Многоцелевые водохранилища и правила управления водохранилищами. Время заполнения водохранилища

Большинство водохранилищ предназначено для решения многих задач, перечисленных в разделе 4.1. Обычно нереально выделять определенную часть объема водохранилища для решения каждой отдельной задачи. В большинстве случаев такое целевое распределение объема ограничивается только аварийными ситуациями.

Например, буферная зона чаще всего располагается непосредственно над зоной мертвого объема водохранилища и сохраняется для использования в исключительных обстоятельствах, таких как непредвиденные сбросы воды в нижний бьеф для разбавления случайных загрязнений, для аварийного водоснабжения населения в случае возникновения неожиданной опасности для здоровья, для противопожарных нужд.

Однако большинство целей удовлетворяются за счет основной емкости водохранилища, что связано с разработкой сложных диспетчерских графиков его работы. Разным пользователям требуются различные количества воды в разное время и с разной обеспеченностью водоснабжения.

Попуски воды из водохранилища часто выражаются в виде кривых графика, которые определяют величину попусков в зависимости от имеющегося запаса воды в водохранилище и времени года. Разная обеспеченность водоснабжения также предполагает, что у разных категорий пользователей существует разная уязвимость на случай нехватки воды.

Во многих странах мира разработка проекта водохранилища для постоянного и полного удовлетворения требований в воде неосуществима. В таком случае реализуют стратегии пошагового ограничения водоснабжения определённых пользователей, когда достигнуты критические уровни воды в водохранилище.

Некоторые виды использования водохранилища не требуют сброса или забора воды. Тем не менее должны соблюдаться определенные ограничения по объему водохранилища в определенное время года, которые могут повлиять на характеристики водоотдачи водохранилища или системы водных ресурсов, например, когда водохранилища используются для регулирования паводков, отдыха, регулирования засоления и решения экологических проблем.

Для проектирования и эксплуатации многоцелевых водохранилищ необходимо проведение комплексного анализа, который, как правило, осуществляется с помощью итерационных методов, включающих построение диспетчерских графиков и оценку экономической эффективности использования водохранилища для каждой индивидуальной цели, с целью улучшения всей системы управления водным хозяйством.

Можно также использовать формальные методы оптимизации, чтобы найти лучшее компромиссное решение. Важно, чтобы все потенциальные виды использования водохранилища и его пользователи были учтены на этапах разработки проекта, а также, чтобы правила эксплуатации в режиме реального времени были рассмотрены еще до начала строительства.

Там, где присутствуют многоцелевые водохранилища или сложные системы водных ресурсов (см. раздел 4.2.7), желательно, чтобы правила их эксплуатации были разработаны на стадии планирования.

Примеры диспетчерских графиков и правила управления в режиме реального времени могут быть найдены во многих работах (Box and Jenkins, 1970; Basson and others, 1994; Loucks and others, 1981, и Сванидзе, 1977).

Время заполнения водохранилища. После строительства новой плотины, прежде чем водохранилище сможет обеспечить полную водоотдачу, должен быть достигнут определенный уровень его наполненности. В полузасушливых и засушливых районах, а также там, где освоение водных ресурсов практически достигло максимума, первое заполнение водохранилища может занять несколько лет после его строительства, даже если воду из него не забирают в течение этого периода. Все это может оказать большое влияние на плановое поэтапное развитие, а также экономическую целесообразность проекта.

Рисунок II.4.8. Вероятностная оценка времени заполнения водохранилища

Вероятностные оценки времени наполнения новых водохранилищ могут быть получены путем определения графика емкостей водохранилища для большого числа стохастических рядов значений притока, начиная с пустого водохранилища. Должна быть выбрана практическая продолжительность времени анализа, в то время как могут тестироваться различные варианты поэтапного попуска воды из водохранилища. Рисунок II.4.8 показывает вероятностные оценки времени заполнения водохранилища.