Характеристики обеспеченности попуска-водоотдачи. Краткосрочные вероятностные характеристики водоотдачи

Вероятностная оценка характерного поведения водоресурсной системы может быть выполнена с помощью анализа большого количества стохастически смоделированных рядов стока, как правило, от 200 до 2 000 рядов той же продолжительности, что и исторический ряд наблюдений.

Хотя были разработаны многие хорошо зарекомендовавшие себя стохастические гидрологические модели, необходимо провести обширные испытания и повторную выборку, для того чтобы установить для каждого пункта наблюдений основные параметры рядов фактических наблюдений, на которых калибруются модели. Проверки моделей особенно важны в полузасушливых и засушливых районах, где присутствует большая изменчивость стока.

Рисунок II.4.6 отражает добавление вероятностной информации на диаграмму отношения попуска и водоотдачи. Диаграмма Бокса-Вискера показывает выборочное распределение значений базовой водоотдачи, полученных из анализа большого количества созданных стохастических рядов, соответствующих целевым попускам 70, 80 и 90 млн м³ в год.

Рисунок II.4.6. Сравнение долгосрочных характеристик сработки

Форма и достаточно крутой спад линии исторической базовой водоотдачи по сравнению с линией базовой водоотдачи вероятности 0,01 % связаны с особенностями конкретной конфигурации исторического критического периода, в то время как линия вероятностной водоотдачи отображает обобщенные результаты анализа большого количества рядов значений притока.

Для большей наглядности можно отобразить вероятностные характеристики попуска-водоотдачи, как показано на рисунке II.4.7. Эти кривые также могут служить основой для оценки и управления сложными каскадами водохранилищ, как это описано в последующих разделах.

Рисунок II.4.7. Совокупность долгосрочных характеристик надежности притока-попуска. Вероятность превышения основного притока (как процент от проанализированных последовательностей)

Как видно из рисунка II.4.7, если от системы потребуется водоотдача 60 млн м³ в год с вероятностью риска отказа не больше одного раз в 100 лет, она может быть достигнута путем установления целевого попуска 82 млн м³ (см. пунктирную линию). Еще 22 млн м³ в год будет доступно с обеспеченностью примерно один раз в 80 лет.

Дополнительная вода может быть использована там, где требуется меньшая степень надежности водоснабжения, например для генерации дополнительной энергии или для подпитки соседних систем водных ресурсов. Кроме того, водохранилище может быть уменьшено так, что чистая водоотдача 60 млн м³ в год может быть получена с вероятностью риска отказа один раз в 100 лет.

Краткосрочные вероятностные характеристики водоотдачи. Тогда как кривые обеспеченности водоотдачи позволяют оценить долгосрочные возможности систем водных ресурсов в отношении водоотдачи и предоставляют прогноз долгосрочного поведения систем, они не дают достаточно информации для принятия краткосрочных операционных решений. В этом случае наибольшую важность приобретает схема управления водохранилищем.

Однако решения в отношении распределения воды в настоящем времени не могут основываться лишь на текущей ситуации, следует гарантировать водоснабжение и на какой-то период времени в будущем. Продолжительность этого периода гарантированного водоснабжения должна быть на несколько шагов по времени больше, чем шаг по времени между основными оперативными решениями.

Краткосрочные вероятностные характеристики попуска-водоотдачи разработаны таким же образом, как и долгосрочные кривые, за исключением того, что краткосрочные кривые также связаны с конкретными начальными характеристиками водохранилища. Поэтому кривые должны быть разработаны для диапазона начальных состояний водохранилища.

Из-за более короткой продолжительности используемых рядов, как правило, от двух до пяти лет, многие ряды могут не охватывать критический период. Таким образом, с целью достижения сходимости должны быть проанализированы гораздо более короткие ряды, чем для долгосрочного анализа. Более подробную информацию о практическом применении краткосрочных кривых при реальном управлении системами водных ресурсов можно найти у Бассона и др. (Basson and others, 1994).