Изменение технологии проектирования водорегулирования при переходе на оптимизационные методы с учетом эколого-экономических требований

Размещено на http://www.allbest.ru/

Национальный университет водного хозяйства и природопользования, г. Ровно, Украина

УДК626.8 : 631.432

Изменение технологии проектирования водорегулирования при переходе на оптимизационные методы с учетом эколого-экономических требований

Л.Н. Паллу - аспирант;

Н.А. Фроленкова - канд. эконом. наук;

А.Н. Рокочинский - д-р техн. наук, проф.

Рассмотрена и обоснована необходимость изменения в технологии проектирования водорегулирования при переходе на оптимизационные методы с учетом эколого-экономических требований

Necessity of change in technology of water-regulation designing are considered and proved at transition on optimizing methods in view of ecological and economical requirements.

Ориентация Украины на экоразвитие требует перехода на экологически чистые и экономически выгодные способы и технологии производства. Таким образом, на сегодняшний день все более актуальной становится потребность в строительстве новых и реконструкции действующих мелиоративных систем (МС). Системы, которые были построены в 80-х годах прошлого столетия, как правило, характеризуются недостаточным техническим уровнем, не могут обеспечивать необходимый водно-воздушный режим почв и, таким образом, не выполняют своих прямых функций. На многих МС сложилась неблагоприятная гидромелиоративная и экологическая ситуация из-за значительных потерь воды, подтопления, чрезмерной химизации и т.п.

Кроме того, и технически исправные действующие МС не полностью отвечают современным требованиям прогрессивного сельскохозяйственного производства, они являются морально устаревшими и также нуждаются в реконструкции и модернизации.

Согласно Программе «Украина - 2010», главными стратегическими направлениями мелиорации земель на перспективу должны стать всеохватывающая реконструкция и усовершенствование существующих систем, приведение к оптимальному соотношению орошения и осушения с другими мелиоративными способами улучшения свойств почв и повышение их плодородия, применение прогрессивных технологий и режимов водорегулирования.

Вместе с тем, развитию мелиорации в Украине в целом, и в зоне осушения, в частности, присущи все общие объективно обусловленные как положительные, так и отрицательные тенденции. В первую очередь, это касается того, что широкомасштабное развитие мелиораций требует значительных капиталовложений, однако, полученный экономический эффект при этом составляет в лучшем случае 60...70 % от проектного. Недостижение проектной эффективности мелиораций происходит из-за недостатка наших знаний о результате взаимодействия мелиоративной деятельности человека с природными процессами и их учета при проектировании мелиоративных объектов [1].

Кроме того, уже сегодня очень остро стоит проблема глобального потепления.

На современном этапе пути повышения эффективности гидромелиораций определяются, прежде всего, развитием и усовершенствованием оптимизационных методов проектирования водорегулирования на эколого-экономической основе. В частности, это переход на многовариантность при обосновании проектных решений (ПР) - поиск оптимального ПР из выбранной совокупности возможных альтернативных вариантов. Главная цель сравнительной оценки состоит в выборе наиболее экономически и экологически приемлемых вариантов инвестирования, то есть в обеспечении максимального эффекта мелиоративных мероприятий при наименьших затратах на их реализацию [1].

Необходимость данного подхода можно объяснить отсутствием обоснованных и эффективных методов разработки и выбора оптимального варианта мелиоративного проекта, хотя действующие нормативы [2] регламентируют, что технические решения относительно схем и конструкций основных мелиоративных сооружений следует принимать на основе сравнения технико-экономических показателей различных вариантов между собой. Тем не менее, на практике, на начальном этапе после проведения необходимых исследований и изысканий, проектной организацией разрабатывается какой-либо один технический вариант проекта и в дальнейшем он просто уточняется, дополняется, обосновывается его целесообразность и эффективность.

Поэтому современная технология разработки мелиоративных проектов и обоснование ПР на эколого-экономической основе требуют, прежде всего, усовершенствования самого процесса проектирования, в особенности при рассмотрении или уточнении этапов разработки проекта [3, 4].

Одна из главных целей проектирования состоит в поиске оптимального ПР из выбранной совокупности возможных вариантов. Сущность оптимизации при этом сводится к поиску наилучшего (из возможных) ПР с учетом климатических, ландшафтных, почвенных, геологических, агрономических, технических и других условий, которое дает минимум (максимум) целевой функции, характеризующей общую (комплексную) эффективность проектируемого объекта. Для реализации оптимизации главным условием является наличие альтернатив, то есть совокупности возможных вариантов ПР относительно природно-агромелиоративных условий реального объекта [3, 4].

Проектирование мелиоративных систем по выбранным технологиям водорегулирования выполняется в зависимости от природно-климатических, рельефных, почвенных, гидрогеологических, агротехнических и других условий объекта, которые оцениваются по результатам инженерных изысканий проектной организацией. Технологические решения относительно способов, режимов и схем водорегулирования, учитывая все эти варианты ПР, обеспечивают соответствующее количество и качество получаемой сельскохозяйственной продукции, то есть экономический эффект от реализации гидромелиоративных мероприятий, а также соответствующий экологический эффект.

Так как мелиоративные системы относятся к сложным природно-техногенным системам, обоснование оптимальных ПР является сложным многофункциональным, многовекторным и многопараметричным заданием, которое может быть реализовано только с помощью системы автоматизированного проектирования (САПР).

В структурном соотношении САПР представляет собой организационно-технический комплекс, состоящий из большого количества взаимосвязанных и взаимодействующих компонентов. Главной функцией САПР является осуществление автоматизированного проектирования объектов и их составных элементов на основе применения математических и других моделей, автоматизированных проектных процедур и средств вычислительной техники.

Применение САПР при проектировании мелиоративных систем требует, в первую очередь, уточнения базовых проектных процедур, которое связанно с выбором наилучшего проектного решения на многовариантной основе. В свою очередь, общая технология проектирования сложных объектов, процессов и систем на многовариантной основе предусматривает, наравне с существующими в практике проектирования мелиоративных систем, реализацию таких базовых процедур, как предварительное (поисковое) проектирование путем выбора и обоснования возможных вариантов ПР в условиях реального объекта.

Поэтому, в соответствии с [5], общая технология проектирования сложных объектов, процессов и систем на многовариантной основе по основным этапам их разработки может быть представлена в виде структурной схемы (рис. 1).

Из вышесказанного, учитывая рис. 1 и [6], процесс эколого-экономической оценки и обоснования оптимального для реализации варианта мелиоративного проекта целесообразно проводить по следующим основным стадиям и этапам (рис. 2).

Данная модель иллюстрирует общие принципы и подходы к процессу эколого-экономической оценки альтернативных вариантов проектов мелиоративного строительства и реконструкции, выбора из них оптимального и его инвестиционного обоснования. Рассмотрим основные этапы детальнее.

Инициирование проекта предусматривает, прежде всего, формирование идеи и цели проекта, постановку задач, формирование основных его характеристик и предварительную оценку целесообразности инвестиций на его реализацию.

Поисковое проектирование. На стадии предпроектных исследований проводится сбор и анализ необходимых данных, осуществляются проектно-изыскательские работы и проводятся необходимые исследования для дальнейшего определения возможных вариантов технических решений и выбора из них наиболее экономически и экологически приемлемых.

Определение потенциально возможных вариантов ПР. Необходимым принципом эффективности мелиоративного проектирования и оптимизации есть многовариантность разрабатываемых ПР с целью дальнейшего выбора из них наилучшего.

Варианты технических и технологических решений при проектировании мелиоративных систем могут быть сформированы по таким основным направлениям:

1) конструктивные решения по системе в целом относительно ее типа, конструкции и параметров;

2) конструктивные решения по элементам системы: регулирующей, проводящей и оградительной сети, регулирующих гидротехнических сооружений, водозаборов, сбросных сооружений, насосных станций и т.п.;

3) технологические решения по способам, режимам и схемам водорегулирования на системе.

Итак, варианты технических и технологических решений складываются на основе разных технологий водорегулирования мелиорированных земель и соответствующих конструктивных решений относительно мелиоративной системы и ее технических элементов. Именно технология (или способы) водорегулирования определяют необходимые конструктивные решения относительно характера регулирующей и проводящей сети, гидротехнических сооружений и т.п. и, тем самым, тип и конструкцию мелиоративной системы при ее строительстве или реконструкции.

Предварительная эколого-экономическая оценка осуществляется на стадии технико-экономического обоснования, которая включает в себя эскизное проектирование и определение технико-экономических показателей (ТЭП) по вариантам проекта.

Этап эскизного проектирования разрабатывается для концептуального определения требований к территориальным, функциональным, экологическим решениям объекта, принципиального подтверждения возможности и целесообразности его создания. Эскизное проектирование уже довольно долго и успешно используется в САПР в промышленности, вместе с тем оно является относительно новым подходом при разработке водохозяйственно-мелиоративных проектов.

На этапе эскизного проектирования осуществляется предварительная разработка и определяются основные виды и объемы работ по каждому из альтернативных вариантов анализируемых ПР. В дальнейшем, на основе разработанных эскизных проектов, осуществляется расчет всех необходимых технических, технологических, эксплуатационных, экологических и экономических параметров, выбранных к рассмотрению рациональных (технически и технологически реализуемых) вариантов проекта по укрупненным и нормативным показателям.

Эти показатели являются исходными данными для дальнейшей экономической оценки и сравнения альтернативных вариантов мелиоративного проекта.

После этого производится сравнительная эколого-экономическая оценка эффективности разрабатываемых вариантов проекта и экологических условий вариантов ПР. Общепринятым подходом при выборе оптимальных ПР в области мелиорации земель есть ориентация на их экономическую целесообразность и экологическую приемлемость.

На основе выбранного на предыдущем этапе перспективного с экологической и экономической точек зрения варианта проекта разрабатывается в соответствии с действующими требованиями необходимая рабочая документация, уточняются принятые конструктивные решения и их технические параметры, определяются реальные объемы основных строительно-монтажных работ, продолжительность строительства и сроки выполнения строительно-монтажных работ и т.п., дается окончательная инвестиционная оценка проекта.

Таким образом, переход на оптимизационные методы проектирования определяет необходимость усовершенствования технологии проектирования строительства, реконструкции и модернизации объектов на основе реализации многовариантного подхода, который, в конечном итоге, дает возможность повысить общую эколого-экономическую эффективность мелиораций, что является главнейшим требованием развития отрасли в современных условиях.

мелиоративный проектирование технологический

Библиографический список

1. Шумаков Б.Б. Мелиорация в ХХ1 веке //Мелиорация и водное хозяйство. 1996. № 3. С.4-6.

2. ДБН В. 2.4-1-99 “Меліоративні системи та споруди”.

3. Рокочинський А.М. Теоретичні та практичні аспекти оптимізації проектних рішень з водорегулювання осушуваних земель на еколого-економічних засадах // Вісник Рівненського державного технічного університету: Зб. наук. праць. - Рівне, 2001. Вип. 1 (8). С.40-50.

4. Нестерук Л.М., Фроленкова Н.А., Рокочинський А.М. Обґрунтування необхідності та сучасні підходи до оптимізації проектних рішень при будівництві й реконструкції осушувальних систем. / Вісник НУВГП. Зб.наук.праць. - Рівне, 2007. Вип.4 (40). С. 319-329.

5. Петренко А.И., Семенков О.И. Основы построения систем автоматизированного проектирования. - Киев: Высшая школа, 1984. 296 с.

6. Фроленкова Н.А., Кожушко Л.Ф., Рокочинський А.М. Еколого-економічне оцінювання в управлінні меліоративними проектами. - Рівне: НУВГП, 2007. 260 с.

Размещено на Allbest.ru