3.4. Расчёт параметров канала переброски.
Водохозяйственная система в качестве источника воды предусматривает: регулирование стока главной реки, водохранилище и переброску части стока из соседнего бассейна. Величина водозабора из р. Донор в условиях маловодного года с учётом асинхронности стока возможна в объёме 50% среднемноголетнего стока главной реки т.о. Umax водохозяйственной системы составит Umin+Uдоп+а переброски.
Поперечное сечение канала предполагается трапецеидальной формы.
Длина канала переброски 20 км.
Уклон дна канала i=0,0005.
Грунт в основании канала – лёгкие суглинки.
В зависимости от грунтов, для каналов глубиной менее 10 м, коэффициент заложения откосов m=1,5.
Коэффициент шероховатости примем как для оросительного канала в глинистом русле n=0,0225.
βmax = b/h
Гидравлически наивыгоднейшее значение:
b/h=2(
-m)=0,61
Из условий работы эксплуатации канала переброски принимаем:
β=1,95
В зависимости от грунтов , для каналов глубиной менее 10 м, m=1,5.
Qбр
= ω*с*
ω = (b+m)h2 = 3,45h2
χ = b+2h* = 5,55h
R = ω/ χ=3,45h2/5,55h=0,62h
C=1/n*R
=44,44*(0,62h)
=41.05*h
K=ω*C
=3.95
h2
*41.3 h
*
=110,9
h2,66
Параметры сечения канала определяем с помощью уравнения
Qбр=K*
=130.5h
*
=2.48
h2,66
0,14Uпер=2,48 h2,66
h=0,056 Uпер0,38
V=L* ω
Площадь сечения выемки примем с некоторым запасом/
Объём канала ω = a* h2 = 3.5h2
Объём канала через объём переброски:
V= a* h2 *L= 3.5 h2 *20 = 70*(0,056 Uпер0,38)2
Полагая длину тракта 20 км получаем:
V=70*(0,056 Uпер)0.76, млн м3
Таблица 5. Зависимость А переброски от V выемки грунта.
Uпер, млн. м3 |
0 |
5 |
10 |
15 |
Vвыем, млн. м3 |
0 |
26.6 |
45.05 |
61.31 |
На основании таблицы 6 строим график зависимости А переброски от V выемки грунта.
(Рис. 4.)
3.5 Определение параметров вхс. Решение задачи оптимизации
С целью отыскания оптимума воспользуемся методом динамического программирования. Для каждого из рассматриваемых значений гарантированной отдачи определяем стоимостные показатели разных вариантов достижения этой отдачи. Варианты обусловлены сочетаниями ёмкость водохранилища – объём переброски.
В пределах дополнительной гарантированной отдачи на орошение рассмотрены варианты, сочетающие подачу воды из водохранилища и по каналу переброски при разных значениях отдачи в указанных пределах.
Экономический эффект от дополнительного орошения определен на основании критериев, связанных с доходностью и затратами на отрасль.
В качестве целевой функции взят чистый доход от дополнительной сельскохозяйственной продукции, при условии, что коэффициент рентабельности не менее нормативного значения
k = 0.12.
Расчеты выполнены с использованием укрупненных стоимостных показателей без учета фактора времени.
Капитальные затраты включают комплексные и отраслевые.
Комплексные затраты:
Кком
= kвдхр[V-V0]
+ kпер
Vвыемки
+ kв-ща
Uпер
kвдхр – капитальные затраты по водохранилищу, 12 руб/м3
V – полный объем водохранилища рассматриваемого варианта по отдаче Uв-ща
V0 – объем водохранилища, необходимый для покрытия минимальной гарантированной водоотдачи Umin
kпер – удельные капиталовложения на кубометр выемки, учитывающие стоимость водозаборного сооружения, 3300 руб.
Ежегодные издержки С
Ском = 0.015* kвдхр[V-V0] + 0.03(kпер Vвыемки + kв-ща Uпер)
Отраслевые затраты, т.е. затраты на орошение:
Котр = Rор*Fор Rотр = 36000 руб/га
Сор = Kор*0.01
Fор = Uор/М
Uор = Uвдхр+Uпер
М – оросительная норма комплексного гектара, принята 2000 м3/га
Стоимость продукции:
Ц = Цз* Fор Цз = 15000 руб/га
Таблица 6.Водохозяйственный баланс основного водохозяйственного участка по маловодному году 75% обеспеченности, млн.м3
Мес. |
Приходная часть баланса |
Расходная часть баланса |
Результаты водохозяйственного баланса |
||||||
Сток реки |
Итого располагаемые ресурсы |
Комплексный попуск
|
Ороше- ние
|
БВ |
Брутто
|
Дефицит
|
Избыток |
Сток в НБ
|
|
IV |
76,89 |
76,89 |
53,18 |
2,25 |
4,5 |
59,93 |
0 |
16,96 |
70,14 |
V |
16,24 |
16,24 |
6,63 |
3,75 |
4,5 |
14,88 |
0 |
1,36 |
7,99 |
VI |
5,89 |
5,89 |
3,20 |
5,25 |
4,5 |
12,95 |
7,06 |
0 |
3,20 |
VII |
4,90 |
4,90 |
2,82 |
3,75 |
4,5 |
11,07 |
6,17 |
0 |
2,82 |
VIII |
5,06 |
5,06 |
2,82 |
0 |
4,5 |
7,32 |
2,26 |
0 |
2,82 |
IX |
4,45 |
4,45 |
3,10 |
0 |
4,5 |
7,60 |
3,15 |
0 |
3,10 |
X |
5,06 |
5,06 |
3,20 |
0 |
4,5 |
7,70 |
2,64 |
0 |
3,20 |
XI |
6,48 |
6,48 |
4,10 |
0 |
4,5 |
8,60 |
2,12 |
0 |
4,10 |
XII |
5,06 |
5,06 |
3,20 |
0 |
4,5 |
7,70 |
2,64 |
0 |
3,20 |
I |
4,45 |
4,45 |
2,82 |
0 |
4,5 |
7,32 |
2,87 |
0 |
2,82 |
II |
4,16 |
4,16 |
2,63 |
0 |
4,5 |
7,13 |
2,97 |
0 |
2,63 |
III |
5,06 |
5,06 |
3,20 |
0 |
4,5 |
7,70 |
2,64 |
0 |
3,20 |
∑ |
143,7 |
143,7 |
90,9 |
15,0 |
54 |
159,9 |
34,52 |
18,32 |
109,22 |
Таблица 7. Водохозяйственный баланс основного водохозяйственного участка по маловодному году 75% обеспеченности с учётом водохозяйственных мероприятий, млн.м3
Мес |
Приходная часть баланса |
Расходная часть |
Результаты |
|||||||||||
Сток |
Дотация стока из бассейна |
Регулирование стока |
Итого располагаемые ресурсы |
Попуск
|
Орошение |
БВ |
Потери на доп.испарение и фильтр. |
Брутто |
Дефицит |
Проектир. сток НБ |
Наполнение вдхр. на конец месяца |
|||
IV |
76,89 |
1,20 |
-17,91 |
60,18 |
53,18 |
2,25 |
4,5 |
0,25 |
60,18 |
0 |
53,18 |
29,11 |
||
V |
16,24 |
2,00 |
-3,11 |
15,13 |
6,63 |
3,75 |
4,5 |
0,25 |
15,13 |
0 |
6,63 |
32,22 |
||
VI |
5,89 |
2,80 |
4,51 |
13,20 |
3,20 |
5,25 |
4,5 |
0,25 |
13,20 |
0 |
3,20 |
27,71 |
||
VII |
4,90 |
2,00 |
4,42 |
11,32 |
2,82 |
3,75 |
4,5 |
0,25 |
11,32 |
0 |
2,82 |
23,29 |
||
VIII |
5,06 |
0 |
2,51 |
7,57 |
2,82 |
0 |
4,5 |
0,25 |
7,57 |
0 |
2,82 |
20,78 |
||
IX |
4,45 |
0 |
3,40 |
7,85 |
3,10 |
0 |
4,5 |
0,25 |
7,85 |
0 |
3,10 |
17,38 |
||
X |
5,06 |
0 |
2,89 |
7,95 |
3,20 |
0 |
4,5 |
0,25 |
7,95 |
0 |
3,20 |
14,49 |
||
XI |
6,48 |
0 |
2,37 |
8,85 |
4,10 |
0 |
4,5 |
0,25 |
8,85 |
0 |
4,10 |
12,12 |
||
XII |
5,06 |
0 |
2,89 |
7,95 |
3,20 |
0 |
4,5 |
0,25 |
7,95 |
0 |
3,20 |
9,23 |
||
I |
4,45 |
0 |
3,12 |
7,57 |
2,82 |
0 |
4,5 |
0,25 |
7,57 |
0 |
2,82 |
6,11 |
||
II |
4,16 |
0 |
3,22 |
7,38 |
2,63 |
0 |
4,5 |
0,25 |
7,38 |
0 |
2,63 |
2,89 |
||
III |
5,06 |
0 |
2,89 |
7,95 |
3,20 |
0 |
4,5 |
0,25 |
7,95 |
0 |
3,20 |
0 |
||
∑ |
143,7 |
8,0 |
11,20 |
162,90 |
90,9 |
15,0 |
54 |
3,00 |
162,90 |
0 |
90,9 |
- |
||
Таблица 8. Водохозяйственный баланс основного водохозяйственного участка по маловодному году 95% обеспеченности, млн.м3
Мес. |
Приходная часть баланса |
Расходная часть баланса |
Результаты водохозяйственного баланса |
||||||
Сток реки |
Итого располагаемые ресурсы |
Комплексный попуск
|
Ороше- ние
|
БВ |
Брутто
|
Дефицит
|
Избыток |
Сток в НБ
|
|
IV |
53,18 |
53,18 |
26,59 |
1,69 |
3,6 |
31,88 |
0 |
21,30 |
47,89 |
V |
6,63 |
6,63 |
3,31 |
2,81 |
3,6 |
9,72 |
3,09 |
0 |
3,31 |
VI |
3,20 |
3,20 |
1,60 |
3,94 |
3,6 |
9,14 |
5,94 |
0 |
1,60 |
VII |
2,82 |
2,82 |
1,41 |
2,81 |
3,6 |
7,82 |
5,00 |
0 |
1,41 |
VIII |
2,82 |
2,82 |
1,41 |
0 |
3,6 |
5,01 |
2,19 |
0 |
1,41 |
IX |
3,10 |
3,10 |
,55 |
0 |
3,6 |
5,15 |
2,05 |
0 |
1,55 |
X |
3,20 |
3,20 |
1,60 |
0 |
3,6 |
5,20 |
2,00 |
0 |
1,60 |
XI |
4,10 |
4,10 |
2,05 |
0 |
3,6 |
5,65 |
1,55 |
0 |
2,05 |
XII |
3,20 |
3,20 |
1,60 |
0 |
3,6 |
5,20 |
2,00 |
0 |
1,60 |
I |
2,82 |
2,82 |
1,41 |
0 |
3,6 |
5,01 |
2,19 |
0 |
1,41 |
II |
2,63 |
2,63 |
1,32 |
0 |
3,6 |
4,92 |
2,29 |
0 |
1,32 |
III |
3,20 |
3,20 |
1,60 |
0 |
3,6 |
5,20 |
2,00 |
0 |
1,60 |
∑ |
90,9 |
90,9 |
45,45 |
11,25 |
43,20 |
99,90 |
30,30 |
21,30 |
66,75 |
Таблица 9. Водохозяйственный баланс основного водохозяйственного участка по маловодному году 95% обеспеченности с учётом водохозяйственных мероприятий, млн.м3
Мес |
Приходная часть баланса |
Расходная часть |
Результаты |
|||||||||
Сток |
Дотация стока из бассейна |
Регулирование стока |
Итого располагаемые ресурсы |
Попуск
|
Орошение |
БВ |
Поте- ри на доп. испар. и фильт.
|
Брутто |
Дефицит |
Проект. сток |
Наполнение |
|
IV |
53,18 |
0,90 |
-21,95 |
32,13 |
26,59 |
1,69 |
3,6 |
0,25 |
32,13 |
0 |
26,59 |
29,22 |
V |
6,63 |
1,49 |
1,85 |
9,97 |
3,31 |
2,81 |
3,6 |
0,25 |
9,97 |
0 |
3,31 |
27,37 |
VI |
3,20 |
0,85 |
5,34 |
9,39 |
1,60 |
3,94 |
3,6 |
0,25 |
9,39 |
0 |
1,60 |
22,03 |
VII |
2,82 |
1,49 |
3,76 |
8,07 |
1,41 |
2,81 |
3,6 |
0,25 |
8,07 |
0 |
1,41 |
18,27 |
VIII |
2,82 |
0 |
2,44 |
5,26 |
1,41 |
0 |
3,6 |
0,25 |
5,26 |
0 |
1,41 |
15,83 |
IX |
3,10 |
0 |
2,30 |
5,40 |
,55 |
0 |
3,6 |
0,25 |
5,40 |
0 |
,55 |
13,53 |
X |
3,20 |
0 |
2,25 |
5,45 |
1,60 |
0 |
3,6 |
0,25 |
5,45 |
0 |
1,60 |
11,28 |
XI |
4,10 |
0 |
1,80 |
5,90 |
2,05 |
0 |
3,6 |
0,25 |
5,90 |
0 |
2,05 |
9,48 |
XII |
3,20 |
0 |
2,25 |
5,45 |
1,60 |
0 |
3,6 |
0,25 |
5,45 |
0 |
1,60 |
7,23 |
I |
2,82 |
0 |
2,44 |
5,26 |
1,41 |
0 |
3,6 |
0,25 |
5,26 |
0 |
1,41 |
4,79 |
II |
2,63 |
0 |
2,54 |
5,17 |
1,32 |
0 |
3,6 |
0,25 |
5,17 |
0 |
1,32 |
2,25 |
III |
3,20 |
0 |
2,25 |
5,45 |
1,60 |
0 |
3,6 |
0,25 |
5,45 |
0 |
1,60 |
0 |
∑ |
90,9 |
4,73 |
7,27 |
102,90 |
45,45 |
11,25 |
43,20 |
3,00 |
102,9 |
0 |
45,45 |
- |
Таблица 10. Технико-экономические показатели для выбора оптимального варианта.
-
Uор
U в-ща
U пер
Водохранилище
Канал переброски и водозаборное сооружение
Отрослевые затраты орошения
Суммарные затраты ВХС
Пл-дь орош-я
Fор,га
Размер ЧД
Коэф.
рентаб
Кр
к
c
к
с
к
с
к
с
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
5
0,00
5,00
0,00
0,00
87,79
2,63
90
0,90
177,79
3,53
2,50
33,97
0,190
2,50
2,50
202,08
3,03
51,84
1,55
90
0,90
343,92
5,48
2,50
32,02
0,093
5,00
0,00
514,08
7,71
0,00
0,00
90
0,90
604,08
8,61
2,50
28,89
0,048
10
0,00
10,00
0,00
0,00
148,50
4,45
180
1,80
328,50
6,25
5,00
68,75
0,210
5,00
5,00
514,08
7,71
87,79
2,63
180
1,80
781,87
12,14
5,00
62,86
0,080
7,00
3,00
1078,08
16,17
59,40
1,78
180
1,80
1317,48
19,75
5,00
55,25
0,042
15
0,00
15,00
0,00
0,00
202,33
6,07
270
2,70
472,33
8,77
7,50
103,73
0,22
7,00
8,00
1078,08
16,17
125,40
3,76
270
2,70
1473,48
22,63
7,50
89,87
0,061
21
7,00
15,00
1078,08
16,17
202,33
6,07
378
3,78
1658,41
26,02
10,50
131,48
0,079