close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Сценарии вододеления в модельном трансграничном речном бассейне.

код для вставкиСкачать
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН
2008, том 51, №7
ИНФОРМАТИКА
УДК 519:87:681.8
Академик АН Республики Таджикистан З.Д.Усманов, С.Т.Наврузов
СЦЕНАРИИ ВОДОДЕЛЕНИЯ
В МОДЕЛЬНОМ ТРАНСГРАНИЧНОМ РЕЧНОМ БАССЕЙНЕ
Рассматривается модельный трансграничный речной бассейн R в рамках водохозяйственного года. Он представляется в виде системы из двух государств – водопользователей
A и B , из которых A расположен в зоне формирования стока и B – в зоне потребления
водных ресурсов. Сток может регулироваться водопользователем A с помощью расположенной на его территории водохранилища ГЭС.
Предполагается, что A – пользователь заинтересован в реализации такого режима
управления водохранилищем, который обеспечивает его потребности в выработке электроэнергии. Предполагается также, что интересы B – пользователя заключаются в обеспечении
его потребностей в ирригации. В соответствии с международной конвенцией за государством A признается право собственности на водные ресурсы трансграничной реки, одновременно следует учитывать интересы государства B зоны потребления [1].
В связи с этим рассматриваются два сценария, когда управление ресурсами водохранилища осуществляется:
- исключительно в интересах A – государства, и тогда режим поступления водных
ресурсов для B - пользователя становится случайным процессом, который наверняка не соответствует его потребностям (сценарий 1);
- исключительно в интересах B - государства за счет того, что государство A учитывает в полном объеме его ирригационные требования (сценарий 2).
Ни один из этих сценариев не может удовлетворить обоих участников вододеления.
Но тогда, вполне естественно, предпринять попытку разработать такое управление режимом
работы водохранилища, которое было бы сфокусировано на удовлетворение, по возможности, требований страны A в электроэнергии и B - в ирригации (сценарий 3).
Приступая к рассмотрению каждого сценария в отдельности, приведем модельные
показатели, характеризирующие режим работы водохранилища и ГЭС, а также ирригационные требования B - пользователя:
x0 – объем воды в водохранилище к началу водохозяйственного года;
x1 – объем воды в водохранилище в конце водохозяйственного года;
v0,1 – объем приточности за период водохозяйственного года (предполагается известной детерминированной величиной);

u – объем попуска воды через плотину в вегетационном периоде ( V - период);
496
Информатика
З.Д.Усманов, С.Т.Наврузов

u – о бъем попуска воды через плотину вне вегетационного периода ;

e – количество выработанной электроэнергии в V - периоде;

e – количество выработанной электроэнергии вне V - периода;
  
  
Очевидно, e e (u ) и e e (u ) зависят от объемов попуска. Предполагается, что эти
количества выражаются в денежных единицах, причем не в прямой цене, а через опосредствованную цену на электроэнергию.

h – валовая сельскохозяйственная продукция B - государства за V - период (в денежных единицах);

h – валовая сельскохозяйственная продукция B - государства вне V - периода (в денежных единицах).
  
  
Предполагается, что h h (u ) и h h (u ) , то есть объемы валовой продукции зависят
от объемов утилизированной воды.
Сценарий 1 (в интересах A - пользователя). В качестве критерия удовлетворения потребности в электроэнергии принимается суммарное количество выработанной электроэнергии за водохозяйственной год, то есть
   
I A e (u ) e (u ) .
(1)
Наибольшую выгоду A - пользователь получит в том случае, если управление ресур

сами водохранилища, то есть значения u и u , будет подчинено условию максимизации величины (1) при выполнении ограничений:
 
x1 x 0 v 0,1 (u u ) ,
(2)
 
u u v 0,1 ,
(3)

u 0,

u 0.
(4)
Ограничение (2) означает баланс воды водохранилища за водохозяйственный год. Ограничение (3) показывает, что фактический попуск за водохозяйственный год не превосходит объема приточности за тот же период времени. Ограничение (4) – вполне естественно.
 
 
Решение задач (1) - (4) приводит к определению оптимальных значений u u* и u u* .
   
A
Подставляя их в (1) и (2), получим соответственно I max
e (u* ) e (u* ) – максимальную выгоду от выработки электроэнергии и величину x1 , то есть начальный объем воды в водохранилище на начало следующего водохозяйственного года.
497
Доклады Академии наук Республики Таджикистан
2008, том 51, №7
Теперь оценим, какие последствия сценария 1 ожидаются для экономики государства


B . Для полученных значений u* и u валовая продукция страны B за весь водохозяйственный год составит величину
 
 
 
H (u* , u* ) h (u* ) h (u* ) .
(5)
В результате управления водохранилищем по первому сценарию суммарный доход
стран A и B будет равен:
I
 
 
I Amax (u* , u* ) H (u* , u* ) ,
где первое слагаемое определяется формулой (1) и второе слагаемое – формулой (5).
Сценарий 2 (в интересах B - пользователя). В качестве критерия удовлетворения ирригационных требований страны B в полном объеме принимается суммарный объем валовой продукции за весь водохозяйственный год:
   
H B h (u ) h (u ) .
(6)
B - пользователь получит наибольшую выгоду, если режим управления ресурсом водохрани-
лища будет сконцентрирован на максимизации величины (6) при выполнении ограничений
(2) - (4).

u
 
В результате решения этой задачи определяются оптимальные значения u u** и
 
 

B
u** . Подставляя их в формулу (6) и (2), получим соответственно H max
h (u** ) h (u** ) -
максимальную выгоду от реализации валовой продукции и величину x1 , то есть начальный
объем воды в водохранилище на следующий водохозяйственный год.
Оценим последствия сценария 2 для национальной экономики страны A . Выработка
электроэнергии страной A за весь период водохозяйственного года для найденных значений


u** и u** составит величину
 
 
I A e (u** ) e (u** ) .
(7)
Таким образом, в результате управления водохранилищем по второму сценарию суммарный доход стран A и B составит величину
II
 
H Bmax (u** , u** )
 
I A (u** , u** ) ,
где первое слагаемое определяется формулой (6), а второе – (7).
Сценарий 3 (согласование интересов A и B ). В качестве критерия удовлетворения,
по возможности, требований страны A в электроэнергии и страны B в ирригации принимается линейная свертка вида
498
Информатика
З.Д.Усманов, С.Т.Наврузов
 
(u , u )
1
 
I A (u , u )
 
H B (u , u )
2
(8)
за весь период водохозяйственного года. Здесь
0,1 - отражающий приоритетность кри 
 
1 сценарий 3 превращается в сценарий 1 с приоритетом в
териев I A (u , u ) и H B (u , u ) . При
выработке электроэнергии, а при
0 - в сценарий 2 с приоритетом в ирригации.
Наибольшую выгоду A и B - пользователи получат в том случае, когда управление


ресурсами водохранилища, то есть значения u и u , будет подчинено условию максимизации
величины (8) при выполнении ограничений (2) - (4).
 
 
Решение этой задачи приводит к определению оптимальных значений u u o и u uo ,
 
которые доставляют максимальное значение критерию (u , u ) , то есть
 
(u 0 , u 0 )
.
max
Из соотношения (2) найдется величина x1 , которая определит начальный объем воды
в водохранилище на следующий период. И одновременно с этим получаем
 
I A (uo , uo )
 
H B (uo , uo )
 
e (uo )
 
h (uo )
 
e (uo ),
 
h (uo ).
(9)
Итак, в результате управления водохранилищем по третьему сценарию суммарный
доход стран A и B будет равен
III
 
I A (uo , uo )
 
H B (uo , uo ) ,
где слагаемые определяются формулой (9).
 
Анализ полученных сценариев. Во всех сценариях оптимальные решения, u* ,u* - в
 
 
1-м, u** ,u** - во 2-м и uo , uo - в 3-м, а также суммарные доходы I , II и III пользователей
A и B зависят от конкретных значений некоторого количества n параметров, в частности,
от первоначального объема воды в водохранилище x0 , объема приточности v 0,1 , а также от
набора показателей, характеризирующих производственные функции выработки электроэнергии, и получения валовой продукции от ирригации.
Для определения взаимоотношений суммарных доходов в различных сценариях введем три решающие функции:
D12
I
II
,
D13
I
III
,
D23
II
III
.
499
Доклады Академии наук Республики Таджикистан
Условие Dij
0
(i
2008, том 51, №7
j) определяет гиперповерхность в пространстве P всевоз-
можных допустимых значений параметров. Эта поверхность, вообще говоря, разделяет P на
два подпространства - Pij и Pij , i, j 1,2,3 и i
i
j . В подпространстве Pij имеем
j
(10)
,
а в Pij - наоборот.
Неравенство (10) указывает на более высокую суммарную доходность обоих участников в i -м сценарии вододеления в сравнение с j -м сценарием. Однако из этого вовсе не следует, что надо реализовать именно i -й сценарий вододеления. Дело в том, что в этом случае,
наверняка, один из участников окажется ущемленным. Потребуется разработать системный
подход к балансированию интересов водопользователей на основе норм международного
права.
Институт математики АН Республики Таджикистан
Поступило 26.05.2008 г.
Л И Т Е РАТ У РА
1. Конвенция ЕЭК ООН по охране и использованию трансграничных водотоков и международных
озер. Хельсинки, 1992, 3 с.
З.Љ.Усмонов, С.Т.Наврўзов
СТЕНАРИЯИ ТАЌСИМОТИ ЗАХИРАЊОИ ОБ ДАР МОДЕЛИ ЊАВЗАИ
ДАРЁЊОИ БАЙНИСАРЊАДЇ
Дар маќола стенарияи таќсимоти захирањои обњои дарёњои байнисарњадї бо назардошти манфиатњои давлатњои соњибихтиёр оварда шудааст.
Z.D.Usmanov, S.T.Navruzov
WATER-DIVISION SCENARIOS IN THE BASSIN OF A MODEL
TRANSBOUNDARY RIVER
In the paper the problem of water-division scenarios in a model transboundary river basin by
virtue of national interests of severing states is decided.
500
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
7
Размер файла
263 Кб
Теги
бассейн, сценарий, вододеления, трансграничной, речной, модельное
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа