УДК626.8 : 631.432 ИЗМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВОДОРЕГУЛИРОВАНИЯ

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.
Национальный университет водного хозяйства и природопользования,
г. Ровно, Украина
Рассмотрена и обоснована необходимость изменения в технологии проектирования
водорегулирования при переходе на оптимизационные методы с учетом экологоэкономических 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 организационнотехнический комплекс,
состоящий из большого количества взаимосвязанных и
взаимодействующих компонентов. Главной функцией САПР является осуществление
автоматизиро-
ванного 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
Рис. 1. Типичная логическая схема процесса
вариантов ПР в условиях реального
проектирования на многовариантной основе по
объекта.
базовым проектным процедурам
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).
ИНИЦИИРОВАНИЕ ПРОЕКТА
Разработка концепции проекта
Поиск и выбор производителя проектных
работ
ПОИСКОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Предпроектные исследования
Определение возможных вариантов ПР
технически
приемлемых
ЗАКАЗЧИК
Предварительная экономическая
оценка
Эскизное проектирование.
вариантов
ПР ТЭП ПР по укрупненным
Определение
показателям
Обоснование рациональных вариантов ПР
Заключительная экономическая
ИСПОЛНИТЕЛЬ ПРОЕКТНЫХ РОБОТ
Обоснование
вариантов ПР
оценка (инвестиционная оценка)
Техническое проектирование
вариантов ПР
Определение реальных ТЭП ПР
Инвестиционная оценка вариантов ПР
Принятие решения о реализации проекта
Рис.2. Общая модель эколого-экономической оценки мелиоративного
проекта
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 экологоэкономической 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 экологоэкономическую эффективность мелиораций, что является главнейшим требованием
развития отрасли в современных условиях.
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.