Файл: Пояг, М. А. Комплексное использование и охрана водных ресурсов Молдавии.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 57
Скачиваний: 0
Принимаем затраты по водотранспортированию прямо пропорциональными объемам подаваемой воды, то есть удельным затратам на кубометр воды Xjj, равным Си. Тог да суммарные затраты F всей транспортируемой воды равны
F С , гХц 4 " ^12^12 4~ ^ 13^13 “Ь ^21^21 4 ~ ^22^22 4~ С23Х23 -f- ^->33X31 -f-
+ С32Х32+ C33Х33+ C4lX4, |
C42X42"Г C43X43. |
(3) |
Схема водоподачи (x,„ x,2,..., |
X43) должна быть выб |
рана в силу третьего условия так, чтобы суммарные зат раты F были наименьшими.
Таким образом, |
приходим к следующей |
чисто мате |
||
матической задаче. |
4 |
|
|
|
Дана система |
= |
|
|
|
. |
|
|
||
|
i=l |
|
|
|
|
4 |
Xj2== |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
i=l |
|
|
|
|
2 |
x is = |
в3 |
|
|
i=l |
|
|
|
|
1 |
х 0 = |
а, |
(4) |
|
2 |
= |
а2 |
|
|
j=i |
|
|
|
|
3 |
|
а3 |
|
|
2 X3j = |
|
||
|
j=i |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
2 ^4j = З4, j=l
семь линейных уравнений с двенадцатью неизвестными и линейная функция.
F = 2 |
2CijX,j |
(5) |
1=1 |
j=i |
|
Требуется среди всех неотрицательных решений сис темы (4) Хи> 0 (i = l,2, 3,4) выбрать такое, при котором функция F достигает -наименьшего значения (минимизи руется).
ю * |
147 |
Задача, которую мы только что рассмотрели, может быть поставлена в общем виде, то есть с более подроб ным рассмотрением водоисточников и компонентов водо хозяйственного комплекса. Она именуется водотранспор тирующей задачей и может быть решена при помощи симплексного метода. Разумеется, благодаря особому устройству системы ограничений (1), (2 ) общая проце дура симплексного метода в применении к водотран спортной задаче сильно упрощается. Изложенный метод решения водотранспортной задачи именуется методом потенциалов, представляющий собой вариант симплекс ного метода, специально приспособленный для водо транспортной задачи.
Работе по симплексному методу предшествует подго товительный этап по отысканию первого базиса. Для во дотранспортной задачи наиболее удобным способом отыскания первого базиса является метод северо-запад ного угла. Предварительно система (1) и (2) разреша
ется относительно m + n— 1 неизвестных. |
|
||
В самом |
деле число уравнений |
в системе (1) и (2) |
|
равно m + n. |
Каждое горизонтальное |
уравнение, |
кроме |
первого, разрешается относительно неизвестного X,,, сос |
|||
тоящего в первом столбце матрицы водоподачи: |
|
||
Хи = а, — Xi2 — ... — Xm (i — 2,..., m). |
(6 ) |
Аналогично каждое вертикальное уравнение, кроме пер вого, разрешается относительно неизвестного Хи-, стоя щего в первой строке матрицы водоподачи:
X,j = Bj — X |
2j — ... —Xmj (j = 2, —, n). |
(7) |
|
Остается еще два уравнения: |
первое горизонтальное |
||
х,, + х,2+ . . . + х И1 — а, |
и первое |
вертикальное |
хи+ х 12+ |
+ ... + xmi = в,. |
|
|
|
относительно хи: |
• Оба уравнения можно разрешить |
||||
Хц = |
И| |
х12 |
... |
Хщ, |
Xjj — |
В, |
Х2| ~ |
■■■ |
|
Если вместо неизвестных, |
входящих в первые части |
143
последних двух уравнений, подставить их выражения (6 ) и (7), то в результате получимдва выражения для хи:
Хц = 3| |
(вг |
х22 |
|
... |
хга2) |
... |
(в„ — Х2П— ... — |
|
|
— хтп) = |
а1 |
— в, — ... |
— вп — 2 |
Xij и |
|||
|
|
|
|
|
|
|
ы . |
]>i |
Хц — В| |
(а2 |
х22 |
|
... х2п) |
... |
(ат |
хт2 ... |
|
|
хтп) = |
В| |
а2 ... |
ат |
^ Xjj. |
|||
|
|
|
|
|
|
|
s>i. j>i |
|
Но ввиду условий (6) имеем: |
|
|
|
|||||
|
ai |
в2 ... |
вп = |
в, |
а2 |
... |
ат , |
следовательно, оба полученных выражения для Хм сов падают. Тем самым система (1) — (2) разрешена относи тельно неизвестных, стоящих в первой строке и первом столбце матрицы водоподачи; число этих неизвестных равно m + n—1.
Доступный для народнохозяйственного использования бытовой речной сток составит 2 705 млн. м3 (Днестр — 1724 млн. м3, Прут — 690 млн. м3, н местный сток — 291 млн. м3). Полезная отдача водохранилищ достигнет
956 млн. м3 |
(Днестр — 513 млн. м3, Прут — 335 млн. м3 |
|
и местных |
рек—108 млн. м3) и |
прудов—142 млн. м3. |
Из реки Дунай будет подаваться |
1 153 млн. м3. Кроме |
того, имеется еще 205 млн. м3 ежегодно возобновляемых естественных ресурсов подземных вод. Таким образом, суммарные водные ресурсы для года 95%-ной обеспе ченности достигнут 5 161 млн. м3. Приведенные затраты и наличные водные ресурсы в разрезе водоисточников и водопотребителей приводятся в табл. 19.
Обратимся теперь к методу северо-западного угла. Рассматриваемые водоисточники — Mi, М2, М3, М4 и водопотребители — П>, П2, П3, причем запасы и потребно сти равны следующим величинам;
а, = 2 235, |
а, = |
993, |
а, =1589, |
а., = 1 150, |
в,^= 3 798, |
в2 = |
856, |
в3 = 313 |
(табл. 20). |
Открытая водотранспортирующая задача легко сво дится к закрытой. Для данного случая, когда запасы воды водоисточников больше, спроса водопотребителей, в открытую водотранспортирующую задачу вводится до-
149
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
19 |
||
|
Матрица затрат |
(3) и |
подачи воды (W) |
|
|
|
|||||
|
|
Водоподача, млн. м3 |
|
Затрать , МЛН. Nа |
|
|
|||||
|
W |
• п, |
|
п 3 |
п. |
3 |
П, |
п 3 |
П» |
||
|
4 937 |
3 798 |
856 |
313 |
479 |
456 |
15 |
|
8 |
||
м, |
2 235 |
1709 |
386 |
140 |
215 |
205 |
7 |
|
3 |
||
м 2 |
993 |
760 |
171 |
62 |
95 |
90 |
3 |
|
2 |
||
М3 |
589 |
455 |
|
95 |
39 |
59 |
56 |
2 |
|
1 |
|
М4 |
1 150 |
874 |
204 |
72 |
ПО |
105 |
3 |
|
2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
20 |
||
|
Матрица водотранспортирующен задачи |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
Водопотребнтелн и их потребности |
|
|
|||||
Водоисточники |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и их запасы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и, |
|
|
|
п 3 |
|
и» |
|
|
|
4 967 |
|
3 798 |
|
|
|
856 |
|
313 |
|
|
|
|
| |
0,1199 |
|
|
0,0181 |
|
0,0214 |
' |
|
|
м, |
2 235 |
|
2235 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
0,1184 |
| |
|
0,0175 |
|
0,0323 |
|
|
|
м . |
993 |
|
993 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
0,1231 |
| |
| |
0,0211 |
| |
0,0256 |
|
|
|
М3 |
589 |
|
570 |
|
|
19 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1201 |
|
| |
0,0147 |
| |
| 0,0278 |
|
] |
|
м 4 |
I 150 |
|
|
|
|
|
837 |
|
313 |
|
|
150