Компьютерная система поддержки принятия решений в бассейне трансграничной реки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Компьютерная система поддержки принятия решений в бассейне трансграничной реки

С.Т. Наврузов - д-р техн. наук, профессор

Технологический университет Таджикистана,

З.Б. Шомуродов - аспирант

Институт математики Академии наук Таджикистана,

г. Душанбе, Республика Таджикистан

В работе анализируются вопросы создания компьютерной системы по управлению водными ресурсами трансграничных рек. Апробация разработанной компьютерной модели осуществлена на примере трансграничного бассейна реки Сырдарьи.

The questions of creation of computer system on water resources management of the Transboundary Rivers are analyzed in this paper. Approbation of the developed computer model is carried out by the example of Sirdarya transboundary river basin.

Опыт стран, имеющих трансграничные речные бассейны, свидетельствует, что устойчивое управление водными ресурсами и освоение их потенциала может быть эффективно осуществлено на бассейновом уровне. Наиболее оптимальным решением могло быть создание совместного органа речного бассейна (Совет или Водный комитет) с представительством в нем высших государственных органов управления Сторон при четко обозначенных правах и обязанностях. В странах с трансграничными речными бассейнами, как правило, уже созданы международные бассейновые организации, наделенные широкими консультационными и регулирующими полномочиями и имеющие доступ к привлечению финансовых источников для осуществления планов бассейнового развития.

Несмотря на то, что в Центральной Азии создан ряд межгосударственных организаций, и на которых возложено решение практически всех вопросов, связанных с межгосударственным вододелением, тем не менее, в реальности эти органы не располагают необходимыми правовыми и экономическими возможностями. Основным недостатком существующих организаций как водохозяйственных, так и энергетических, является то, что они слабо взаимодействуют друг с другом даже на национальном уровне, а их действия имеют узковедомственную направленность. Решения большей частью продиктованы краткосрочными экономическими выгодами, не затрагивающими многокомпонентные аспекты повышения устойчивости водопользования на перспективу и взаимосвязи водохозяйственной и гидроэнергетической инфраструктуры. Отсутствие регионально правовых и экономических механизмов в водно-энергетической сфере не позволяют решать проблемы совместного использования трансграничных рек.

Вопросы нахождения приемлемых решений возникающих задач в бассейне трансграничных рек приобретает особую актуальность. Возрастающая тенденция к уровню использования водных ресурсов, стохастическая природа речного стока, ограниченность полезных объемов водохранилищ, как основное средство накопления воды в речном бассейне, все увеличивающейся требовании водопользователей и водопотребителей стран прилегающих к бассейну находятся во взаимно противоречивых плоскостях.

Удовлетворение в полном объеме и с высокой степенью обеспеченности всех предъявляемых требований к бассейну трансграничной реки практически невозможно. Поэтому в условиях дефицита воды для достижения максимального эффекта от использования водных ресурсов трансграничной реки в целом режимы использования и распределения воды между странами бассейна представляют собой решения, при которых неизбежны ущемления интересов некоторых стран, большинства или даже всех государств, территориально прилегающих к бассейну.

В этих условиях разработка компьютерной системы поддержки принятие решений по управлению водными ресурсами трансграничной реки приобретает особую актуальность. Исходя из этого, в работе рассматриваются математические модели управления водными ресурсами трансграничного бассейна как природного объекта, сток поверхностных вод которого в основном регулируется посредством аккумулирующих емкостей (водохранилищ). Применение математических моделей и компьютерных технологий обеспечивают совершенствование правил управления водохранилищами при единообразном подходе к их составлению с учетом специфики водных объектов, расположенных как в национальных, так и в трансграничных бассейнах [1, 2].

В рамках концептуальной схемы основных взаимосвязей элементов была разработана компьютерная система, предназначенная для моделирования различных сценариев вододеления между государствами бассейна трансграничной реки. Поиск компромиссных решений по удовлетворению требований водопользователей основывается на национальных интересах государств, прилегающих к бассейну трансграничной реки.

Основу компьютерной системы составляют математические модели управления режимами работы водохранилищ с учетом сбалансированного удовлетворения потребностей ирригации и гидроэлектроэнергии [3, 4].

Апробация разработанной компьютерной модели осуществлена на примере трансграничного бассейна реки Сырдарьи в Центральной Азии, включающего Кыргызстан, Таджикистан, Узбекистан и Казахстан.

Компьютерный инструментарий был разработан на основе объектно-ориентированного языка Borland Delphi 7. Входная форма содержит два блока: короткая информация о компьютерной системе «ComSol» Compromise Solution) и собственно вход в систему. Сначала пользователь знакомится с основными возможностями компьютерной системы, выбрав пункт «Компьютерная система «ComSol». Далее осуществляется вход в систему простым нажатием кнопки «Вход в систему».

Главное меню компьютерной системы состоит из пяти блоков: «Сценарии», «Управление», «Визуализация», «Справочные материалы» и «Помощь».

Блок «Сценарии» предназначен для рассмотрения различных сценариев вододеления между государствами трансграничного бассейна. Модель представляется в виде системы из трех государств - водопотребителей A, B и C, из которых A расположено в зоне формирования стока, B - в среднем течении и C - в зоне потребления водных ресурсов. Сток может регулироваться водопользователем B, с помощью расположенных на его территории водохранилищ. Приток в водохранилище формируется попусками воды из вышележащих водохранилищ, расположенных на территории государства A.

Структура главного меню пользователя основывается на блочно-иерархическом принципе, когда пользователь может выбрать тот или иной пункт меню произвольно, или же на основе строго упорядоченной логики просмотра информации идти по блокам последовательно.

Предполагается, что пользователи A и B заинтересованы в реализации такого режима управления водохранилищем, который обеспечивает их потребности в выработке электроэнергии. Предполагается также, что интересы пользователя C заключаются в обеспечении его потребностей в ирригации. Рассматриваются четыре сценария вододеления между государствами.

Следует заметить, что все сценарии вододеления рассмотрены на примере трансграничного бассейна р. Сырдарьи, где функционируют водохранилища: Токтогульское в Кыргызстане и Кайраккумское в Таджикистане.

Также в рамках рассмотренных сценариев пользователю предоставляется возможность вводить в качестве значений притока и попуска либо сформулированные данные (отдельно для каждого сценария), либо собственные данные. При выборе собственных данных пользователь может работать с многолетним притоком. Для удобства работы пользователя предусмотрена функция «Считывание», обеспечивающая работу системы на базе сформулированных данных.

При заданном значении объема воды в водохранилище решается задача поиска такого управления водохранилищем, которое удовлетворяло бы потребностям орошаемого земледелия и гидроэнергетики.

Пользователь путем выбора начального объема воды в водохранилище может выполнить новый расчет. Для этого следует нажать кнопку «Обновление». Результатом является обеспеченность удовлетворения требований водопотребления в нижнем бьефе водохранилища (в процентах).

Визуализацию проведенных расчетов пользователь может анализировать в блоке «Визуализация», где графически и в табличном виде выводится необходимая информация, то есть результат расчетов для выбранного сценария вододеления. Картографические и линейные схемы для бассейна трансграничных рек Центральной Азии также представлены в этом блоке. Описание модели и ее концептуальной схемы представлено в блоке «Справочные материалы». Вспомогательную информацию пользователь может получить путем выбора блока «Помощь».

Разработка сценария водопользования является важной составляющей для принятия решений по оценке водного баланса в бассейне трансграничной реки Сырдарья. Интересы стран зоны формирования сосредоточены на энергетическом использовании водных ресурсов, в то время как страны зоны потребления используют водные ресурсы бассейна для удовлетворения требований орошаемого земледелья. В этих условиях имеет место конфликт интересов.

В этой связи основной задачей является нахождение приемлемых вариантов сотрудничества стран по использованию водных ресурсов рассматриваемого бассейна, которые способствуют смягчению напряженности в регионе. Для этого предлагается данная компьютерная система, с помощью которой можно осуществлять компьютерное моделирование возможных сценариев водопользования, в процессе которого пользователи данной системы, смогут промоделировать различные ситуации использования воды, ее распределение между водопотребителями и водопользователями, а также определить баланс воды в выбранных бассейновых участках трансграничной реки.

Библиографический список

водный ресурс компьютерный программа

Наврузов С.Т. Расчет правил управления каскадом водохранилищ ирригационно-энергетического назначения. - М.: ВЦ АН СССР, 1986. 20 с.

Наврузов С.Т., Чабан А.Н. Построение и оценка диспетчерских правил управления каскадом водохранилищ ирригационно-энергетического назначения. //Водные ресурсы. АН СССР. 1988. № 1. С. 129-139.

Наврузов С.Т. Условия эффективности коалиции при использовании водных ресурсов бассейнов трансграничных рек. /Доклады АН Республики Таджикистан. 2008. т. 51. № 5. c. 333-340.

Наврузов С.Т., Шомуродов З.Б. Информационная система для поддержки принятия решений по рациональному использованию водных ресурсов трансграничной реки. /Материалы IV Международной научно-практической конференции «Перспективы развития науки и образования». - Душанбе, 2010. С. 62-64.

Размещено на Allbest.ru