Минимизация рисков при разработке перспективных схем водоснабжения и водоотведения

Системы водоснабжения и водоотведения являются капиталоемкими, энергозатратными и сложными объектами, которые обладают значительной инерционностью и поэтому трудно адаптируются к постоянно меняющимся условиям эксплуатации. За последние 20 лет удельное водопотребление уменьшилось практически в два раза. Точечная застройка, несбалансированное с инженерными коммуникациями новое строительство привели к тому, что многие участки систем водоснабжения и водоотведения оказались перегруженными, другие практически не работают. Все эти факторы привели к увеличению аварийности, значительным эксплуатационным затратам, к нерациональным гидравлическим режимам, к ухудшению качества питьевой воды, к засорам и закупорке канализационных коллекторов. В качестве примера можно привести групповые водопроводы, строительство которых было очень популярным в эпоху «развитого социализма» и постперестроечный период. В настоящее время многие из них продолжают работать, эксплуатироваться, а воду подавать некому, поскольку многие населенные пункты по причине миграционных процессов просто перестали существовать. Причинами сложившейся ситуации является ошибки планирования и проектирования, а точнее, упущение тех факторов, которые происходят сейчас и возможно произойдут в будущем. Известно, что проектирование – это процесс, позволяющий создать еще несуществующий объект. Объект надо запроектировать так, чтобы он функционировал в будущих периодах его эксплуатации, а будущее не определено и не имеет детерминированных параметров и значений (основное противоречие проектирования). В работе предлагается один из возможных подходов для разрешения данного противоречия, основанный на исследовании зоны неопределенности и определения вариантов с минимальными экономическими рисками.

1. Чупин Р.В., Примин О.Г. Обоснование параметров систем водоотведения в условиях неопределенности перспективного потребления воды и сброса стоков // Водоснабжение и санитарная техника. 2017. № 11. С. 36–43. EDN: ZRKPZR.

2. Чупин В.Р., Мороз М.В., Чупин Р.В. Проектирование систем водоснабжения и водоотведения в условиях нечетких значений перспективного водопотребления и численности населения // Водоснабжение и санитарная техника. 2022. № 11. С. 16–25. https://doi.org/10.35776/VST.2022.11.02. EDN: XXZIEA.

3. Чупин Р.В. Индикативное и адаптивное управление развитием систем водоотведения // Водоснабжение и санитарная техника. 2018. № 8. С. 31–37. EDN: XWQJJR.

4. Пешков В.В, Бобер В.А., Шлепнев О.К. Учет неопределенности водопотребления при оптимизации перспективных схем развития систем водоснабжения и водоотведения // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2021. Т. 11. № 3 (38). С. 446–451. https://doi.org/10.21285/2227-2917-2021-3-446-451. EDN: EIKRUB.

5. Чупин В.Р. Современное состояние, перспективы и пути развития систем водоснабжения и водоотведения, методы их расчета, построения и организации эксплуатации // Известия вузов. Инвестиции. Строительство недвижимость. 2023. Т. 13 № 2 (45). С. 359–368. https://doi.org/10.21285/2227-2917-2023-2-359-368. EDN: BYRIND.

6. Honghua Shi, Xiaosheng Wang, Haiying Guo, Huifeng Hao Risk Assessment Models to Investigate the Impact of Emergency on a Water Supply System // Water Supply. 2020. Vol. 20. Iss. 8. P. 3542–3556. https://doi.org/10.2166/ws.2020.224.

7. Odjegba E., Oluwasanya G., Sadiq A., Brion G. Sustainability and Risk Assessment Matrix (SRAM): Pathway to Water Security // Water Supply. 2020. Vol. 20. Iss. 7. P. 2928–2940. https://doi.org/10.2166/ws.2020.196.

8. Nesticò A., De Mare G., Maselli G. An Economic Model of Risk Assessment for Water Projects // Water Supply. 2020. Vol. 20. Iss. 6. P. 2054–2068. https://doi.org/10.2166/ws.2020.093.

9. Marques J., Cunha M. Upgrading Water Distribution Networks to Work Under Uncertain Conditions // Water Supply. 2020. Vol. 20. Iss. 3. P. 878–888. https://doi.org/10.2166/ws.2020.011.

10. Pandey P., Dongre S., Gupta R. Probabilistic and Fuzzy Approaches for Uncertainty Consideration in Water Distribution Networks – A Review // Water Supply. 2020. Vol. 20. Iss. 1. P. 13–27. https://doi.org/10.2166/ws.2019.141.

11. Zhaocai Wang, Xian Wu, Huifang Wang, Tunhua Wu Prediction and Analysis of Domestic Water Consumption Based on Optimized Grey and Markov Model // Water Supply. 2020. Vol. 21. Iss. 7. P. 3887–3899. https://doi.org/10.2166/ws.2021.146.

12. Noori M., Emadi A., Fazloula R. An Agent-Based Model for Water Allocation Optimization and Comparison with The Game Theory Approach // Water Supply. 2020. Vol. 21. Iss. 7. P. 3584–3601. https://doi.org/10.2166/ws.2021.124.

13. Fitzgerald S.K., Owens C., Angles M., Hockaday D., Blackmore M., Ferguson M. Reframing Risk: A Risk Pathway Method for Identifying Improvement Through Control and Threat Analysis // Water Supply. 2018. Vol. 18. Iss. 1. P. 175–182. https://doi.org/10.2166/ws.2017.098.

14. Kalbusch A., Ghisi E. Energy Consumption in The Life Cycle of Plumbing Fixtures // Water Supply. 2019. Vol. 19. Iss. 1. P. 70–78. https://doi.org/10.2166/ws.2018.053.

15. Mangalekar R.D., Gumaste K.S. Residential Water Demand Modelling and Hydraulic Reliability in Design of Building Water Supply Systems: A Review // Water Supply. 2021. Vol. 21. Iss. 4. P. 1385–1397. https://doi.org/10.2166/ws.2021.021.

16. Palod N., Prasad V., Khare R. Non-Parametric Optimization Technique for Water Distribution in Pipe Networks // Water Supply. 2020. Vol. 20. Iss. 8. P. 3068–3082. https://doi.org/10.2166/ws.2020.200.

17. Shabani M., Gharneh N.S., Niaki S.T.A. Planning for Urban Water Supply–Demand Portfolio Using A Hybrid Robust Stochastic Optimization Approach // Water Supply. 2020. Vol. 20. Iss. 8. P. 3433–3448. https://doi.org/10.2166/ws.2020.257.

18. Чупин Р.В., Мороз М.В., Бобер В.А. Обоснование диаметров трубопроводов систем водоснабжения и водоотведения на основе минимизации затрат их жизненного цикла // Водоснабжение и санитарная техника. 2022. № 4. С. 52–58. https://doi.org/10.35776/VST.2022.04.07. EDN: CIOYJH.

19. Чупин Р.В., Фам Н.М. Оптимизация структуры и параметров развивающихся систем группового водоснабжения // Водоснабжение и санитарная техника. 2019. № 1. С. 30–37. EDN: VRGOFJ.

20. Чупин Р.В., Мороз М.В. Применение автомобильного транспорта в системах группового водоснабжения и водоотведения // Водоснабжение и санитарная техника. 2021. № 5. C. 57–64. https://doi.org/10.35776/VST.2021.05.07. EDN: RDVUAL.

21. Пахомов П.И., Немтинов В.А. Технология поддержки принятия решений по управлению инженерными коммуникациями. М.: Машиностроение, 2009. 124 с.