Понятие расчётной обеспеченности

Под водохозяйственным комплексом понимается совокупность хозяйственных объектов различных отраслей, совместно использующих водные ресурсы бассейна реки (или его части). Формирование комплекса, т.е. обоснованный выбор состава и числа участников - одна из сложнейших предпроектных задач.

К участникам или компонентам ВХК относят все виды водоснабжения, гидротехнические мелиорации, гидроэнергетику, водный транспорт, лесосплав, рыбное хозяйство, рекреацию, и т.д. По технологии использования воды различают две группы водопользователей. К первой группе относятся водопользователи, у которых осуществление технологического цикла связано с изъятием воды из водоемов и водотоков, при этом часть воды может безвозвратно теряться, входя в состав продукции или (и) потерь. Основные водопользователи этой группы - все виды водоснабжения, орошение земель.

Ко второй группе водопользователей относятся участники, которые не изымают воду из источника, а используют ее для выполнения различных технологических операций или как среду обитания. К этой группе относятся: гидроэнергетика, судоходство, сплав леса, рыбное хозяйство (естественное), рекреация и т.д.

Случайный характер речного стока определяет изменчивость ежегодно выделяемого каждому участнику ВХК объема водных ресурсов, что и обусловило введение в водохозяйственную практику показателя расчетной обеспеченности водопотребления, «представляющую вероятность того, что величина выделяемых водных ресурсов будет не меньше той, на которую рассчитаны параметры и отдача».

Расчетная обеспеченность водопотребления определяется вероятностью обеспечения заявленных объемов воды, то есть числом лет, выраженным в процентах, в течение которых водопользователь полностью и бесперебойно обеспечивается водой.

Как правило водопотребителей по степени бесперебойности отдачи делят на три группы:

I. Не допускающие перерыва или уменьшения отдачи;

II. Не допускающие перерыва, но допускающие кратковременное снижение отдачи воды (определяемое технологией);

III. Допускающие кратковременный перерыв и уменьшение подачи воды.

Чем выше степень бесперебойности отдачи, тем выше процент ее обеспеченности.

В первую категорию входят коммунальное водоснабжение, промышленность, крупные гидроэлектростанции, во вторую – водный транспорт, остальные ГЭС, в третью – сельское и рыбное хозяйство.

При водохозяйственном проектировании величина расчетной обеспеченности по числу бесперебойных лет принимается для хозяйственно-питьевого водоснабжения 95-97%; промышленности 95%; орошаемого земледелия в гумидной зоне 75%, в аридной - 90%; для водного транспорта и рыбного хозяйства - 75-90%; энергетики от 80 до 95%; санитарного попуска - 95-97%.

Критерием удовлетворения потребностей водопользователей является расчётная обеспеченность по числу бесперебойных лет , вычисляемая в процентах по формуле:

где – продолжительность многолетнего расчётного ряда, принимаемого за прототип будущего водного режима, в годах;

– число бесперебойных лет.

Обеспеченность по числу бесперебойных лет показывает вероятность того, что потребности в воде со стороны водопользователей будут выдержаны в полном объёме в лет из 100.

Для водного транспорта целесообразно использовать показатель обеспеченности по сумме бесперебойных месяцев (декад) многолетнего расчётного периода, что позволяет оценить относительную продолжительность бесперебойных интервалов времени:

где – суммарная продолжительность бесперебойных интервалов времени в расчётном ряду,

– суммарная продолжительность рассматриваемых периодов в году.

Это гораздо менее жёсткий критерий, чем по числу бесперебойных лет ().

Исчисление объема и режима оптимальных нерестовых попусков, попусков для затопления пойм осуществляется в рамках специальных исследований, их назначение – исходя из ресурсных возможностей конкретного года.

Расчетная обеспеченность по числу бесперебойных лет (или сумме бесперебойных интервалов времени многолетнего ряда) не учитывает отклонения от проектного объёма водопотребления.

При допущении дефицита в размере 1%, обеспеченность покрытия увеличивается на 5-10%, поэтому целесообразно задавать не значение водоотдачи, а диапазон отдач, а также масштаб и глубину перебоев (размер снижения объемов подачи воды отдельным водопользователям в процентах от заявленных потребностей) за пределами расчетной обеспеченности, то есть в оставшихся годах.

При высоких значениях коэффициента вариации годового и сезонного стока глубина перебоев может достигать более 50% полезной водоотдачи.

В связи с этим требуется введение дополнительных критериев – максимально допустимой глубины перебоев и многолетней надежности водоподачи, рассчитываемой по формуле:

где: - дефицит водных ресурсов в i-том году;

- гарантированное водопотребление;

- среднемноголетний дефицит.

Критерий не учитывает хронологию дефицитов и в отдельности малоинформативен. Его значения следует контролировать совместно с величиной обеспеченности по числу бесперебойных лет.

Обеспеченность водопотребления характеризует не только гидрологический режим водного объекта, носящий вероятностный характер, но и экономический смысл водопотребления конкретного водопользователя. Смысл этого понятия заключается в минимизации ущерба при недополучении воды, связанного с нарушением нормального режима водопользования.

Это обстоятельство привело к введению в водохозяйственную практику показателя обеспеченности сокращенной отдачи, что позволяет регламентировать степень ограничения нормального водопотребления в маловодные годы. Допуская ограничение водопотребления необходимо четко определять приемлемую степень сокращения потребляемого расхода воды и продолжительности снижения, которая не вызовет существенных отрицательных последствий.