсы. 1999. Т.27.- №2. С.252-254.

39. Водоснабжение Москвы (1979-1925) / текст. Под редакцией П.В.Сытина // М.: Московское коммунальное хозяйство, 1925, 39 С.

40. Водоснабжение Москвы (В вопросах и ответах) / текст. А.С. Матросов и др. // М.: Московский рабочий , 1983. - 141 С.

41. Воды России (состояние, использование, охрана) 1996-2000 годы. ФГУП РосНИИВХ, Екатеринбург. 2002. - 254 С.

42. Возрождение Волги шаг к спасению России. Книга 3. Роль Московского региона в возрождении Волги. Часть 2. Московская область. М.:«РАУ-Университет». - 2000. - 736 С.

43. Воропаев, Г.В. Резервы ирригации, связанные с оптимизацией использования водных ресурсов / текст. Г.В. Воропаев // Проблемы регулирования и использования водных ресурсов. М.: Наука. 1973. с.151-178.

44. Воропаев, Г.В.Некоторые вопросы управления использованием водных ресурсов/текст. Г.В.Воропаев //Водные ресурсы.- 1992.- №5.- с.5-11.

45. Воропаев, Г.В., Исмайылов, Г.Х., Федоров, В.М. Моделирование водохозяйственных систем аридной зоны СССР / текст. Г.В. Воропаев, Г.Х. Исмайылов, В.М. Федоров // М.: Наука, 1984. - 312 С.

46. Воропаев, Г.В., Исмайылов, Г.Х., Федоров, В.М. Развитие водохозяйственных систем (методы анализа и оценки эффективности их функционирования) / текст. Г.В. Воропаев, Г.Х. Исмайылов, В.М. Федоров // М.: Наука, 1989.-295 С.

47. Гильденблат, Я.Д., Казак, В.Р. О выборе обеспеченности при расчете водохранилищ для промышленного водоснабжения-/ текст. Я.Д. Гильденблат, В.Р. Казак// Проблемы регулирования речного стока. М.- Л.: Изд-во АН СССР, 1950.-Вып.4. С. 82-113.

48. Гильденблат, Я.Д., Коренистов, Д.В'. 0 вероятностном расчете компенсационного регулирования / текст. Я.Д. Гильденблат, Д.В. Коренистов // Труды Гидропроекта, 1960, №4. - С. 52-73.

49. Горстко, А.Б. Математическое моделирование и проблемы рационального использования водных ресурсов / текст. А.Б. Горстко // Ростов-на-Дону: Издательство Ростовского университета, 1976. - 64 С.

50. Гоголев, Е.А. Водоснабжение и канализация Лондона и Манчестера (зарубежная практика) / текст. Е.А. Гоголев // Л.: Стройиздат, 1973. - 79 С.

51. Данилов-Данильян, В.И. Дефицит пресной воды и мировой рынок/ текст. В.И. Данилов-Данильян // Водные ресурсы.- 2005: №5. - с. 625-633".

52. Данилов-Данильян, В.И., Лосев, К. С. Экологический вызов и устойчивое развитие / текст. В. И. Данилов-Данильян, К.С. Лосев // М.: Прогресс-Традиция, -2000.-416 С.

53. Данилов-Данильян, В.И., Пряжинская, В.Г. и др. Водные ресурсы и качество вод: состояние и проблемы управления / текст. В.И. Данилов-Данильян, В.Г., Пряжинская и др. // М.: РАСХН. 2010. - 415 С.

54. Домбровский, Ю.А., Шустова, В.Л. Использование имитационной модели для оптимизации управления водохранилищем / текст. Ю.А. Домбровский, В.Л. Шустова // Водные ресурсы, 1984, №4. - с. 48-54.

55. Дружинин, И.П., Пряжинская, В.Г., Рыскулов, Д.М. Математическая модель развития водного хозяйства страны / текст. И.П. Дружинин, В.Г. Пряжинская, Д.М. Рыскулов // Труды Института системного анализа, 1975, т.2.

56. Дубинина, В.Г. Методические основы экологического нормирования безвозвратного изъятия речного стока и установления экологического стока (попуска) / текст. В.Г. Дубинина // М.: Научный мир, 2001. 211 С.

57. Елаховский, С.Б. Сопоставление различных подходов к определению ущербов от недодачи воды / текст. С.Б. Елаховский // Проблемы гидроэнергетики и водного хозяйства, Алма-Ата: Наука, Казахской ССР, 1976, вып. № 3. - С. 35-42.

58. Елаховский, С.Б. Гидроэлектростанции в водохозяйственных системах / текст. С.Б. Елаховский // М.: Энергия, 1979. 191 С.

59. Елаховский, С.Б., Цветков, Е.В. Управление режимами работы в энергетических и водохозяйственных системах / текст. С.Б. Елаховский, Е.В. Цветков // Гидротехническое строительство, 1979, №6. - С. 48-59.

60. Елаховский, С.Б., Сорокина, С.И. Характеристики ущербов от ограничения водопользования объектов Волжской ВХС на современном этапе ее работы / текст. С.Б. Елаховский, С.И. Сорокина// Научные труды Гидропроекта, М.: 1981.- № 81. С. 57-64.

61. Елаховский, С.Б. Ущербы, в задачах оптимизации водопользования / текст./ С.Б. Елаховский // Водные ресурсы, 1986, -№ 2. С. 162-171.

62. Забелин, В.А., Рогачев, Г.П. Водопотребление и водообеспечение Москвы и Московской области в перспективе / текст. В.А. Забелин, Г.П.Рогачев // Водные ресурсы, 1974. - №5. - с.68-76.

63. Исмайылов, Г.Х., Шаталова, К.Ю. Формализация гидрологических особенностей в моделях управления водохозяйственными системами / текст. Г.Х. Исмайылов, К.Ю. Шаталова //Водные проблемы на рубеже веков. М.: Наука. 1999. - с.279-290.

64. Каменецкая, E.H. Водоснабжение города Москвы / текст. E.H. Каменецкая// М.: Городская типография, 1896. - 12 С.

65. Картвелишвли, H.A. Стохастическая гидрология / текст. H.A. Картвелишвили// Л.: Гидрометеоиздат. 1975. -164 С.

66. Киктенко, В.А., Баишев, В.В. Аналитический метод расчета регулирования стока / текст. В.А. Киктенко, В.В. Баишев // Проблемы гидроэнергетики и водного хозяйства. Алма-Ата: Наука Казахской ССР, -1980.-С. 28-44.

67. Ким, В.Я. Методические основы определения ущербов в водном хозяйстве от недодачи воды / текст. В.Я. Ким// Проблемы гидроэнергетикии водного хозяйства. Алма-Ата: Наука Казахской ССР, 1974, - вып 11. -С.56-67.

68. Кисаров, О.П., Гельман, Т.Я. Имитационная модель водохозяйственного комплекса / текст. О.П. Кисаров, Т.Я. Гельман // Методы системного анализа в управлении водохозяйственными системами. Новочеркасск. 1979.

69. Клёпов, В.И. Управление водными ресурсами Москворецкой и Вазузской водохозяйственных систем / текст. В.И. Клёпов // Проблемы изучения и использования водных ресурсов. Москва. ИБП АН СССР. 1979. -с. 130-134.

70. Клёпов, В.И. О выборе расчетной обеспеченности промышленного и коммунального водоснабжения / текст. В.И. Клёпов // Водные ресурсы. -1982. №2,- С. 144-146.

71. Клёпов, В.И. Управление водными ресурсами системы водохранилищ с учетом колебаний речного стока / текст. В.И. Клёпов // Депонент ВИНИТИ, № 782-83, М.: 1983.

72. Клёпов, В.И. Гарантированная водоотдача Москворецкой и Вазузской систем водоснабжения / текст. В.И. Клёпов // Научные труды Гидропроекта. М.: Вып.99. - 1985. - С. 15-21.

73. Клёпов, В.И. Методы гидрологических расчетов зарубежных проектов / текст. В.И. Клёпов // Научные труды Гидропроекта. М.: Вып. 121.- 1987.-С. 81-88.

74. Клёпов, В.И. Моделирование величины и надежности гарантированной отдачи системы водохранилищ / текст. В.И. Клёпов //Научная конференция «Математические проблемы экологии». Чита. -1990. С. 28-29.

75. Клёпов, В.И. О гарантированной водоотдаче Иваньковского водохранилища / текст. В.И. Клёпов //Водные ресурсы.- 1990.-№5.-С.143-151.

76. Клёпов, В.И. О гарантированной отдаче водохранилища и факторах, ее определяющих / текст. В.И. Клёпов //Научная конференция « Математические проблемы экологии». Душанбе.- 1991.-С. 74-75.

77. Клёпов, В.И. Исследование гарантированной отдачи системы водохранилищ при совместном и раздельном управлении (на примере Московского региона) / текст. В.И. Клёпов // Водные ресурсы. 1992'. - №3. — С. 135-145.

78. Клёпов, В.И. Проблемы управления водными ресурсами ВХС Московского региона / текст. В.И. Клёпов // Водные ресурсы.- 1996. № 5. -С. 241-245.

79. Клёпов, В.И. Управление речным стоком в бассейне Верхней Волги с учетом природоохранных попусков / текст. В.И. Клёпов // XXVII школа-семинар «Математическое моделирование в проблемах рационального1 природопользования». Ростов-на-Дону. 1999. - С. 88-90.

80. Клёпов, В.И. Анализ развития современного водообеспечения Московского региона / текст. В.И. Клёпов // XXVIII школа-семинар «Математическое моделирование в проблемах рационального природопользования». Ростов-на-Дону. 2000: - С. 111-113.

81. Клёпов, В.И. Безопасность и риск в системе водообеспечения Московского региона / текст. В:И. Клёпов // Научная' конференция «Современные проблемы стохастической гидрологии». М.: 2001. - 0.150152.

82. Клёпов, В.И: Особенности водно-ресурсных систем крупнейших городов мира стоком / текст. В.И. Клёпов, // XXIX школа-семинар «Математическое моделирование в проблемах рационального природопользования». Ростов-на-Дону. 2001. - С. 186-187.

83. Клёпов, В.И. Формирование и управление природоохранными попусками в бассейне Верхней Волги для- повышения качества водообеспечения Москвы / текст. В.И. Клёпов //Международная конференция Акватек. М.: 2002. - С.175-176.

84. Клёпов, В.И. О качестве воды водно-ресурсной системы Московского региона / текст. В.И. Клёпов // XXX школа-семинар «Математическое моделирование в проблемах рационального природопользования». Ростов-на-Дону. 2002. - С. 107-108.

85. Клёпов, В.И. Исследование и анализ природоохранных попусков как способ повышения надежности водообеспечения крупного региона/ текст. В.И. Клёпов // 1 Всероссийский Конгресс работников водного хозяйства. М.: 2003. - С. 57-62.

86. Клёпов, В.И. О диспетчерском методе управления речным стоком/ текст. В.И. Клёпов. //XXXI11 школа-семинар «Математическое моделирование в проблемах рационального природопользования». Ростов-на-Дону. 2005. - С. 87-89.

87. Клёпов, В.И. Управление природоохранными попусками в бассейне Верхней Волги как способ повышения надежности водообеспечения Московского региона / текст. В.И. Клёпов // Водные ресурсы. 2007. - №5. -С. 626-630.

88. Клёпов, В.И. Гидрологическое обоснование совместного использования поверхностного и подземного стока для водообеспечения Москвы / текст. В.И. Клёпов // Использование и охрана природных ресурсов в России. НИА-Природа. 2007. - №5. - С. 9-13.

89. Клёпов, В:И. Безопасность и риск при управлении речной системой в условиях маловодного периода / текст. В.И. Клёпов //VII научно практическая конференция «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций». Красная Поляна". 2007. - С.61-62.

90. Клёпов, В.И. Разработка и построение правил управления водно-ресурсной системой в маловодных условиях / текст., В.И. Клёпов // Использование и охрана природных ресурсов в России. НИА — Природа. -2008. №4.-С. 15-18.

91. Клёпов, В.И. Управление водными ресурсами в Московском регионе в маловодных условиях / текст./ В.И. Клёпов- // Труды международной конференции «Управление водно-ресурсными системами в экстремальных условиях». Акватек. М.: 2008. - С. 162-163.

92. Клёпов, В.И. Исследование величины и обеспеченности гарантированной водоотдачи водохранилищ при управлении речной системой в условиях маловодного периода /текст. В.И. Клёпов // Природообустройство. 2009. - №5. - С. 81-85.

93. Клёпов, В.И. Определение дефицита отдачи водно-ресурсной системы в маловодных условиях / текст. В.И. Клёпов // Использование и охрана природных ресурсов в России. НИА Природа. - 2010. - №1. - С. 16-19.

94. Клёпов, В.И. Особенности управления водными ресурсами в бассейне Верхней Волги в современных условиях / текст. В.И. Клёпов // II научно-практическая конференция «Современные проблемы водохранилищ и их водосборов». Пермь. 2009. - С.81-85.

95. Клёпов, В.И. Критерий надежности управления водно-ресурсной системой для водоснабжения и факторы, его определяющие / текст. В.И. Клёпов // Международная научно-практическая конференция «Чистая вода 2009», Кемерово, 2009:- С 74-78.

96. Клёпов, В.И., Сотникова, Л.Ф: Синхронность стока рек и учет ее влияния при управлении водно-ресурсной системой / текст. В.И. Клёпов, Л.Ф. Сотникова // Использование и охрана природных ресурсов в России. НИА -Природа. 2004. - № 3. - С. 45-49.

97. Клюквин, А.Н., Кумсиашвили, Г.П., Семенова-Ерофеева, С.М. Регулирование поверхностных и подземных вод при их хозяйственном использовании (на примере бассейна Терека) текст./ //Водные ресурсы. -1981.- N1.- С. 56-63.

98. Ковалевский, B.C. Гидрогеологическое обоснование совместного использования поверхностных и подземных вод в Московском регионе текст./ B.C. Ковалевский // Водные ресурсы. 1996. - N 4. - С. 472-481.

99. Ковалевский, B.C. Комбинированное использование ресурсов поверхностных и подземных вод текст./ B.C. Ковалевский // М.: Научный мир, 2001.- 332 с.

100. Ковалевский, B.C. Принципы обоснования надежности функционирования систем комбинированного использования водных ресурсов поверхностного и подземного стока текст./В.С. Ковалевский // Водные ресурсы.- 2003. №6. - С. 758-764.

101. Концебовский, С.Я., Минкин, Е.Л. Ресурсы подземных вод в водохозяйственных балансах орошаемых территорий текст./ С.Я. Концебовский, Е.Л. Минкин // М.: Наука. 1986. - 186 с.

102. Концебовский, С.Я., Минкин, Е.Л. Гидрогеологические расчеты при использовании подземных вод для орошения текст./ С.Я. Концебовский, Е.Л. Минкин // М.: Недра. 1989. - 253 с.

103. Коренистов, Д.В., Крицкий, С.Н., Менкель, М.Ф. Проблемы ре-регулирования речного стока текст./ Д.В.Коренистов, С.Н. Крицкий, МФ. Менкель // Проблемы изучения и ¡использования водных ресурсов. М.: Наука, 1972.-С. 86-111.

104. Коробова, Д.Н., Пойзнер, В.И, Некоторые вопросы разработки математических моделей при водохозяйственных исследованиях текст./ Д.Н. Коробова, В.И. Пойзнер // Проблемы изучения и комплексного использования водных ресурсов. М: Наука, 1978.- С.162-174.

105. Крицкий, С.Н. 0 направлении исследований в области теории использования водных ресурсов текст./С.Н. Крицкий // Проблемы изучения и комплексного использования водных ресурсов. М.: Наука, 1978.- С. 162174.

106. Крицкий, С.Н., Великанов, А. Л. Расчетная обеспеченность бесперебойного водоснабжения текст./ С.Н. Крицкий, А.Л. Великанов // Тезисы докладов Всесоюзной конференции по надежности систем водоснабжения. М.: 1973.- С.42-44.

107. Крицкий, С.Н., Менкель, М.Ф. Регулирование речного стока с переменной отдачей текст./ С.Н. Крицкий, М.Ф. Менкель // Гидротехническое строительство. 1935.- №3.- С. 8-17.

108. Крицкий, С.Н., Менкель, М.Ф. Регулирование речного стока с переменной отдачей текст./ С.Н. Крицкий, М.Ф. Менкель // Гидротехническое строительство . 1935. - №4. - С. 13-19.

109. Крицкий, С.Н., Менкель, М.Ф. О гидрологических основах теории регулирования стока текст./ С.Н. Крицкий, М.Ф. Менкель //Проблемы регулирования речного стока. М.: Изд-во АН СССР, 1947. Вып.1.- С. 20-56.

110. Крицкий, С.Н., Менкель, М.Ф. 0 некоторых элементах режима работы водохранилищ текст./ С.Н. Крицкий, М1Ф. Менкель // Проблемы регулирования речного стока// M.-JL: Изд-во АН СССР; 1947.- вып.1.- С.57-87.

111. Крицкий, С.Н, Менкель, М.Ф. 0 принципах выбора параметров, водохозяйственных установок текст./ С.Н. Крицкий, М.Ф; Менкель. // Проблемы регулирования речного стока, М.: Изд-во АН СССР, 1948: вып.2. -С. 5-42.

112. Крицкий, С.Н., Менкель, М.Ф: Гидрологические основы речной гидротехники текст./ С.Н. Крицкий, М.Ф: Менкель // М.: Изд-во АН СССР,1950.- 391с.

113. Крицкий, С.Н., Менкель, М.Ф. Водохозяйственные расчеты текст./ С.Н. Крицкий, М.Ф: Менкель // JL: Гидрометеоиздат, 1952. 392 с.

114. Крицкий, С.Н., Менкель, М.Ф: Нормирование обеспеченности и технология использования водной энергии текст./ С.Н. Крицкий, М.Ф. Менкель // Проблемы регулирования речного стока. М.: Изд-во АН СССР, 1958.- вып.7.- С.7-31.

115. Крицкий, С.П., Менкель, М.Ф:, Урываев, В.А. Инженерная гидрология в развитии водного хозяйства текст./ С.Н. Крицкий, М.Ф. Менкель, В.А. Урываев // Метеорология и гидрология за 50 лет Советской власти. Л.: Гидрометеоиздат, 1967. С. 12-32.

116. Крицкий, С.Н., Менкель, М.Ф: Об основах теории регулирования речного- стока текст./ С.Н: Крицкий, М.Ф: Менкель // Проблемы регулирования стока и использования рек. JL: Гидрометеоиздат, 1968 б,-вып.160. С. 28-62.

117. Крицкий, С.Н., Менкель, М.Ф. Гидрологические основы управления речным стоком текст./С.Н. Крицкий, М.Ф. Менкель// М.: Наука. 1981. 255 с.

118. Крицкий, С.Н., Менкель, М.Ф. Гидрологические основы управления водохозяйственными системами текст./ С.Н. Крицкий, М.Ф. Менкель // М.:Наука. 1982. 271 с.

119. Крицкий, С.Н., Коренистов, Д.В. 0 теоретических основах использования речного стрка в СССР текст./С.Н. Крицкий, Д.В. Коренистов // Водные ресурсы, 1977. №5.- С.13-25.

120. Кудинов, А.Е. Современные водохозяйственные балансы основных речных бассейнов Российской Федерации текст./ А.Е. Кудинов //Водные ресурсы.- 2005.- №5. С. 533-538.

121. Кумсиашвили, Г.П. Регулирование стока и охрана природных вод текст./ Г.П. Кумсиашвили //М.: Изд-во МГУ. 1980. - 136 с.

122. Кумсиашвили, Г.П. Гидроэкологический потенциал водных ресурсов текст./Г.П. Кумсиашвили //М.: Академкнига. 2005. - 270 с.

123. Кучмент, JI.C., Мотовилов, Ю.Г., Назаров, H.A. Чувствительность гидрологических систем текст./ JI.G. Кучмент, Ю.Г. Мотовилов, Н.А.Назаров // М.: Наука,- 1990. 216 с.

124. Лаукс, Д., Стединжер, Дж., Хейт, Д: Планирование и* анализ водохозяйственных систем текст./ Д. Лаукс, Дж. Стединжер, Д. Хейт // Ml: Энергоатомиздат, 1984.- 4*00 с.

125. Лебедева, И!П. Специальные попуски в нижние бьефы, их природоохранное значение текст./ И.П. Лебедева // Автореф. канд. диссерт. техн. наук. М.: ИВП АН СССР, 1986. 25 с.

126. Матросов, A.C. Надежные основы водоснабжения текст./А.С.Матросов //Городское хозяйство Москвы, 1981. № 2. - С.15-26.

127. Методологические вопросы построения имитационных систем текст./ // Обзор МЦНиТК. Под редакцией Гвишиани Д.М. и Емельянова C.B., М.:- 1978.

128. Минкин, Е.Л., Хранович, И.Л. Учет взаимодействия поверхностных и подземных вод в математической модели выбора оптимальных параметров водохозяйственных систем текст./ Е.Л. Минкин, И.Л. Хранович //Водные ресурсы,1996. №3. - С. 376-382.

129. Михайлов, В.В.,Эдельман Б.И. Определение ущерба промышленных предприятий от перерывов электроснабжения текст./ В.В*. Михайлов, Б.И. Эдельман // М.: Изд-во ГосИНТИ. 1968. - 101 с.

130. Москаленко, А.П. Имитационная модель водохозяйственной системы бассейна реки текст./А.П. Москаленко // Методы системного анализа в управлении водохозяйственными системами. Новочеркасск, 1979.

131. Музылев, C.B., Привальский, В.Е., Раткович, Д.Я. Стохастические модели в инженерной гидрологии текст./ C.B. Музылев, В.Е. Привальский, Д.Я. Раткович // М.: Наука. 1982. - 184 С.

132. Нейлор Т. и др. Машинные имитационные эксперименты с моделями экономических'систем текст./Т. Нейлор // М.: Мир, 1975. 500 С.

133. Никитин, С.Н. Методика водноэнергетических расчетов текст./С.Н. Никитин//М.: Госэнергоиздат. 1949:- 240 с.

134. Основные положения правил использования водных ресурсов Волгоградского водохранилища на р: Волге текст.// М.: Госводхоз РСФСР!; 1963.- 14 с. «

135. Основные положения правил использования* водных ресурсов Водлозерского водохранилища на р: Водле текст.// М.: Минводхоз РСФСР, 1966. 9 с.

136. Основные положения правил использования водных ресурсов Пензенского водохранилища на р. Суре-текст.// М.: Минводхоз РСФСР, 1978. -11с.

137. Основные положения правил использования водных ресурсов Воткинскош водохранилища на р. Вотке текст.// Mi: Минводхоз РСФСР,1976. 9 с.

138. Основные положения ; правил использования водных ресурсов Камского (Пермского) и Боткинского водохранилищ на р: Каме: текст.// М.: Госземводхоз РСФСР, 1965. 16 с.

139. Основные положения* правил использования водных ресурсов Старооскольского водохранилища на р. Оскол текст.// М.: Минводхоз РСФСР, 1977. 15 с.

140. Основные правила использования водных ресурсов Рыбинского и Горьковского водохранилищ на р. Волге// М.: Минводхоз РСФСР, 1983.- 52 с.

141. Основные правила использования водных ресурсов Волгоградского водохранилища на.р. Волге// М.: Минводхоз РСФСР, 1983: 36 с.

142. Основные положения правил использования водных ресурсов Верхневолжского водохранилища на р. Волге// М.: Госводхоз РСФСР, 1963.12 с.

143. Основные положения правил использования водных ресурсов Иваньковского водохранилища на р. Волге// М.: Госводхоз РСФСР, 1963.-12 с.

144. Основные положения правил использования водных ресурсов водохранилищ водораздельного бьефа канала имени Москвы// М.: Госводхоз РСФСР, 1963.-16 с.

145. Основные положения правил использования водных ресурсов Вышневолоцкой водной системы// М.: Госводхоз РСФСР, 1963. 12 с.

146. Основные положения правил использования водных ресурсов водохранилищ Москворецкой водной системы// М.: Госводхоз РСФСР, 1963.32 с.

147. Основные правила использования водных ресурсов водохранилищ Вазузской гидротехнической системы//М.: Минводхоз РСФСР, 1981. 18 с.

148. Основные положения правил использования водных ресурсов Саткинского водохранилища на р. Сатка// М.: Минводхоз РСФСР; 1976.-17 с.

149. Основные положения правил использования водных ресурсов Пронского водохранилища на р. Проня// М.: Минводхоз РСФСР, 1971.-19 с.

150. Основные положения правил использования водных ресурсов Ириклинского водохранилища на р. Урал //М.: Минводхоз РСФСР, 1973.-20 с.

151. Основные положения правил использования водных ресурсов Новосибирского водохранилища на р. Обь// М.: Госводхоз РСФСР; 1969:-33 с.

152. Основные положения правил использования водных ресурсов Волховского водохранилища нар. Волхов//М.: Минводхоз РСФСР, 1978.-23 с.

153. Основные положения правил использования водных ресурсов Цимлянского водохранилища на р. Дон// М.: Госводхоз РСФСР; 1965.-36 с.

154. Основные положения правил использования водных ресурсов Павловского водохранилища нар. Уфа// М.: Минводхоз РСФСР, 1976.-30 с.

155. Основные положения правил использования водных ресурсов Вилюйского водохранилища на р. Вилюй// М.: Минводхоз РСФСР, 1973.-37 с.

156. Основные положения правил использования водных ресурсов Каховского водохранилища нар. Днепр//М.: Госводхоз РСФСР, 1965.-18 с.

157. Плешков, Я.Ф-. Расчет системы водохранилищ на основе теории вероятностей текст./ Я.Ф. Плешков// Гидротехническое строительство, 1941. -№6.- С. 18-24.

158. Плешков, Я.Ф; Регулирование речного стока текст./ ]/ Я:Ф. Плешков // JL: Гидрометеоиздат, 1975.- 560 с.

159. Пойзнер, В.И. Некоторые результаты исследования Нижне-Доне -кой ВХС методом имитационного моделирования текст./В.И. Пойзнер// Препринт, Изд-во ИВП АН СССР. М.: 1977. 45 с.

160. Польский, О.В., Клёпов, В.И. О правилах управления системой водохранилищ текст./О.В. Польский, В.И. Клёпов //Научная конференция « Гидрологические исследования и водное хозяйство в бассейне р. Москвы». М.: 1983.-С. 41-43.

161. Потапов, М.Б. Регулирование стока текст./М.Б. Потапов// М.: Сельхозгиз. 1951. - 262 с.

162. Пряжинская, В.Г.Математическое моделирование в водном хозяйстве текст./В.Г. Пряжинская // М.: Наука, 1985. 112 с.

163. Пряжинская, В.Г., Хранович, И.Л., Ярошевский, Д.М. Методология обоснования стратегий управления водными ресурсами текст./ В.Г. Пряжинская, И.Л. Хранович, Д.М. Ярошевский //Водные ресурсы. 2004. Т.31. - №6. - с.751-760.

164. Раткович, Д.Я. Актуальные проблемы водообеспечения текст./Д.Я. Раткович // М.: Наука. 2003.- 352 с.

165. Резниковский, А.Ш. 0 компенсированном электрическом регулировании при- комплексном использовании стока1 рок текст./А.Ш. Резниковский //Проблемы гидроэнергетики и регулирования речного стока. М.: Изд-во АН СССР, 1963. вып. 2. - С. 24-31.

166. Резниковский, А.Ш. 06 активных средствах управления при использовании водных ресурсов текст./ А.Ш. Резниковский // Водные ресурсы, 1973. № 5. - С. 44-60.

167. Резниковский, А.Ш., Рубинштейн, М.И. Управление режимами водохранилищ гидроэлектростанций текст./ А.Ш. Резниковский, М.И. Рубинштейн // М.: Энергия, 1974. 176 с.

168. Резниковский, А.Ш. 0 некоторых мерах по уменьшению дефицита водных ресурсов в Средней Азии текст./ А.Ш. Резниковский // Водные ресурсы, 1975. №6.- С.32-39.

169. Резниковский, "А.Ш., Александровский, А.Ю., Атурин, В.В. и др. Гидрологические основы гидроэнергетики текст./ А.Ш: Резниковский, А.Ю. Александровский, В.В. Атурин // М.: Энергия, 1979. 232 с.

170. Резниковский, А.Ш., Рубинштейн, М.И, Диспетчерские правила управления режимами водохранилищ текст./ А.Ш. Резниковский, М.И. Рубинштейн //М.: Энергоатомиздат, 1984.- 105 с.

171. Рябышев, М.Г. Проблемы источников водоснабжения Москвы текст./М.Г. Рябышев // Водные ресурсы. 1974. № 3. - С.65-79.

172. Рябышев, М.Г. Использование и охрана водных ресурсов Москвы текст./М.Г. Рябышев // М.: Информационный бюллетень СЭВ, 1984.- С. 23-34.

173. Саваренский, А.Д. Водохозяйственные расчеты при регулировании стока текст./А.Д. Саваренский // М. Куйбышев: Куйбышевское краевое изд-во, 1935. - 103 с.

174. Саваренский, А.Д. Регулирование речного стока водохранилищами текст./ А.Д. Саваренский // М.: Изд-во АН СССР, 1951. 236 с.

175. Сванидзе, Г.Г. Увеличение водных ресурсов с помощью активных воздействий на гидрометеорологические процессы текст./Г.Г. Сванидзе // Тезисы докладов У Всесоюзного гидрологического съезда, Л.: Гидрометеоиздат, 1986.-С. 16-22.

176. Семенова-Ерофеева, С.М., Кумсиашвили, Г.П., Клюквин, А.Н. Регулирование поверхностных и подземных вод при их хозяйственном использовании (на примере бассейна Терека) текст./ С. М. Семенова

177. Ерофеева, Г.П. Кумсиашвили, А.Н. Клюквин // Водные ресурсы, 1981. № 1 -С. 56-63.

178. Строганов, С.Н., Захаров, Н.Г. Волга, Ока и Москва-река в качестве источников водоснабжения г. Москвы текст./С.Н. Строганов, Н.Г. Захаров // М.: Мосггублит, 1927. вып. 3.- 51 с.

179. Строганов, С.Н. Проблемы водоснабжения и очистки сточных вод г. Москвы текст./С.Н. Строганов // M.-JL: Изд-во Министерства коммунального хозяйства РСФСР, 1948.- 62 с.

180. Строительные нормы и правила (СНИП, 11-31-74). Водоснабжение, Наружные сети и сооружения.текст.// М.: Стройиздат, 1976. С. 12-13.

181. Тепляков, И.Н. К вопросу оценки ущербов, вызываемых ограничениями в подаче воды промышленным предприятиям текст./И.Н. Тепляков // Вестник АН Казахской ССР, 1958. № 6. - С. 55-58.

182. Федеральная целевая программа (ФЦП) «Обеспечение населения России питьевой водой». М.: Министерство экономики. 1996.- 333 С.

183. Хранович, И.Л. Математические модели обоснования гарантированной отдачи водохозяйственных систем. 2. Задачи развития. текст./И.Л. Хранович // Водные ресурсы. 1990.- № 2.- С. 154.

184. Хубларян, М.Г. Водные потоки в различных средах текст./М.Г. Хубларян// М.: ГЕОС, 2009.- 485с.

185. Цветков, Е.В. Расчет оптимального регулирования стока водохранилищами на ЦВМ'текст./Е.В. Цветков//М.: Энергия, 1967.- 133 с.

186. Чокин, Ш.Ч. Расчетная обеспеченность работы гидроэлектростанций текст./Ш.Ч. Чокин// Алма-Ата: Изд-во АН КазССР, 1956.-271 с.

187. Чокин, Ш.Ч., Анойкин, Н.И. Вопросы оценки ущербов ирригационного компонента водохозяйственного комплекса текст./Ш.Ч.Чокин, Н.И. Анойкин// Проблемы энергетики и водного хозяйства. Алма-Ата: Наука Казахской ССР, 1972. вып. 9.- С. 38-49.

188. Чокин, Ш.Ч.,- Мальковский, И.М., Паутов, А.С. Параметры и режимы гидроэлектростанций текст./ Ш.Ч. Чокин, И.М. Мальковский, А.С. Паутов // Алма-Ата: Изд-во Наука Казахской ССР. 1983.- 220 с.

189. Шевелев, Ф.А. Орлов, Г.А. Водоснабжение больших городов зарубежных стран текст./ Ф.А.Шевелев, Г.А. Орлов // М.: Стройиздат, 1987. -269 с.

190. Шикломанов, И.А., Маркова, О.А. Проблемы водообеспечения и переброски речного стока в мире текст./ И.А. Шикломанов, О.А. Маркова // JL: Гидрометеоиздат, 1987. 294 с.

191. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем искусство и наука текст./Р. Шеннон//М.: Мир, 1978. - 418 с.

192. Becker A. Steierung von Speichersystem //Wasserwirtschaft -Wassertechnik, 1979. № 2 - p. 17- 28.

193. Economic optimization and simulation techniques for management of regional water resource systems// Texas Water Development Board. Rep., 1974, vol. 179.

194. Engineering news-record, 1973; vol. 190: № 10. - p. 112-120.

195. Garbrecht G. Wasserspeicher im Altenrum // Wasserwirtschaft, 1977, № 78, p. 28-34.

196. Hazen A. Storage to be provided in impounding reservoirs for municipal water supply. Trans. Am. Society of Civ. Engineers, 1914. 340 p.

197. Henke V., Pomper F. Einheitliche Methode zur Erarbeitung von Bewertschaftungsplane fur Trinkwassertalsperren// Wasserwirtschaft Wassertechnik, Berlin, 1980. - № 1. - p. 35- 47.

198. Klepov V.I Water resources management in the upper Volga basin // Advances in Hydro-Science and Engineering. Vol. II, part A, 1995, Beijing, China, p.729-734.

199. Klepov, V.I. Management of the water resources in the large region under risk conditions / V.I. Klepov // International Symposium «Statistical and Bayesian methods in hydrological sciences». Paris. UNESCO: 1995. P: 121-125.

200. Klepov, V.I. Use and management of the water resources in the Moscow region under risk conditions / V.I. Klepov // International Conference in Water Resources and Environment Research: Towards the 21st Century. Kyoto. Japan. 1996.-P. 29-31.

201. Klepov, V.I. Water resources in the Moscow region: use and management / V.I. Klepov // International Conference FRIEND-97. Postojna. Slovenia. 1997. P. 139-147.

202. Klepov, V.I. Risk conditions of the water supply in the Moscow region / V.I. Klepov // International congress «Hydrogeology and land use management». Bratislava. Slovak Republic. 1999. P. 21-24.

203. Klepov, V.I. Safety and risk of the water supply in the Moscow region / V.I. Klepov // The 8th International Symposium on Stochastic Hydraulics. Balkema. Beijing. China. 2000. P. 399-402.

204. Klepov, V.I. An approach to the analysis and modeling of water resource system of a large region / V.I. Klepov // International Symposium on water resources and environmental impact assessments, Balkema. Istanbul. Turkey. 2001. P. 49-53.

205. The Roman Way Water, 1981. № 40. - p.13-15.