Речная сеть

Рис. 4.3.1. Множество возможных створов на речной сети. А — створы возможных водохранилищ, Б — створы возможного изъятия воды из живого тока, В — граница водосбора, Г — границы частных площадей водосбора, Д —

НОСТЬ исключенного объема для полимеров проявляется в том, что одинаковые или различные молекулы не занимают одну и ту же область пространства в одно и то же время — по крайней мере для этого требуются очень большие затраты энергии. Такая особенность исключенного объема требует введения модификаций в простейшие модели полимеров и приводит к качественным изменениям прогнозируемых свойств. Кроме того, проблема исключенного объема имеет разнообразные области применения, помимо химии например, модели разветвленных полимеров могут лишь с незначительным видоизменением применяться для речной сети, простых деревьев, дендритов, коагуляции частиц дыма, роста участков планктона и т. п. Существует также большое число, по-видимому, различных химических проблем, для которых идеи исключенного объема играют важную роль этот аспект кратко обсуждается в разд. 8. [c.482]

Существует естественное районирование территорий по административным единицам. Оно удобно при решении тех региональных задач, в которых ведущую роль играет технико-экономическая информация, поскольку по своей структуре она привязана к административному делению. Столь же часто в задачах управления крупномасштабными ВХС применяется деление территории по гидрографическому принципу. Такое деление соответствует многим процессам, происходящим в речной сети. Учет не только гидрографических, но и некоторых хозяйственных элементов водопользования при делении территории принято называть водохозяйственным районированием. Однако для ряда задач указанные способы деления территории непригодны. Это относится, прежде всего, к тем задачам, где ведущую роль играет информация о природных процессах в водотоках на территории бассейна и его отдельных частях. В подобных задачах могут возникнуть достаточно нетрадиционные способы районирования, учитывающие, например, условия формирования речного стока, интенсивность антропогенной нагрузки, напряженность водохозяйственного баланса и другие факторы. [c.23]

Действительно, именно администрации районов, полностью владея информацией о водохозяйственной обстановке на местах, в состоянии осуш,ествлять необходимые мероприятия в масштабе небольших водохозяйственных участков, малых рек и иных водных объектов на своей территории, опираясь на силы подведомственных им предприятий (локальных объектов). Именно на муниципальном уровне управления можно проследить все детали принятия водохозяйственных решений вплоть до локальных участков речной сети. Однако суш,ествуюш,ая схема инвестирования в водном хозяйстве и иерархия принятия решений не предусматривают подобные функции на муниципальном уровне, и практически все детали управления вплоть до малых рек и локальных участков рассматриваются на уровне субъектов Федерации. Передача соответствуюш,их функций на муниципальный уровень повысила бы эффективность водохозяйственной деятельности в целом. Ввиду значимости Волжского бассейна для экономики страны децентрализация управления его водными ресурсами особенно актуальна. Так, например, в настоящее время федеральные органы вынуждены рассматривать многие водохозяйственные вопросы не только в разрезе частей Волжского бассейна, но и на уровне водохозяйственных районов, их частей, или даже отдельных водохозяйственных участков. Непродуктивность такого положения вещей наглядно иллюстрируется трудностями, возникающими при заключении бассейновых соглашений в масштабе крупных водохозяйственных участков (водохозяйственных районов), относящихся к нескольким субъектам Федерации. [c.91]

Для решения этой проблемы на речной сети намечается избыточный набор створов, в которых могут возникнуть специальные потребности водопользователей по их обеспечению водными ресурсами. Эти потребности в воде в определенной мере взаимозаменяемы. Точнее говоря, предприятие (или отрасль) часто интересует суммарное количество доступных водных ресурсов. При этом менее существенно, из каких именно створов водоисточника они поступают. Более того, когда рассматривается совокупность однородных производств, часто [c.123]

Выбор водохозяйственного сезона в качестве интервала усреднения во времени существенно расширяет множество реальных объектов, поведение которых адекватно описывается рассматриваемой математической моделью. Методология применима в тех случаях, когда период запаздывания потока по речной сети от истоков до замыкающего створа не превосходит интервала усреднения (сезона). Иначе говоря, она может быть использована для большинства бассейнов, кроме водохозяйственных комплексов крупнейших рек (типа бассейна р. Волги в целом). [c.126]

Совокупность перечисленных предпосылок показывает, что область применения предлагаемой методологии остается очень широкой. Основная идея предельного упрощения расчетов базируется на излагаемой ниже методике представления групп водохранилищ и водозаборов в виде эквивалентного изолированного водохранилища. Суть методики состоит в том, что некоторая группа водохранилищ и створов, где вода забирается потребителями из живого тока реки, вместе с привязанными к ним водопользователями укрупненным образом рассматривается как некоторая замкнутая система, не интересуясь внутренними процессами в ней. При этом также агрегируется суммарная боковая приточность и суммарные потери во всех водохранилищах группы. Такая процедура допустима, если правила функционирования получающегося гипотетического водохранилища-эквивалента не противоречат правилам, принятым в отдельных створах, а также не нарушают водно-балансовых соотношений и других физически очевидных условий функционирования агрегированного водохозяйственного комплекса. В результате эти группы действительно функционируют наподобие целостного водохранилища, поскольку холостые сбросы из единственного замыкающего створа возникают тогда и только тогда, когда наполнены все водохранилища в составе группы. Более того, выясняется, что на функционирование подобных групп не оказывают влияния процессы стока и водопользования на вышележащих участках речной сети, т. е. эти группы функционируют независимо от остальной части системы. [c.127]

Возможность агрегирования влияющих совокупностей основана также на том, что они образуют некоторую регулярную систему , поскольку для любых двух створов влияющие на них совокупности либо не пересекаются, либо одна целиком входит внутрь другой. Следовательно, вся речная сеть разбивается на непересекающиеся влияющие совокупности, каждую из которых можно рассматривать как самостоятельную водохозяйственную систему с последующим применением вновь указанной процедуры. Таким образом, весь анализ системы сводится к последовательному выявлению влияющих совокупностей и расчету их полезных объемов как изолированных водохранилищ. Именно простота расчета полезных объемов изолированных водохранилищ служит основой резкого роста вычислительной эффективности алгоритма, примененного для решения общей задачи оптимизации выбора водохранилищ по условиям водообеспечения. [c.128]

Структура водохозяйственной системы описывается в математической модели ориентированным графом С — V, А) с множеством вершин V и дуг а Е А. Дуги ориентированы по течению воды. Основу графа С составляет образ сети естественных водотоков (речной системы), имеющей в плане вид дерева T(J, 8), где 3 С V, 8 С А (линейная схема речной сети). На этой схеме выделяются вершины — образы створов, где могут сооружаться (реконструироваться) перегораживающие плотины или планируется возможность забирать воду из живого тока реки. Существующие водохранилища и пункты отъема воды также изображаются вершинами этого графа. Подмножество J С V вершин графа С, служащих образами перечисленных створов, будем называть множеством возможных створов (рис. 4.3.1). В состав возможных створов не обязательно входят устья притоков. Однако, как будет показано в разделе 4.6, для эффективности алгоритма оптимизации их все же желательно включать в число этих элементов. [c.128]

Сокращение объема перебора вариантов достигается также тем, что исходную линейную схему Т = J, S) речной сети, лежащую в основе графа G = (У, Л), всегда можно предварительно преобразовать так, чтобы в ней полустепень захода в любую вершину j Е J не превосходила двух, т. е. Ji 2, V j J. Это достигается введением дополни- [c.168]

Расчет пропуска заданного паводка водохранилищами при известных правилах управления (задача 4) относится к классу задач разового моделирования. Он включает в себя гидравлический расчет волны половодья в естественном русле реки и в водохранилищах, а также детальный расчет функционирования водопропускных сооружений гидроузлов. Задача является поверочной по отношению к моделированию правил пропуска высоких вод в речной сети с водохранилищами, где гидравлика естественного русла и водохранилищ рассматривается в упрощенном виде. [c.182]

Наносы, не достигающие водных объектов, задерживаются в канавах, конусах выноса, ручьях и прудах. Коэффициент поступления наносов в водный объект представляет собой региональную константу. Он характеризует долю смытой с водосбора почвы, поступающей в водные объекты. Значение этого коэффициента зависит как от геоморфологии водосбора и русла, так и от конфигурации речной сети. [c.226]

Приведем наиболее типичные расчетные схемы. Вводятся понятия створов полного и достаточного (на 80 % от полного) перемешивания и расстояний до них от точки выброса ЗВ на речной сети. Интенсивность процесса турбулентной диффузии ЗВ, а следовательно, процессов смешения и разбавления сточных вод в реках в значительной степени определяется коэффициентом турбулентной диффузии К который рассчитывается по формуле [c.291]

В заключение рассмотрим линеаризованные методы расчета распространения ЗВ в речной сети, которые предназначены не столько для непосредственных расчетов распространения ЗВ, сколько для оценок их концентраций в задаче идентификации аварийных сбросов (см. ниже). Предложенные формулы основаны на балансе масс ЗВ в каждый момент времени их распространения и позволяют быстро определить (с достаточной для первоначальных оценок точностью) параметры аварийного сброса загрязнений. [c.297]

Рассматриваемая математическая модель предназначена для предварительной оценки и выбора состава мероприятий по охране поверхностных вод в бассейне реки. Задача формулируется как оптимизационная в, так называемой, экономической интерпретации (см. разделы 9.2 и 9.3). Требуется найти такой вариант проведения комплекса водоохранных мероприятий по бассейну в целом, который обеспечил бы качество водных ресурсов в каждом из расчетных участков речной сети не ниже заданного, а суммарные приведенные затраты 5 при этом были бы минимальными. [c.337]

В каждом участке речной сети, ориентируясь на эту величину. [c.342]

Сформулированная задача решается по схеме динамического программирования, начиная от истоков речной сети по направлению к замыкающему створу с шагом по концевым створам расчетных участков. Независимо варьируемыми переменными служат параметры проводимых мероприятий, т.е. величины хц, i I, t Т . Получающиеся в каждом створе варианты сравниваются между собой по допустимым значениям вышеупомянутого показателя интегрально характеризующего качество воды на участке. Близкие значения этого [c.343]

У пунктов сброса сточных вод указывается суточный и годовой их объем в кубических метрах. Исполнители темы по изучению токсичности -на водоемах обязаны иметь представление о производственных процессах, происходящих на предприятиях, сбрасывающих свои отходы производства в водоемы, и хорошо знать химический состав сточных вод комбинатов, заводов и фабрик, расположенных на берегах рек, озер и водохранилищ, входящих в речную сеть географической зоны и отдельного региона. [c.257]

Основные параметры модели планирования применительно к реализованному варианту расчетов обусловлены схематизацией речной сети и данными о речном стоке в период летней межени маловодных рек, скоростями течения воды в водохранилищах и реках, коэффициентами трансформации загрязняющих веществ и характеристиками самоочищения водных объектов, объемами сбросных вод в разрезе субъектов РФ, а также массами сбросов загрязняющих веществ и технико-экономическими показателями разных способов очистки. [c.350]

Неуправляемые объемы примесей, поступающие в речную сеть, от рассредоточенных источников загрязнения, изображаются в модели источниками потоков заданной интенсивности О, располагаемыми в вершинах г Е J. [c.355]

Имитационный эксперимент включает в себя, прежде всего, расчет баланса воды и примесей водного объекта в направлении от истоков речной сети к замыкающему створу. При этом проводится аппроксимация динамических характеристик по расчетным интервалам времени. Балансовый расчет выполняется с различной детальностью и с учетом особенностей рассматриваемого объекта. Папример, если время добегания потоков на некотором участке сопоставимо с расчетными интервалами, то необходимо учитывать период запаздывания потоков на выходе участка по отношению к моменту поступления водных масс и примесей на его вход. Если в некотором поперечном сечении потока [c.371]

Имитационный эксперимент значительно усложняется при учете показателей качества речной воды. В частности, поступление ЗВ, их прохождение по речной сети с учетом самоочищения, поглощение примесей в очистных сооружениях, их генерация в технологических процессах водопользователей приводят к необходимости расчетов характеристик потоков воды и ЗВ на участках ВХС. При этом учитываются коэффициенты, характеризующие отношение массы некоторой примеси на входе участка к ее массе на выходе этого же участка. Они могут зависеть, например, от температуры, скорости течения и пр. [c.372]

Технические мероприятия по защите от наводнений на речной сети не обладают большим разнообразием в основном они сводятся к построению дамб обвалования и регулированию стока водохранилищами, реже отводными каналами. Побочными мероприятиями иногда являются берегоукрепительные работы, различные противоэрозионные мероприятия, в том числе по предотвращению оврагообразования и т. п., а также русловыправительные работы. Между тем, все подобные мероприятия оказываются чрезвычайно капиталоемкими. Вследствие этого конкретный выбор комплекса технических решений по противопаводковой защите становится очень ответственной процедурой, требующей не только детального технико-экономического обоснования, но и оценки комплексного риска при возникновении аварийных ситуаций (размыв дамб, разрушение плотин, сбросных сооружений и пр.). [c.401]

Другой важной стороной противопаводковой защиты является выбор правил управления пропуском паводков и половодий. Такое управление возможно только при условии, что речная сеть уже зарегулирована водохранилищами, а сбросные сооружения снабжены регулирующими затворами. Таким образом, весь комплекс задач по проблеме управления противопаводковой защитой разбивается на задачи по обоснованию стратегических параметров соответствующих мероприятий и по выработке правил пропуска паводков. [c.401]

В любом створе j Е J дерева T J,S), описывающего структуру ВХС, величины Qj и Wj (здесь и далее, для простоты обозначений, индекс р расчетной обеспеченности опускается) определяются боковой приточностью, гидравлическими и морфометрическими характеристиками русла, поймы и собственно водохранилища, а также режимами сбросов (выходными гидрографами) из водохранилищ, лежащих непосредственно выше -го на речной сети. При детальном расчете трансформации стока паводка системой водохранилищ необходимо принимать во внимание сглаживание паводковой волны по мере продвижения по участку реки, ее запаздывание в нижележащие створы и суперпозицию сбросных расходов из вышележащих водохранилищ с боковой приточностью, распределенной по участку. Степень детальности таких расчетов зависит от значимости объекта и его местных особенностей, но главную роль играет детальность прочей информации в рамках решаемой задачи. Па практике соответствующие вычисления подразумевают рассмотрение потока воды в реке либо как неустановившегося, либо приближенно как неравномерного плавно изменяющегося установившегося. По отношению к рассматриваемой оценочной модели такие вычисления могут рассматриваться как имитационный эксперимент, осуществляемый после решения задачи оптимизации для верификации полученного решения. Теоретически (а при использовании достаточно мощных компьютеров, и практически) возможно погрузить подобные расчеты внутрь рассматриваемой схемы оптимизации. Однако это нецелесообразно по технологическим соображениям, поскольку все остальные упрощающие предположения, примененные в задаче, приводят к большей погрешности в определении значений искомых параметров. Здесь решающую роль играет не абсолютно точное численное значение той или иной результирующей величины, а правильность сравнения вариантов с выбором оптимального, исходя из ранее сформулированного принципа запаса надежности для всей рассматриваемой проблемы. Поэтому в рамках рассматриваемой задачи принимается специальная редукционная гипотеза. Для ее формулировки введем дополнительные понятия. [c.413]

Таким образом, схемы трансформации (11.6.10)-(11.6.11) или численное интегрирование системы уравнений (11.6.3)-(11.6.4) при начальных условиях (11.6.2) и правилах управления (11.6.7) замыкают систему соотношений, необходимую для расчета процесса трансформации паводка всей совокупностью водохранилищ с заданными параметрами противопаводкового регулирования. При этом для фиксированного варианта конструктивных параметров Ь ), j Е J такой расчет следует осуществлять по рекуррентным соотношениям, данным в разделе 11.5, двигаясь от истоков дерева речной сети к замыкающему створу. Полученный результат позволяет непосредственно перейти к описанию оптимизационной задачи выбора параметров гидроузлов. [c.423]

На ориентированном по течению воды графе-дереве речной сети T(J, 5 ), где вершины J — образы водохранилищ, а дуги 5 6 — образы участков реки (или ее притоков) между водохранилищами заданы или заранее вычисляются [c.423]

Сначала на карту района (желательно в масштабе 1 100 ООО—1 500 ООО) наносят место суш,ествующего или проектируемого выпуска сточных вод. Затем отмечают те населенные пункты и промышленные предприятия, которые расположены выше и ниже этого места. По карте устанавливают также основные гидрографические данные о густоте речной сети и водных путей, по которым возможно распространение загрязнений. Сведения местной организации гидрометеорологической службы или из справочных изданий используют для ориентировочной характеристики мощности водоема, скорости течения и ее изменениях по длине реки. В ряде случаев можно также получить данные о характере поверхностных н донных течений, форме речного русла и пр. По скорости течения определяют расстояние, соответствующее двух-трехсуточному движению воды, что позволяет в первом приближений определить границы р-айона, требующего детальной санитарной характеристики. [c.64]

По подсчетам О. А. Дроздова [26], средний годовой слой осадков для суши составляет 727 мм. При определении доли пх участия в формировании речной сети необходимо принимать во внимание так называемый коэффициент стока, который для всей суши равен 0,34. Таким образом, в реки поступает треть всех осадков, вы-падаюш,их на поверхность суши. График распределения осадков и вызванного ими стока в зависимости от географического положения территории приводится на рис. 13 по данным крупного советского географа М, И. Львовича. [c.80]

При разработке новых правил эксплуатации водохранилищ, учете в перспективе новых водопотребителей, изменении требований к потреблению воды участниками водохозяйстственного комплекса режим речного стока в приходной части водохозяйственных балансов принимается в естественных условиях формирования его. Последнее положение нуждается в следующем пояснении. Дело в том, что начиная с предвоенных лет, когда на реках СССР появились крупные гидротехнические сооружения (Днепрогэс, канал имени Л осквы и др.), когда значительно возросли заборы воды из речной сети промышленными предприятиями, режим речного стока, фиксируемого гидрометрической сетью, все более отклоняется от естественного, свойственного природным условиям того или другого участка водосборного бассейна. Поэтому имеющиеся фактические данные по стоку приводятся к величинам, характеризующим естественные условия формирования стока рассматриваемых участков речных бассейнов. [c.43]

Все указанные и обсуждаемые выше особенности моделирования в области водного хозяйства требуют системного осмысления. Мы хотим построить систему задач, охватывающую возможно более широкий спектр проблем водного хозяйства, с возможностью получения комплексных решений. Этого невозможно добиться без системных исследований структуры задач и их взаимодействия при поиске комплексных решений. Приведем два примера, демонстрирующих возможные негативные последствия пренебрежения системными исследованиями. В работе [Воропаев и др., 1986] выделены водохозяйственные участки рек. При этом принимались во внимание принципы как гидрографического, так и администартивно-хозяйственного районирования, в результате чего ряд бассейнов получился разделенным на бассейны правого и левого берега рек Волги, Оки, Камы и других. Это не всегда соответствует формализации многих задач СППР, в которых решения принимаются, исходя из целостной структуры речной сети (гидравлические расчеты, распространение загрязнений, выбор водоохранных мероприятий и др.). [c.36]

Структуризация речной сети основана на разбиении реки по длине на водохозяйственные участки с учетом однородности параметров (гидравлических, гидрологических и водохозяйственных), а также деления бассейна по административно-территориальному признаку. Водохозяйственный участок, кроме участка ствола основной реки, включает в себя водосборную площадь этого участка. Все притоки и водоемы, находящиеся на этой территории, включают в себя местные водные ресурсы водосборной площади участка. Каждое водохранилище должно целиком располагаться только на одном из участков, а по створу гидроузла водохранилища назначается замыкающий створ соответствующего участка. При этом строение речной системы представляется ориентированным по течению воды однонаправленным графом (без замкнутых ориентированных маршрутов [Харари, 1973]). В таком графе каждый водохозяйственный участок может иметь несколько участков, расположенных как ниже по течению воды, так и выше. Однако, в большинстве случаев, речная система представима в виде графа-дерева, где для каждого участка г = 1, / существует единствен- [c.183]

При формализации модели будем, по возможности, придерживаться обозначений, введенных ранее в разделах 9.2 и 9.3. Гидрографическое описание речной сети и источников сброса сточных вод осуществляется с помощью однонаправленного ориентированного графа С = У,Л). Вершинами у V этого графа являются образы сосредоточенных источников сброса ЗВ, пунктов наблюдений за стоком и/или за качеством вод, точек соединения (слияния) водотоков и т.п. Дугами а Л графа С служат образы самих водотоков, ориентированные по течению воды. Однонаправленный граф не имеет замкнутых [c.337]

Вассейновое моделирование является важным инструментом для оценки качества вод и управления водными ресурсами. Для бассейна р. Волги применим весь комплекс сформулированных ранее моделей. Однако на разных уровнях принятия решений используются различные математические модели. Так, для сравнительно небольших притоков П-го, Ш-го порядка, на речной сети выделяются однородные гидро-лого-водохозяйственные участки (ВХУ), а в оптимизационную модель включаются характеристики крупных загрязняющих производств, их сбросных вод и способов очистки. Обоснование типов очистных сооружений (ОС) на этих предприятиях базируется на модели частично-це-лочисленного программирования. Подобная модель была реализована для условий бассейна р. Прони (правый приток р. Оки) [Пряжинская, 1996]. Результаты расчетов были использованы при разработке Схемы комплексного использования и охраны водных ресурсов бассейна р. Прони. [c.345]

Поскольку выбор параметров гидроузлов осуш,ествляется на основе оптимизационной модели, рассмотрим, прежде всего, специфику целевой функции возникаюш,ей задачи. Структура ВХС в рассматриваемой задаче, как обычно, описывается ориентированным графом-деревом T(J, 5 ), условно изображающим речную сеть, где вершины Е J — образы водохранилищ, а дуги 8 Е 5 — образы участков реки (или ее притоков) между водохранилищами. Для всех водохранилищ Е 6 J предполагаются известными их батиграфические кривые ilj zj), [c.407]

Рассмотрим произвольный створ j Е J. Часть всего речного бассейна, замыкаемая этим створом, называется общей площадью водосбора Чfj (на уровне j-гo створа). Пусть размер равен [км ]. На ориентированном дереве T J,S) речной сети выделим подмножество С J створов-вершин таких, что из них исходят дуги, заходяш,ие [c.414]

В соотношениях (11.5.2) и (11.5.3) учтено, что за счет предпаводковой сработки yj весь объем Wj паводка теоретически может быть аккумулирован j-m водохранилищем. Поскольку граф речной сети T(J, S) — ориентированное дерево, можно записать рекуррентное соотношение для расчета суммарного объема входного гидрографа. На основе (11.5.1) и (11.5.2) последовательно от вышележащих створов к нижележащим (от листьев графа-дерева к его корневой вершине) можно вычислить [c.415]

Равнинные и горные районы Средней Азии. Для равнинно части Средней Азии характерны явно выраженные процессы потерь и рассеивания стока, слабо развитая естественная речная сеть, усиленная ирригационными каналами. Увлажнение недостаточное, местами наблюдается засоление почвы и поверхностных вод. Подземные воды отличаются большой глубиной залегания и пестротой минерального состава. Крупные реки берут начало в горах и на всем протяжении сохраняют черты воднога режима, характерного для горных районов. [c.25]

На обширном пространстве северного района Южного Урала расположено несколько (до 8—12) параллельных горных цепей, составными звеньями которых служат отдельные хребты, следующие друг за другом, либо кулисообразно заходящие друг на друга. Цепи ориентированы в общем субмеридиональном и меридиональном ( уральском ) направлении и разделены межгорными понижениями, освоенными продольными речными долинами каждый хребет цепи от соседнего отделен поперечными субширотными и широтными долинами. В совокупности долины образуют характерную для Южного Урала решетчатую речную сеть. [c.10]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология