2. Оценка обеспеченности водными ресурсами участников вхк

В основе оценки обеспеченности водными ресурсами участников ВХК и уточнения показателей расчетной обеспеченности водопользователей лежит метод водохозяйственного баланса (ВХБ), который является научной основой планирования использования вод, оперативного управления водными ресурсами, определения направленности водохозяйственных мероприятий по удовлетворению участников ВХК в необходимых объемах заданного качества.

Водохозяйственные расчеты позволяют установить соотношение между наличными водными ресурсами, имеющимися на заданных территориях или в створах рек и количеством воды, предоставляемой потребителям.

При составлении ВХБ статьи баланса группируются в приходную и расходную части. Приходная часть – это тот объем воды, которым располагает водохозяйственный участок в каждый расчетный интервал времени. Расходная часть ВХБ представляет собой требования со стороны участников ВХК к водным ресурсам участка в том же расчетном интервале времени. Результаты ВХБ позволяют дать оценку наличия (отсутствия) водных ресурсов, при этом результирующая часть может быть:

• положительной, когда располагаемые водные ресурсы не только обеспечивают потребности в воде, но и имеется их избыток;

• отрицательной, когда водные ресурсы недостаточны для удовлетворения суммарных потребностей в воде;

• увязанной, когда водные ресурсы полностью удовлетворяют заявленную потребность в воде с требуемой степенью надежности.

В условиях недостатка водных ресурсов (дефицита) удовлетворение заявленных потребностей в воде требует принятия соответствующих мер либо в части увеличения располагаемых водных ресурсов, либо в части ограничения водопотребления, т.е. увязки с введением технических и организационных методов управления водными ресурсами.

3. Порядок выполнения расчётно-графическй работы

В качестве учебного объекта рассматривается водохозяйственная система, включающая участок реки с заданными данными наблюдений за стоком в замыкающем створе (таблица 1 приложения А) и водопользователей, осуществляющих забор воды на современном уровне развития водохозяйственного комплекса.

Основными участниками водохозяйственного комплекса являются: коммунальное водоснабжение, промышленность и орошаемое земледелие. Санитарная проточность, необходимая для поддержания реки в экологически оптимальном состоянии, установлена в размере4.2 млн. м³.

Исходные данные, характеризующие производственную деятельность участников ВХК и их потребность в водных ресурсах приведены в таблице 3, приложения А. Для каждого участника водохозяйственного комплекса определены режимы заборов воды в виде коэффициентов, устанавливающих распределение внутригодовых объемов (таблица 2, приложения А).

Реализация поставленной задачи осуществляется в следующей последовательности:

1. На основании требований к количеству водных ресурсов со стороны водопользователей определяются годовые и месячные объемы забора воды (в млн. м³) участниками водохозяйственного комплекса.

Величина забора воды на нужды орошения рассчитывается по формуле:

= 14000*2300*0,9=28,9 млн.м³ (1)

где - площадь орошения, га (таблица 3, приложения А);

- оросительная норма, м³/га (таблица 3, приложения А);

- коэффициент земельного использования.

Объем годового забора воды на нужды коммунально-бытового водоснабжения определяется как:

=18,3*6,0*12=1,3 млн.м³ (2)

где - число жителей, чел. (таблица 3, приложения А);

- удельная норма водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды населения, м³/месяц на 1 чел, принимается с учетом степени благоустройства районов жилой застройки (таблица 3, приложения А);

- время работы водопровода в году.

Заборы воды на нужды промышленности определяются удельными затратами воды на выпуск продукции, м3/т (таблица 3, приложения А) и графиком потребления воды для выпуска промышленной продукции (таблица 3, приложения А).

Объем воды, необходимый для производства промышленных изделий определяется по формуле:

=952*6,0=5,7 м³ /m (3)

где K – количество производимой продукции (тыс.т/год);

Ud – удельная норма водопотребления на выпуск промышленной продукции, (м³/т.).

Для каждого участника водохозяйственного комплекса определяются месячные объемы забора воды по формуле:

1. W_ор=28,9*0=0;

2. W_к= 1,3*0,04=0,27;

3. W_пр=5,7*0,048=0,3;

4. W_сан=5,4*0,083=0,43. (4)

где - коэффициенты, устанавливающие распределение годовых объемов в i-м месяце (таблица 2 приложения А);

W_g – годовые объемы забора воды участниками ВХК.

Результаты расчетов формируются в таблице 1.

Таблица 1 – Результаты расчетов месячных объемов забора воды участниками ВХК (млн.м³).

Составляющие	Месяц
	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Орошение	0	0	0	2,89	2,89	5,78	8,67	5,78	2,89	0	0	0
Коммунальное водоснабжение	0,05	0,05	0,06	0,09	0,16	0,18	0,18	0,18	0,18	0,04	0,04	0,04
Промышленность	0,27	0,28	0,26	0,33	0,52	0,68	0,57	0,83	0,51	0,34	0,55	0,56
Санитарная проточность	0,45	0,45	0,45	0,45	0,45	0,45	0,45	0,45	0,45	0,45	0,45	0,45

2. Определяется объем речного стока по формуле в (млн.м³):

W_прит= Q_i  t=8,91*86400=0,8млн.м³(5)

где: Q_i- месячный расход воды в реке в замыкающем створеi-го года (таблица 1 приложения А);

t – количество секунд в месяце.

3. Для оценки водообеспеченности участников ВХК производится расчет водохозяйственного баланса. Уравнение водохозяйственного баланса участка реки, приведенного к замыкающему створу, записывается в следующей форме:

ВХБ=8,91-0-0,27-0,3-0,43=7,91 (6)

где: t- расчетный интервал времени;

- объем речного стока в замыкающем створе;

- промышленное водоснабжение;

- коммунально-бытовое водоснабжение;

- водопотребление на нужды орошения;

- санитарная проточность.

Используя полученные результаты расчетов, проводится анализ обеспеченности водными ресурсами участников ВХК. Если, () имеет место наличие свободных водных ресурсов ("излишков") на участке реки, где R_t – суммарная потребность в воде участников ВХК. В случае, имеет место дефицит водных ресурсов на участке реки.

Результаты водохозяйственных расчетов формируются в таблицу 2.

Таблица 2 – Результаты водохозяйственных расчетов для расчетного ряда летв (млн.м³).

Годы	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
1	7.91	9.21	19.29	58.61	28.50	2.74	-4.65	-2.37	3.68	11.06	13.57	7.79
2	7.74	9.03	18.92	57.46	27.89	2.54	-4.77	-2.48	3.52	10.86	13.30	7.62
3	10.01	11.63	24.10	73.51	36.42	5.4	-3.02	-0.88	5.77	13.94	17.08	9.94
4	7.10	8.28	17.44	52.88	25.45	1.72	-5.27	-2.94	2.88	9.96	12.21	6.96
5	10.17	11.81	24.47	74.66	37.03	5.6	-2.9	-0.77	5.93	14.16	17.35	10.11
6	8.63	10.05	20.96	63.77	31.24	3.66	-4.08	-1.85	4.41	12.08	14.78	8.53
7	8.31	9.68	20.22	61.48	30.02	3.25	-4.34	-2.08	4.09	11.62	14.24	8.2
8	7.50	8.75	18.37	55.75	26.98	2.23	-4.96	-2.65	3.28	10.51	12.89	7,37
9	7.83	9.12	19.11	58.04	27.19	2.64	-4.71	-2.42	3.60	10.95	13.43	7.71
10	7.26	8.47	17.81	54.03	26.06	1.93	-5.15	-2.82	3.04	10.18	12.49	9.77
11	7.42	8.65	18.18	55.17	26.67	2.13	-5.02	-2.71	3.20	10.40	12.76	7.29
12	7.58	8.84	18.55	56.32	27.28	2.34	-4.9	-2.59	3.36	10.62	13.03	7.46
13	8.23	9.58	20.03	60.9	29.72	3.15	-4.4	-2.14	4.01	9.51	14.11	8.12
14	7.02	8.19	17.26	52.31	25.15	1.62	-5.34	-2.99	2.80	9.85	12.08	6.88
15	8.55	9.96	20.77	63.2	30.94	3.56	4.15	-1.91	4.33	11.95	14.65	8.45
16	8.72	10.14	21.14	64.34	31.54	3.77	-4.02	-1.79	4.49	12.17	14.92	8.62
17	6.93	8.10	17.07	51.73	24.84	1.52	-5.4	-3.05	2.72	9.74	11.94	6.79
18	9.04	10.51	21.88	66.64	32.76	4.17	-3.77	-1.57	4.81	12.61	15.46	8.95
19	9.20	10.70	22.25	67.78	33.37	4.38	-3.65	-1.45	4.97	12.83	15.73	9.11
20	9.36	10.88	22.62	68.93	33.98	4.58	-3.52	-1.34	5.13	13.05	16.0	9.28
21	9.53	11.07	22.99	70.08	34.59	4.79	-3.4	1.22	5.29	14.27	16.27	9.44
22	9.97	8.13	17.15	51.96	24.97	1.56	-5.37	-3.03	2.76	9.78	12.0	6.83
23	9.85	11.44	23.73	42.37	35.81	5.19	-3.15	-1.0	5.61	13.71	16.81	9.78
24	7.99	9.30	19.48	59.18	27.80	2.85	-4.59	-2.31	3.76	11.18	13.70	7.87
25	7.18	8.38	17.63	53.45	25.76	1.82	-5.21	-2.88	2.96	10.07	12.35	7.04

4. Определяется величина дефицита за расчетный интервал:

W_деф= R_t - W=6.27-8.64=-2.37 (7)

В условиях недостатка водных ресурсов, производится ограничение водопотребления, на величину дефицита водных ресурсов, определяемую по формуле (7), согласно установленного приоритета и процента сокращения забора воды, т.е. дефицитную воду распределяют в соответствии с рангом водопотребителя, начиная с приоритета имеющего больший номер (табл.3).

Таблица 3 - Показатели ограничения водопотребления при дефиците водного ресурса

Показатели ограничения водопотребления	Водопотребители
	Орошение	Промышленность	Коммунальное водоснабжение
Номер приоритета	3	2	1
Процент ограничения (%)	15	10	5

5. По результатам увязки водохозяйственных расчетов проводится расчет показателей обеспеченности каждого водопользователя для заданного гидрологического ряда (по числу бесперебойных лет ).

На основании полученных показателей обеспеченности для заданного расчетного ряда, проводится их сравнение с нормативными значениями требований на воду участников ВХК (табл. 9).

Таблица 9 – Нормативные значения показателей расчетной обеспеченности водопользования по числу бесперебойных лет участниками ВХК

Участники ВХК	Орошение	Промышленность	Коммунальное водоснабжение
Нормативные значения показателей	75-90%	95%	95-97%

Снижение обеспеченности ниже нормативной величины свидетельствует о дефиците водных ресурсов при данных параметрах водохозяйственной системы. Проводятся общие выводы по использованию различных методов управления водными ресурсами для удовлетворения заявленных потребностей в воде участников ВХК. К таким методам относятся: регулирование стока водохранилищами, снижение водозабора свежей воды, а также проведение организационных, инженерных, агромелиоративных и лесомелиоративных мероприятий, влияющих на количество водных ресурсов.

6. На основании выполненных расчетов строится график изменения дефицитов воды (в месячных интервалах) по результатам увязки водохозяйственных расчетов для заданного расчетного ряда лет.