авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 |

Управление водными ресурсами трансграничных рек (на примере центральной азии)

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

НАВРУЗОВ Собир Тошпулатович

УПРАВЛЕНИЕ ВОДНЫМИ РЕСУРСАМИ

ТРАНСГРАНИЧНЫХ РЕК

(на примере Центральной Азии)

25.00.27 - Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Москва – 2008

Работа выполнена в Институте экономики Таджикистана и в Вычислительном Центре им. А.А. Дородницына Российской Академии наук.

Научные консультанты: академик АН РТ, доктор физико-математических наук,

профессор Усманов Зафар Джураевич,

доктор технических наук, профессор

Ерешко Феликс Иванович.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

Агасандян Геннадий Аршавирович

доктор технических наук,

Хранович Иосиф Лазаревич

доктор технических наук, профессор

Бурков Владимир Николаевич

Ведущая организация: ФГОУ ВПО Московский государственный университет природообустройства.

Защита диссертации состоится 27 ноября 2008 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д.002.040.01 в Институте водных проблем РАН по адресу Москва 119333, ул. Губкина, д.3

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института водных проблем РАН

Отзыв на автореферат (в 2 экз., заверенные печатью учреждения) просьба направлять по указанному адресу ученому секретарю диссертационного совета Д.002.040.01,

факс (495) 135 54 15

Автореферат разослан «_____» ______________ 2008 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

д.г.-м.н., профессор Джамалов Р.Г.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Ресурсы пресной воды в основном представлены в речных бассейнах. Их ограниченность, неравномерность распределения по поверхности земной суши, все возрастающее водопотребление актуализирует проблему их бережливого, экономного использования.

Речной бассейн может принадлежать либо одному, либо нескольким государствам. В первом случае он является внутренним ресурсом, управление которым сводится к его перераспределению между отраслями национальной экономики. Именно этому случаю посвящены работы отечественных ученых - Асарина А.А., Агасандяна Г.А., Аполлова., Буркова В.Н., Б.А., Великанова Г.В., Воропаева Г.Х., Воскресенского В.Л., Воровича И.И., Горстко А.Б., Горелова А.С., Гасанова И.И., Данилова-Данильяна В.И., Домбровского Ю.А., Ерешко Ф.И., Жданова Ю.А., Исмайылова Г.Х., Крицкого С.Н., Кукушкина Н.С., Картавелишвили Н.А., Лотова А.В., Менкеля М.Ф., Моисеева Н.Н., Меньшикова И.С., Пряжинской В.Г., Резниковского А.Ш., Рубинштейн М.И., Суркова Ф.А., Федорова В.М., Храновича И.Л., Чабана А.Н., Цветкова Е.В., Эпиштейна Л.В., и др. В рамках единой распределительной схемы ими изучены различные аспекты комплексного использования водных ресурсов, методология создания математических моделей, иерархические принципы декомпозиции многокритериальных задач распределения водных ресурсов, учет приоритетности требований в различных отраслях экономики.

В работах зарубежных ученых A. Szollosi-Nagy, E.F. Wood, A.A. Anis, Z. Kaczmarek, A. Gaivoronski, Z. Koz, L. Somlyody, S. Rinaldi, S. Herodek, T. Hughes, J. Fisher, K. Fedra, R.J. Wets, M.B. Beck, A.K. Biswas, G.T. Orlob, S. Kaden, J. Hummel,, I. Bogardi, K.L. Bras, D.A. Harwood, S.N. Hanke, H. C. Davis, E.M. Lofting, N. Wollman, L. Luckner, D. Peukart, K. Tiemer, J.C. Stone, J. Kindler, D.P. Loucks, Daen C. McKinney, Xaming Cai, Leon S. Lasdon и др. изучаются вопросы мониторинга и прогнозирования стока поверхностных и подземных вод и эколого-экономические проблемы, возникающие в связи с утилизацией водных ресурсов.

В случае, когда рассматриваются вопросы использования водных ресурсов трансграничной реки, т.е. такой реки, которая пересекает территории двух или более государств, права на использование её водных ресурсов принадлежат всем государствам.

В мире накоплен определенный опыт согласованного решения межгосударственных проблем, регулирующий порядок водораспределения. Примерами могут служить соглашения о совместном использовании водных ресурсах бассейнов рек Нила, Рейна, Дуная, Меконга, Рио-Гранде, Лимпопо, а также Великих северо-американских озер.

Однако эти соглашения характеризуются специфическими особенностями своих бассейнов и потому при попытке их универсализации возникают серьезные трудности. Между тем потребность в разработке общих подходов к распределению водных ресурсов трансграничных рек непрерывно возрастет. Причина, помимо всего прочего, состоит в том, что в современном мире продолжается процесс образования новых суверенных государств, которые уже не могут довольствоваться прежним порядком водораспределения, принятом в условиях существования единого государства, и вынуждены регулировать свои водные отношения с учетом новых реалий. Действительно, по состоянию на 1978 г. на земном шаре насчитывалось 214 речных бассейнов, которые пересекали границы двух или более стран. В настоящее время их стало уже 261, они охватывают 45,3 % поверхности Земли, заключают в себе 80 % мирового речного стока и в них проживает около 40 % населения мира.

Проблема обоснованного водораспределения остро заявила о себе во взаимоотношениях между суверенными государствами, возникшими на территории бывшего Советского союза. Вплоть до недавнего времени центрально-азиатские республики эксплуатировали систему своих водных ресурсов в рамках распределительной схемы, трактовавшей этот регион как экономическое пространство, контролируемое и управляемое единым центром. В настоящее время, однако, политико-экономическая ситуация в регионе изменилась коренным образом. После провозглашения независимости каждое из суверенных государств стремиться к максимальному использованию имеющихся водных ресурсов, прежде всего, в своих собственных национальных интересах.

Подобные ситуации имеют место и в других регионах мира, что обуславливает необходимость разработки теории управления водными ресурсами трансграничных рек, на основе международного права. На этом пути особо актуальной становится проблема разработки математических моделей принятия согласованных решений как основы теории управления водными ресурсами трансграничных рек.

Существо проблем, возникающих на этом пути, обнаруживаются на примере вододеления в модельном трансграничном речном бассейне. Этот бассейн представляется в виде системы из двух государств – водопользователей и , из которых расположен в зоне формирования стока и - в зоне потребления водных ресурсов. Сток может регулироваться водопользователем с помощью расположенной на его территории водохранилища с ГЭС.

Предполагается, что - пользователь заинтересован в реализации такого режима управления водохранилищем, который обеспечивает его потребности в выработки электроэнергии. Предполагается также, что интересы - пользователя заключаются в обеспечении его потребностей в ирригации. В таком противостоянии интересов просматриваются 2 сценария, когда управление ресурсами водохранилища осуществляется:

- исключительно в интересах - государства, и тогда режим поступления водных ресурсов для - пользователя становится случайным процессом, который наверняка не соответствует его потребностям;

- исключительно в интересах - государства за счет того, что государство учитывает в полном объеме его ирригационные требования.

Однако ни один из этих сценариев не может удовлетворить обоих участников вододеления. В таких условиях естественно, обратится к 3-му возможному сценарию - разработать такое управление режимом работы водохранилища, которое было бы сфокусировано на удовлетворение, по возможности, потребностей страны в электроэнергии и - в ирригации. Именно этот сценарий соответствует международной конвенции, которая признает за государством право собственности на водные ресурсы трансграничной реки, а за государством - право на использование воды.

В реальной ситуации проблема вододеления ресурсов трансграничных рек оказывается более сложной, вызывающей напряженность во взаимоотношениях государств. Ее решение требует системного подхода, в частности с развитием и применением методов математического моделирования и информационных технологий.

Цели и задачи исследования. Целью диссертации является исследование средствами математического моделирования различных сценариев вододеления, приближенных к реальным условиям, и вычленение таких межгосударственных проблем, решение которых должно регулироваться на основе международного права.

Достижение поставленной цели предполагает решение следующих задач:

  • разработку математических моделей принятия компромиссных решений при управлении трансграничными водными ресурсами с учетом интересов государств.
  • разработку математических моделей управления режимами работы водохранилищ трансграничного бассейна, на основе разумного баланса интересов различных стран в использовании водных ресурсов для нужд ирригации и производства гидроэлектроэнергии.
  • разработку экономических модулей для оценки эффективности использования водных ресурсов бассейнов.
  • построение информационной системы трансграничного речного бассейна с применением географической информационной системы (ГИС).

Методы исследования. При решении перечисленных задач использованы методы системного анализа; теории оптимального управления; теории дифференциальных уравнений; теории игр; вычислительной математики; имитационного моделирования и вычислительных экспериментов.

Научная новизна. Разработан системный подход к построению математического обеспечения для процедур согласованного принятия решений в задачах распределения водных ресурсов трансграничных рек. Для этого:

  • разработаны математические модели управления водохранилищами;
  • разработаны экономические модули оценки использования водных ресурсов, включающие модули зоны планирования и оценки цены на воду;
  • разработана информационная система на базе технологии ГИС, как инструмента для поддержки процесса принятия решений по планированию и управлению водными ресурсами трансграничных рек Центральной Азии.

Для линейного каскада водохранилищ впервые сформулированы и решены задачи:

  • максимизации возможного наполнения объема воды в водохранилищах к концу периода регулирования при ограничении на суммарную выработку гидроэлектроэнергии.
  • максимизации графика суммарной мощности гидроэлектроэнергии.

Разработана модель оптимизации использования водо-энергетических ресурсов бассейна, основанная на моделях зоны формирования и потребления. Изучены вопросы согласованного выбора компромиссных решений между государствами, участвующими в распределении воды.

Теоретическая ценность.

  • Предложена методика нахождения компромиссного решения о распределение объемов потребляемой воды между государствами трансграничного бассейна на уровне согласования управлений зонами потребления и формирования.
  • Разработаны модели управления водными ресурсами трансграничных бассейнов.
  • Получено аналитическое решение задачи оптимального управления водохозяйственной системой, когда на фазовую траекторию и управление накладываются ограничения интегрального типа.

Практическая ценность.

  • Предложенные математические модели предназначены для управления каскадом водохранилищ трансграничных бассейнов.
  • Разработанная информационная система на основе ГИС предназначена для анализа различных сценарий и принятия решений по использованию воды в бассейнах трансграничных рек.
  • Модули зоны планирования и модуль оценки цены на воду предназначены для анализа различных аспектов эффективного использования воды.
  • Общие принципы управления водными ресурсами трансграничных рек адаптированы к бассейну р. Сырдарья.
  • Методика автоматизированного построения диспетчерских правил управления каскадом водохранилищ применена к бассейну р. Амударья.

Апробация работы. Результаты диссертации докладывались на научных семинарах отдела теории управления ВЦ РАН (Москва 1981-1987), на научных семинарах института “Энергосетьпроект” (1982-1986) и Института математики АН РТ (1987-1994), на конференции “Гидрология 2000 года” (Москва, 1986), школах-семинарах “Математическое моделирование в проблемах рационального природопользования” (Ростов-на-Дону, 1991, 1992), на семинаре “Моделирование систем водных ресурсов” (Ташкент, 1999), на научно-практических конференциях ИМ АН РТ, ТГНУ, ТПИ (1982-1994), на Международном Симпозиуме по проблемам “Рационального использования и охраны природных ресурсов горных территорий” (Душанбе, 1997), на международной конференции “Математическое моделирование и компьютерные эксперименты” (Душанбе, 2000), на международной конференции “ Водные ресурсы Центральной Азии и их рациональное использование” (Душанбе, 2001), на NATO ADVANCED RESEARCH WORKSHOP (Yerevan, Armenia, 2007), на международной конференции “Сокращению стихийных бедствий, связанных с водой” (Душанбе, 2008) и т.д.

Внедрение. Разработанные автором математические модели и общие принципы построения информационной системы для управления водохозяйственными объектами были использованы в рамках республиканских, всесоюзных и международных проектов:

  • Комплексное использование водных ресурсов бассейна р. Амударья (Институт САОГидропроект, Ташкент, 1986);
  • Разработка научно-обоснованной стратегии использования водных ресурсов бассейна р. Вахш (НРГ: 05.88.2. 112564, ВЦ Математического института АН РТ).
  • Разработка математических моделей принятия решений в региональных водохозяйственных системах (НГР: 01.86.0. 130462, ВЦ РАН);
  • Оптимизация использования водно-энергетических ресурсов р. Сырдарья в современных условиях (проект Природоохранная политика и усиление институциональных структур управления ресурсами в Центральной Азии, ЮСАИД, 1998-2000 гг);
  • Создание работоспособной и оперативной модели баланса и качества воды для трансграничного бассейна верховья реки Сырдарья в Центральной Азии (проект МНТЦ –T1163, 2006-2008 гг).

Результаты диссертации используются в учебном процессе в Таджикском государственном национальном университете и институтом экономики Таджикистана.

Публикации. Основные результаты, представленные в диссертации, отражены в 39 научных работах, в том числе, 17 в изданиях рекомендуемых ВАК-ом.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Ее объем без списка литературы и приложения составляет 294 страниц печатного теста и содержит 54 рисунков и 30 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении формулируются проблемы управления водными ресурсами трансграничных водных бассейнов, описываются методы исследования и кратко излагается содержание диссертации с указанием основных результатов.

Глава I. проблемы использования водных ресурсов трансграничных рек

В главе I описывается проблема использование водных ресурсов трансграничных рек и методологическая основа комплексного подхода к моделированию функционирования водохозяйственной системы (ВХС) на бассейновом уровне с соблюдением международного права.

В § 1 анализируются вопросы использования водных ресурсов в ракурсе исторического опыта по некоторым характерным бассейнам трансграничных рек. Рассмотренные примеры имеют свои специфические особенности и характеризуются набором согласованных мер по предотвращению возможных конфликтов из-за распределения воды между странами. Анализ исторического опыта взаимоотношений стран в сфере регулирования водных ресурсов трансграничных рек приводит к пониманию необходимости разработки комплексного подхода к решению этой проблемы на основе международного права.

В § 2 рассматриваются международные и правовые аспекты использования водных ресурсов трансграничных рек. Отмечается, что в международно-правовых документах отсутствует механизм решения проблемы распределения водных ресурсов между странами, а работа межгосударственных комитетов и постоянных комиссии по трансграничным бассейнам в основном сводится к концептуальным разработкам, их решения носят рекомендательный характер.

В § 3 обсуждаются три принципа управления водными ресурсами речных бассейнов. Первый принцип реализуется в том случае, когда вся площадь речного водосбора принадлежит одному государству и управление использованием вод осуществляется централизовано одним органом. Второй принцип используется в том случае, когда территория речного бассейна покрывается несколькими государствами и водопользование осуществляется на основе единого долговременного экономического соглашения между ними. Третий принцип имеет место в тех случаях, когда каждое государство трансграничного бассейна не согласует свою водную политику, что порождает конфликт при нехватке воды.

В § 4 анализируется существо конфликта в проблеме распределения водных ресурсов трансграничных рек Амударья и Сырдарья между пятью государствами Центральной Азии – Кыргызстаном, Таджикистаном, Казахстаном, Узбекистаном и Туркменией.

Первые два государства располагаются в зонах формирования стоков рек, в которых вода используется как ресурс для выработки электрической энергии. Особенно важно это для зимнего периода, когда для производства необходимого количества электроэнергии следует осуществлять наполнение водохранилища, начиная с весны. Однако такая водная политика приходит в противоречие с интересами трех других государств, находящихся в низовьях рек (зоне потребления), для которых особо актуально потребление водных ресурсов в весенне-летний, вегетационный период для получения продукции орошаемого земледелия.



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.