Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Водные ресурсы армянской ССР 9
1.1. Поверхностные и подземные водныэ ресурсы 9
1.2. Вопросы регулирования водных ресурсов 15
1.3. Учет незарегулированных водных ресурсов 19
ГЛАВА 2. Общие вопросы 24
2.1. Существующие методы оптимального использования водных ресурсов 24
2.2. Водохозяйственные аспекты использования незарегулированных водоисточников 36
2.3. Экономические основы использования водных ресурсов 42
ГЛАВА 3. Методы и принципы обработки гидрологической информации 47
3.1. Методы представления гидрологической информации 47
3.2. Метод построения условных кривых обеспеченностей 55
ГЛАВА 4. Математические модели оптимального ирригационного использования незарегулированных водных ресурсов для случая постоянного водопотребления 64
4.1. Теоретические основы модели 64
4.2. Математическая модель оптимального ирригационного использования незарегулированных водных ресурсов для случая одного водоисточника и одного массива 68
4.3. Математическая модель оптимального ирригационного использования незарегулированных водных ресурсов для случая одного водоисточника и т массивов 69
4.4. Математическая модель оптимального использования водных ресурсов для случая ступенчатой ирригационной схемы 78
ГЛАВА 5. Математические модели оптимального ирригационного использования незарегулированнюс водных ресурсов для случая переменного водопотребления 84
5.1. Основные предпосылки составления модели 84
5.2. Математическая модель оптимального ирригационного использования незарегулированных водных ресурсов для случая одного водоисточника и одного массива 87
5.3. Математическая модель оптимального ирригационного использования незарегулированных водных ресурсов для случая одного водоисточника и т массивов 93
5.4. Математическая модель оптимального использования водных ресурсов для случая ступенчатой ирригацион ной схемы 98
ГЛАВА 6. Практическое применение 105
6.1. Основные положения и характеристика объекта исследования 105
6.2. Основная технико-экономическая информация объекта исследования 106
6.3. Выбор оптимальных параметров орошения при ступенчатом использовании водных ресурсов в случае постоянного водопотребления 109
6.4. Выбор оптимальных параметров орошения при ступенчатом использовании водных ресурсов в случае переменного водопотребления 116
6.5. Выбор оптимальных параметров при 75% водообеспе-ченности и сравнение результатов 124
Выводы 127
Литература 131
- Вопросы регулирования водных ресурсов
- Водохозяйственные аспекты использования незарегулированных водоисточников
- Метод построения условных кривых обеспеченностей
- Математическая модель оптимального ирригационного использования незарегулированных водных ресурсов для случая одного водоисточника и одного массива
Введение к работе
Актуальность проблемы, В свете решений ХХУІ съезда КПСС особое место отводится ускорению темпов развития сельского хозяйства страны, как основы дальнейшего подъема социалистической экономики и роста благосостояния советского народа.
Если в десятой пятилетке в СССР было произведено сельскохозяйственной продукции на 123,7 млрд.руб., то в одиннадцатой пятилетке намечено ее увеличение на 12-14%. Для выполнения этой программы важным звеном является развитие орошаемого земледелия. За XI пятилетку в целом по СССР намечается дополнительно ввести в эксплуатацию 3,4-3,6 млн.га орошаемых земель, в том числе в Армянской ССР - 40 тыс.га, а к 2000 году перспективным планом развития народного хозяйства предусматривается площадь орошаемых земель республики довести до 470 тыс.га, а площадь обводняемых пастбищ - до 453 тыс.га.
Ввод в эксплуатацию новых орошаемых земель связан с огромными затратами денежно-материальных, трудовых и природных ресурсов. Использование выделенных на развитие орошаемого земледелия государственных средств и природных ресурсов, главным из которых являются водные и земельные ресурсы, с наибольшей эффективностью является важнейшей народнохозяйственной проблемой. Ее успешное решение связано со многими факторами, среди которых ведущее место занимают научные исследования по вопросам оптимального ирригационного использования незарегулированных водных ресурсов.
Цель исследования. Целью настоящей работы является, с учетом характерных особенностей водных ресурсов региона, разработка ма- ( тематических моделей для определения оптимальных параметров схем \ ирригационного использования незарегулированных водных ресурсов, ( с учетом вероятностного характера водных ресурсов и водопотребле-/
ния сельскохозяйственных культур.
Научная новизна. Для решения вопросов оптимального ирригационного использования незарегулированных водных ресурсов применена дискретизация гидрологических характеристик водоисточников и характеристик водопотреблзния, позволяющих учитывать вероятностный характер источников орошения и водопотребления сельскохозяйственных культур. Рассмотрены три схемы использования незарегулированных водных ресурсов, встречающихся в практике проектирования оросительных систем и для них разработаны математические модели определения оптимальных параметров. Предлагаемые модели доведены до возможности их практического применения при проектировании ирригационных систем на незарегулированном стоке в условиях, входящих в зону недостаточного и неустойчивого естественного увлажнения.
Методика исследования. В работе применена дискретизация исходных вероятностных характеристик, что позволило получить дискретно-стохастические модели, относящиеся к классу задач, решаемых методами линейного программирования.
Практическая ценность работы. Разработанные математические модели позволяют при проектировании обоснованно решать задачи определения оптимальных параметров ирригационного использования незарегулированных водных ресурсов, количественного учета потенциальных возможностей расширения орошаемого земледелия и рационального использования водных ресурсов в районах с ограниченными водными ресурсами.
Апробация работы. Основные положения работы обсуждались на второй республиканской научно-технической конференции молодых научных работников и специалистов Минводхоза Армянской ССР (Ереван, 1977) в НИИ водных проблем АН СССР (Москва, 1981), в Армянском научно-исследовательском институте водных проблем и гидротехники (Ереван, 1983), в Грузинском научно-исследовательском институте
- б -
энергетики и гидротехнических сооружений (Тбилиси, 1983), в проектных институтах "Армгипрозем" и "Армгипроводхоз" (Ереван, 1984).
Реализация работы. Разработанные в работе математические модели нашли практическое применение при составлении ирригационной схемы объектов орошения в Талинской районе Армянской ССР, были использованы также при составлении проекта схемы развития водного хозяйства Армянской ССР до 2000 года. В дальнейшем эти модели будут использованы при решении вопросов перераспределения водных ресурсов, планирования использования водных ресурсов и прогнозирования развития водного хозяйства.
Публикация. Содержание работы изложено в четырех опубликованных работах.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы (включающего 86 названий), изложена на 138 страницах, содержит 17 рисунков, 13 таблиц.
Содержание работы. Б первой главе дается анализ количественного учета поверхностных и подземных водных ресурсов Армянской ССР. Приводятся данные по существующим и намечаемым к строительству водохранилищ в перспективе до 2000 года. Приводятся данные по существующему и перспективному орошению. Анализ показал, что основная масса орошаемых площадей приходится на незарегулирован-ный сток как в настоящем, так и в перспективе. Это обстоятельство свидетельствует о том, что вопросы оптимального использования таких водоисточников для ирригационных целей имеет большое народнохозяйственное значение и найдет широкое применение в республике.
Во второй главе дается обзор существующих методов оптимального ирригационного использования водных ресурсов. На основе проведенного анализа выявлены отдельные упущения или упрощения предлагаемых методов. Выделены три схемы ирригационного использования
_ 7 -
нззарегулированных водных ресурсов и сформулированы соответственные оптимизационные задачи для них. Дан анализ характера и современного уровня изученности главнейших факторов орошения речного стока и водопотребления. Определена основная стратегия орошения при дефиците водных ресурсов. На основе анализа существующих принципов определения эффективности ирригационного использования водных ресурсов в работе предлагается критерий, заключающийся в максимизации чистого дохода с учетом приведенных необходимых капитальных затрат. Этот критерий может быть главным при определении оптимального решения.
В третьей главе рассматриваются вопросы обработки гидрологической информации, исходя из принципов построения математических моделей поставленных задач. Здесь дается метод построения условных кривых обеспеченностей орошения, которые являются комбинированной характеристикой кривых обеспеченности расходов водоисточника и водопотребления культур.
В четвертой главе разрабатываются математические модели оптимального ирригационного использования нззарегулированных водных ресурсов для трех задач при постоянном по годам водопотрэблзния сельскохозяйственных культур, которые основаны на дискретизации гидрологических характеристик расходов водоисточников.
В пятой главе разрабатываются математические модели оптимального ирригационного использования незарегулированных водных ресурсов при переменном по годам водопотрзблении сельскохозяйственных культур. В данном случае модели проектирования орошения для первой и второй задачи построзны исходя из дискретизации условных кривых обеспеченности орошения. Модель третьей задачи составлена на основе дискретизации гидрологических характеристик расходов водоисточников и водопотребления культур.
В шзстой главз для иллюстрации возможности практического использования прздлагазмых модзлзй привздзны расчзты по оптимальному ирригационному использованию нззарзгулированных водных ресурсов для условий Армянской ССР.
Работа выполнена в отделе эксплуатации гидромелиоративных систем и экономики Армянского научно-исследовательского института водных проблем и гидротехники (АрмНИИВПиГ).
Вопросы регулирования водных ресурсов
Для удовлетворения потребностей сельскохозяйственного и несельскохозяйственного назначения в республике построены водохранилища, в которых собираются воды весеннего половодья и используются в течение маловодного периода, когда расходы рек не в состоянии покрыть потребности потребителей, основным из которых является ирригация. Список существующих водохранилищ приведен в таблице 1.3. По данным института "Армгипроводхоз" на I.XI.1980 г. в республике орошаются 272,51 тыс.га сельскохозяйственных угодий. Ирригационный фонд республики определен в размере 951,8 тыс.га. Данные по орошаемым сельскохозяйственным угодиям в перспективе по пятилеткам до 2000 г. приведены в таблице 1.5 и на рис.1.1. Исходя из задачи данного параграфа, заключающейся в выявлении количественного учета используемых незарегулированных водных ресурсов с целью орошения, заметим, что по состоянию на 1980 г. для орошения сельскохозяйственных угодий в 272,51 тыс.га из существующих водохранилищ орошается лишь 47,41 тыс.га, или 17,3% всей площади. Следовательно, 82,7% общей площади орошается незарегули-рованным стоком рек республики. В таблице 1.6 приводятся данные по орошению незарегулирован-ным стоком по бассейнам рек до 2000 г., полученные из расчетов согласно табл.1.3, 1.4 и 1.5. Из таблицы 1.6 видно, что площади, орошаемые незарегулированным стоком, занимают преобладающую часть.
Следовательно, вопросы оптимального ирригационного использования незарегулированных водоисточников имеют широкую область применения как в настоящем, так и в перспективе. Это обеспечит большой народнохозяйственный эффект в условиях республики, где преобладающая часть орошаемых площадей приходится на незарегулированный сток, который, как отмечалось выше, имеет крайне неравномерное распределение как по территории республики, так и внутри года. Расчеты по учету площадей, орошаемых незарегулированными водоисточниками, произведены, исключая площади орошаемых дренажным стоком, которые к 2000 году составят 24,8 тыс.га. Эта площадь по XI, XII, XIII и ХІУ пятилеткам составляет соответственно 2,3, 4,8, 8,1, 9,6 тыс.га. Далее не учтены вопросы назначения водохранилищ на повышение водообеспеченности орошаемых площадей и на замзну водоисточников, что является темой особого рассмотрения. Учет этих обстоятельств уточнит сделанные проработки, однако их влияние окажется небольшим. Полученные результаты расчетов с достаточной точностью отражают приведенные обстоятельства. В своих фундаментальных работах большое внимание уделено вопросам оптимального ирригационного использования незарегулирован-ных водных ресурсов А.Н.Костяковым /3/, Г.К.Ризенкампфом /4/, А. Д.Саваренским /5/ и др. А.Н.Костяковым в /3/ предлагается в основу оптимального ирригационного использования незарегулированных водных ресурсов положить определение оптимального значения расчетной обеспеченности ирригационной системы. Исходя из различных дискретных величин расходов за критический период выбирается величина с опре-дел8нной обеспеченностью, которая максимизирует значение чистого дохода за многолетие с учетом капитальных затрат на орошение.
Согласно этой величине и определяются оптимальные параметры ирригационной системы. Г.К.Ризенкампфом /4/ при выборе оптимальных параметров ирригационной системы рекомендовано минимизировать общие убытки в маловодные годы с помощью уменьшения поливных норм возделываемых сельскохозяйственных культур. Важную роль в определении стратегии ирригационного использования водных ресурсов сыграли работы А.Д.Саваренского /5/. Автор предлагает задачу водохозяйственных расчетов при проектировании оросительных систем на незарегулированном стоке делить на три этапа: проектирование без учета обеспеченности, проектирование по нормативному проценту обеспеченности и проектирование с сопоставлением вариантов с различными обеспеченностями орошения. Выделены три основные группы величин, которыми необходимо пользоваться для
рзшзния этих типов задач. В пзрвую группу показатзлзй входят при-родныз, тзхничзскиз и хозяйственные данные. Во вторую группу -параметры оросительной систзмы, к которым относятся мощность оросительной системы при заданном составе культур и правила водопользования. В трзтью группу входят характзристики водообзспзчзнности - величина фактической водоподачи, кривая зе обеспеченности, а такжз коэффициент устойчивости и процзнт обеспеченности нормального водопотребления, которые используются при водохозяйственных расчетах. Приведенные методы и рекомендации не дают возможности ввести конкретные технико-экономичзскиз расчеты при определении расчетной обеспеченности. Преодолениз отмзчзнных трудностей стало возможным послз широкого применения математических методов и ЭВМ в области гидротехники и мелиорации. В США пзрвыз попытки применить ЭВМ для решения задач водохозяйственного проектирования сделаны в 1953 г., когда были произведены расчеты регулирования стока в бассейне р.Теннзси, а затем выполнены водохозяйственные расчеты по бассейну р.Миссисипи. В работе /7/ дан анализ зарубежных работ по применению вычислительной техники в водном хозяйстве. В 1955-1960 гг. в США начались капитальныз исслздования по примзнзнию вычислительных машин для разработки схем комплексного использования водных ресурсов. В этой работз участвовали специалисты из области вычислительной математики, экономисты и инженеры. Для нахождения оптимального варианта рассмотрены пять ключевых параметров: змкость водохранилища, объзм воды для орошзния, ущзрб от затоплзния, выработка гидроэлектроэнергии и компенсация ее дефицитов за счет тзпловых станций. Оцзнка эффективности каждого варианта производилась в много
Водохозяйственные аспекты использования незарегулированных водоисточников
Основными водохозяйственными факторами, влияющими на определение оптимальных параметров оросительных систем, являются гидрологический режим источника орошения, характер и объем водопотреб лзния и принятая стратегия ведения орошения при дефиците водных ресурсов.
В случае использования рек в их естественном состоянии характер орошения выявляется непосредственным сопоставлением водопот-рзблзния с гидрологическим режимом водоисточников за ряд лет. Периоды, когда величина водопотрзблзния превышает наличные водныз ресурсы, систзма терпит недостаток в воде. Такиз периоды называются дефицитными. Периоды с максимальным объемом дефицитности называются критическими. При использовании незарегулированных водоисточников все водохозяйственные расчеты ведутся по критическому расчетному периоду заведомо принимая, что по всем остальным периодам имеет место наилучшая водообзспзчзнность. Однако, даже для одного напряженного критического расчетного пзриода ввздзниз точных водохозяйственных расчзтов очень затруднитзльно, поскольку на сегодняшний день отсутствуют достовзрныз методы прогнозирования возможных колзбаний речного стока и характера водопотрзблзния. Этот пробел восполняется анализом явлений за прошедший период и ориентировочным суждением о вероятностном протекании этих процессов в будущем. Как показывает практика, несмотря на случайный характер природных явлзний, в них обнаруживается вполне определенная закономерность, которая выявляется методами теории вероятности и математической статистики. Связь между возможными значениями случайной величины JL и соответствующими им вероятностями устанавливается функцией распределения r(XJ . В гидрологических расчетах обычно применяется кривая обзспзчзнности источника орошения. ути кривые строятся с помощью данных наблюдений, а такжз с помощью эмпиричзских формул или жз аналитических зависимостей /79, 80, 81, 82/. Водохозяйственные расчеты, проведенные с помощью этих кривых, отвечают современным трзбова ниям орошения.
Режим орошения определяется как разность между общей потребностью воды растениями с учетом их норм поливов и наличием естественных водных ресурсов (осадки, запасы почвенной влаги). На основе этих показателей составляется график гидромодуля, который является одним из главных элементов при определении параметров орошения. Состав культур с определенным порядком севооборота является основой для определения общего режима и объема водопотреб-ления растений. Существенна его роль и при определении критического расчетного периода.
В некоторых районах естественные водные ресурсы по своему значению равны нулю или близки к нему, в этих случаях оросительные нормы и сроки поливов не изменяются по годам. Это разрешает определить параметры орошения по максимальной однозначно заданной ординате гидромодуля. В некоторых районах естественные водные ресурсы, используемые растениями, больше нуля, но, как правило, меньше их общего водопотрзбления. Это позволяет в этих районах даже без орошения получить некоторый урожай и орошение служит его повышению и устойчивости. Для этих районов характерными являются существенные колебания величины естественной влажности по годам, 7 что в своей стороне определяет переменный характер водоподачи на оросительные поля. В этих случаях при планировании ирригационного использования водных ресурсов водопотребление следует рассматривать как величину стохастического характера.
В работе при установлении оптимальных параметров ирригационного использования незарегулированных водных ресурсов использованы заранее заданные составы культур с определенным порядком севооборота, разные составы которых отличаются как по видам культур, так и по их удельным занимаемым площадям. Решение задачи разрешит выбрать один из них - оптимальный. Надо отмзтить, что состав и севооборот воздзлывазмых сельскохозяйственных культур можно определить в ходе решения задачи. Однако, отсутствие экономических показателей, характеризующих уменьшение урожайности культур в зависимости от сокращения оросительных норм в тзчзниз различных интервалов дефицитного пзриода вынудило нас рассматривать только заранзз заданныз составы культур с опрздзлзнным порядком севооборотов. Наличие известных составов и сзвооборотов культур позволяет установить критический пзриод и, слздоватзльно, начальную информацию, соответствующую этому периоду.
При недостатке оросительной воды в практике орошения известны две основные концепции руководства хозяйством. Первая заключается в снижении поливных норм некоторым сельскохозяйственным культурам, а вторая - полное исключение их из поливов при условии выполнения плана по ведущим культурам. Ущемление урожайности культур вследствие умеьшения поливных норм вообще и, в частности, в критическом расчетном пзриодз, будзт зависзть от фазы развития растзний и размзра уменьшения поливной нормы. К сожалению, проектировщики нз располагают массовыми данными, позволяющими судить о коррзлятивной зависимости урожайности от размеров поливных норм на разных стадиях развития различных культур, и природных условий. Поэтому уменьшение потребности в воде систем орошения при маловодье осуществляется путем отказа от поливов части площадей некоторых культур в критический расчетный период. Такие данные накоплены и проанализированы с достаточной точностью для практического примзнзния. Поэтому в настоящзй работе экономическая оценка ущерба вследствие дефицита воды производится согласно полному исключению из поливов критического пзриода некоторых площадзй, занятых различными сельскохозяйственными культурами. Следовательно, как
Метод построения условных кривых обеспеченностей
Матзматичзскиз модзли оптимального ирригационного использования нззарзгулированных водных ресурсов для задач I и 2 при переменном водопотрзблзнии составляются (параграфы 5.2 и 5.3 соответственно) исходя из дискретизации условных кривых обзспзченнос-тзй орошзния, построенных для различных дискрзтных значений расходов (с соответствующими значзниями расчетной обзспзчзнности) водоисточника. Нзобходимость ввздзния такой расчетной комбинированной характеристики, вместо двух вероятностных характеристик, какими являются гидрология водоисточника и водопотребление культур, вытеказт из балансовых соотношений /3.1/ задачи - I при постоянном водопотрзблзнии. Указанное выражение с условием воздели где 1 - водопотребление культур рассматриваемого состава; Лі - нормально орошаемая площадь при I -ом расходе водоисточника. Отметим, что —Q— = У - есть площадь, которую можно оросить при I -ом дискретном значении расхода ( Qi ) водоисточника. Совокупностью же Sll для і61 будут различные дискретные значения орошаемых площадей, соответствующих различным дискретным значениям расходов ( QL где І 61 ).
Значение JLL имеет вероятность появления, равную вероятности появления расхода Ці , поэтому совокупностью дискретных значений І& для Ї6І і будут дискретные значения кривой обеспеченности орошения У(Р) для случая постоянного водопотребления. Следовательно, если будем располагать кривой обеспеченности орошения в случае переменного потребления, это позволит решить задачу оптимального ирригационного использования незарегулированных водных ресурсов для этого случая. Однако при этом нельзя определить при каких комбинациях (JІ и yt ( Це - некоторое дискретное значение водопотребления) получится оптимальное решение. Поэтому становится необходимым рассмотреть условные кривые обеспеченности орошения xlfJQt) ДЛЯ ІЄІ . для конкретного значения І , 2(Р Ні) зсть кривая обеспеченности орошения с условием, что расчетный расход водоисточника равен (Jl Для построения этих кривых по заданным кривым обеспеченнос тей расходов водоисточников ( гдз rt - обеспеченность значзния о) по і -ой промежуточной условной кривой обзспеченности орошения; Jli - вероятность появления І -ого расхода водоисточника; Р(а)] - обзспзчзнность значзния о) . Так как при пострознии этой кривой /рис.3.3/ не наложено ни каких ограничений по размерам пропускной способности каналов, и считается, что она соотвзтствузт максимальному значению расхода водоисточника U1 . Следовательно, обозначим ее чзрзз Для того, чтобы построить условную кривую обзспзчзнности орошзния, соотвзтствующую расходу с условием, что рас четный расход водоисточника равен U2. где U2. им , заметим, что в этом случае расходом Ul орошаются такие жз площади, что и U2. .
Слздоватзльно, кривой слздузт приписать значе-низ взроятности, равной J\\ + J\ i и при пользовании выражзнизм /3.15/, кривая Ьб1\г/ нз должна рассматриваться. Поступая аналогично, будем иметь совокупность условных кривых обзспзчзнностей орошения VlKbU/ для различных дискретных значений расходов водоисточника Ці- i l в качестве расчетно го с соотвзтствующими значениями расчетной обеспеченности. На рис.3.б и 3.7 приведены конкретные примеры построения условных кривых обеспеченности орошения, соответствующие двум составам культур, кривые обзспзчзнности водопотрзбления которых приведены соответственно на рис.3.4 и 3.5. Характеристикой водоисточника для этих кривых послужила кривая обеспеченности расходов водоисточника, приведенная на рис.6.2. На этом же рисунке приведена и дискретизация кривой обеспеченности расходов водоисточника, на основз которой и были построены указанные условные кривые обеспеченности орошения. Приводя формулу /3.14/, не было дано обоснования, что ею в действительности определяется кривая обеспеченности орошения. Сделаем это сейчас. Поэтому заметим, что для произвольного Го гі имеет место выражение где fir) - кривая обеспеченности водопотрзбления. Разделяя (J I на обе части выражения /3.16/, будем иметь дат
Математическая модель оптимального ирригационного использования незарегулированных водных ресурсов для случая одного водоисточника и одного массива
Цзль данного параграфа заключазтся в составлении математической модзли задачи планирования оптимального ирригационного использования нззарзгулированного водоисточника, прздставлзнного на рис.2.1-а, для случая постоянного водопотрзблзния. Задача же оптимального планирования в данном случае заключается в определении расчетной площади орошения, состава на ней возделываемых культур и расчетного расхода водоисточника с сотвзтствующей расчетной обеспеченностью в створе.№ I, которые обеспечивали бы максимальный экономический эффект от эксплуатации системы за многолетие. Задача в такой постановке соответствует задаче - I при постоянном водопотреблении, приведенной в параграфе 2.2. Там же приводится необходимая гидрологическая информация и информация по водопотре-блзнию возделываемых составов культур. Необходимой экономической информацизй задачи являются: нормативы (с одного га) урожайностзй и чистых доходов различных культур, входящих в различные составы при нормальном и ущемленном режимах орошения; нормативы затрат (на один га) различных видов ресурсов (удобрений, живого труда, электроэнергии и т.д.) на воздзлыЕаниз и уборку урожаев различных культур, входящих в различные составы; нормативы общих капитальных затрат на орошзниз и сельскохозяйственное освоение одного га земель для возделывания культур различных составов. Экономической эффективностью системы,согласно параграфа 2.3, является чистый до- \/ ход системы за многолетие с учзтом приведенных капитальных затрат на орошениз и сельскохозяйственное освоение земель.
Математическую модель поставленной задачи можно составить двумя способами: I) при составлении модели с условием возделывания одного состава культур результат получится многократным решением численных задач такой модели для рассматриваемых составов культур в отдельности. Решение, которому соответствует наилучший экономический эффзкт будет искомым; Z) можно составить модзль задачи, предусматривающую воздзлываниз сразу всзх составов культур. Это можно осущзствить путзм выдзлзния отдельных площадзй на воздзлываниз каждого состава культур. В этом случаз результат получится рзшзнизм одной числзнной задачи. Исходя из того, что неко-торый состав культур, из мнонзства, в данных конкретных условиях (почвзнныз, климатичзскиз и экономичзскиз) окажзтся предпочтитель-нзз других, в рззультатз рзшзния конкрзтной задачи получится воздзлываниз одного состава. .Это обстоятельство подтвзрждазтся и рз-зультатами рзшений конкрзтных задач, приведенных в пятой главз. Так как такая модзль будзт описывать поставленную задачу в болзз общзм видз, чзм предыдущая, то здесь ставится целью составление математической модели задачи именно для этого случая. Математическая модель указанной задачи составляется исходя из тзх соображений, что приведены в параграфе 4.1, при составлении модели /4.5/, /4.7/. Исходя из этого, на первом этапе производится дискретизация нзпрзрывнои начальной гидрологической информации водоисточника ( ЦДР) ) в створз № І, в рззультатз чзго различным дискретным значениям расходов соответствуют вполне определенные значения вероятностей, согласно которым и составляются целевая функция и ограничивающие условия модели. Исходя из вышеприведенных соображений цзлзвая функция поставленной задачи, заключающаяся в нахождении неотрицательных значений неизвзстных 2к, ХГк , XtJK » где Ці, jyK? кеК максимизирующих общий экономический эффект системы за многолетие, записывается в видз гдз t - индзкс, указывающий порядковый номзр дискрзтного значения расхода водоисточника и соотвзтствующзз этому значзниз ве-роятности; I - множзство дискрзтных значзний расходов и соответствующих взроятностзй; j - индзкс, указывающий порядковый номзр культуры; у - множзство культур к -ого состава; к - индзкс, указывающий порядковый номзр состава культур; К множзство составов культур; ]\[ - вероятность появлзния і -ого дискрзтного значзния расхода; QK И СІК соатвзтствзнно нормативы чистого дохода J -ой культуры с одного га, входящзй в К -ый состав при нормальном и ущзмлзнном режимах орошзния; jCiJK ноРмально орошазмая площадь J -ой культуры К -ого состава при І -ом значзни расхода; XJK расчетная орошазмая площадь J -ой культуры К -ого сотава; У« - рас й к - нормативный коэффициент эффзктивности культур К -ого состава; (\к - норматив общих капитальных затрат на орошзниз и сельскохозяйст взнноз освозниз одного га ззмзль для воздзлывания культур К -ого состава. Выражение, стоящзз в квадратных скобках пзрвой суммы цзлзвой функции /4.8/ выражает чистый доход j -ой культуры к ого состава при I -ом дискретном значении расхода водоисточника от нормально орошазмой площади ( XtJK )
Следовательно, пзрвая сумма выражает чистый доход систзмы от воздзлывания расс-матривамых составов сельскохозяйственных культур за многолзтиз. Вторая жз сумма зсть приведенные капитальные затраты на возделывание рассматриваемых составов культур. Возделываемые культуры, исходя из продолжительности их вегетации, можно разделить на две группы. Пусть в первую группу входят тз культуры,вегетация которых продолжается в критический расчзтныи пзриод, а во вторую группу - взгзтация которых заканчи-вазтся до критичзского расчзтного пзриода. Так как дзфицит воды . имззт мзсто в критичзский расчзтныи пзриод, культуры второй группы всзгда орошаются полностью и, слздоватзльно, для них имззт мзсто равенство jCtJK XjK при всзх lei ИМЗЯ ВВИДУ ЭТО ОбСТОЯТЗЛЬСТВО, СООТНОШЗНИе JL)K= ГМК JL) гдз ІЄУК, К6К (гл-3 ПіК - Удзльный, взс площади, занимаемой J -ой культурой, входящзй в к -ый состав) и LJIi Дзлзвая функция /4.8/ послз элементарных lei преобразований окончательно представится в виде. гдз у - множество культур к -ого состава, орошаемых в критический расчетный период. Задача выбора оптимальных параметров ирригационного использования незарегулированных водных ресурсов требует ряд условий, определяющих зз основные положения: 1. Суммарная орошаемая площадь различных составов культур не должна превосходить площади массива. Это условие записывается в виде гдз j6 - общая площадь массива. 2. Нормально орошаемые площади (за критический расчетный пе риод) культур различных составов нз должны превосходить их иско мые расчетные значения при любых дискретных значениях расходов водоисточника. Это условие записывается в виде
