27 марта 2016г.
Специалисты ФГБНУ «ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова» в рамках исследований по тематике института на 2012-2014г.г. разработали комплекс компьютерных моделей управления водораспределением на межхозяйственной оросительной сети, ориентированный на автоматизацию расчетно - аналитической деятельности диспетчерской службы системы водопользования на мелиоративных водохозяйственных объектах, обеспечивающий выбор наиболее приемлемых вариантов водораспределения на основе многокритериальной оценки состояния системы и выполнения прогноза развития событий [5,…,11].
Опытная эксплуатация фрагментов комплекса моделей осуществлялась в ОАО «Севкавгипроводхоз» для оперативного планирования, контроля и учета водораспределения на объектах ФГБУ «Управление эксплуатации Кумских гидроузлов и Чограйского водохранилища» (ФГБУ «УЭКГи ЧВ»). Цель внедрения моделей - повышение качества принимаемых решений и производительности труда диспетчерской службы за счет автоматизации расчетов и использования алгоритмов и процедур, обеспечивающих современный уровень управления водораспределением [1,…,4].
В состав ФГБУ «УЭКГиЧВ», базирующегося в Ставропольском крае Северо–Кавказского Федерального округа, входят Левокумский, Артезианский, Чограйский и Отказненский участки, эксплуатируемые сооружения которых осуществляют водозабор из р. Кумы, Терско-Кумского и Кумо-Манычского каналов, Кумского коллектора и последующую водоподачу на орошение сельскохозяйственных угодий общей площадью 65,326 тыс. га.
ФГБНУ «ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова» совместно с ОАО «Севкав-гипроводхоз»: разработана компьютерная схема водораспределения Кумских гидроузлов и Чограйского водохранилища, основывающаяся на расположении ГТС – водовыделов ФГБУ «УЭТКГ и ЧВ» в плане; сформирована структура базы данных, содержащая атрибутивную и графическую информацию об объектах межхозяйственных гидроузлов ФГБУ « УЭТКГ и ЧВ»; проверена устойчивость функционирования системы управления базой данных комплекса моделей водораспределения.
База данных внедряемого комплекса компьютерных моделей водораспределения содержит информацию об эксплуатируемых ФГБУ «УЭКГиЧВ» гидроузлах и сооружениях, планируемом водозаборе и водоподаче гидроузлов, а также оперативные данные, представляемые подведомственными участками отделу Водопользования ФГБУ «УЭКГиЧВ» по радиосвязи. К ним относятся: информация о точках водовыдела, для которых фактическая водоподача будет сравниваться с планируемой; ежедневные данные об уровнях и расходах воды относительно всех регуляторов; уровнях в нижнем и верхнем бьефе соружений, открытии затворов, наблюдаемых расходах; о притоках воды к гидроузлам; водоподаче от гидроузла в оросительные каналы; об объеме, горизонте и сбросе воды из Отказненского водохранилища; потерях по водотокам; декадные данные о планируемых расходах и объемах воды; паспортные данные о сооружениях и бьефах каналов.
Источником информации являются: данные о притоке к гидроузлу, представляемые службе эксплуатации оперативно по радиосвязи; планируемый приток к гидроузлу, определяемый отделом водопользования ФГБУ «УЭКГиЧВ»; данные о водозаборе, формируемые на основе заявок, представляемых водопользователями заблаговременно раз в декаду и корректируемых ежедневно по мере изменения условий водозабора и потребности в объемах водоподачи; планируемые отделом водопользования ФГБУ «УЭКГиЧВ» объемы водоподачи в точки выдела воды; проектная документация и паспорта ГТС.
Компьютерные модели обеспечивают: хранение, поиск и просмотр выше указанной информации в форме привычной и удобной для пользователя; обработку данных, составление балансов водопользования ФГБУ «УЭКГиЧВ»; оценку данных водозабора и подачи воды по ФГБУ «УЭКГиЧВ»; формирование и хранение архивных данных, используемых для временного анализа; подготовку отчетов по запросам пользователя.
Моделирование водораспределения на межхозяйственных оросительных системах, адаптированное к условиям оперативного планирования, контроля и учета данных водопользования в ФГБУ «УЭКГиЧВ», выполнялось в ОАО «Севкавгипроводхоз» в течение 85 дней и показало эксплуатационную надежность программного комплекса моделей.
В ходе проверки апробированы следующие режимы и получены нижеследующие результаты:
1. Наполнение базы данных компьютерной модели исходной информацией о точках водовыдела и водопотребителях, о планируемом и фактическом использовании водных ресурсов за контрольный период времени, что позволило сформировать данные, характеризующие 4 водоисточника, обеспечивающих приток к гидорузлам, и 20 водопотребителей в части расходов и объемов забора и подачи воды, дифференцированных по 4 периодам суточных наблюдений (2, 8 , 14 и 20 часов) за 85 суток.
2. Формирование календарных планов забора и распределения водных ресурсов как в целом по ФГБУ «УЭТКГ и ЧВ», так и по отдельным каналам и водопользователям.
3. Определение баланса водоподачи по гидроузлам и использования воды в разрезе водопользователей.
4. Анализ использования воды, позволяющий создавать в автоматизированном режиме ежедневные рапорта об использовании воды на гидроузлах на период 2,8,14 и 20 часов; декадных отчетов о режиме водопользования.
Отчеты, полученные по результатам опытной эксплуатации компьютерных модели водораспределения на межхозяйственных оросительных системах, адаптированной к условиям функционирования межхозяйственных гидроузлов, подведомственных ФГБУ «УЭКГ и ЧВ», сверены с материалами ФГБУ «УЭКГ и ЧВ», подготовленными по традиционной технологии, в составе которой расчеты выполнялись вручную. Анализ показал, что полученные при использовании компьютерной модели отчеты, полностью совпадают с материалами ФГБУ «УЭКГ и ЧВ», подготовленными по традиционной технологии.
В процессе опытной эксплуатации в ОАО «Севкавгипроводхоз» комплекса компьютерных моделей водораспределения на межхозяйственных оросительных системах, адаптированных к условиям межсистемного и межхозяйственного водопользования гидроузлов, подведомственных ФГБУ «УЭКГ и ЧВ»:
- установлена практическая возможность формирования показателей водопользования, предусмотренных действующей нормативно – правовой базой функционирующих водохозяйственных комплексов сферы мелиорации;
- определена достаточность массивов информации для выполнения процедур моделирования управления водораспределением на межсистемном мелиоративном водохозяйственном комплексе ФГБУ «УЭКГ и ЧВ»;
- выполнено обучение пользователя процедурам моделирования водораспределения в соответствии с эксплуатационной документацией.
Результаты реализации в ОАО «Севкавгипроводхоз» комплекса моделей водораспределения на межхозяйственных оросительных системах в условиях эксплуатации сооружений, подведомственных ФГБУ «УЭКГиЧВ», оформлены протоколом опытного функционирования и актом приемки моделей в промышленное функционирование
Фактические значения технико–экономических показателей разработанного комплекса компьютерных моделей водораспределения на межхозяйственных оросительных системах на данном этапе и в заданных условиях использования на объектах ФГБУ «УЭКГ и ЧВ» составили:
- рост коэффициента полезного использования воды, обусловленный снижением непроизводительных трат воды на сбросы, на 0.2;
- объем дополнительной продукции (за счет экономии водных ресурсов) до 5,2 ц зерновых единиц на гектар, или в денежном исчислении 5,44 тыс. руб./га;
- повышение уровня автоматизации труда на 20%;
- рост производительности труда на 30%.
Таким образом, внедрение фрагментов комплекса компьютерных моделей водораспределения на межхозяйственных оросительных системах в опытную эксплуатацию в ОАО «Севкавгипроводхоз» в Северо– Кавказском федеральном округе можно считать законченным.
Список литературы
1. Бегимов И. Автоматизация каналов Ферганской долины. Итоги работ по проекту. – Ташкент. 2010. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://sic.icwc-aral.uz.
2. Гасликова И.Р., Гохберг Л.М. Информационные технологии в России. М. 2002. 187с.
3. Меденников В.И. Веб-интеграционные технологии развития информатизации сельского хозяйства // Никоновские чтения. 2010. 15. C. 25-28.
4. Ольгаренко И.В., Селюков И.В. Программное обеспечение процесса планирования водопользования на оросительных системах // Природообустройство. 2011. №4. С. 38-40.
5. Юрченко И. Ф. Эксплуатационный мониторинг мелиоративных систем для поддержки управленческих решений//Мелиорация и водное хозяйство. 2004. № 4. С. 48 -51.
6. Юрченко И.Ф., Носов А.К., Трунин В. В. Исследование, создание и использование управленческих информационных технологий в сфере мелиораций // Евразийский Союз Ученых (ЕСУ). 2014. №4 (часть 13). С.67- 69.
7. Юрченко И. Ф., Трунин В. В. Совершенные системы водопользования как фактор сохранения почвенного плодородия и устойчивости сельскохозяйственного производства в орошаемых агроландшафтах // Агрохимический вестник. 2013. №1. С. 25-27.
8. 
Юрченко И.Ф., Трунин В. В. Автоматизированное управление водораспределением на межхозяйственных оросительных системах //Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2012. №2. С. 178-184.
9. 
Юрченко И.Ф., Трунин В. В. Методология и компьютерная технология поддержки решений при оперативном управлении водораспределением на межхозяйственных оросительных системах //Мелиорация и водное хозяйство. 2012. № 2 С.6-10.
10. Юрченко И.Ф., Трунин В.В. Методология создания информационной технологии оперативного управления водораспределением на межхозяйственных оросительных системах //Природообустройство. 2013. № 4. С. 10-14.
11. Юрченко И.Ф., Трунин В.В. Система поддержки принятия решений по водораспределению на базе Веб технологий// Научный журнал Российского НИИ Проблем мелиорации.2014. №2(14). С.87-97.
