Определение параметров ПТК

 
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МСХА ИМЕНИ К.А. ТИМИРЯЗЕВА

 

Институт природообустройства имени А.Н. Костякова

Факультет: Техносферной безопасности и экологии и природопользования

 

Кафедра: «Защита в чрезвычайных ситуациях»

 

Дисциплина: «Управление природно-техногенными комплексами»

 

 

   Курсовая  работа

  на тему:

  «Определение параметров ПТК»

 

 

 

 

 

Выполнила: студентка 413 гр.

Костина Е.В.

Проверила: Романова Ю.А.

 

 

 

 

 

 

Москва, 2014

 

 

Содержание

Введение………………………………………………………………………………….... 3

1. Исходные данные…………………………………………………………………….4-6

1.1 Гидрологические данные…………………………………………………………….4

1.2. Топографические данные………………………………………………………  . 5-6

2. Данные о потребителях  воды…………………………………………………….6-8

2.1. Охрана природы………………………………………………………………………6

2.2. Рекреация………………………………………………………………………………7

2.3. Судоходство…………………………………………………………………………..7

2.4. Гидроэнергетика……………………………………………………………………..7

2.5. Орошаемое земледелие……………………………………………………………...8

3. Исходные данные для  многокритериального проектирования вхс……....8-17

3.1. Зависимость количества  отдыхающих от объема водохранилища………8

3.2. Зависимость чистоты  от объема водохранилища…………………………..9

3.3. Зависимость дохода  от объема водохранилища……………………….…9-10

3.3.1. Расчет дохода от  реализации продукта с орошаемых земель….…10-12

3.3.2. Расчет дохода от  реализации продуктов энергетики………………13-14

3.3.3. Затраты на строительство и компенсацию ущерба от                                                                         строительства водохранилища…………………………………………………..14-16

3.3.4. Зависимость дохода от объема водохранилища...............................16-17

4.Выбор объема водохранилища  на основе многокритериального  анализа..............................................................................................................17-30

4.1. Зависимость критериев  от объема водохранилища…………………....17-18

4.2. Экспертный метод  выделения главного критерия…………………............18

4.3. Метод выделения главного критерия…………………………………………..19

4.4. Метод  Домбровского……………………………………………………….…….20

4.5. Метод Домбровского  при неравнозначных критериях……………….…….21

4.6.Метод равной эффективности………………………………………………22-23

4.7. Метод определения  эффективности для неравнозначных  критериев………………………………………………………………………….…..23-24

4.8.Метод линейной сверки…………………………………………………..……24-25

4.9. Метод Ныковского……………………………………………………………..25-26

4.10. Метод Паретто……………………………………………………………….….27

4.11. Метод треугольника  Фуллера……………………………………………...27-28

4.12. Выбор окончательного  варианта объема водохранилища……………….29

4.13. Метод циклограмм……………………………………………………………29-30

Заключение…………………………………………………………………………...……31

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Целью курсовой работы является определение параметров природно- техногенной системы с учетом трех параметров :

1. Экологический критерий - чистота воды
2. Экономический критерий – доход от использования водных ресурсов
3. Социальный критерий - количество отдыхающих на рассматриваемом водоеме.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Исходные данные.

1. Гидрологические данные

Рассматриваемая природно-техногенная система включает в себя водохозяйственный комплекс бассейна реки Кура. Средний расход составляет 30 м3/с. По распределению внутригодового стока рек найдем распределительный расход реки Кура по месяцам по следующей формуле:

 Qi = Qср*Кi, м3/с.

Qi  - бытовой расход реки в i-месяце м3/с

Qср  - средний расход реки

Кi – коэффициент распределения речного стока.

Расчёт распределения расходов реки Кура по месяцам сводим в таблицу № 1.

 

Таблица № 1

Расчёт распределения расходов реки Кура по месяцам

 

Месяц	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Кi	0,35	0,31	0,30	0,55	1,32	2,05	2,52	1,76	1,12	0,90	0,41	0,41
Qi, м3/с	9,4	8,3	8	14,7	35,4	54,9	67,5	47,2	30	24,1	11	11

 

По данным таблицы строим график внутригодового распределения.

 

График № 1. Внутригодовое распределение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Топографические данные

Дана топографическая карта, на которую необходимо нанести предполагаемый створ строительства плотины. Таким образом, мы можем определить максимальную первоначальную отметку верхнего бьефа водохранилища и отметку нижнего бьефа, а также отметку дна реки соответственно.

▼ВБ = 500

▼НБ = 460

▼дна = ▼НБ – 5 м = 460-5=455

Определяем максимальный объем водохранилища, согласно гидрологическим и топографическим данным.

Wmax = 0,5 * Qср * Т , млн. м3

Где Qср – средний расход;

       Т – количество  секунд в году;

       Т=31,54 млн. сек.

Wmax = 0,5 * 26,8 * 31,54 = 422,6 млн. м3

Строим график зависимости объема водохранилища от верхнего бьефа:

 

График 2. Зависимость объема водохранилища от верхнего бъефа.

 

 

 

 

 

Строим график зависимости расхода воды от нижнего бьефа:

 

 

 

 

 

 

График 3. Зависимость расхода воды от нижнего бъефа.

 

2. Данные о потребителях воды.
1. Охрана природы.

В расчетах необходимо предусмотреть санитарный попуск для нормального существования реки в нижнем бьефе, а главное развитие флоры и фауны реки. Найдем санитарный попуск.

Wсан = Qсан * Т, млн. м3

Где Qсан – санитарный расход в реке, который принимается равным минимальному расходу в реке (Qмин = 6,6);

       Т – количество  секунд в году

Wсан = 8 * 31,54 = 252,32 млн. м3

 

Строим график распределения санитарного попуска по месяцам:

График 4. Распределения санитарного попуска по месяцам

2. Рекреация.

Рекреация характеризуется количеством отдыхающих N = 1500÷2000 человек с чистотой воды Р = 0,6÷1,0.

3. Судоходство.

Для прохождения по реке судоходного транспорта необходимо предусмотреть глубину и расход воды. Принимаем необходимый расход для судоходства минимальному расходу, т.е.:

Qсуд. = Qсан = Qмин => Wсуд. = Wсан = Wмин.

4. Гидроэнергетика.

Гидроэнергетика заключается  в объеме водных ресурсов, которые необходимы для получения электроэнергии в пиковой части графика нагрузки энергосистемы. Для построения суточной нагрузки энергосистемы необходимо найти базовую мощность, которая определяется по формуле:

Nбаз. = 9,81 * Qсан * Н * η * 10-3, МВт,

Где  Qсан - санитарный расход в реке;

        Н – максимальный  напор на гидроузле ( Н = ▼ВБ - ▼дна = 500 – 455 = 45 м);

        η – коэффициент  полезного действия (η=0,9)

Nбаз. = 9,81 * 8 * 45 * 0,9 * 10-3 = 3,18 МВт

Основными мощностями на суточном графике энергосистемы являются мощности 3 * Nбаз и 7 * Nбаз, МВт.

Строим суточный график энергосистемы:

3 Nбаз – 2400 -1000;

4 Nбаз – 1000 – 1600;

7 Nбаз – 1600 – 2100;

4 Nбаз – 2100 - 2300;

3 Nбаз –2300-2400

График 5. Суточный график энергосистемы

 

 

 

5. Орошаемое земледелие.

Для орошаемого земледелия требуется объем ресурсов с учетом оросительной нормы М = 4500 м3/га, месячная оросительная норма определяется по формуле:

m= M * K, м3/га,

Где К – коэффициент, учитывающий месячное распределение оросительной нормы.

Распределение оросительной нормы представлено в таблице № 2.

Таблица № 2.

Распределение оросительной нормы

Месяц	IV	V	VI	VII	VIII	IX
К	0,05	0,15	0,20	0,25	0,2	0,15
m, м3/га	225	675	900	1125	900	675

 

 

3. Исходные данные для многокритериального проектирования ВХС.

3.1.Зависимость количества отдыхающих от объема водохранилища .

График зависимости количества отдыхающих от объёма водохранилища строится по  исходным точкам:

А (0*Wmax; ¼*Nmax)

B (1/2*Wmax; 1*Nmax)

C (3/4*Wmax; ½*Nmax)

D (1*Wmax; ¾*Nmax)

А(0; 1500);

В(211,3; 1500);

С(316,95; 750);

D(422,6; 1125).

График 6. График зависимости количества отдыхающих от объёма водохранилища

 

 

 

3.2.Зависимость чистоты воды от объема водохранилища.

График зависимости чистоты воды от объема водохранилища строится по исходным точкам:

А (0*Wmax; 1*Pmax),

B (1/2*Wmax; 1/3*Pmax)

C (3/4*Wmax; 3/4*Pmax)

D (1*Wmax; 1/2*Pmax)

А(0; 0,7);

В(211,3; 0,21);

С(316,95; 0,525);

D(422,6; 0,35)

Строим график зависимости частоты от объема водохранилища по исходным точкам:

 

График 7. График зависимости частоты от объема водохранилища по исходным точкам

 

 

3.3.Зависимость дохода от объема водохранилища.

Максимальный доход находится по формуле:

Дki = Дkiор + Дkiэн – Зkстр – Зkущ, тыс. руб.,

Где Дki – доход при k-том варианте объема водохранилища и i-том варианте распределения этого объема между орошением и энергетикой;

      Дkiор – доход от реализации продукции, полученной с орошаемых земель, при k-том варианте объема водохранилища и i-том варианте распределения по орошению;

      Дkiэн – доход от реализации продуктов энергетики при k-том варианте объема водохранилища и i-том варианте распределения этого объема между энергетикой;

      Зkстр – затраты на строительство при k-том варианте объема водохранилища;

      Зkущ – затраты на компенсацию ущерба окружающей среде при k-том варианте объема водохранилища.

Распределение объемов водохранилища по вариантам  между орошением и энергетикой представлено в таблице № 3.

Таблица № 3

Распределение объемов водохранилища по вариантам  между орошением и энергетикой

№	ki i	W1 (84,52)	W2 (169,04)	W3 (253,56)	W4 (338,08)	W5 (422,6)
1	1*Wi (эн)	84,52	169,04	253,56	338,08	422,6
	0* Wi (ор)	0	0	0	0	0
2	¼* W(эн)	21,13	42,26	63,39	84,52	105,65
	¾* W(ор)	63,39	126,78	190,17	253,56	316,95
3	½* W(эн)	42,26	84,52	126,78	169,04	211,3
	½* W(ор)	42,26	84,52	126,78	169,04	211,3
4	¾* W(эн)	63,39	126,78	190,17	253,56	316,95
	¼* W(ор)	21,13	42,26	63,39	84,52	105,65
5	0*W(эн)	0	0	0	0	0
	1*W(ор)	84,52	169,04	253,56	338,08	422,6