Текст
                    ЭКОНОМИКА
ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО
И ВОДО-
ХОЗЯЙСТВЕННОГО
СТРОИТЕЛЬСТВА


Д. С. ЩАВЕЛЕВ, М. Ф. ГУБИН, В. Л. КУПЕРМАН, М. П. ФЕДОРОВ ЭКОНОМИКА ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО И ВОДО- ХОЗЯЙСТВЕННОГО СТРОИТЕЛЬСТВА Под общей редакцией заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, д-ра техн, наук, проф. Д. С. Ща- велева Допущено Министерством высшего и среднего специаль- ного образования СССР в качестве учебника для студентов гидротехнических специальностей высших учебных заведений Москва Стройиздат 1986
ББК 65.9(2)315 Э 40 УДК 626/627.003 : 658(075.8) Рецензенты: заслуженный деятель науки РСф^ж-, д-р с.-х. наук, проф. Д. Т. Зузик\ кафедра экономики стр-ва Белорусского политехнического ин-та (зав. кафедрой канд. экон, наук, доп. С. В. Балицкий). Экономика гидротехнического и водохозяйст- Э 40 венного строительства: Учеб, для вузов/Д. С. Ща- велев, М. Ф. Губин, В. Л. Куперман, М. П. Федо- ров; Под общ. ред. Д. С. Щавелева. — М.: Строй- издат, 1986. — 423 с. Рассмотрены основы технико-экономических расчетов в гидротех- ническом и водохозяйственном строительстве, методы экономического обоснования параметров гидротехнических сооружений, оценки эффек- тивности строительства комплексных объектов и энергетических ком- плексов, вопросы организации гидротехнического строительства, внед- рения достижений науки и техники. Для студентов гидротехнических специальностей вузов. л 3301010000—346 Э --------------134—85 047(01)—86 ББК 65.9(2)315 338: 6С © Стройиздат, 1986 2
ПРЕДИСЛОВИЕ Учебник «Экономика гидротехнического и водохозяй- ственного строительства» предназначен для студентов специальностей 1203 «Строительство речных гидротех- нических сооружений и гидроэлектростанций» и 1204 «Гидротехническое строительство водных путей, портов и сооружений континентального шельфа». Основы технико-экономических расчетов являются общими для обеих специальностей, но некоторые главы посвящены только одной: гл. 13 «Определение экономи- ческой эффективности ГЭС, ГАЭС и ПЭС» и гл. 14 «Тех- нико-экономическое обоснование и определение эффек- тивности насосных станций» — специальности 1203; гл. 15 «Технико-экономические расчеты морских водно-транс- портных и других сооружений» и гл. 16 «Технико-эконо- мические расчеты речных водно-транспортных сооруже- ний»— специальности 1204. Комплексный подход к использованию водных ресур- сов в нашей стране определил порядок изложения мате- риала в учебнике. Экономика отдельных отраслей: оро- шения, промышленного и коммунального водоснабжения, рыбного хозяйства и др. освещена в разрезе общих поло- жений, а вопросам экономики комплексного использова- ния водных ресурсов отведена специальная глава. Все большее значение приобретают охрана природной среды, оптимальное природопользование, территориаль- ное перераспределение стока, рекреационное использо- вание водных ресурсов и т. п. Эти вопросы изложены в соответствующих главах и параграфах второго раздела учебника. Особое внимание уделено основным положе- ниям технико-экономической оценки природоохранных мероприятий. Из-за ограниченного объема в учебнике изложены только общие понятия о применении вычислительной техники в экономических расчетах. Особую важность приобретают вопросы реконструк- ции действующих объектов: портов, судоходных кана- лов, предприятий речного флота, гидроэлектростанций и т. д. и использования энергии малых и средних рек. Хо- тя в первоначальном плане учебника они не нашли от- !• 3
ражения, авторы сочли необходимым в общих чертах ознакомить с ними студентов. Изложенные в учебнике основные зависимости тех- нико-экономического обоснования вариантов техничес- ких решений должны широко применяться студентами в профилирующих курсах специальностей 1203 и 1204 для экономических расчетов с использованием экономико- математических моделей. В курсовых, дипломных проек- тах, а в последующем и в инженерной деятельности не- обходимо тщательно и всесторонне анализировать воз- можные варианты использования водных ресурсов, обо- сновывать и выбирать оптимальное решение. При составлении учебника учитывалась возможность использования его студентами других специальностей и принимались во внимание интересы тех институтов и фа- культетов, в которых вопросы экономики гидротехниче- ских сооружений и экономики водного хозяйства пред- ставляют собой предметы отдельных курсов, имеют дру- гие названия и иной объем. Некоторые вопросы включе- ны для самостоятельного углубленного изучения, напри- мер § 8.4 «Выбор решений при частично определенной технико-экономической информации» и др. В стране идет процесс улучшения планирования и ор- ганизации строительства. Этот процесс, направленный в том числе и на повышение эффективности гидротехни- ческого и водохозяйственного строительства, будет про- должаться и со временем может потребовать внесения соответствующих коррективов в отдельные положения, изложенные в учебнике1. При написании учебника авторы руководствовались решениями партии и правительства по использованию вод- ных ресурсов, Основными направлениями экономическо- го и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года, основными положениями Продо- вольственной и Энергетической программ, постановлени- ем ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 23 октября 1984 г. «О долговременной программе мелиорации, по- вышении эффективности использования мелиорирован- ных земель в целях устойчивого наращивания продоволь- ственного фонда страны», а также постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 14 ноября 1985 г. 1 Наличие не согласованных между собой методик [20, 14] создает значительные трудности в определении экономического эффекта. 4
«О дальнейшем совершенствовании управления агропро- мышленным комплексом». При работе над учебником использовались материа- лы учебного пособия «Экономика водного хозяйства и гидротехнического строительства», написанного заслу- женным деятелем науки и техники РСФСР, д-ром техн, наук, проф. Ф. Ф. Губиным и канд. техн, наук, доц. В. Л. Куперманом и изданного в 1965 г.; учебника «Эко- номика водного хозяйства» (4-е изд.), написанного за- служенным деятелем науки РСФСР, д-ром с.-х. наук, проф. Д. Т. Зузиком и выпущенного в 1980 г.; учебника проф. Г. Н. Смирнова и др. «Порты и портовые соору- жения», а также отраслевые нормативные материалы и примеры расчетов института Гидропроект им. С. Я- Жука. Настоящий учебник написан преподавателями двух институтов: Московского инженерно-строительного им. В. В. Куйбышева и Ленинградского политехнического им. М. И. Калинина под общей редакцией заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, д-ра техн, наук, проф. Д. С. Щавелева. Им же написаны «Предисловие», «Введение», главы 4, 5, 13, 14 и § 1.1, 10.1, 10.3, 10.6, 10.7,11.1,12.2, а § 1.4 и 7.2 — совместно с канд. техн, наук, доц. М. П. Федоровым. Главы 3, 15, 16 и § 1.3, 10.2, 11.2—11.6, 12.1, 12.3 написаны канд. техн, наук, доц. М. Ф. Губиным; главы 2, 17, 19—28—заслуженным строителем ТаджССР, канд. техн, наук, доц. В. Л. Ку- пе р м а и о м; главы 6—9 и § 1.2 — канд. техн, наук, доц. М. П. Федоровым. В работе над учебником приняли участие: д-р техн, наук, проф. В. И. Виссарионов — § 18.5; канд. техн, наук, доц. Б. В. Воробьев — § 10.5; 18.4; д-р техн, наук, Б. А. Со- колов— § 18.1; 18.2; проф. В. И. Те ле шее— § 10.4. Авторы выражают глубокую благодарность рецензен- там— сотрудникам кафедры экономики строительства Белорусского ордена Красного Знамени политехническо- го института (зав. кафедрой канд. экон, наук, доц. С. В. Балицкий) и заслуженному деятелю науки РСФСР, д-ру с.-х. наук, проф. Д. Т. Зузику за большой труд по рассмотрению рукописи учебника и ценные замечания, которые способствовали улучшению рукописи при ее подготовке к изданию. Авторы благодарят заслуженного строителя РСФСР, проф. А. Л. Можевптинова за помощь в составлении гл. 10 и доц. Б. Д. Носкова — гл. 16. 5
ВВЕДЕНИЕ Водное хозяйство имеет целью использование поверхностных и подземных вод для нужд населения и всех отраслей народного хозяйства. В его сферу входит также борьба с загрязнением (очистка сточных вод), истощением водных ресурсов, разрушительным дейст- вием водной стихии: наводнениями, селевыми (гря- зевыми) выносами, оползнями, размывом берегов во- дохранилищ и пр. Гидротехническое строительство за- ключается не только в возведении водохозяйственных объектов, но и в строительстве морских портов, набереж- ных и т. п. Намеченная решениями Коммунистической партии и Советского правительства задача интенсификации всех отраслей народного хозяйства должна решаться на эко- номической основе, и получение наибольшего социаль- ного и экономического эффекта является основопола- гающим требованием. Это относится и к гидротехни- ческому и водохозяйственному строительству, для кото- рого значение экономических обоснований особенно велико. Крупные гидротехнические и водохозяйственные объекты характеризуются большими капитальными вло- жениями, длительными сроками строительства и освое- ния построенных объектов, поэтому экономические обос- нования для них должны проводиться на всех стадиях проектирования и подготовки к строительству. Это преж- де всего экономическое обоснование строительства объ- ектов, выбор оптимального плана производства строи- тельно-монтажных работ, организации базы стройинду- стрии, своевременное возведение благоустроенных посел- ков для строителей и эксплуатационного персонала. «На- до навести порядок в планировании и проектировании строительства, обеспечить концентрацию капитальных вложений, соблюдение нормативных сроков сооружения объектов, превратить строительное производство в еди- ный индустриальный процесс», — говорилось на совеща- нии в ЦК КПСС по вопросам ускорения научно-техни- ческого прогресса. Задачей проектировщиков и строите- .лей должно являться сооружение экономичных объектов, соответствующих уровню прогрессивной техники и техно- логии, удовлетворяющих требованиям охраны природы и обеспечивающих благоприятные условия и высокую экономичность их эксплуатации. Всестороннюю экономи- 4
ческую оценку с целью стимулирования технического прогресса должно получать и внедрение новых строи- тельных материалов, строительных машин, основного и вспомогательного оборудования, соответствующих луч- шим отечественным и зарубежным образцам. Эффективность вновь возводимых и реконструируе- мых объектов определяется соотношением затрат (мате- риальных, трудовых и финансовых) и полученных ре- зультатов (экономических, социальных, природоохранных и др.). В водохозяйственном строительстве экономиче- ский эффект должен определяться по конечной продук- ции. Так, в орошении и осушении земель — по увеличе- нию урожайности, получаемой с орошаемых и осушенных земель, снижению себестоимости сельскохозяйственной продукции и повышению рентабельности сельского хо- зяйства. Размещение промышленности, освоение и интенсив- ное использование земель в засушливых районах, про- мышленное и коммунально-бытовое водоснабжение за- висят от наличия водных ресурсов и возможностей их использования. Наша страна обладает большими запа- сами пресной воды. Только поверхностный среднегодо- вой сток рек составляет 4720 км3, в том числе сток с тер- ритории СССР — 4387 км3, а приток из соседних стран — 333 км3. Сток рек является основным источником водоснабже- ния. Другим значительным источником являются под- земные воды, эксплуатационные запасы которых состав- ляют 300 км3/год. Они используются в основном для питьевого водоснабжения населения, орошения и об- воднения пастбищ, но их удельный вес в водоснабжении страны невелик. Огромны запасы пресной воды в круп- нейших озерах — 26 000 км3, в том числе в оз. Байкал — 23000 км3. Запасы пресной воды в озерах и ледниках должны сохраниться и для будущих поколений челове- чества. Сток рек распределен по территории нашей страны неравномерно, что весьма неблагоприятно для народно- го хозяйства. Свыше 80 % его приходится на еще мало- освоенные и малозаселенные районы бассейнов Ледови- того и Тихого океанов (Сибирь, Дальний Восток и др.), большая часть территории которых характеризуется су- ровым климатом. Напротив, южные районы страны с 7
благоприятным климатом для сельского хозяйства, раз- витой промышленностью и густозаселенные характери- зуются всевозрастающим дефицитом пресной воды. По- этому вот уже несколько лет ведутся научные исследова- ния и проектные проработки по переброске части стока северных рек в южные районы европейской части СССР, сибирских рек — в Среднюю Азию и Казахстан, Дуная — в Крым и т.д. Уже осуществлены внутрибассейновые пе- реброски стока: построены каналы Северо-Крымский, Днепр — Донбасс, Каракумский, Иртыш — Караганда, по которым осуществляется переброска стока для орошения и водоснабжения. К числу каналов, постро- енных для водоснабжения и судоходства, относится канал Волга — Москва. Актуальной становится про- блема создания Единой водохозяйственной системы страны. В Советском Союзе водные ресурсы являются обще- народным достоянием. В основу их использования дол- жен быть положен принцип рационального природополь- зования, который характеризуется проведением водосбе- регательной политики, охраны природы, включая охрану водных ресурсов от истощения и загрязнения, и получе- нием наибольшего экономического и социального эффек- та от строительства и реконструкции гидротехнических сооружений и водохозяйственных объектов. В этой свя- зи исключительное значение приобретают основополага- ющие решения партии и правительства о водоохран- ных мероприятиях по оз. Байкал, рекам Волге, Ура- лу и др. Основные положения использования водных ресурсов СССР установлены Конституцией (Основным Законом) Союза Советских Социалистических Республик, «Осно- вами водного законодательства Союза ССР и союзных республик» и решениями партии и правительства. В ст. 18 Конституции СССР записано: «В интересах на- стоящего и будущих поколений в СССР принимаются необходимые меры для охраны и научно обоснован- ного, рационального использования земли и ее недр, водных ресурсов, растительного и животного мира, для сохранения в чистоте воздуха и воды, обеспечения вос- производства природных богатств и улучшения окружа- ющей человека среды». Основными направлениями использования водных ресурсов являются: 1) водоснабжение (коммунальное, 8
промышленное и тепловых электростанций); 2) ороше- ние и обводнение земель; 3) гидроэнергетика (использо- вание энергии воды); 4) водный транспорт, рыбоводство; 5) использование водоемов, водотоков и прибрежных тер- риторий для отдыха и занятий спортом населения. Кроме того, водотоки и водоемы используют в качестве прием- ников избыточной воды с осушаемых земель, предвари- тельно очищенных промышленных и хозяйственно-быто- вых стоков, а также для дополнительной самоочистки воды. Повсеместное распространение в стране приобретает комплексное использование водных ресурсов для удов- летворения потребностей нескольких отраслей народно- го хозяйства. Использование водотока только для одной отрасли, например энергетики, допускается лишь в тех случаях, когда другие отрасли народного хозяйства не нуждаются в нем или более экономично могут быть удо- влетворены из других источников. Определенную трудность при комплексном использо- вании водных ресурсов в ряде случаев представляет уз- коведомственный подход к распределению воды и затрат комплексных водохозяйственных объектов между его участниками, принадлежащими к разным министерствам и ведомствам. Особенно резко это проявляется при на- личии противоречий в требованиях к режиму расходов и уровней воды. Руководящим и обязательным для всех министерств и ведомств, участвующих в совместном ис- пользовании комплексного гидроузла, должен стать принцип получения наибольшего народнохозяйственного, а не ведомственного эффекта, интересы министерств и ведомств должны быть подчинены решению общегосу- дарственных задач. Еще более серьезным недостатком является нерацио- нальное использование воды. На октябрьском (1984 г.) Пленуме ЦК КПСС было отмечено, что при общем во- допотреблении для орошения около 200 км3/год потери воды от мест водозабора до хозяйств-потребителей в 1983 г. составили 43 км3. Это более чем в 7 раз превы- шает объем, намеченный на первый этап переброски ча- сти стока северных рек и озер в бассейн Волги, или со- ставляет более 2/з намечаемой переброски части стока сибирских рек в Среднюю Азию и Казахстан. Кроме то- го, большие потери воды имеются и в самих хозяйствах, особенно в республиках Средней Азии. 9
Резкое сокращение потерь воды является первейшей задачей водохозяйственных организаций и всех водопо- требителей. Этому должны способствовать реконструк- ция оросительных и водоснабженческих систем, оптими- зация водоснабжения с помощью электронных вычисли- тельных машин. Политика экономного расходования во- ды имеет такое же общегосударственное значение, как и политика экономии энергетических и материальных ресурсов. Рациональное использование водных ресурсов опре- деляется не только проектами водохозяйственных, гид- роэнергетических и воднотранспортных сооружений, но в значительной, а иногда и в решающей степени эконо- микой их строительства. Экономике строительного про- изводства должно быть уделено особое внимание тем более, что чаще всего крупное гидротехническое строи- тельство ведется в малоосвоенных районах со слабораз- витой промышленностью и транспортной сетью. Это при- водит к необходимости создания там крупных строитель- ных баз. Гидротехническое строительство становится центрообразующим элементом новых территориально- промышленных комплексов, так как на его основе полу- чают развитие другие отрасли народного хозяйства. При- мерами этого могут служить Братский, Саяно-Шушен- ский, Южно-Таджикский и другие территориально-про- мышленные комплексы. Система ценообразования, оплаты строительных ра- бот и труда в гидротехническом строительстве непрерыв- но развивается. В настоящее время партия и правитель- ство проводят особо интенсивную работу по совершен- ствованию методов хозяйствования, направленную на ускорение научно-технического прогресса в строитель- стве, повышение качества, сокращение сроков строитель- ства, подлинную заинтересованность в этом трудовых коллективов строителей, активно используя планирова- ние, стимулирование, ценообразование и другие эконо- мические рычаги. ю
РАЗДЕЛ I. ОСНОВЫ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ГЛАВА 1. ВОДНОЕ ХОЗЯЙСТВО, ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ, ВОДОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ ОБЪЕКТЫ И ИХ ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ 1.1. Развитие гидротехнического и водохозяйственного строительства в СССР В дореволюционной России преобладало одноцелевое использование водных ресурсов. Развивались промыш- ленное и бытовое водоснабжение, судоходство и сплав леса, в южных районах страны строились оросительные системы. В 1913 г. орошалось 4 млн. и было осушено 3,2 млн. га земли. Был построен Мариинский судоход- ный путь с деревянными шлюзами, соединивший Онеж- ское озеро с р. Шексной и далее с Волгой, открыв таким образом путь из Волги в Балтийское море. В конце XIX и начале XX в. были проведены работы по шлюзованию рек Москвы, Оки, Сев. Донца. Значительные достижения имелись в использовании водной энергии в гидросило- вых установках. Так, в 1787 г. на Алтае для Змеиногор- ского рудника была построена подземная гидросиловая установка с водяным колесом диаметром 17 м, а гидро- силовая установка Кренгольмской мануфактуры на р. Нарве мощностью 6000 кВт в 1890 г. была крупнейшей в мире. Строительство гидроэлектростанций развива- лось медленно. В 1913 г. их суммарная мощность состав- ляла около 10 тыс. кВт. Крупнейшей считалась Гинду- кушская ГЭС на р. Мургаб мощностью 1350 кВт. Строительство крупных гидроэлектростанций и ком- плексное использование водных ресурсов с гидроэнерге- тикой во главе широко развернулось после Великой Ок- тябрьской социалистической революции. В 1920—1921гг. по инициативе В. И. Ленина был составлен План элек- трификации России (план ГОЭЛРО), по которому наме- чалось использование водных ресурсов для гидроэнер- гетики, речного транспорта, а в южных районах страны для орошения. План ГОЭЛРО, по существу, предусмат- ривал комплексное использование водных ресурсов. Особенно большое значение придавалось в нем гидроэнер- гетике. По плану ГОЭЛРО были построены как транс- 11
портно-энергетические крупнейшие гидроузлы: Днепров- ский, Верхне-Свирский, Нижне-Свирский, Волховский. При каждом из них имелись гидроэлектростанция и судоходный шлюз. За счет подпора плотинами на этих ре- ках был создан глубоководный судоходный путь и пере- крыты пороги на Днепре и Волхове. В освоении крупнейших рек Волги, Днепра, Ангары, Енисея, Иртыша и др. ведущая роль принадлежит энер- гетике. Так, на Енисее построены крупнейшие гидроэлек- тростанции: Красноярская мощностью 6 млн. кВт и Са- яно-Шушенская— 6,4 млн. кВт. В освоении рек Средней Азии основным является ирригационно-энергетическое направление. Так, на р. Вахш построены каменно-земля- ная плотина высотой 300 м и Нурекская ГЭС мощностью 2,7 млн. кВт с крупным водохранилищем; еще гранди- ознее будут плотина, ГЭС и водохранилище Рогунского гидроузла. На реках Дальнего Востока решаются проб- лемы гидроэнергетики и борьбы с наводнениями. С этой целью построен крупный гидроузел на р. Зее с ГЭС мощностью 1,29 млн. кВт с водохранилищем для много- летнего регулирования и аккумуляции катастрофических паводков и строится гидроузел на р. Бурее с ГЭС мощ- ностью 2 млн. кВт с крупнейшим водохранилищем. Строительство гидроэлектростанций ведется на об- ширной территории страны, включая районы Сибири и Крайнего Севера. Сооружаются каскады ГЭС с водохра- нилищами комплексного назначения (рис. 1.1 и 1.2). К началу 1985 г. мощность гидроэлектростанций достиг- ла 59 млн. кВт, а годовая выработка электроэнергии должна составить 230—235 млрд. кВт-ч. Развивается строительство гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС), которые в часы пониженной электрической на- грузки (ночью, в обеденный перерыв) работают в насос- ном режиме, перекачивая воду из нижнего резервуара в верхний, а в часы пиковой нагрузки (утренние и вечер- ние) работают в турбинном режиме, пропуская воду из верхнего резервуара через гидромашины в нижний ре- зервуар. В эти часы ГАЭС покрывают пики электричес- кой нагрузки. В результате они обеспечивают наиболее благоприятный равномерный режим работы атомных электростанций (АЭС) и крупных агрегатов конденса- ционных электростанций (КЭС), работающих на органи- ческом топливе. Ввод в энергосистему ГАЭС создает благоприятные условия для увеличения в ней доли атом- 12
Р^Запорожье Соликамск Пермь 4 Казань горьким Гурьев Ростов-на-Дону язань:- Ярославль Иваново КЛ^ д-бВладимир Волжским Волгоград Саратов© ^^ЯеЭнгэльс Саранск Орел Липецк о Курск ©Тамбов Воронеж Йошкар-Ола ^Вольск Астрахань режнев Уральск Усра ' |GW Рис. 1.1. Комплексное использование водных ресурсов бассейнов Волги и Дона / — крупные и средние гидроузлы; II — крупные каналы; III — районы су- ществующего и первоочередного орошения; /V —крупные тепловые электро- станции (КЭС, АЭС, ТЭЦ); V — районы массового отдыха населения; VI — зо- на влияния специальных рыбохозяйственного и сельскохозяйственного попус- ков в низовьях Волги Гидроузлы: 1 — Верх не-Волжский; 2 — Иваньковский; 3 — Угличский; 4 — Рыбинский (Щербаковский); 5 — Горьковский; 6—Чебоксарский; 7—Куй- бышевский; 8 — Саратовский; 9 — Волгоградский; 10—Камский; II— Воткин- ский; 12 — Нижнё-Камский; 13 — Павловский; 14 — Шекснинский; 15 — Выш- неволоцкий; 16 — Рузский; 17 — Озернинский; 18 — Можайский; 19 — Истрин- ский; 20 — гидроузлы и водохранилища канала им. Москвы; 21 — Вазузский; 22 — Нугушский Гидроэлектростанции: в гидроузлах 2—6, 8 и 10—14 — того же на- именования, что и гидроузлы; в гидроузле 7 — Волжская ГЭС им. В. И. Ле- нина; в гидроузле 9— Волжская ГЭС им. XXII съезда КПСС 13
ных электростанций и наиболее экономичных КЭС с крупными агрегатами, параметры пара по которым пре- вышают критические значения и составляют 24 МПа. Из действующих ГАЭС можно назвать Киевскую, мощ- ностью 225 МВт, в 1986 г. намечается ввод первых агре- гатов Загорской ГАЭС (Московская обл.), полная мощ- ность которой составит 1200 МВт, строятся Кайшядор- ская мощностью 1600 МВт, Ленинградская—1320 МВт, Ташлыкская (на Украине) —1800 МВт и др. Дальнейший прирост мощностей и увеличение выра- ботки электроэнергии, как было определено XXVII съез- дом КПСС, предусматриваются в европейской части СССР за счет расширения строительства атомных и гид- роаккумулирующих электростанций. В Сибири, на Дальнем Востоке и в Средней Азии прирост мощности и увеличение выработки будет осуществляться за счет строительства крупных гидроэлектростанций с учетом комплексного использования водных ресурсов. Ускоренными темпами ведется строительство тепло- вых электростанций на углях Экибастузского и Канско- Ачинского месторождений, природном и попутном газе в; Западной Сибири. Крупные гидроэлектростанции явля- ются основой создания территориально-производствен- ных комплексов, например Южно-Таджикский на базе Нурекского и Рогунского гидроузлов в Средней Азии, Братский, Усть-Илимский и Саяно-Шушенский в Сибири. Большие достижения имеются в строительстве, ре- конструкции и оснащении современным оборудованием морских портов, создании глубоководных речных путей с выходом в море, сооружении судов «река — море». Развитие внутреннего речного транспорта непосредст- венно связано со строительством крупных комплексных гидроузлов. Сооружение каскадов ГЭС на Днепре, Вол- ге и Каме создало глубоководные речные пути на этих важных судоходных реках и соединило устье Припяти и Черное море, а также позволило существенно увеличить объемы грузоперевозок речным транспортом на большей территории европейской части страны. После подъема уровня воды в водохранилищах Чебоксарской и Нижне- камской ГЭС транзитные глубины для речного транспор- та будут обеспечены от устья Волги до городов Кали- нина и Соликамска. По данным института Гидропроект, общий экономический эффект для водного транспорта, достигнутый в результате гидроэнергетического строи- 14
Рис. 1.2. Продольные профили Волжско-Камского каскада ГЭС тельства в Волжско-Камском бассейне, оценивается поч- ти в 1,1 млрд. руб. Развитию речного транспорта способствовало созда- ние крупнейших глубоководных водно-транспортных ка- налов: Беломорско-Балтийского, Волга — Москва им. Москвы, Волго-Донского и др., в результате чего А4осква стала портом пяти морей (рис. 1.3). На крупных реках, как правило, строят комплексные гидроузлы. В качестве примера можно привести Кахов- ский комплекс (рис. 1.4 и 1.5). Другим примером может служить комплексный гидроузел Волжской ГЭС им. XXII съезда КПСС, обеспечивающий потребности гидроэнер- гетики, водного транспорта, рыбного хозяйства, ороше- ния и водоснабжения (промышленного и коммунально- го). В гидроузел входят: гидроэлектростанция мощно- стью 2,54 млн. кВт и судоходные сооружения в составе двухниточного двухкамерного шлюза, рыбопропускного сооружения в виде рыбоподъемника и водоотделителя для забора воды на орошение. Из созданного водохра- нилища осуществляется водозабор для нужд городов Волгограда и Волжского. Начаты работы по созданию второй нитки Волго-Донского канала с целью увеличе- ния подачи воды для нужд сельского хозяйства и расши- рения судоходства в нижнем течении Дона. 15
Рис. 1.3. Единая глубоководная система европейской части СССР Водохранилища комплексных гидроузлов, каналы и насосные станции во многом способствовали развитию орошения. Так, водохранилища построенных ГЭС за счет регулирования и перераспределения стока рек уже в настоящее время позволяют оросить более 10 млн. га -> Рис. 1.5. Каховская оросительная система 1 — Каховский комплексный гидроузел с ГЭС и судоходным шлюзом; 2 — Ка- ховское водохранилище; 3 — Каховская насосная станция: 4 — Каховский ма- гистральный оросительный канал (первая очередь); 5 — Серогозский ороси- тельный канал (вторая очередь); 6 — Краснознаменский канал; 7 —Чаплин- ский канал; 8 — Каланчакский канал; 9 — Северо-Крымский магистральный канал 16
1 Рис. 1.4. План Каховского комплексного гидроузла на Днепре / _ русловая земляная плотина; 2 — водосливная плотина; 3 — здание ГЭС; 4 — судоходный шлюз; 5—волнолом; 6 — левобережная земляная плотина; 7 — водозабор для орошения 2—339 17
Таблица 1.1. Основные характеристики действующих каналов Наименование Год по- стройки первой очереди Расход, м8/с Длина, км Высота подъема, м Каракумский 1976 380 1100 Каховский магистральный 1970 370 125 24 Южный Голодно-Степский 1960 300 126 — Северо-Крымский 1963 277 400 114 Большой Ферганский 1939 210 270 — Большой Ставропольский 1957 180 475 — Каршинский магистральный 1973 175 165 130 Днепр — Донбасс 1975 120 263 63 Иртыш — Караганда 1972 75 458 418 земель. Эти возможности почти полностью реализованы в Средней Азии, в значительной части на Украине, в Крыму, Поволжье, на Северном Кавказе и Закавказье. Создание крупных водохранилищ при гидроэлектростан- циях позволило существенно улучшить систему водо- снабжения промышленных предприятий, городов и по- селков, повысить гарантированность водоснабжения. На эти цели из водохранилищ ГЭС используется ежегодно ориентировочно до 15 млрд, м3 воды. Для водоснабже- ния и орошения построены каналы Каракумский, Ир- тыш— Караганда, Каршинский, Северо-Крымский, Днепр — Донбасс, Большой Ставропольский и др. с большим числом насосных станций; строятся Саратов- ский, Волга — Урал, Дунай — Днепр, Эльхотовский и др. (табл. 1.1). Наибольшую длину 1100 км и расход 380 м3/с имеет Каракумский канал, наибольшую высоту подъема во- ды — 418 м — канал Иртыш — Караганда. Самой мощной — 108 МВт — является Каховская насосная станция. Велика роль водохранилищ крупных ГЭС и для за- щиты территорий и народнохозяйственных объектов от наводнений. Практически исключен немалый ущерб, на- носимый ежегодно наводнениями на Волге и Днепре. После создания водохранилища Мингечаурской ГЭС с высокой степенью гарантии предотвращена угроза на- воднений в пойме р. Куры. Водохранилища Зейской и строящейся Бурейской ГЭС предотвращают угрозу на- воднений в пойме рек Зеи и Бурей и уменьшают навод- 18
нения в бассейне р. Амура. В целом по стране водохра- нилища ГЭС уменьшают ущерб от наводнений в среднем на 100 млн. руб. в год. Интенсивными темпами растет уровень освоения бе- регов и водных пространств водохранилищ в рекреаци- онных целях. По ориентировочным данным института Гидропроект, на водохранилищах имеется около 100 тыс. мест для длительного отдыха. По перспективной оцен- ке только на водохранилищах Волжского и Днепровско- го каскадов ГЭС количество мест длительного отдыха может составить 400—450 тыс. В результате гидротехнического строительства в ни- зовьях зарегулированных рек произошли существенные изменения естественных условий, что неблагоприятно от- разилось на воспроизводстве рыбных запасов и особенно проходных рыб ценных пород. Принимаемые меры по борьбе с этим негативным явлением еще не привели к его полной ликвидации. Вместе с тем при плотинах стро- ятся рыбопропускные сооружения для прохода рыб на естественные нерестилища, на водохранилищах создают- ся искусственные нерестилища, строятся рыбозаводы для воспроизводства ценных пород рыб, специальные пруды для рыбоводства, используются пруды-охладите- ли при конденсационных электростанциях для разведе- ния теплолюбивых пород рыб. Осуществляются другие мероприятия, способствующие росту рыбных запасов, ко- торые позволят при надлежащей организации дела по- высить рыбопродуктивность водохранилищ до 1,5— 2 млн. ц/год. В частности, ежегодные уловы рыбы на за- регулированном участке Днепра уже превысили в 3 ра- за размеры уловов, получаемых до строительства водо- хранилищ. Орошение засушливых и недостаточно увлажненных земель является основой устойчивых урожаев и имеет важное значение в решении Продовольственной про- граммы. В нашей стране более 60 % пашни и около 70 % всех сельскохозяйственных угодий расположено в засуш- ливых районах [4]. Большое значение имеют также осу- шение земель в зоне избыточного увлажнения. В 1983 г. площадь орошаемых земель составила 19 млн. га, а осу- шенных—14 млн. га. Эти земли дали !/з растениеводче- ской продукции. На орошаемых землях выращивается весь хлопок и рис, 75 % овощей и 50 % плодов и вино- града [4]. Протяженность оросительных сетей состав- 2* 19
ляет 700 тыс. км, построено 5 тыс. насосных станций. С 1966 по 1984 г. на цели мелиорации направлено око- ло 115 млрд. руб. капитальных вложений. Грандиозные задачи мелиорации 'земель намечены в принятом ЦК КПСС и Советом Министров СССР постановлении «О долговременной программе мелиорации, повышении эффективности использования мелиорированных земель в целях устойчивого наращивания продовольственного фонда страны» [4]. В 1986—1990 гг. за счет государст- венных капитальных вложений намечено ввести в экс- плуатацию 3,34 млн. га орошаемых и 3,6 млн. га осушен- ных угодий, улучшить техническое состояние ороситель- ных систем на площади 5,5 млн. га и магистральных водоводов сельскохозяйственного назначения протяжен- ностью 15,85 тыс. км. На 1986—1990 гг. лимит капиталь- ных вложений на мелиорацию земель и их сельскохозяй- ственное освоение установлен в 50,4 млрд. руб. О мас- штабе этой цифры можно судить по тому, что в настоя- щее время ввод в эксплуатацию каждого нового гектара орошаемых земель с затратами на их освоение составля- ет в среднем 5 тыс. руб. [4]. К 2000 г. намечено расши- рить площадь орошаемых земель до 30—32 млн. га, а осушенных — до 19—21 млн. га. Увеличение в 1,6—1,7 раза площади орошаемых земель не только значительно повысит водопотребление, но и потребует решительного сокращения потерь воды. Необходимо учитывать, что в ряде случаев, особенно при нерациональных режимах по- дачи воды на орошаемые земли, происходит засоление и заболачивание земель, поэтому необходимо создание методов комплексного регулирования водно-солевого ре- жима почв. В постановлении намечено завершить строительство первого этапа переброски части стока северных рек и озер в бассейн р. Волги (рис. 1.6), части стока р. Волги в бассейны рек Дона, Кубани, Терека (строительство 2-й очереди канала Волга — Дон, Ростов — Краснодар и Волга — Чограй) и р. Оби в р. Карасук и оз. Чаны, при- ступить к созданию водохозяйственного комплекса кана- ла Дунай — Днепр и завершить строительство Днепров- ско-Бугского гидроузла и разработку проекта канала Сибирь — Средняя Азия (рис. 1.7). Развитие водного хозяйства требует больших капи- тальных вложений (табл. 1.2). Из 118 млрд. руб. приходится, млрд, руб.: на водо- 20
Таблица 1.2. Основные фонды водного хозяйства, млрд. руб. [6] Отрасль 1970 1975 1980 Сельское хозяйство 11,2 28,8 42,8 Промышленность (без гидроэнергети- 13,8 22,7 38 ки) Жилищно-коммунальное хозяйство 7 11 16,3 Гидроэнергетика 7,3 10,4 14,3 Речной транспорт 1,7 1,8 2,5 Рыбное хозяйство 0,3 0,6 1 Межотраслевые и прочие мероприятия 1,3 1,6 2,8 Всего (с округлением) 43 77 118 проводы, включая городские, — 32; на каналы магист- ральные оросительные и др., а также создание искусст- венных водоемов—27; на канализационные и очистные сооружения — 26; на регулирование стока, включая гид- роэнергетику— 18; на оборотную систему водоснабжения в промышленности—5; на защиту от вредного воздейст- вия воды и прочие мероприятия и объекты—10. При комплексном использовании водных ресурсов не- обходимо согласовывать противоречивые требования во- допотребителей и водопользователей к режиму расходов и уровней воды в реках (рис. 1.8). Для большинства во- допотребителей потребность в воде в течение суток ос- тается более или менее постоянной, снижаясь для неко- торых из них, например коммунальных потребителей, в ночные часы. В зимние месяцы наиболее целесообразным для гидроэлектростанций является резко переменный режим работы с остановкой ГЭС на ночь (рис. 1.9). Для ГЭС без водохранилищ или с водохранилищами годично- го регулирования стока в полноводные месяцы преобла- дающим является постоянный в течение суток и недель режим работы с полной пропускной способностью всех турбин, т. е. постоянной мощностью. При обосновании режима регулирования расходов воды комплексного гидроузла необходимо преодолевать ведомственные разногласия, добиваясь получения наи- большего народнохозяйственного эффекта. В ряде слу- чаев противоречия между водопотребителями и водо- пользователями решаются постройкой ниже гидроузла 21
Рис. 1.6. Вариант переброски части стока северных рек в бассейны Волги и Днепра на юг 1 — направление переброски стока; 2 — построенные гидроузлы с ГЭС; 3 — проектируемые ГЭС; 4 — гидроузлы; 5 — гидроузлы с насосными станциями;; 6 — построенные каналы; 7 — проектируемые каналы с крупной ГЭС контррегулирующего водохранилища с небольшой гидроэлектростанцией, которое выравнивает поступающий от крупной гидроэлектростанции перемен- 22
Рис. 1.7. Вариант переброски части стока сибирских рек в Среднюю Азию и Казахстан 1 — направление переброски; 2 — построенные гидроузлы; 3—проектируемые гидроузлы; 4 — проектируемые каналы; 5 — гидроузлы с насосными станци- ями ный в течение суток расход воды. Например, на Енисее ниже Саяно-Шушенской ГЭС построено контррегулиру- ющее Майнское водохранилище с небольшой гидроэлек- тростанцией, которая пропускает в нижний бьеф посто- янный в течение суток расход воды. На р. Сулак ниже Чиркейской ГЭС строится контррегулирующее Миатлин- ское водохранилище с гидроэлектростанцией, которое обеспечивает равномерную подачу воды в нижний бьеф при резко переменном режиме работы Чиркейской ГЭС. Развитие отдельных направлений комплексного ис- пользования водных ресурсов осуществляется весьма неравномерно. Так, в течение нескольких лет после вво- да ГЭС в эксплуатацию и по мере роста пиков суточного графика электрической нагрузки возрастает используе- мая мощность ГЭС, но затем с освоением площади на- меченных к орошению земель выработка электрической 23
м е с я ц ы I \п\ш 2F|F J|Z7 |ZZ7 а) ’Ш// Ч/Ш-. б) ПП111111111 ffillllllllllllllllZ llllllllllllllll в) г) жж жж В) F777 77777777У W,V/// W//////7. е) imiiiuiiiiumium 1 \S Ж 3) IIHIIIHlI II1IIIIIIIII1 IIUHHIIIF UUIIIIIIIIIII Рис. 1.8. Сезонные режимы недо- потребления а — промышленность; б — комму- нальное хозяйство; в — орошение (--------водопотреблен не для промывки оросительной сети); г — гидроэнергетика (-----использо- вание воды в половодье при отсут- ствии водохранилищ многолетнего и полного годичного регулирования стока); д — теплоэнергетика; е — водный транспорт и лесосплав; ж — здравоохранение и водный спорт; з — рыбное хозяйство энергии снижается. Водо- потребление неэнергетп- ческими потребителями (орошение, водоснабже- ние) иногда превышает предусмотренное проек- том. Например, в связи с увеличением водозабора для орошения из верхне- го бьефа Каховской ГЭС значительно снизилась по Рис. 1.9. Суточный режим работы ГЭС и ТЭС объединенной энерго- системы в зимний период (а) и среднесуточная мощность ГЭС (б) О Ч 8 12 16 200 Ч 8 12 16200 Ч 8 12 16 20 0 Ч 8 12 1620 0 4 8 1216 20244 Четверг Пятница Суббота Воскресенье Понедельник? 24
сравнению с проектной и продолжает уменьшаться ее выработка электроэнергии. 1.2. Структура водного хозяйства в СССР Современное водное хозяйство тесно связано со все- ми отраслями народного хозяйства и охватывает прак- тически всю территорию страны. Интенсивное водополь- зование, частичное ухудшение качества воды и истоще- ние ее источников в наиболее развитых районах страны привели к необходимости регулирования водного стока и потребления воды, очистки и отведения стоков в ши- роких масштабах. В современных условиях водное хозяйство страны формируется в виде сложной иерархической структуры, верхней ступенью которой является Единая водохо- зяйственная система СССР (ЕВХС). Эта си- стема должна объединять крупнейшие природные ис- точники водных ресурсов по всей территории страны и осуществлять их регулирование и распределение между основными регионами. При формировании ЕВХС решаются технические, эко- номические и организационные проблемы. Технические проблемы обусловлены территориальным перераспреде- лением водного стока между крупнейшими регионами страны, например переброской части стока крупнейших рек Сибири в европейскую часть СССР, что потребует привлечения огромных материальных и трудовых ресур- сов. Одним из первых этапов создания ЕВХС СССР яви- лось формирование водного хозяйства как отдельной от- расли путем централизации управления водохозяйствен- ными системами и объектами в использовании и охране водных ресурсов. Основными функциями отрасли явля- ются: 1) учет количества и качества вод в крупнейших во- доемах и водотоках; 2) прогнозирование развития водного хозяйства с уче- том изменений природной среды и основных тенденций социально-экономического развития и научно-техничес- кого прогресса; 3) формирование крупных программ водохозяйствен- ного строительства на основе централизованного финан- сирования; 25
4) обеспечение всех отраслей народного хозяйства во- дой, удовлетворение их требований в пределах рацио- нального использования; 5) осуществление контроля за состоянием и качест- вом вод в процессе их использования, очистки и отведе- ния. Формирование ЕВХС с централизованным управле- нием отрасли является основной задачей будущего раз- вития водного хозяйства. Следующей ступенью являются региональные водохозяйственные системы (РВХС). Они формируются в пределах отдельных регионов страны и объединяют объекты и системы крупнейших водотоков и водоемов. Управление и регулирование водных систем в РВХС осуществляются за счет межбассейнового пере- распределения водных ресурсов. В СССР выделены три основных региона: европей- ская часть; Западная Сибирь, Казахстан и Средняя Азия; Восточная Сибирь и Дальний Восток. В настоящее время формируется РВХС европейской части СССР. Территориальное перераспределение речно- го стока проводится по системе каналов: им. /Москвы, Сев. Донец — Донбасс, Днепр — Кривой Рог, Днепр — Крым и др. Общий объем переброски водного стока со- ставляет 25—30 км3/год. В европейской части СССР имеется развитая глубоководная транспортная система, включающая каналы: Беломорско-Балтийский, Волго- Донской и им. Москвы, которые связывают между собой крупнейшие реки, озера и моря. Учитывая неравномер- ное распределение ресурсов пресной воды по территории европейской части страны и интенсивное развитие водо- емких производств, коммунальных хозяйств, орошаемого земледелия в южной части региона, намечена переброс- ка части стока северных рек в бассейн Волги, волжской воды — в Дон по трассе Волго-Донского канала, а так- же другие мероприятия по повышению водообеспечен- ности Москвы, Донбасса, Крыма, Заволжья и Урала. Об- щий объем перераспределения стока в районах европей- ской РВХС составит 60—70 км3/год. Региональная водохозяйственная система в Запад- ной Сибири, Казахстане и Средней Азии начнет форми- роваться при осуществлении первых этапов переброски части стока сибирских рек Оби и Иртыша в южную часть этого региона — бассейн Аральского моря. Терри- 26
ториальное перераспределение речного стока в таких масштабах позволит расширить влияние водного хозяй- ства на развитие орошаемого земледелия и водного транспорта. Общий объем перераспределения водного стока в этой РВХС составит на первом этапе 25— 30 км3/год. Создание РВХС в восточных районах страны будет осуществляться по мере развития экономики это- го региона. Бассейновые водохозяйственные сис- темы (БВХС) создаются в пределах водосборного бас- сейна рек. Как правило, основой для их формирования являются каскады водохранилищ на реке и ее притоках. Основной задачей бассейновой ВХС является регулиро- вание водного стока с целью удовлетворения требова- ний водопользователей при соблюдении условий рацио- нального водопотребления. Практически на всех круп- нейших реках Южного склона территории европейской части СССР созданы каскады водохранилищ, позволя- ющие осуществлять многолетнее и годичное регулирова- ние водного стока. Их общая регулирующая емкость составляет 150 км3. Наиболее развитые водохозяйствен- ные системы созданы в бассейнах рек Волги и Камы, Днепра, Дона, Днестра, Даугавы и др. В табл. 1.3 и 1.4 приведены характеристики водохранилищ крупнейших ВХС в Волжско-Камском бассейне и на Днепре. Ведет- Таблица 1.3. Основные характеристики водохранилищ бассейновых ВХС на Волге и Каме Водохранилище Год начала эксплуатации Объем, км? полный полезный р. Волга Иваньковское 1937 1,1 0,8 Угличское 1940 1,3 0,8 Рыбинское 1941 25,4 16,6 Горьковское 1955 8,7 3,9 Чебоксарское 1981 13,9 5,7 Куйбышевское 1955 58 36,4 Саратовское 1967 12,9 1,7 Волгоградское 1958 31,5 8,2 р. Кама Пермское 1954 12,2 9,8 Воткинское 1961 9,4 3,7 Нижнекамское 1978 13 4 21
Таблица 1.4. Основные характеристики водохранилищ бассейновой ВХС на Днепре Водохранилище Год начала эксплуатации Объем, км3 полный полезный Киевское 1964 3,7 1,2 Каневское 1974 2,6 0,3 Кременчугское 1961 13,5 9 Днепродзержинское 1964 2,5 0,3 Днепровское 1933 3,3 0,8 Каховское 1956 18,2 6,8 ся интенсивное строительство водохранилищ на реках Кубань, Терек, Сулак, Кура, Ингури, Южный Буг. Со- здание развитых бассейновых систем на этих реках по- зволит довести суммарный объем регулирующих водо- хранилищ до 200 км3. Практически все БВХС в европейской части СССР имеют комплексное значение. (На рис. 1.10 показана БВХС на р. Сулак в Дагестане, включая планируемую переброску части стока в смежный бассейн р. Терека.) Крупные БВХС создаются также на юге срединного ре- гиона страны: на реках Вахш, Амударья, Нарын и др. (рис. 1.11). В Восточной Сибири сооружается один из самых крупных в мире каскадов водохранилищ в бас- сейнах рек Енисея и Ангары. Водохозяйственные комплексы (ВХК) образуются, как правило, на базе комплексных гидроуз- лов и являются основными составляющими элементами БВХС. Водопользование в пределах ВХК осуществля- ется в верхнем и нижнем бьефах комплексного водохра- нилища. Основной задачей ВХК является регулирование стока реки с целью согласованного удовлетворения во- допотребностей промышленности, энергетики, сельского хозяйства (орошение), водного транспорта и коммуналь- ного хозяйства. Важнейшей функций ВХК являются: ох- рана природы в зоне влияния гидроузла, обеспечение попусков воды для поддержания гидробиологического режима водотока, регулирования уровня подтопления земель, выполнение необходимых санитарно-гигиеничес- ких требований при эксплуатации водохранилища и в нижнем течении реки. На нижней ступени иерархической структуры водо- хозяйственных объектов и систем находятся о т р а с л е- 28
Рис. 1.10. Бассейновая водохозяй- ственная система на р. Сулак Я^Ор — водопользование для целей орошения; И7ВС — водоснабжение промышленности и населения; — попуск воды для рыбного хозяйства Рис. 1.11. Комплексная водохозяй- ственная система в бассейнах рек Амударьи и Вахша с планируемой переброской части стока сибирских рек WOp — водопользование для целей орошения; U?BC — водоснабжение промышленности и населения; 1^п — попуск воды в Аральское море; V п— планируемая переброс- ка стока вне водопользователи, которые потребляют воду или используют водную среду. К особому разряду водо- пользователей относятся природные системы и комплек- сы. Основной задачей ВХК и водохозяйственных систем является рациональное удовлетворение требований во- допользователей и обеспечение качества воды в услови- ях неравномерного стока. 1.3. Основные технико-экономические показатели гидротехнических сооружений и объектов Основными гидротехническими соору- жениями являются плотины, водопропускные (гунне- 29
ли, каналы) и водосбросные сооружения, здания гидро- электростанций, шлюзы, порты и т. д. Водохозяйственные объекты создаются гидротехническими сооружениями, например водохрани- лище на реке образуется плотиной. Но гидротехническое строительство может иметь и самостоятельное значение, например, строительство морских портов, подпорных сте- нок набережных, укрепление берегов вдоль рек от раз- мыва, гидротехнических сооружений на шельфе, селеза- щитные сооружения и т. д. Совокупность взаимосвязанных гидротехнических со- оружений называется гидроузлом. При энергетичес- ком использовании водных ресурсов на реке строят энергетический гидроузел, в состав которого входят: плотина, гидроэлектростанция, водохранилище и водо- сбросные сооружения или каскад гидроузлов с упомяну- тыми сооружениями. При использовании реки для реч- ного транспорта на ней строят транспортный гидроузел и порт. В состав гидроузла входят: плотина, шлюз иди судоподъемник и водосбросные сооружения. Для мор- ского транспорта основным сооружением является порт. При комплексном использовании водных ресурсов на реке строят комплексный гидроузел многоотрас- левого назначения, в состав которого входят: плотина с водосбросом и водохранилище, здание гидростанции, судоходный шлюз или судоподъемник, водозабор для орошения, водоснабжения, рыбоход и т.д. Гидроузел вместе с водохранилищем, зданиями и по- мещениями управления, вспомогательными сооружения- ми (гаражами, складскими помещениями и т. д.) назо- вем водохозяйственным объектом. При одноотраслевом использовании водных ресурсе в водохо- зяйственный объект может быть энергетические, водно- транспортным, оросительным, водсснабженческим и т.д. Комплексным водохозя и ст в е иным объ- ектом будем называть комплексный гидроузел с вхо- дящими в него отраслевыми сооружениями (гидроэлект- ростанцией, судоходным шлюзом и т. д.), управленчес- кими и вспомогательными помещениями, которые могут возводиться отдельно для каждого участника комплекса или быть общими. Водохозяйственный комплекс (ВХК) об- разуется на базе комплексного гидроузла и сопутствую- щих объектов. Комплексный гидроузел состоит из общих 30
и отраслевых сооружений. Общими для всех участников ВХК являются подпорные сооружения (плотина, дам- ба), водохранилища и сооружения, регулирующие рас- ход воды (водосливы, водосбросы и т. п.). Отраслевыми сооружениями комплексного гидроузла считаются: гид- роэлектростанция, судоходный шлюз, водозаборы для орошения, водоснабжения, рыбопропускные сооружения и т. д. Сопутствующие объекты осуществляют техноло- гические связи между гидроузлами и системами народ- ного хозяйства. К этим объектам относятся: линии элек- тропередачи от ГЭС до приемной подстанции, магист- ральные и оросительные каналы, трубопроводы водоснабжения и т. п. Состав участников комплексного использования вод- ных ресурсов должен быть экономически обоснован. В ВХК не должны включаться те водопользователи, по- требности которых можно более экономично удовлетво- рить вне данного водохозяйственного комплекса. Эффек- тивное решение проблемы рационального использова- ния водных ресурсов, выбор оптимальных параметров и режима работы комплекса возможны только на основе глубокого и всестороннего анализа широкого круга во- просов с учетом перспектив развития народного хозяй- ства и отдельных его отраслей в пределах того района, где ВХК оказывает свое влияние. Основной задачей при эксплуатации водохранилища ВХК является регулирование водного стока для удов- летворения потребностей предприятий-водопользовате- лей— гидроэнергетики, промышленного и коммунально- го назначения, орошения, водного транспорта. Между гидроэнергетикой и водным транспортом име- ются следующие основные противоречия: для ГЭС наи- больший расход воды требуется в зимний период, когда потребность в электроэнергии бывает максимальной; для судоходства же на не подпертых плотинами участ- ках рек наибольшие расходы приходятся в навигацион- ный период для обеспечения возможно больших судоход- ных глубин. На этих участках рек в течение суток коле- бания уровней воды должны быть минимальными, т. е. поступление воды в реку от вышерасположенной ГЭС должно быть по возможности выравнено в течение су- ток. При обосновании схемы водопользования в ВХК сле- дует также учитывать потребности природных комплек- 31
сов: пополнение водой истощенных водоемов и водото- ков; попуск воды для разбавления промышленных, бытовых и сельскохозяйственных стоков; выполнение ус- ловий регулирования стока для поддержания необходи- мого гидробиологического, гидрохимического, санитарно- гигиенического стояния водной системы. Основными производственными и эконо- мическими характеристиками объектов явля- ются: производственная мощность, количество произво- димой продукции и ее себестоимость. Для гидроэлектро- станций— это установленная мощность, МВт или кВт; среднегодовая выработка электроэнергии, кВт-ч; себе- стоимость электроэнергии, коп/кВт-ч. Для судоходного шлюза — это габариты камеры (длина, ширина, глубина на короле), пропускная способность, т/год, себестои- мость шлюзования, руб/т. Для орошения — это расход воды, м3/с; орошаемая площадь; состав сельскохозяйст- венных культур. Для плотины — это высота, создавае- мый напор, тип и объем тела плотины (бетонная, гра- витационная, железобетонная, арочная, плотина из мест- ных материалов), объем, м3. Для морского порта — это грузооборот, длина причалов (причальной линии), себе- стоимость переработки грузов, руб/т. Для гидротехни- ческого и водохозяйственного строительства используют следующие экономические показатели: К — капитальные вложения, т. е. полная сто- имость строительно-монтажных работ по возведению со- оружения, объекта или комплекса, включая стоимость всего технологического оборудования, руб. Существуют понятия о величине капитальных вложений по годам строительства, отдельным видам работ и т. д.; основные производственные фонды дей- ствующего предприятия или объекта, представляющие полную балансовую стоимость сооружения и оборудова- ния, руб.; Пр — продукция, ежегодно производимая отдель- ным объектом или всем водохозяйственным комплексом (вырабатываемая электроэнергия, кВт-ч; количество перевезенного груза, т-км; урожайность и т. д.); &уд— удельные капиталовложения: опреде- ляются отношением капиталовложений к установленной мощности или производимой продукции, т. е. представ- ляют капиталовложения, приходящиеся на единицу мощности или продукции (табл. 1.5); kN=K/N— удель- 32
ные капиталовложения в сооружение или комплекс со- оружений; широко используются также £э=/(/3-100; kM=K/M (где Э — среднегодовая выработка энергии; М — масса переработанного в порту груза) и т. д. Удель- ные капиталовложения имеют размерность: руб/кВт; коп/кВт-ч; т-км; руб/т; И — ежегодные расходы (издержки) по эксплуатации отдельного объекта или всего водохозяй- ственного комплекса; складываются из прямых эксплуа- тационных расходов (заработной платы эксплуатацион- ному персоналу, стоимости сырья, материалов, текущего ремонта и т. д.) и отчислений на амортизацию (реновацию, т. е. на полное восстановление сооружений и оборудова- ния и на капитальный ремонт), руб/год. Ежегодные из- держки равны себестоимости С годового выпуска про- дукции; С — себестоимость годового выпуска продукции, руб/год; с — себестоимость производства единицы продукции; определяется отношением полных ежегодных расходов (издержек, включая отчисления на амортизацию) к производимой продукции (для энерге- тики— к выработке электроэнергии), коп/кВт-ч. На ГЭС ежегодные издержки практически одинаковы, а выработка электроэнергии изменяется в зависимости от водности года, соответственно изменяется и себестои- мость электроэнергии: в многоводные годы она ниже, а в маловодные — выше среднемноголетней; Ц — стоимость годового выпуска продук- ц и п, производимой водохозяйственным комплексом или отдельным объектом, в оптовых ценах предприятия, руб/год; для энергетики подсчитывается по тарифам на электроэнергию, для сельского хозяйства — по закупоч- ным ценам. Стоимость годового выпуска продукции представляет собой валовый доход, который в ряде слу- чаев обозначается Д, руб/год; П=Щ — И)—годовая прибыль, или чистый доход водохозяйственного комплекса или отдельного объекта, руб/год (более подробно см. гл. 2, 3, 4 и 5). Важнейшей характеристикой строящегося объекта является экономическая эффективность капитальных вложений. Она определяется экономией ежегодных из- держек (снижением себестоимости продукции), или прибылью, получаемой от реализации продукции. Пока- з-339 зз
Таблица 1.5. Удельные капиталовложения по основным гидроузлам Наименование ГЭС Тип ГЭС Установ- ленная мощность, МВт На Волге Горьковская Русловая 520 Чебоксарская Русловая совмещенная 1400 Саратовская То же 1350 Волжская им. XXII съезда КПСС » 2540 Волжская имени Ленина » 2300 Воткинская, р. Кама Русловая 1000 Киевская, р. Днепр Русловая совмещенная 350 Плявинская, р. Даугава То же 825
Среднегодо- вая выработ- ка энергии Э , ср-год 10° кВт-ч Макси- мальный ^макс’ м Удельные капитало- вложения руб/кВт коп/кВт • ч 1,5 18 340 12 3,5 18,9 300 6,3 5,4 14,7 310 8,9 11,1 27 220 5,3 11 30 300 6,3 2,3 23,5 184 7,9 0,64 11,8 209 11,9 1,54 40 93 5
На Ангаре Иркутская Братская Приплотинная Усть-Илимская На Енисее Саяно-Шушенская Приплотинная Красноярская » Зейская, р. Зея » Нурекская, р. Вахт » Токтогульская, р. Нарын » Чиркейская, р. Сулак » Чарвакская, р. Чирчик » Гюмушская, р. Раздан Деривационная Ингурская, р. Ингури Смешанная подземная Татевская, р. Воротан Деривационная наземная Примечание: В таблице указаны значения удельных сл в эксплуатацию. 662 4,1 4500 22,6 4320 21,9 6400 23,5 6000 20,4 1290 4,9 2700 11,2 1200 4,4 1000 2,5 600 2 224 0,87 1300 5,4 157,2 0,6 32 106 90 222 101 98 275 186 207 148 290 404 576 192 3,1 133 2,7 112 1,9 111 2,5 98 2,9 211 6,4 160 3,8 167 4,6 180 7,3 185 5,1 205 5,3 334 10,1 286 7,6 капитальных вложений на момент сдачи сооружения
затели, характеризующие экономическую эффективность капитальных вложений, приведены в гл. 4 и 5. Примеры практического определения этих показателей даны в гл. 13 и 17. 1.4. Организация проектирования и задачи технико-экономических расчетов Непосредственному проектированию отдельных во- дохозяйственных объектов предшествует разработка региональной схемы развития и размеще- ния объектов всех отраслей народного хозяйства по экономическим районам и союзным республикам, в ко- торой определяются перспективы развития экономики на 15 и более лет с последующим их уточнением в пяти- летних планах развития народного хозяйства. Для отраслей, связанных с интенсивным использованием при- родных вод, составляют схемы комплексного ис- пользования и охраны водных ресурсов. В них определяются задачи и основные технико-эконо- мические показатели развития водного хозяйства на основе комплексного и рационального использования вод- ных ресурсов в сочетании с оптимальным развитием и территориальным размещением водопользователей. На основе схем комплексного использования и охраны вод- ных ресурсов определяется перечень водохозяйственных объектов, рекомендуемых для включения в план проек- тирования и строительства. В зависимости от масштабов и назначения различают генеральные, межбассейновые и бассейновые схемы комплексного использования вод« ных ресурсов: Генеральные схемы разрабатывают для всей территории страны. На основе анализа баланса потреб- ности и наличия водных ресурсов намечают основные мероприятия по обеспечению водой населения, энергети- ки, транспорта, промышленности, сельского хозяйства и др. При этом водный фактор рассматривается как один из определяющих при решении вопроса о развитии и раз- мещении отраслей народного хозяйства. В генеральной схеме дается оценка капитальных вложений в наиболее крупные водохозяйственные мероприятия, определяется очередность их осуществления и намечаются проектно- изыскательские работы, необходимые для планового развития водохозяйственного строительства. Me ж бассейновые схемы разрабатывают для 36
переброски водного стока из одного бассейна в другой, например, части стока сибирских рек — в Среднюю Азию и Казахстан, северных рек и озер — в Волгу. При разра- ботке этих схем приходится решать большой комплекс экологических, социальных и экономических проблем как для районов изъятия водного стока, так и для райо- нов его потребления (на трассе каналов и на основных территориях). Экономическая эффективность и экологи- ческие последствия переброски стока имеют определяю- щее значение при решении вопроса о целесообразности осуществления проектов. Необходимо экономическое обоснование объема стока, сроков строительства, направ- ления трассы переброски стока и его использования в разных регионах страны. Бассейновые схемы разрабатывают для от- дельных бассейнов рек, озер и морен. Основной технико- экономической задачей для создания рациональной схе- мы является оптимальное распределение воды между во- допользователями. Главным критерием для решения этой задачи служит максимум социально-экономического эф- фекта при минимуме затрат. Оптимальная схема разви- тия бассейнового водопользования является основой для планирования строительства пли реконструкции водохо- зяйственных объектов и отбора первоочередных из них. Проектирование намечаемых к строительству крупных водохозяйственных объектов осуществляется в два этапа с использованием систем автоматизированно- го проектирования (САПР) (см. гл. 18). На первом этапе разрабатывают технико-экономическое обосно- вание объекта (ТЭО). Для комплексного гидроузла в ТЭО предусматривают устройство наиболее эффектив- ных отраслевых сооружений, например, плановое и вы- сотное размещение водозаборов для промышленного и бытового водоснабжения, а также оросительных систем для сельского хозяйства; устройство сквозного или пе- ревалочного способа речного судоходства: использование схемы водной энергии (плотинной или деривацион- ной); способ ведения рыбного хозяйства и т. п. Прово- дятся технико-экономическое обоснование и выбор под- порной отметки и объема водохранилища, типа плотины и водосбросных сооружений, мощности предприятий отраслевых водопользователей (ГЭС, водоводов для ме- лиорации и водоснабжения, рыбозаводов и т. п.); наме- чается компоновка сооружений и их тип. Экономическая 37
часть ТЭО содержит обоснование потребностей в мате- риальных и трудовых ресурсах, определяет расчетную сметную стоимость строительства и экономическую эф- фективность капитальных вложений. Для комплексных гидроузлов решается задача распределения общих за- трат между отраслевыми водопользователями. Особое внимание при разработке схем использования водных ресурсов должно уделяться вопросам охраны природной среды: поддержанию качества воды, регули- рованию речного стока с учетом выполнения необходи- мых гидробиологических условий, уменьшению подтоп- ления и затопления прилегающих территорий и т. п. Утвержденное технико-экономическое обоснование водохозяйственного объекта, составленное на основе схемы комплексного использования и охраны водных ресурсов, является основанием для включения объекта в план проектных работ и в отдельных случаях для на- чала подготовительных работ к строительству объекта. На втором этапе проектирование осуществля- ется в две стадии: 1) составляется проект со сводным сметным расчетом стоимости по основному объекту и вспомогательным сооружениям; 2) составляются рабо- чие чертежи для строительства. Для технически несложных объектов проектирова- ние проводится в одну стадию — составляется рабочий проект со сводным финансовым расчетом. Проект сос- тавляется на основании задания на проектирование, по- лучаемого от заказчика. Процесс проектирования начинается с выбора ство- ра или площадки под сооружения, который осуществля- ет специальная комиссия в составе представителей всех заинтересованных организаций. Для составления проекта гидроузла проводят де- тальные инженерно-геологические, гидрологические, ге- одезические, экономические изыскания, обследование зоны затопления я определяют затраты на создание и освоение водохранилища. Для крупных водохранилищ ведут археологические изыскания, а в проекте преду- сматривают мероприятия по сохранению памятников старины. Для обоснования проекта выполняется боль- шой комплекс научно-исследовательских работ и лабо- раторных исследований. В проекте окончательно уста- навливаются параметры комплексного гидроузла (нормальный подпорный уровень — тип плотин и водо- 38
сбросов, емкость или объем водохранилища и всех его отраслевых сооружений (ГЭС, шлюза, водозаборов для орошения и водоснабжения, рыбного хозяйства и т. д.); принимается оборудование, согласованное с заводами- изготовителями; определяются необходимые ресурсы, средства механизации и сроки строительства. Экономическая часть проекта — содержит сводный сметный расчет стоимости, обоснование эконо- мической эффективности капиталовложений и определе- ние технико-экономических показателей: удельных капи- таловложений, себестоимости продукции, удельных тру- дозатрат и др. Для комплексных водохозяйственных объ- ектов проводится тщательное экономическое обоснование распределения капитальных вложений и ежегодных из- держек производства между всеми водопользователями,, по которому устанавливается их долевое участие в фи- нансировании строительства и эксплуатации комплекс- ных сооружений. Стоимость объекта, определенная про- ектом, является лимитом на весь период строительства. Применение достижений науки и техники, а также внедрение результатов научных исследований, проводи- мых при разработке проекта, должны быть направлены на экономию финансовых и материальных ресурсов и повышение качества продукции. Результатом проектирования является проектная до- кументация, которая служит основой строительства объ- ектов и сооружений и финансовых расчетов между за- казчиком и подрядными организациями. Проектами предусматривается также составление правил экс- плуатации вновь создаваемых пли реконструируемых объектов водного хозяйства, включая мероприятия по охране вод и природных комплексов. Состав, содержа- ние и стадии уникальных проектов межбассейновой пе- реброски водного стока определяются специальными ре- шениями. В этих проектах исключительное внимание должно уделяться решению социально-экономических и экологических проблем, а также внедрению новейшей техники для производства строительных работ. Экономическое обоснование строитель- ств а гидроузлов с гидроэлектростанциями ведется в со- ответствии с «Методическими указаниями по определе- нию экономической эффективности капиталовложений при проектировании гидроэнергетических объектов» и «Основными положениями по определению экономичес- 39
кой эффективности гидроэнергетических объектов», раз- работанными институтом Гидропроект [30]. В этих до- кументах приводится методика учета большинства фак- торов, необходимых для экономического обоснования гидроэнергетических объектов, в частности: приведение к сопоставимым условиям вариантов как по энергетиче- ским показателям, так и по показателям, связанным с комплексным использованием водных ресурсов; опреде- ление капиталовложений и ежегодных издержек, учиты- ваемых в расчетах эффективности, в том числе по гид- роэнергетическому объекту, сопутствующим мероприя- тиям, альтернативным объектам; определение экономии топлива от проектируемых ГЭС; распределение затрат на строительство ГЭС между участниками водохозяйст- венного комплекса; учет технико-экономических показа- телей альтернативных вариантов для различных райо- нов страны, замыкающих затрат1 на топливо и др. Вме- сте с тем в действующих документах отсутствуют реко- мендации по учету таких важных факторов, как возоб- новляемость гидроэнергетических ресурсов, влияние ГЭС и ГАЭС на качество электрической энергии, влияние строительства энергетических объектов на окружающую среду, изменение социальных условий. Требуется перио- дическая корректировка существующих нормативов в связи с изменением технико-экономических показателей альтернативных вариантов, затрат на топливную базу и замыкающих затрат на топливо. Следует ожидать, что совершенствование методики энергоэкономических расчетов повысит экономическую обоснованность гидроэнергетического строительства и будет способствовать расширению комплексного исполь- зования водных ресурсов. Процесс проектирования начинается с изысканий и выбора створа или площадки под сооружения, который осуществляет специальная комиссия в составе предста- вителей всех заинтересованных организаций. Обычно водохозяйственный объект поручают проек- тировать одной ведущей проектной организации, высту- пающей как генеральный проектировщик. Генерал ь- 1 Замыкающими называются затраты на самое дорогое топли- во для данного района, включающие стоимость его добычи и транс- портировку, которое необходимо для удовлетворения потребностей народного* хозяйства (энергетики, коммунального хозяйства, транс- порта). 40
н а я проектная организация может привлекать к выпол- нению специальных проектных и изыскательских работ другие (специализированные) организации. Например, ведущей организацией в области проектирования гидро- технических сооружений, гидроэлектростанций являет- ся институт Гидропроект Министерства энергетики и электрификации СССР, который, осуществляя гене- ральное проектирование, привлекает для участия в раз- работке проекта специализированные субподрядные ор- ганизации. В области гидромелиоративного и водохозяй- ственного строительства ведущей проектной организаци- ей является институт Гипроводхоз Министерства мелиорации и водного хозяйства СССР, в области мор- ского транспорта и портового строительства — институты. СоюзморНИИпроект и ЧерноморНИИпро- ект Минморфлота СССР, в области речного транспор- та — институт Гипроречтранс Минречфлота РСФСР. Головным проектным институтом по разработке гидро- технических сооружений нефтегазовых промыслов на шельфе является институт Гипроморнефтегаз Ми- нистерства газовой промышленности СССР. Для координации всех проектных работ по объекту в генеральной проектной организации из числа ведущих инженеров назначается главный инженер проекта. Для более широкого учета местных условий организуются группы рабочего проектирования, осуществляющие про- верку и привязку рабочих чертежей, а также выполняю- щие авторский надзор за работами. Финансирование затрат на проектно-изыскательские и научно-исследовательские работы, авторский надзор по строящимся объектам осуществляются заказчиком. По объектам, намеченным на перспективу, средства на эти работы предусматриваются в государственных пла- нах развития народного хозяйства. В строительстве установлен единый порядок рас- смотрения и утверждения проектно-сметной документа- ции в зависимости от значения строящегося предприя- тия. Согласно постановлению ЦК КПСС и Совета Мини- стров СССР от 30 марта 1981 г. и постановлению Совета Министров СССР от 28 января 1985 г., проекты и сметы на новое строительство промышленных предприя- тий и других объектов подвергаются государственной экспертизе: особо важные объекты —в Госстрое СССР, Госплане СССР и ГКНТ СССР, остальные — в госстро- 4f
ях союзных республик либо в министерствах и ведомст- вах СССР. В обязанности Госстроя СССР входит также осуществление выборочной проверки проектов и смет по объектам, утвержденным министерствами и ведомства- ми СССР. Установлено, что проекты на строительство предприятий, зданий и сооружений после прохождения соответствующей экспертизы утверждаются: а) Советом Министров СССР по представлению сове- тов министров союзных республик, министерств и ве- домств СССР — по особо важным стройкам, перечень ко- торых ежегодно представляют в Совет Министров СССР Госплан СССР и ГКНТ СССР; б) советами министров союзных республик, министер- ствами, комитетами и ведомствами — по стройкам смет- ной стоимостью свыше 4 млн. руб. ТЭО крупных и особо важных объектов рассматри- вают и утверждают в Госплане СССР. Типовые проекты, предназначенные для массового применения, утвержда- ются Госстроем СССР. Остальные типовые проекты ут- верждаются комитетами, министерствами и ведомства- ми по согласованию с Госстроем СССР. Строительство жилых зданий и подсобных предприятий в водохозяйст- венных комплексах осуществляется преимущественно (80—90%) по типовым проектам. Для основных же гидротехнических сооружений типовые проекты не полу- чили широкого распространения. Имеются типовые и повторно применяемые проектные решения для шлюзов, причальных стенок и некоторых других сооружений. Зна- чительный эффект в гидротехническом строительстве да- ет применение для групп сооружений, находящихся в сходных природных условиях, повторно применяемых унифицированных решений, особенно при каскадном строительстве ГЭС. ГЛАВА 2. СМЕТНАЯ СТОИМОСТЬ ОБЪЕКТОВ И КАПИТАЛЬНЫЕ ВЛОЖЕНИЯ 2.1. Понятие о сметах и сметной стоимости. Объем финансирования, возвратные суммы, капитальные вложения В процессе проектирования и строительства сооруже- ний необходимость определения стоимости строительст- ва возникает неоднократно, начиная с появления перво- 42
начальной идеи сооружения объекта на рассматриваемом участке водотока, когда определяют предположительную- стоимость по ориентировочным объемам предстоящих ра- бот, и кончая моментом завершения строительства,, когда подсчитывают фактическую стоимость (см. гл. 28).. На промежуточных стадиях проектирования объекта стоимость строительства определяют приближенно и вводят дополнительные затраты на неучтенные работы.. По мере накопления в процессе исследований и проекти- рования сведений и исходных данных, приближающихся к действительным условиям строительства, возрастают возможности на последующих стадиях проектирования более точно определить стоимость сооружения водохо- зяйственного объекта. Занижение или завышение рас- четной стоимости строительства проектируемого объекта недопустимо, так как это приводит к ошибкам в оцен- ке экономической эффективности объекта, а следователь- но, к неправильным выводам при планировании народ- ного хозяйства в целом. Сметная стоимость строительст- ва определяется сметой. Сметой называется расчет, определяющий общую сумму затрат в денежном выражении, необходимых для возведения зданий и сооружений водохозяйственного объекта. На основе сметных расчетов наряду с технико- экономическими показателями обосновываются решения об осуществлении строительства. Стоимость по смете должна максимально приближаться к фактической сто- имости строительства. Утвержденная сметная стоимость является лимитом на весь период строительства. Сметы и экономические расчеты должны полностью отражать размеры капитальных вложений (см. § 1.3) в строительство водохозяйственных комплексов и гидро- технических объектов, а также включать затраты, ком- пенсирующие затопление и подтопление территорий и объектов. Не менее важным является правильный учет вспомогательных работ, например устройство перемычек в русле реки, отвод воды из русла, водоотлив, дорожное строительство и т. д. Точность сметных расчетов зависит от полноты то- пографических и геологических исследований, качества и глубины проектных проработок, правильности опреде- ления объемов работ и умения достаточно верно оценить производственные условия предстоящего строительства. Все затраты (денежные средства), определенные 43
сметой на строительство водохозяйственного объекта, составляют общую сметную стоимость или объем финансирования Ф. В него входят затра- ты: на возведение и оборудование сооружений и зданий водохозяйственного объекта и временных (разбираемых в конце строительства) сооружений производственной базы, необходимой для осуществления работ; на строи- тельство дорог, временных и постоянных жилых посел- ков для строительных и эксплуатационных кадров. Затраты, связанные с возведением и оборудованием основных и вспомогательных зданий водохозяйственного объекта, строительством временных поселков и произ- водственных зданий, используемых только для данного строительства, составляют объем финансирования Ф(А). Затраты на поселки постоянного типа как для строитель- ных, так и для эксплуатационных кадров образуют объ- ем финансирования Ф(б> . Такое разделение затрат дает возможность получить полную и действительную карти- ну средств, затрачиваемых на развитие водохозяйствен- ного, жилищного строительства и базы строительной ин- дустрии. Объемы финансирования Ф(А) и Ф<б> определяются сводными сметными расчетами, а полный объем финан- сирования Ф на весь водохозяйственный объект — свод- кой затрат: ф = ф(Л) + ф(Б). (2.1) Иногда возведению водохозяйственного объекта предшествует строительство постоянной (районной) про- изводственно-технической базы строительной индустрии, используемой в дальнейшем для строительства объектов целого экономического района. Затраты на возведение такой базы оформляются отдельным сметным расчетом и не входят в объем финансирования Ф. Не включаются в него также затраты на приобретение машин и механиз- мов, необходимых для осуществления всех строитель- ных и монтажных работ. Эти затраты финансируются за счет специальных средств, выделяемых на развитие стро- ительной индустрии в стране и оснащение механизмами строительных организаций. В практике экономических расчетов при сравнении вариантов водохозяйственного объекта, для возведения которого требуются различные средства механизации, а следовательно, и разные затраты на их приобретение, 44
учитывают затраты на приобретение дополнительных средств механизации. Учет их дает возможность эконо- мически правильнее оценить варианты. Общий объём финансирования (или денежные средст- ва, расходуемые на строительство) складывается из сле- дующих основных затрат: ф = SCTp + Soq + Snp, (2.2) где SCTp — затраты на строительные и монтажные работы по воз- ведению сооружений, монтажу технологического оборудования, строительных машин и конструкций; 5об — затраты на приобрете- ние основного и вспомогательного оборудования водохозяйственно- го комплекса; Snp — прочие виды расходов (затраты на проектно- изыскательские и научно-исследовательские работы, подготовку строительной площадки, проведение мероприятий по вводу соору- жаемых объектов в эксплуатацию — содержание дирекции, подго- товка кадров и др.). При сооружении водохозяйственных объектов возни- кает необходимость в строительстве временных посел- ков, производственных баз, дорог. Их стоимость включа- ется в объем финансирования Ф (2.2). По окончании основного строительства эти объекты могут быть исполь- зованы другими стройками. Стоимость этих сооружений составляет так называемые возвратные суммы ВС. Разность между объемом финансирования и возвратны- ми суммами представляет собой капитальные вложения: К = Ф — ВС. (2.3) Капитальные вложения, относимые непосредственно на возводимые основные и вспомогательные сооруже- ния водохозяйственного объекта К(Л), определяются как разность между необходимым объемом финансирования Ф(А) и возвратными суммами ВС(лу. = Ф(А)~~ ВС(А)- Аналогично определяем К(Б) • В соответствии с (2.2) и (2.3) структура капиталь- ных вложений может быть представлена в виде К = (SCTP + So6 + Snp) - ВС. (2.5) Гидротехническое строительство в отличие от других видов промышленного строительства характеризуется бо- лее высоким удельным весом стоимости строительно- монтажных работ (70—80 %) в общем объеме капиталь- ных вложений, тогда как в среднем по стране строитель- но-монтажные работы составляют всего около 50 % общего объема капитальных вложений. На оборудова- ла
ние для водохозяйственных объектов приходится око- ло 15—22 % и на прочие затраты 5—8% суммарных капитальных вложений. Совершенствование конструк- тивных, компоновочных и строительных решений долж- но способствовать снижению общего объема капиталь- ных вложений в строительство водохозяйственных объ- ектов и удельного веса стоимости строительно-монтаж- ных работ. 2.2. Структура стоимости строительно-монтажных работ. Определение сметной стоимости по единичным расценкам Основу смет на все виды работ составляют данные об их физических объемах Wi (&ля бетона и железобе- тона, земляных выемок, земляных и каменных насыпей, производственных зданий — м3; для жилой площади — м2; для трубопроводов — длина; для металлических кон- струкций, оборудования — масса и т. п.) и данные о сметной стоимости единицы этих работ а,. Стоимость строительно-монтажных работ укрупненно представляет- ся в виде произведения объемов работ Wi на единичные стоимости работ ас •$стр = SIFf о,}. (2.6 От степени точности определения каждого из состав- ляющих стоимости строительных работ зависит правиль- ность определения сметной стоимости. Наиболее точно физические объемы определяют по рабочим чертежам сооружений. На предварительных стадиях объемы работ могут быть определены с меньшей, но достаточной для установления общего объема финансирования точно- стью. Сметная стоимость строительно-монтажных работ слагается из трех главных частей: прямых затрат, накладных расходов и плановых накоплений. В состав прямых затрат входят: основная заработ- ная плата рабочих, стоимость строительных материалов и деталей и затраты по эксплуатации строительных ма- шин. Накладные расходы в отличие от прямых затрат свя- заны с обеспечением общих условий строительного про- 46
изводства, с организацией его управления и обслужива- ния и зависят от его объема и сложности. Плановые накопления—это планируемая прибыль строительной организации, величина которой устанавли- вается в процентах от общей суммы прямых затрат и накладных расходов. Прямые затраты подсчитываются прямым путем на единицу физического объема, а накладные расходы — по норме, установленной для данной строительной орга- низации, в процентах от прямых затрат. Тогда единич- ную сметную стоимость работ можно представить в сле- дующем виде: °i — апрям.з’^накл.р.’^пл.н. > (2.7) где «прям-з — прямые затраты на строительно-монтажные работы; Ацаьл р „ &пл н — коэффициенты соответственно накладных расходов и плановых накоплений. Достаточно точным считается определение сметной стоимости составлением (калькулированием) стоимости единицы строительных работ, что является, однако, весьма трудоемким процессом. При этом необходимы полные данные о методах работ и применяемых меха- низмах. При расчетах используют общеобязательные сметные нормы, тарифные ставки заработной платы ра- бочих, отпускные цены на строительные материалы, по- луфабрикаты и детали, а также тарифы на электроэнер- гию и грузовые перевозки. На предварительных стадиях проектирования, а также при рассмотрении и сравнении различных вариантов сооружений можно пользоваться более простыми, так называемыми упрощенными спосо- бами определения стоимости. Основным документом для определения прямых за- трат являются элементные сметные нормы на строитель- ные конструкции и работы, приведенные в IV ч. Строи- тельных норм и правил (СНиП). Эти нормы содержат данные о затратах труда, материалов и деталей, а так- же о количестве машино-часов, приходящихся на еди- ницу объема работ по отдельным конструктивным эле- ментам зданий и сооружений или других видов работ. Элементные сметные нормы на строительные конструк- ции и работы определены на основе расчетов по наибо- лее экономичным (типовым) схемам организации работ. Состав работ, их последовательность, средства механи- зации, принятые при расчетах, указаны в технической части СНиП. 47
На основе сметных норм IV ч. СНиП на строитель- ные работы разработаны единые районные еди- ничные расценки (Е Р Е Р). Единичной расценкой называется сметный норматив, устанавливающий размер прямых затрат в денежном вы- ражении на единицу того или иного конструктивного эле- мента или вида работ. Единая районная единичная рас- ценка является общеобязательной для всех строек, рас- положенных в данном районе и имеющих одинаковые или близкие условия по снабжению материалами, опла- те труда и др. До 1983 г. сметы составлялись в нормах и ценах, вве- денных с 1 января 1969 г., в которых были заложены от- пускные цены промышленности, введенные с 1 июля 1967 г. В соответствии с постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 12 июля 1979 г. завершен переход с 1 января 1982 г. на новые оптовые цены в про- мышленности и с 1 января 1984 г. на новые сметные нор- мы и цены в строительстве. Средний коэффициент пере- хода от сметных цен 1969 г. к сметным ценам 1984 г. составляет 1,2, что соответствует повышению цен на 20%. Действующие ЕРЕР разработаны по территориаль- ным районам, на которые условно разделена территория страны (таких районов в настоящее время двенадцать). Районирование проводилось с учетом основных факторов ценообразования: расчетных условий оплаты труда ра- бочих-строителей, уровня оптовых цен на строительные материалы, а также размеров затрат по доставке мате- риалов от источников их получения до строительной пло- щадки. Например, к I району отнесены Брянская, Вла- димирская, Вологодская, Ивановская, Калининская, Ка- лужская, Костромская, Ленинградская, ^Московская, Новгородская, Орловская, Псковская, Рязанская, Смолен- ская, Тульская, Ярославская и другие области Центра европейской части СССР. Для районов установлены по- ясные коэффициенты, которые позволяют перейти от ставок заработной платы, установленных для I района, к ставкам заработной платы для других районов. Для строек, на которые не распространяется действие ЕРЕР (особо крупных, расположенных в отдаленных районах или находящихся в высокогорной местности), единичные расценки составляются в индивидуальном порядке по сметным нормам СНиП и называются индивиду а ль- 48
н ы м и расценками. Кроме того, разработаны спе- циальные ЕРЕР для районов Крайнего Севера — ЕРКС и НДЗ — нормы дополнительных затрат для определе- ния зимних удорожаний. На работы и конструкции, для которых эти сметные нормы отсутствуют, дополнительные нормы и единичные расценки составляют на основе рас- чета затрат труда, материалов и средств механизации. Единые районные единичные расценки, определяя сметную стоимость единицы соответствующей строитель- ной конструкции или вида работ, не учитывают затраты на транспортирование местных строительных материа- лов, деталей и конструкций от предприятий-поставщиков до строительной площадки. Эти затраты могут сущест- венно изменяться в зависимости от расстояния, условий и способа транспортирования, поэтому производится уточнение ЕРЕР, называемое привязкой к мест- ным условиям. Она заключается в основном в уче- те затрат по доставке местных строительных материа- лов и деталей на строительную площадку, а также во- внесении других поправок, связанных с характером ме- стных условий. К числу таких поправок относится, на- пример, изменение уровня затрат на заработную плату рабочих для строек, расположенных в областях, краях и республиках, в которых величина тарифных поясных коэффициентов отличается от величины этих коэффици- ентов, принятых для данного территориального района,, а также для строек, по которым решениями правитель- ства установлены льготные надбавки к заработной пла- те рабочих. Транспортные расходы определяют по действующим тарифам перевозок автомобильным, железнодорожным и водным транспортом. Основой для их подсчета служит транспортная схема доставки всех необходимых материалов, изделий п оборудования, разрабатываемая в составе проекта организации строительства. Стоимость эксплуатации строительных машин опре- деляют в единичных расценках по общеобязательным сметным ценам на машино-смены, приведенным в при- ложении к сборникам ЕРЕР. Привязанные к местным условиям ЕРЕР и индивидуальные расценки утвержда- ют одновременно со сметой. Размер накладных расходов в строительстве опреде- ляют по утвержденным общеобязательным нормам, ко- торые установлены для союзных, республиканских ми- 4-339 49
нистерств и ведомств и с 1984 г. составляют в среднем, % суммируемых затрат: по строительным работам гид- ротехнического строительства— 16,8 (АНакл.р= 1,168), туннельным работам—28,3, по монтажу металлических конструкций — 8,6. Для особо сложных объектов могут быть установлены повышенные нормы накладных расхо- дов. Плановые накопления при составлении смет должны приниматься в размере 8 % суммы прямых затрат и на- кладных расходов, £пл.н=1,08. 2.3. Состав сметной документации. Типовая номенклатура смет Расчеты стоимости здания, сооружения или отдель- ной его очереди оформляются в объектные и локальные сметы. Кроме того, составляются сметы на приобретение технологического оборудования и его монтаж и др. Сто- имость всех работ (строительных и монтажных, проект- ных, научно-исследовательских и др.) приобретения обо- рудования по отдельным объектам объединяется в свод- ный сметный расчет по водохозяйственному комплексу. Как уже отмечалось, подсчет затрат на возведение водохозяйственного объекта в соответствии с действую- щими инструкциями осуществляется раздельно по двум направлениям: а) на возведение и оборудование гидротехнических сооружений [смета разд. А (I), в которой определяется объем финансирования Ф(а>]; б) на строительство постоянных поселков, жилых до- мов, школ, детских учреждений, объектов социально- и культурно-бытового назначения [смета разд. Б (II), в которой определяется объем финансирования Ф(В)|. В сводном сметном расчете разд. А подсчет затрат ведется по следующим главам: 1. Подготовка территории строительства. 2. Основные объекты строительства (гидротехничес- кие сооружения). 3. Объекты подсобного и обслуживающего назначе- ния. 4. Объекты энергетического хозяйства. 5. Объекты транспортного хозяйства и связи. 6. Наружные сети и сооружения водоснабжения, ка- нализации, теплоснабжения и газоснабжения. 5П
7. Благоустройство и озеленение территории водохо- зяйственного комплекса. 8. Временные (разбираемые) здания и сооружения* необходимые для осуществления строительно-монтаж- ных работ. 9. Прочие работы и затраты (научно-исследователь- ские работы; удорожание, связанное с производством работ в зимнее время; затраты на оплату льгот, уста- новленных для данного района или стройки, и др.). 10. Содержание дирекции (технический надзор) стро- ящегося объекта и авторский надзор. 11. Подготовка эксплуатационных кадров. 12. Проектные и изыскательские работы. 13. Работы и затраты, связанные с созданием водо- хранилища. В гл. 2 разд. А стоимости работ показывают от- дельно по сооружениям, в нее же включают затраты на строительство перемычек, водоводов и других временных гидротехнических сооружений, связанных с пропуском расходов реки при строительстве. За итогом сводного сметного расчета указываются возвратные суммы, кото- рые включают: а) стоимость материалов, полученных при разборке конструкций, сносимых и переносимых зданий и соору- жений, а также стоимость материалов, получаемых в по- рядке попутной добычи (камень, гравий, щебень, лес и др.); б) ликвидную часть стоимости временных зданий, со- оружений и их оборудования за вычетом затрат, связан- ных с демонтажем и разборкой; в) амортизируемую в течение строительства часть стоимости временных зданий и сооружений, необходи- мых для осуществления строительно-монтажных работ, за вычетом расходов на капитальный ремонт за время строительства. За итогом сводного сметного расчета указываются суммы, резервируемые на покрытие возможных н е п ре д- виденных работ и затрат, в размерах, установ- ленных соответствующими инструкциями. Сводный смет- ный расчет Б составляется по сокращенной номенкла- туре. В пояснительной записке к сводному сметному расче- ту приводятся данные об использованных нормативных документах и условиях ценообразования в районе стро- 4* 51
ительства, а также технико-экономические показатели: объем выпускаемой продукции (например, мощность или выработка электроэнергии для ГЭС) и сметная стои- мость, относимая на единицу продукции (см. § 1.3). Итоговые данные по сводным сметным расчетам А и Б объединяются в сводку затрат, которая содержит общий объем финансирования Ф, суммарные капиталь- ные вложения К и возвратные суммы ВС. 2.4. Упрощенные способы определения сметной стоимости строительства Определение сметной стоимости строительства на ос- нове единичных расценок требует большого объема ис- ходных данных о местных условиях строительства, ме- тодах работ, применяемых механизмах и других сведе- ний, которые могут быть получены из подробно состав- ленного проекта организации и производства работ, раз- рабатываемого обычно только для основного варианта проекта. В других источниках (предварительное проек- тирование, разработка различных вариантов сооруже- ний) такие сведения в полном объеме, как правило, от- сутствуют. Определение сметной стоимости по единич- ным расценкам требует больших затрат инженерного труда. Так, на строительстве Братской ГЭС применя- лось около 10 тыс. расценок, из которых 2 тыс. были со- ставлены индивидуально. Для улучшения сметного дела разрабатываются но- вые, более современные нормативы. Это позволит сокра- тить и упростить сметную документацию. Существующие во всех отраслях промышленности (кроме строительства) на протяжении многих лет твер- до установленные отпускные цены за единицу готовой продукции способствуют правильной организации финан- совой и производственно-хозяйственной деятельности предприятий. В гидротехническом строительстве внедре- ние твердых оптовых цен встречает объективные трудно- сти, так как на цены и ценообразование значительное влияние оказывают местные условия. Определенные ус- пехи во внедрении твердых цен имеются в жилищном строительстве: по городам и районам установлены твер- дые сметные стоимости жилищного строительства, раз- работаны сборники (прейскуранты) цен на здания, стро- ящиеся по типовым проектам. Введение в практику стро- 52
ительства цен за конечную продукцию строительного производства взамен многочисленных расценок на от- дельные виды работ, как показывает опыт, позволяет снизить стоимость объекта, уменьшить объем вспомога- тельного строительства, упростить и повысить эффектив- ность взаиморасчетов между заказчиком и подрядчика- ми за выполненные работы. Введение отпускных цен тре- бует в то же время повышения качества сметной документации, максимального приближения расчетной сметной стоимости к фактической. Изучение опыта гид- ротехнического проектирования и строительства, накоп- ленного за последние годы в различных районах нашей страны, подтверждает возможность использования доста- точно точных упрощенных способов определения сметной стоимости по обобщенным, укрупненным стои- мостным показателям. Эти способы являются ретроспек- тивными, т. е. основывающимися на опыте и учитываю- щими прогрессивные методы производства работ. Неко- торые погрешности в определении стоимости, вытекаю- щие из существа упрощенных методов, не имеют при сравнении вариантов существенного значения, так как стоимость для них определяется с одинаковой степенью точности. Наибольшее распространение в гидротехническом строительстве получил упрощенный способ определения стоимости с помощью укрупненных показателей (УПС). Укрупненным показателем сметной стоимости строитель- ства называют обычно среднюю стоимость укрупненных единиц объемов строительных и монтажных работ или отдельных частей зданий. УПС позволяют быстро полу- чить сметную стоимость всех работ перемножением ее величины на объемы работ или объемы зданий и соору- жений, при этом не требуется составления подробных проектов производства работ и калькулирования стои- мости всех строительных процессов. Для гидротехничес- кого строительства институтом Гидропроект Минэнерго СССР разработан Сборник укрупненных показателей стоимости для технико-экономических обоснований стро- ительства ГЭС и ГАЭС (УПС ГЭС-84). С помощью УПС определяют полную сметную стои- мость гидроузла, составив объектные сметы, сводный сметный расчет и сводку затрат. Для этого прежде всего по формуле (2.6) определяют стоимость строительных работ по основным сооружениям (гл. 2 разд. А сводного 53
сметного расчета). Укрупненные показатели сметной сто- имости отдельных видов работ и конструкций гидротех- нических сооружений afnc даны в «УПС ГЭС-84'» в так называемых базисных ценах на местные строительные материалы. Базисной ценой называется стоимость изделия франко-склад предприятия-поставщика, т. е. в нее не входит стоимость транспорта по доставке мате- риалов потребителю и заготовительных операций. Пока- затели базисной стоимости определены для условий строительства в первом территориальном районе с пояс- ным коэффициентом к заработной плате, равным 1. Для определения стоимости в конкретных условиях строи- тельства базисные цены привязывают к местным услови- ям. Эта привязка осуществляется по следующей мето- дике: если базисные стоимости учитывают накладные рас- ходы £цакл.р и плановые накопления /гПл.н, привязка вы- ражается следующей формулой: *мПС=“бГзС + ^Лакл.р*вл.н> <2-8) где а „пс — УПС, привязанные к местным условиям; а^ДС— базисная стоимость работ по УПС; Да — поправка на местные ус- ловия; если базисные стоимости не учитывают накладные расходы и плановые накопления (как в УПС ГЭС-84), привязка выражается иной формулой: °МПС= ( “б£С + А») *накл.р *пл.н > (2-9) где Да = <4’пс ( kt kn - 1) + УМ ( - Сбаз). Подставляя значение Ап в (2.9), получим ^ПС = [ «баПзС + «т ПС (Мл - 9 + ™ (См - сбаз) ] ^накл.р *пл.н • vnr (2J0) где —заработная плата на единицу работ по УПС; kT — поясной коэффициент к заработной плате строительных рабочих; kn — льготный коэффициент к заработной плате строительных ра- бочих, установленный для данного строительства; Л1 — норма рас- хода местных материалов (бетона, камня, гравия, щебня, песка и т. п.) и электроэнергии (для земляных и туннельных работ) на еди- ницу работ; см — сметная стоимость местных материалов, учиты- вающая условия их заготовки и транспортировку до объектного склада проектируемого строительства; Сбаз — базисная стоимость тех же материалов, учтенная в составе УПС, т. е. без стоимости транспорта; &яакл.Р — коэффициент накладных расходов, равный 1,168; knn.a — коэффициент плановых накоплений, равный 1,08; 54
если в п баз не учтена стоимость местных материалов (как в УПС ГЭС-84), поправка на них будет иметь вид SAIcM, а формула (2.10) запишется так: «мПС = [ “баПзС + 4'ПС( *л - 1) + 2Л1см1 *накл.р*„л.н.(2- П) Укрупненные показатели сметной стоимости гидро- энергетического оборудования с учетом стоимости мон- тажа а о?, руб/кВт, приведены в зависимости от напора и мощности агрегата. Учитывая неполноту номенклатуры и затрат, введен- ных в УПС, недостаточную точность определения объе- мов на предварительных стадиях, рекомендуется смет- ную стоимость, определенную в гл. 2 разд. А сводного сметного расчета, увеличивать на 10 %. Затраты по остальным главам сводного сметного ра- счета определяются в процентах от стоимости строитель- но-монтажных работ гл. 2 в зависимости от района стро- ительства: 1) европейская часть страны и Северный Кавказ; 2) горные районы Средней Азии и Кавказа; 3) Сибирь и Казахстан; 4) Крайний Север и приравнен- ные к нему районы (см. прил. 1—4). В сводном сметном расчете следует предусматривать повышенный резерв на непредвиденные работы и затра- ты в размере 15—20 % полной стоимости строительства в зависимости от степени изученности района строитель- ства, а также полноты проектно-изыскательских мате- риалов. Если объект проектируется в каскаде станций и это позволяет широко использовать общую производствен- ную базу и жилой фонд других объектов каскада, то затраты по гл. 1, 5, и 8 могут быть снижены против при- веденных в УПС ГЭС-84 и их следует определять спе- циальным расчетом. Возвратные суммы рекомендуется принимать в раз- мере 1,5—7 % объема финансирования по разд. А или (при незначительных затратах по созданию водохрани- лища) 15 % стоимости только временных зданий и со- оружений по гл. 8. Для определения затрат на жилищное строительство необходимо знать численность рабочих в пиковый год строительства. Исходя из нее, коэффициента семейнос- ти, количества работающего и неработающего населения определяется общая потребность в жилом фонде и зда- 55
ниях культурно-бытового назначения. Далее решается вопрос о типе жилых зданий: если принимаются вре- менные, то затраты на жилищное строительство вклю- чают в гл. 8 разд. А, если постоянные — в разд. Б. Сто- имость жилых и культурно-бытовых зданий определяют по прейскурантным ценам, установленным для данного района. Если они отсутствуют, пользуются укрупненны- ми показателями. Общий размер капитальных вложений в комплекс зданий и сооружений жилищного и культурно-бытового строительства постоянного типа составляет 400— 1000 руб. на 1 м2 жилой площади в зависимости от рай- она строительства и типа зданий. Если данные о количестве рабочих и требуемом жи- лом фонде отсутствуют, применяется укрупненный пока- затель затрат на строительство жилых поселков — 20— 32 % итога гл. 2 разд. А. Анализ соотношений затрат на основные сооружения (гл. 2) и затрат на временные здания и сооружения и прочих затрат (гл. 1, 3—12), проведенный по комплек- сным водохозяйственным объектам, показывает, что эти затраты составляют 45—95 % затрат на основные со- оружения, т. е. для перехода к общему объему финан- сирования Ф(д> можно воспользоваться коэффициентом 1,45—1,95, применив его к затратам по гл. 2 сметы А (в зависимости от района строительства). Другим упрощенным способом сравнения вариантов, который нами рекомендуется как простой и наглядный, является метод «приведенного бетона». Он был предло- жен академиком Б. Е. Веденеевым для определения сметной стоимости на предварительных стадиях проек- тирования. Метод основан на учете объемов лишь ос- новных видов строительных работ и условном включе- нии в сметную стоимость различных вспомогательных работ и прочих затрат. Все строительные работы по ос- новным сооружениям с помощью переходных коэффици- ентов приводятся к одному виду, за который принима- ются бетонные работы, поэтому метод и получил назва- ние «приведенного бетона». Суммарный объем строительных работ ZWi по всем сооружениям объекта может быть выражен одним пока- зателем — суммарным объемом приведенного бетона: 1^прпв.б = i ^прпв.б > (2-12) 56
где /’прнп-б — коэффициент перехода от физических объемов 1-х работ Wi к приведенному бетону. Пользуясь показателем №Прив.б, можно сравнивать различные варианты сооружений гидроузлов без опре- деления сметной стоимости — в этом большое инженер- ное значение метода. Конечно, переходные коэффициен- ты зависят от уровня развития механизации работ и действующего ценообразования. Для приведения строи- тельных работ к бетонным можно использовать коэффи- циенты табл. 2.1. Сумма финансирования строительства складывается из следующих составляющих: Ф = 5стр + Sконстр + «%сн.об “F «%тч.зт» (2.13) Таблица 2.1. Ориентировочные переходные коэффициенты к приведенному бетону Наименование работ Лприв.б Бетонные, м3 1 Железобетонные: бетон, м3 1,2 арматура, т 6 Обделка туннеля, м3 2,1 Каменная наброска в плотину, при камне, м3: из карьера 0,11—0,14 из полезной выемки 0,04 Земляная плотина, м3: с укаткой 0,04—0,06 намывная 0,02—0,03 Выемка грунтов, м3: скальных (с рыхлением) 0,08 твердых 0,04 мягких 0,03 Туннельная выломка, м3, сечением, м2: до 45 0,4—0,6 45-100 0,3—0,5 более 100 0,25—0,4 Ряжевые перемычки, м3 0,4 Укрепление откосов земляных плотин, м2 0,15—0,3 Фильтры и дренажи, м3 0,2 Машинные и другие здания по внутреннему обме- 0,7 ру, м3 57
Рассмотрим последовательно определение каждой из них: стоимость всех строительно-монтажных работ •$стр — ^прпв.б апрпв.б» 14) где №црнп.б — объемы основных работ, приведенные к бетону; flnpiiD-o — стоимость 1 м3 приведенного бетона, руб/м3. В нее вхо- дят также приходящиеся на 1 м3 бетона средние затраты на стро- ительство жилых поселков для строительных рабочих и времен- ных подсобных предприятий, на вспомогательные работы, включая проектные, изыскательские и научно-исследовательские. Удельный вес вспомогательных работ (затрат), а следовательно, и удельные стоимости аПрпв.б уменьша- ются при увеличении объемов работ. При расчетах мож- но принимать следующие ориентировочные величины показателя Яприв.б (для I территориального района): Суммарный объем приведенного бетона, тыс. м3 яприв б» руб/м3 100.................................. . 78 500 ... . . . . . . 69 2000 ... ... 64 Свыше 4000 . .61 стоимость гидротехнических металлических конст- рукций: ^ионстр = бнопстр Л1ЮНСТР» (2.15) где бконстр — масса металлических конструкции, т; пкэ«стр — стои- мость 1 т смонтированных конструкций, которая в среднем может быть принята 600 руб., для подъемных механизмов — 1300 руб.; стоимость основного оборудования (например для ГЭС) 5«>I.O6 = °O6JV- (2.16) где a oJ — удельная стоимость оборудования, руб/кВт; N — уста- новленная мощность ГЭС, кВт; стоимость отчуждаемых и затопляемых земель опре- деляется специальным расчетом по реальной оценке площади затопления, подтопления и отчуждения: ^отч.зт ~ 1^зт ^зт» (2.17) где П7ЗТ — характеристика объектов затопления: дороги, км; дома, м3 п т. д., определяемая по проекту; пэт — стоимость единицы объ- емов переносимых сооружений, определяют по аналогам. Для привязки Япривед.б к местным условиям рекомен- дуется дополнительно начислять: а) от 1 до 10%—при производстве работ зимой в зависимости от температурной зоны; 58
б) 0,025а, руб/1 м3 приведенного бетона (где а — расстояние от железной дороги, км, при внешнем авто- транспорте от железной дороги); в) 18% (&тЬл—1), где kT и ^л—поясной и льготный коэффициенты к заработной плате; 18 %—уровень за- работной платы в общей стоимости приведенного бето- на при отдаленности района строительства. Могут быть внесены и другие поправки в зависимос- ти от местных условий строительства. Возвратные суммы определяются следующим обра- зом: ВС = q (5СТр -J- «$оСн.об 4" ^констр 4“ ^отч.зт)» (2.18) где <7=0,02—0,07 (</=0,07 применяется при объеме приведенного бетона свыше 4 млн. м3). Метод «приведенного бетона» имеет определенные недостатки: он не позволяет получить разделение затрат по направлениям — на гидротехнические сооружения и жилищное строительство. Тем не менее метод «приве- денного бетона» является весьма наглядным и объек- тивным и дает возможность сравнительно быстро оце- нить стоимость сооружений, что особенно существенно при сравнении вариантов. Поэтому данный метод и его основные положения, несмотря на распространившееся в последние годы отрицательное отношение к нему, нельзя считать устаревшими и не имеющими практичес- кого значения. ГЛАВА 3. ЕЖЕГОДНЫЕ ИЗДЕРЖКИ ЭКСПЛУАТАЦИИ И СЕБЕСТОИМОСТЬ ПРОДУКЦИИ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ 3.1. Структура издержек эксплуатации Определение расходов (или издержек) по эксплуата- ции отдельного объекта или комплекса сооружений (ГЭС, ГАЭС, шлюз, комплексный гидроузел и т.п.) не- обходимо для расчета себестоимости продукции: выра- батываемой электроэнергии, подаваемого для орошения сельскохозяйственных земель объема воды, стоимости шлюзования, грузооборота водного транспорта или ко- личества перевозимых пассажиров и т. п. Себестоимость с определяется делением ежегодных издержек И на го- довую продукцию /7Р: с = И!ПР, (3.1) 59
Размерность издержек — руб/год, размерность про- изводимой продукции — кВт-ч/год, м3/год, т/год и т.д. В состав издержек входят все денежные расходы, свя- занные с выпуском продукции: стоимость сырья; энер- гии, затрачиваемой на выпуск продукции; заработной платы работающих; ремонтов оборудования и сооруже- ний и т.д. Ежегодные издержки подразделяются на три группы: 1. Прямые эксплуатационные расходы, в состав ко- торых входят: заработная плата обслуживающего пер- сонала с начислениями; материалы, расходуемые при выработке продукции; расходы на текущий ремонт со- оружений и оборудования. 2. Амортизационные отчисления, в состав которых входят затраты на реновацию (полное восстановление) и капитальный ремонт сооружений и оборудования. 3. Общие пообъектные и прочие расходы, в состав которых входят расходы: на содержание зданий, поме- щений и оборудования; на эксплуатацию транспорта, ох- рану сооружений; на борьбу с ледовыми затруднениями, взвешенными наносами и др. Особыми считаются не- предвиденные работы по ликвидации стихийных бедст- вий — размыв, разрушение зданий и оборудования при землетрясениях, оползнях, обвалах и др. Для правильного определения величины себестоимо- сти необходим точный и обоснованный расчет ежегод- ных издержек. Полная величина издержек нормальной эксплуатации выражается формулой Я^Язл + М + Рт.р + Л + 0 + Япр, (3.2) где Изп — производственная зарплата с начислениями; М — необ- ходимые материалы, сырье; Рт.р — текущий ремонт; А — амор- тизационные отчисления на реновацию Ар и капитальный ремонт Лк.р (Л=ЛР4-Лк.р); О — охрана; /7пр — прочие расходы. Расмотрим последовательно каждую составляющую издержек и способы определения их численных значе- ний. 3.2. Расходы на заработную плату эксплуатационного персонала Эти расходы зависят от численности эксплуатацион- ного персонала, занятого на сооружении или комплексе (ГЭС, ГАЭС, морской или речной порт и др.), и средней величины их заработной платы с учетом всех имеющих- 60
ся к ней надбавок. Полная сумма заработной платы сооружению за год составит: = npk, (3.3) где п — списочный состав эксплуатационного персонала, чел.; р— среднегодовая заработная плата одного работающего со всеми на- числениями (соцстрах, премиальные), руб/год; k — коэффициент,, учитывающий все надбавки к заработной плате, зависящие от ти- па объекта, района строительства и т. д. Численность эксплуатационного персонала определя- ется по существующим нормам и зависит от состава со- оружений, входящих в водохозяйственный объект, ус- тановленного на них технологического оборудования,, особенностей технологического процесса, степени меха- низации и автоматизации всех технологических процес- сов, управления и т. д. Для ориентировочных расчетов: в гидроэнергетике пользуются данными табл. 3.1. На гидроэнергетических объектах численность эксп- луатационного персонала сравнительно невелика (табл. 3.1), что определяется особенностями работы ГЭС,. ГАЭС, и составляет в среднем 0,52—0,075 чел/МВт ус- тановленной мощности в зависимости от типа гидро- электростанции, единичной мощности гидроагрегатов и их числа. Из таблицы видно, что удельная численность персонала ГЭС существенно снижается с увеличением единичной мощности гидроагрегатов. В целом по Мин- энерго СССР удельная численность производственного персонала по гидроэлектростанциям составила, чел/МВт: в 1960 г. — 0,68; в 1970 г. — 0,51; в 1975 г. — 0,38; в 1980—1985 гг. — 0,3. Некоторое сокращение численности штатного соста- ва может иметь место при наличии централизованных подсобных предприятий, как, например, единого на весь каскад гидростанций цеха по регенерации масла, исполь- зуемого в масляных системах; дистанционного управле- ния агрегатами каскада ГЭС с единого пульта управле- ния и т. д. Сокращение численности может быть достиг- нуто также за счет возможного совмещения профессий. При определении средней заработной платы на одно- го работающего должны учитываться различного рода надбавки: поясные, зависящие от места расположения объекта (отдаленные районы) и климатических усло- вий; льготные, устанавливаемые специальными постанов- лениями для конкретных объектов; местные и зависящие от штатной численности работающих. Общий коэффици- 6f>
gj Таблица 3.1. Удельная численность промышленно-производственного персонала на ГЭС, чел/МВт [30] Установлен- ная мощность ГЭС, МВт Численность при единичной мощности агрегата, МВт 10 25 50 75 100 150 200 300 400 500 600 50 0,52 0,44 100 0,54 0,46 150 0,48 0,407 0,367 200 0,42 0,38 0,305 400 0,31 0,262 600 0,286 0,26 0,238 0,21 800 0,219 0,184 1000 0,205 0,172 1200 0,195 0,175 0,164 0,145
1400 1600 1800 2000 0,187 0,181 0,175 0,171 0,157 0,158 0,152 0,147 0,143 0,129 0,12 0,112 0,104 2500 0,099 3000 0,136 0,13 0,115 0,094 0,089 4000 0,12 0,094 0,087 5000 0,082 6000 0,078 0,074 Примечания: 1. Для ГЭС, оборудованных турбинами радиально-осевого и ковшового типа, численность персонала уменьшается на 15 %. 2. Для ГЭС, входящих в каскад (мощностью более 100 МВт), численность персонала, кроме базовой ГЭС, снижается на 30 %. 3. Для электростанций, расположенных в районах Крайнего Севера и местностях, приравненных к ним, на кото- рые распространяются действия Указов Президиума Верховного Совета СССР от 10.02.1960 и 26.09.1967 гг., вводят- ся следующие поправочные коэффициенты на весь персонал ИТР и рабочих ГЭС: для районов Крайнего Севе- 5 ра— 1,1; для местностей, приравненных к районам Крайнего Севера—1,08.
€нт надбавки k равен произведению частных коэффици- ентов: * = *П£Л*МЛШ, (3.4) где kn — поправочный коэффициент к заработной плате, учиты- вающий район расположения сооружения; kn — коэффициент, вво- димый специальными постановлениями для конкретного строитель- ства; kM — коэффициент, учитывающий местные условия строи- тельства; Аш — коэффициент, учитывающий поправку к штатной •численности. На тепловых и атомных электростанциях числен- ность персонала значительно выше. В прил. 6, 7 приво- дятся ориентировочные значения штатных коэффициен- тов промышленно-производственного персонала ТЭС и АЭС в зависимости от установленной мощности электро- станции и единичной мощности агрегатов. 3.3. Расходы на материалы К этим расходам относится стоимость всех необходи- мых материалов, обеспечивающих нормальный техноло- гический режим работы оборудования, сооружения или всего водохозяйственного комплекса. В области гидро- энергетического строительства и других водохозяйствен- ных объектов величина расходов на материалы М явля- ется относительно небольшой, что связано с особеннос- тями технологических режимов работы этих объектов, использующих естественный сток воды. Поэтому для указанных объектов затраты по статье материалов .включают: компенсацию утечек и замену по истечении срока эксплуатации масел в системах регулирования, смазки и изоляции; расходы, связанные с регенерацией масел, если она производится в пределах станции; расход электроэнергии на собственные нужды, напри- мер для работы насосов системы технического водоснаб- жения агрегатов ГЭС и дренажной системы здания ГЭС, кранового оборудования и др.; расход топлива, если технологический режим связан с его потреблением, например ТЭС, АЭС, ГТУ и ГАЭС, теплоходы морского и речного флота и т. п. Потребление электроэнергии, расходуемой на собст- венные нужды ГЭС, в среднем составляет 0,5—1 % вы- рабатываемой энергии. На ТЭС, работающих на твер- дых видах топлива, этот расход существенно выше и до- стигает 4—5%. При работе ТЭС, КЭС на жидком ,64
топливе или газе расход электроэнергии на собственные нужды уменьшается. Расходы на электроэнергию, топливо и смазку, обес- печивающих работу механизмов и погрузочно-разгру- зочные операции в морском порту, обычно невелики и определяются в долях от общих удельных прямых годо- вых эксплуатационных расходов по установленному в порту оборудованию S. Так, расходы составляют, %: на электроэнергию — 4—6, на топливо и смазку—1—3. 3.4. Расходы на текущий ремонт Расходы на текущий ремонт технологического обо- рудования, отдельных сооружений обычно пропорцио- нальны их стоимости и могут быть выражены следую- щей формулой: Р лр = алр К > (3.5) где агтр — коэффициент, определяющий долю стоимости данного сооружения или оборудования, приходящуюся на ежегодный теку- щий ремонт; К — полная стоимость объекта или сооружения. Расходы на текущий ремонт для различных сооруже- ний значительно отличаются друг от друга и определя- ются на основании многолетнего опыта эксплуатации подобных сооружений. Дополнительные трудности воз- никают при использовании новых строительных матери- алов, новых конструктивных решений, по которым еще не накоплен достаточный опыт их длительной эксплуа- тации. В этих случаях величина расходов на текущий ремонт определяется исходя из опыта эксплуатации на- иболее близких по типу и материалу сооружений и кон- струкций. На основании имеющегося опыта на предва- рительных стадиях проектирования могут быть приняты следующие значения afTp, °/о, для сооружений: Плотины ......................... 0,2—0,25 Каналы............................. 0,2—0,35 Прочие гидротехнические сооружения . 0,2—0,25 Подводная часть зданий ГЭС . . 0,25—0,5 Механическое оборудование . . . 0,7—1 Энергетическое оборудование . 0,7—1 Линия электропередач . . . 0,7—2,75 Здания, склады и т. п. . . . 0,5—1 При уточнении этих данных должны учитываться различия в условиях эксплуатации сооружений и обору- дования. 5—339 65
В табл. 3.2 приводятся суммарные эксплуатацион- ные расходы по гидростанциям, включающие затраты на заработную плату, материалы и текущий ремонт, в зависимости от величины установленной мощности. Из таблицы видно, что эти расходы существенно уменьша- ются с увеличением мощности станции. Таблица 3.2. Суммарные эксплуатационные расходы на ГЭС (без отчислений на амортизацию) [30] Установленная мощность ГЭС, МВт Эксплуатацион- ные расходы, руб/(кВтгод) Установленная мощность ГЭС, МВт Эксплуатацион- ные расходы, руб/(кВт-год) 50 2,38 1400 0,74 100 2,2 1600 0,71 150 1,99 1800 0,68 200 1.67 2000 0,66 400 1.4 2500 0,6 600 1,13 3000 0,59 800 0,97 4000 0,58 1000 0,87 5000 0,55 1200 0,8 6000 0,49 Примечания: 1. В первые 5—7 лет эксплуатации ГЭС эксплу- атационные расходы выше указанных на 50 %. 2. Рекомендуются следующие поправочные коэффициенты к нор- мативам эксплуатационных затрат для районов: а) Крайнего Севе- ра— 1,6; б) приравненных к ним— 1,3. 3.5. Амортизационные отчисления Амортизационные отчисления на реновацию и капи- тальный ремонт сооружения и оборудования ГЭС состав- ляют, как правило, от 50 до 90 % общей суммы ежегод- ных издержек. Отчисления на реновацию (от латинского renovato — обновление, возобновление) связаны с необ- ходимостью замещения выбывающих в результате мо- рального и физического износа производственных ос- новных фондов новыми. Этот существующий экономи- ческий процесс является необходимым условием просто- го воспроизводства. Источником капитальных вложений на реновацию служит амортизационный фонд, получае- мый из ежегодных амортизационных отчислений. Величина отчислений на реновацию Др по сути явля- ется постепенным переносом стоимости основных фон- дов, учитывая их постепенный износ, на производствен- ную продукцию. Этот перенос должен осуществляться 66
таким образом, чтобы к моменту полного износа обору- дования или истечения срока эксплуатации сооружения вся их стоимость была бы перенесена на стоимость про- изведенной за это время продукции. Таким образом, можно записать: Яр = Д/Та, (3-6) где Ар — величина ежегодных отчислений на реновацию; Т& —срок амортизации, т. е. физического или морального износа сооруже- ния, оборудования. Эта формула рекомендована Госпланом СССР и по ней определяют отчисления на реновацию. Если в состав гидроузла или другого комплекса входят несколько различных объектов или отдельных сооружений, полная величина амортизационных отчис- лений составит: ^ = zUi = S|(V7’ia)- <3'6') Отсюда видно, что к концу срока морального или фи- зического износа объекта сумма амортизационных от- числений будет равна его полной стоимости К, т. е. в народное хозяйство будут возвращены средства, затра- ченные на сооружение этого объекта. Величина аморти- зационных отчислений зависит от срока износа Га, по- этому определение его имеет первостепенное значение. Формула (3.6'), однако, не учитывает того, что ежегодные амортизационные отчисления в течение всего срока, оставшегося до полного износа сооружения, используются в народном хозяйстве в процессе расширенного воспроизводства, принося народному хозяй- ству определенный эффект. Это, в свою очередь, приводит к изме- нению самой величины ежегодных амортизационных отчислений. Народнохозяйственные ресурсы, использованные в производст- венном процессе при получении необходимого эффекта в размере р, %, к концу первого года возрастают в (1 +р/100) раз, а к концу п-го года в (1+р/100)п“1 раз. С учетом этого отчисления на рено- вацию Ар отдельного года к концу периода Т лет составят Л(1+р)т-1- Отсюда необходимые амортизационные отчисления в условиях расширенного воспроизводства могут быть определены из выражения (при р в долях единицы) Лр(1 + р)г-1 + Лр(1+р)г-2 + ... +Яр(1+р) + Лр = К, (3.7) где величина К — полная стоимость объекта — представляет собой сумму членов геометрической прогрессии. Отсюда можно записать, что , Г(1+р)г- 1] к П8. Лр J—Л, (v.o) откуда искомая величина необходимых амортизационных отчисле- ний в условиях расширенного воспроизводства составит ЛР = рК/(1+р)г -1. б* 67
Величина р определяется темпами расширенного воспроизвод- ства, т. е. величиной коэффициента рр,в. Произведя замену, запи- шем: Учет этого обстоятельства приводит к снижению ежегодных амортизационных отчислений, которое особенно заметно при боль- ших сроках Та. Так, при Та=20 годам без учета расширенного вос- производства аа=100:20=5 %, с учетом — лишь 1,75 %, т. е. в 3 раза меньше; при Та=10 годам — соответственно 10 и 6,27%. По мере увеличения срока Та (50 и более лет, что характерно для гидротехнического и водохозяйственного строительства) учет расширенного воспроизводства становится все более заметным — величина амортизационных отчислений значительно уменьшается, соответственно уменьшаются издержки И и себестоимость продук- ции с. Рассмотрим случай, когда Та составляет 50 или 100 лет (на- пример, бетонные плотины). Пример К=730-10е руб. При опреде- лении амортизационных отчислений по схеме простого воспроиз- водства получим: при 7*а = 50 лет Лр = К:50 = 730- 10е:50 = 14,6- 10е руб/год; при Та = ЮО лет Лр = К: 100 = 730- 10е: 100 = 7,3- 10е руб/год. Приняв р=6 %> получим: при Та = 50 лет Лр = 730- 10ер/(1 + р)50—1= 2,5- 10е руб/год, что в 5,8 раза меньше, чем при определении ЛР по схеме простого воспроизводства; при Та = 100 лет Лр = 730- 10ер/(1 + р)100 — 1 = 0,129.10е руб/год, что в 56,6 раза меньше, чем при простом воспроизводстве. Расчетные сроки службы сооружений и технологи- ческого оборудования, интенсивность их износа зависят от многих конструктивных и эксплуатационных факто- ров и должны определяться с их учетом. Сроки полного физического износа многих современных крупных гид- ротехнических сооружений (плотин, зданий ГЭС, порто- вых сооружений, шлюзов) могут быть значительными и достигать 50—100 лет. Конструкции, испытывающие большие нагрузки, особенно знакопеременные или ме- няющиеся по величине во времени, например тонкие железобетонные, металлические и другие, характеризу- ются более быстрым износом и амортизацией. Суровые климатические условия также сокращают сроки аморти- зации. В прил. 5 даны нормы отчислений на амортиза- цию— реновацию и капитальный ремонт — по энергети- ческим и водохозяйственным сооружениям. 68
Таблица 3.3. Средние нормы амортизационных отчислений для гидроэнергетических объектов [30] Тип электро- станции Стоимость оборудо- вания, % капиталь- ных вложений Средняя норма амор- тизации, % В юм числе на: капитальный ремонт реновацию ГЭС До 5 От 6 до 10 От 11 до 15 Свыше 15 1,4 1,5 1,6 1,7 0,25 0,25 0,3 0,4 1,15 1,25 1,3 1,3 ГАЭС — 1,6 0,3 1,3 Необходимо отметить, что в гидротехническом и во- дохозяйственном строительстве нашли широкое приме- нение новые строительные материалы, например, поли- мерные пленки, фторопластовые радиальные подшипни- ки и втулки, новые смазочные материалы, кремниевые сегменты в подпятниках гидрогенераторов, полимерные бетоны, грунтобетон и др. Для всех этих материалов срок их физического износа, отчисления на реновацию, капитальный, а также текущий ремонты могут быть оп- ределены лишь по истечении некоторого времени их эксплуатации и накопления соответствующих данных. Пока же эти величины принимаются ориентировочно. В табл. 3.3 приводятся на основе рекомендаций Гос- плана СССР средние значения амортизационных отчис- лений ГЭС и ГАЭС в зависимости от доли стоимости оборудования в общей стоимости сооружения. Отчисления на капитальный ремонт. Так как капи- тальные ремонты сооружений и оборудования проводят- ся значительно реже (обычно один раз в несколько лет), чем текущие, при определении величины ежегодных из- держек учитывают часть средств, необходимых на капи- тальный ремонт, которые относят на каждый год эксп- луатации сооружения. Величину отчислений на капи- тальный ремонт устанавливают в долях от полной стоимости сооружения за весь период его эксплуатации (см. табл. 3.3 и прил.5). Ежегодные отчисления на ка- питальный ремонт каждого элемента водохозяйственно- го объекта могут быть определены как Лк,р = Т$кр Ki» (2-9) где YiKp — коэффициент отчислений на ремонт каждого отдельного сооружения, узла, элемента оборудования; ZG—полная стоимость сооружения или его элемента, руб. 69
По всему гидроузлу или водохозяйственному комп- лексу расходы на капитальный ремонт за весь период его эксплуатации составят: Ас.р = ^Т£кр Ki • Если принять, что эти расходы распределяются рав- номерно в течение всего расчетного периода эксплуата- ции, то ежегодная доля затрат на капитальный ремонт, включая и величину годовых издержек, составит: п Ki ~ „ FiKP = ~ — aiKP Af, 1 расч где о^кр = TfKp/TpaC4. 3.6. Расходы на охрану водохозяйственного объекта Расходы на охрану водохозяйственного объекта, вхо- дящих в него сооружений, например ГЭС, плотины, шлюзов и др., определяются специальными нормами и зависят от типа сооружения, его местоположения. При определении расходов на охрану учитываются также по- ясные и льготные надбавки. 3.7. Непредвиденные расходы В процессе эксплуатации сооружения возможен рост эксплуатационных расходов, связанный с непредвиден- ными затратами. Так, авария оборудования, приведшая к его непредвиденному ремонту, требует дополнительных средств и материалов. Опоздание судна из-за штормо- вой погоды в порт назначения приведет к дополнитель- ным расходам на топливо. В каждом отдельном случае эти непредвиденные расходы должны быть определены специальным расчетом и включены в полную величину издержек рассматриваемого года. В результате этого себестоимость продукции данного года может отличать- ся от себестоимости, полученной для данного объекта по другим годам. Показательным является и такой пример: в период первоначального наполнения водохранилища гидроузла в левобережном примыкании плотины были обнаружены значительные выходы фильтрационного расхода. Для их ликвидации пришлось провести не пре- дусмотренную проектом работу по уплотнению основа- ния. 70
ГЛАВА 4. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ КАПИТАЛЬНЫХ ВЛОЖЕНИИ 4.1. Показатели сравнительной экономической эффективности капитальных вложений и область их применения Эффективность капитальных вложений определяется сопоставлением эффекта от их осуществления с их вели- чиной [14]. Показатели сравнительной экономической эф- фективности капитальных вложений применяют при сравнении вариантов, обеспечиващих получение в одни и те же сроки одинакового эффекта: в энергетике—ко- личества и качества электрической энергии; в речном транспорте — объема грузооборота; в орошении — объ- ема однородной сельскохозяйственной продукции; в во- доснабжении — расхода воды заданного качества и т. д. Основным показателем сравнительной экономической эф- фективности дополнительных капитальных вложений яв- ляется коэффициент Е: Е = (Я2-Я1)/(К1-К2), (4.1) где Ki и И\ — капитальные вложения, руб., и ежегодные издерж- ки, руб/год, соответственно по более капиталоемкому варианту; К2 и ^2 — то же, по менее капиталоемкому варианту. Дополнительные капитальные вложения ДК равны разности капитальных вложений вариантов 1 (более капиталоемкого) и 2 (менее капиталоемкого), т.е. ДК= =К\—Kz- Разность ДЯ=Я2—представляет собой экономию ежегодных издержек. Коэффициент сравни- тельной эффективности Е=АИ/ЬК показывает, на сколько снижаются ежегодные издержки на 1 руб. до- полнительных капитальных вложений. Другим показателем сравнительной эффективности является срок окупаемости Ток дополнительных капи- тальных вложений: Ток = (К1-Л2)/(^2-ад. (4.2) Значение Ток показывает, за сколько лет дополни- тельные капитальные вложения Д/С окупаются экономи- ей ежегодных издержек ДЯ. Сопоставляя зависимости (4.1) и (4.2), видим, что значение Ток обратно значению £, т. е. ТОк=1/£. Нормативное значение срока окупаемости дополни- тельных капитальных вложений Тя получаем из условия: Тп=\/Е1и где Ен — нормативный коэффициент сравни- 71
тельной эффективности дополнительных капитальных вложений. Принимая £н=0,12 (среднее значение по на- родному хозяйству согласно [20]), определяем среднее значение Тн, которое составит 8,33 года. Для отдельных отраслей народного хозяйства по согласованию с Госпла- ном СССР допускается отклонение норматива Ея от среднего значения, но он должен быть не ниже пределов 0,08—0,1 и не выше пределов 0,2—0,25. В дальнейшем, по мере абсолютного роста накопления, значение Ен мо- жет снижаться. Более капиталоемкий вариант считается экономичес- ки эффективным, если соблюдаются условия: а) Е = (Я2-Я1)/(К][-/<2)>Ен; (4.1') б) Ток = (Kt - К2)/(И2 - ад < Тн. (4.2') Если, например, для данной отрасли принять £н=0,12 и Тн=8,33 года, то более капиталоемкий вариант счита- ется экономически эффективным при условии, что: 1) экономия ежегодных издержек по сравнению с менее капиталоемким вариантом составляет не менее 0,12 коп. на 1 руб. дополнительных капитальных вложений, или 2) срок окупаемости дополнительных капитальных вло- жений составляет не более 8,33 года. Чем больше коэф- фициент Ея и соответственно чем меньше срок окупаемо- сти Гон, тем эффективнее более капиталоемкий вариант. Пример. Исходные данные для первого объекта: Ki = 110 млн. руб. и Иi—З млн. руб/год; для второго объекта — /<2=50 млн. руб. и Я2=13 млн. руб/год. Нормативные значения: £н=0,12 и Гн = = 8,33 года. Определяем: Е = (И2 — Иг)!(Ki - ТС2) = Ю/60 =0,167 и Ток = (Ki - К2)1(И2 - = 60/10 = 6 лет. так как Е>Еп, Ток< Гц, то более капиталоемкий объект экономи- чески эффективнее. При большом числе вариантов нахождение более эф- фективного из них по зависимостям (4.1) и (4.2) требует попарного сопоставления этих вариантов, что связано со значительным увеличением вычислительных работ, по- этому применяют наиболее общий показатель — приве- денные затраты: 3 = ЕЯК + И. (4.3) Экономически эффективный вариант (при любом чис- ле вариантов) имеет минимальное значение приведенных 72
затрат: 3-нпш (4.3а). Отсюда вариант 1 будет экономи- чески эффективным, если 31 = Fh Ki + Я1 с 32 = Еи К2 + И2. (4.Зб> Эффективность варианта 1 тем выше, чем больше ко- эффициент снижения затрат Р = (32 - 3j)/32 = Д3/32 (4.4> или чем меньше отношение затрат а = 31/32. (4.5> В рассмотренном выше примере: 31 = ЕнKi + Иг = 0,12-110 + 3 = 16,2 млн. руб/год; 32 = Ен К2 + И2 = 0,12-50 +13=19 млн.руб/год, т. е. 3i С 32; ₽ = (32 — 3i)/32 > 0; ct = 31/32 1, что подтверждает вывод об эффективности варианта 1 — более ка- питалоемкого. Рассмотрим второй пример, в котором Ki=120 млн. руб., =6 млн. руб/год, /<2=80 млн. руб. и Я2=8 млн. руб/год. В этом случае: Е = (8 — 6) 10б/(120 — 80) 10® = (2-10®)/(40-106) = 0,05 < Ен; Ток = (40-10«)/(2- 10е) = 20 > Тн. Расчетные затраты составят: 31 = 0,12 • 120 + 6 = 20,4 млн. руб/год; 32 = 0,12-80 + 8 = 17,6 млн. руб/год. По всем показателям — Е, Ток и 3 — экономически эффектив- ным оказывается вариант 2, т. е. менее капиталоемкий. Зависимости (4.1) — (4.5) используют в тех случаях,- когда сравниваемые объекты возводятся в течение одного года, после чего начинают работать на полную мощ- ность. При сроках строительства больше одного года капитальные вложения первых лет не дают эффекта до тех пор, пока объект не будет введен в эксплуатацию. Происходит так называемое временное «омертвление» капитальных вложений, которые учитываются в виде по- терь. Расчетные зависимости для объектов, строящихся: в течение нескольких лет, приведены в § 4.2. Окончательно выбор объекта происходит в результа- те всестороннего анализа с учетом всех социальных и качественных показателей, особенно социальных, и природоохранных факторов, затрат трудовых и матери- альных ресурсов. При этом существенное значение име- ют удельные капиталовложения на единицу производст- 71
венной мощности объекта и на единицу выпускаемой продукции, а также производительность труда и себесто- имость продукции. В гидроэнергетике удельные капиталовложения опре- деляют на 1 кВт установленной мощности ГЭС и КЭС и на 1 кВт-ч среднегодовой выработки энергии. Для этого подсчитывают капиталовложения в электростанции с по- вышающими подстанциями и линиями электропередачи и в природоохранные мероприятия (очистка ложа и укрепление берегов водохранилища ГЭС, очистка дымо- вых газов КЭС и т. п.), затраты на которые включают в .смету на строительство электростанций. Кроме того, определяют полные удельные капиталовложения, при подсчете которых к уже указанным добавляют капитало- вложения: для ГЭС — в эксплуатационный поселок, для КЭС — в развитие топливной промышленности и транс- порта, а также в поселки для эксплуатационного персо- нала электростанций, угольных шахт или газодобываю- щих предприятий и обслуживающего персонала транс- порта. Необходимо учитывать возможную неточность исходных стоимостных данных, объемов строительно- монтажных работ и т. п. Особенно четко надо представлять различие в приме- нении зависимостей (4.1) — (4.4) при выборе объектов для строительства и при обосновании их параметров — подпорной отметки гидроузла, полезной емкости водо- хранилища, установленной мощности ГЭС и т. п. При выборе объекта учитывают, что самым эконо- мичным является тот, который имеет наибольший коэф- фициент сравнительной эффективности Е, наименьший срок окупаемости капиталовложений Ток и наименьшие приведенные затраты 3. При определении оптимальных, т. е. экономически наивыгоднейших параметров объекта (подпорной отмет- ки гидроузла, полезной емкости водохранилища, уста- новленной мощности ГЭС и т. п.) исходят из условия получения максимального эффекта от всего объекта в целом по сравнению с наиболее экономичным заменяе- мым объектом. Обычно первое увеличение параметра, например по- вышение подпорной отметки гидроузла, дает эффект, на- много превышающий нормативное значение — Е>ЕН и Ток<7н, однако этот эффект обычно снижается при дальнейшем росте параметра, хотя и остается больше 74
нормативного. Теоретически при бесконечно малых при- ращениях параметра наибольший суммарный эффект по объекту в целом будет в том случае, когда Е=Еп и Ток=Т^. Поскольку в практических расчетах увеличение пара- метра проводят на конечную величину (например, НПУ повышают на 2 м), то максимальный суммарный эффект по объекту в целом, т. е. оптимальный параметр объек- та, определяется из условия практического равенства £«ЕН или ГОк«Тн при последнем экономически оправ- данном повышении параметра. Пример. Допустим, что при первом повышении НПУ с V80 до V82 м капитальные вложения в проектируемый гидроэнергетический объект возрастают на ДЛгэс=100 млн. руб., а ежегодные издерж- ки—на ДИГЭС 2 млн. руб/год. По заменяемой КЭС для получения того же приращения мощности и выработки электроэнергии требу- ется увеличить капитальные вложения на ДКгэс=60 млн. руб. и ежегодные издержки на Д^гэс = 1® млн- РУб/год. Находим: Е = (18 — 2)/( 100 — 60) = 0,4; ТОк = (100 — 60)/( 18 — 2) = 2,5 года. Приращение приведенных еатрат составит: по ГЭС ДЗгзс = 0,12 -100 + 2 = 14 млн. руб/год; по заменяемой КЭС ДЗКЭС = 0,12-60 + 18 = 25,2 млн. руб/год. Все три показателя определяют экономическую эффективность дальнейшего повышения НПУ. Расчеты показали, что при увеличе- нии НПУ с V88 до V90 м получаем: по ГЭС — ДК гэс = =150 млн: руб. и ДЯГ=2,8 млн. руб/год; по заменяемой КЭС — ДКкэс=® =50 млн. руб. и Д#кэс “14»9 млн. руб/год. Находим: Е = (14,9 — 2,8)/(150 - 50) = 0,121; Тн = (150 — 50)/(14,9 — 2,8) «8,3 года; Д3гэс= 0,12- 150 4- 2,8 = 20,8 млн. руб/год; АЗКЭС = 0,12-50 + 14,9 = 20,9 млн. руб/год. Дальнейшее повышение НПУ сверх V 90 м экономически не оправдано. Уточнение отметки может проводиться в пределах V 89 и V 90 м, но, учитывая неточность исходных данных, такое уточнение должно быть обосновано другими факторами, например, условиями охраны природы, социальными последствиями и т. п. Поскольку первые приращения НПУ давали большой эффект’ и ТокСТи, то по объекту в целом получим: £>ЕН, ТОК>ТН и 3 гэс<3 кэс-
Рассмотренные примеры имеют методическое значе- ние, и они целесообразны для усвоения основных зависи- мостей. Практически расчеты необходимо проводить с учетом фактора времени. 4.2. Учет фактора времени в технико-экономических расчетах Водохозяйственные объекты обычно характеризуются большими капитальными вложениями и сравнительно длительными сроками строительства, особенно это отно- сится к крупным гидротехническим сооружениям. Сроки освоения построенных водохозяйственных объектов раз- личны: наиболее быстро осваиваются объекты гидроэнер- гетики, наиболее медленно — объекты для орошения. Государство заинтересовано в скорейшем получении эффекта от капитальных вложений в виде электроэнер- гии, промышленной или сельскохозяйственной продук- ции и т. п. Для учета разницы во времени между капи- тальными вложениями и получением от них экономиче- ского эффекта пользуются понятием фактора времени. В технико-экономических расчетах фактор времени учитывается введением в расчет потерь от временного «омертвления» капитальных вложений в период строи- тельства объектов и пониженной эффективности объекта в период их освоения. Действительно, ежегодные капи- тальные вложения в строящийся объект не дают в тече- ние всего периода строительства эффекта, что, по суще- ству, влечет за собой ущерб для народного хозяйства. Освоение построенных объектов не сразу дает полный эффект, что также рассматривается как народнохозяйст- венные потери. При сравнении вариантов предполагает- ся, что: 1) не вся экономия капитальных вложений и ежегодных издержек направляется на развитие производ- ства: часть ее идет на материальное стимулирование, развитие жилищного строительства, социально-бытового обслуживания и т. д.; 2) направляемая в производствен- ную сферу часть экономии капитальных вложений не может дать сразу эффекта, так как необходимо соответ- ствующее время для строительства производственных объектов за счет упомянутой выше экономии. В результате коэффициент учета фактора времени, т. е. коэффициент приведения затрат, оказывается мень- ше нормативного коэффициента Еп—сравнительной эф- 76
фективности дополнительных капитальных вложений. Нормативное значение коэффициента приведения затрат £н,п> согласно [14], принимается равным 0,08*. Принято приводить капитальные вложения к едино- временным, а ежегодные издержки — к установившимся. Приведенные капиталовложения подсчитывают по фор- муле K = 2Kt(l+£H.n)T“'; (4.6) *=i ежегодные издержки — по формуле Й= 2 дИе(1+£н.п)т~' ; (4.7) приведенные затраты — по формуле Зт = 2 (£н Kt + ДЯ,)(1 + £н.п)Т-' , (4.8) /=1 где т — год приведения затрат, который может быть любым ка- лендарным годом, но обязательно одинаковым для всех сравнива- емых вариантов; Kt — капиталовложения в год t\ Mit — прира- щение ежегодных издержек в год t\ Т — срок строительства; t3— год начала эксплуатации; m — число лет, в течение которых про- изводят капитальные вложения и изменяются ежегодные издержки (в практических расчетах за m часто принимают год освоения пол- ной мощности или полной производительности и установившихся по- стоянных ежегодных издержек); черта сверху обозначает приведен- ные характеристики затрат. Приведенные затраты Зт, подсчитанные с учетом фак- тора времени, являются, по существу, динамическими затратами. В дальнейшем будем пользоваться термином расчетные затраты, который применим и к объектам, строящимся в течение одного года [формула (4.3) ], и к объектам, строящимся в течение нескольких лет [форму- лы (4.8) —(4.10)]. При рассмотрении динамики развития электроэнерге- тической и водохозяйственной систем год Т=пг пред- ставляет последний год рассматриваемой перспективы. Так как сумма является приращением приве- денных затрат = Еи Kt + АЯе, 1 Для лесопосадок, согласно [20], Ен.п=0,03. 77
можно записать 3 Д5‘<1+£н.п)Т“<- (4.9) 1*=1 Для комплексных объектов и комплексных водохо- зяйственных систем, дающих эффект в нескольких отра- слях народного хозяйства, приведенные затраты соста- вят: Зх = 2 2 (£i« Kit + ДИ«)(1 + (4.10) i=l lt=l где s— число отраслей народного хозяйства; Егн — нормативный коэффициент сравнительной эффективности в отрасли t; Ки — ка- питаловложения; AJYit — приращение ежегодных издержек в от- расли I в год t. Если у потребителей воды или электроэнергии или в экологических системах появляются ущербы Ущ или эф- фекты Эф, то они должны быть учтены при выборе объ- екта или его варианта. В таких случаях наивыгоднейший вариант определяется по условию Зт+Ущт-Ээфт->пип. (4.11) Это условие является наиболее общим, и его приме- няют в тех случаях, когда сравниваемые варианты не могут быть приведены к тождественным результатам. Рассмотрим простейший пример определения приведенных зна- чений капитальных вложений, ежегодных издержек и приведенных затрат, подсчитанных с учетом фактора времени. Допустим, срок строительства ГЭС Тс=5 лет; капитальные вложения Д=100 млн. руб. распределяются по годам строитель- ства следующим образом, млн. руб.: Л1=10, 7<2=20, К3=ЗО, =30 и Ks=10 (рис. 4.1). Приводя капитальные вложения к пос- леднему году 7С=5, получим: = Ki (1 + £н.п)5~1 + (1 + Ен.п)-~2 + Кз (1 + £н.п)б~3 + + *4 0 + £н.ц)5-4 + (1 + £н.п)5-5- При коэффициенте £н-п=0,08 будем иметь: Л5 = 10-1,08^ 4-20.1,083 4-30-1,082 + 30-1,08 + + 10= 116,2 млн. руб. Для скорейшего получения электроэнергии пуск пер- вых агрегатов на крупных ГЭС производится при недо- строенной плотине. В результате от ввода в эксплуата- цию первого агрегата до пуска последнего проходит 2— 3 года. По мере освоения водохозяйственного объекта 78
Рис. 4.1. Распределение капиталь- ных вложений по годам строитель- ства (сг), рост суммарных капи- тальных вложений (б),__приведен- ные капиталовложения К к году т х=5 (о) Рис. 4.2. Ежегодные издержки (а) и приведенные издержки к го- ду т=5 (б) увеличиваются издержки по его эксплуатации и полу- чаемый эффект. Если в рассматриваемом примере объект вводится в эксплуа- тацию в течение двух лет — в 4-м и 5-м году от начала строи- тельства, а полное освоение мощности объекта достигается в 6-м году (рис. 4.2), то при И^З, //5=4, //б—//7=//в=... = 5 млн. руб/год получим И = 3-1,085-4 + (4 — 3) 1,085-6 (5 _ 4) 1 ,085-6 = = 5,16 млн. руб/год. 79
Динамические приведенные затраты 3, названные на- ми расчетными, имеют ту же структуру, что и в (4.3), но их содержание определяется приведенными величинами капитальных вложений и ежегодных издержек: 3 = £НК4-Й. (4.12) В рассматриваемом примере приведенные затраты, подсчитан- ные без учета фактора времени, составили: 3 = 0,12’100 4-5= 17 млн. руб/год, а при учете фактора времени Зт = 0,12-116,2 4- 5,16 « 19,1 млн. руб/год. В институте Энергосетьпроект расчетные затраты определяют по формуле Зт = £н.п 2 3t (1 + Е„ + Зг+1, (4.13) t=2 где Зт — расчетные затраты, приведенные к последнему году вре- менной эксплуатации; 3t — приведенные затраты для года t (3f=£НЛ1_14-Яе); Зт+i — приведенные затраты первого года нормальной эксплуатации. Формула (4.13) основана на учете экономии издержек по сравниваемым вариантам за бесконечно большее чис- ло лет, поэтому подсчеты по формулам (4.8) и (4.13) дают одинаковый результат, если в (4.8) подставить —Ht, принять m — T и привести затраты к го- ду Т. Определение экономической эффективности водохо- зяйственных объектов должно проводиться с учетом фак- тора времени. Для сравниваемых вариантов необходимо подсчитать приведенные значения капитальных вложе- ний 7\х, ежегодных издержек Их и затрат Зг. Подставляя их в формулы (4.1)_и (4^2), получаем численные значе- ния коэффициентов Е и ТОк и по условию Е^Еп и ТОк^ ^Тн определяем сравнительную экономическую эффек- тивность более капиталоемкого объекта 1. Если пользоваться показателями приведенных затрат Зт , подсчитываемых с учетом фактора времени, то эко- номическая эффективность более капиталоемкого объек- та 1 по сравнению с объектом II определится из условия Результаты расчетов без учета и с учетом фак- тора времени приведены в § 4.3 и 13.1. Определение экономической эффективности по коэф- фициенту сравнительной эффективности и сроку окупае- 80
мости дополнительных капитальных вложении в энерге- тике имеет существенные недостатки, так как в расчет в явном виде не входят капитальные вложения в топлив- ную базу и транспорт по доставке топлива. Более пра- вильным является учет капитальных вложений в соб- ственно КЭС, а также в топливодобывающую промыш- ленность и транспорт. При этом в расчет надо вво- дить себестоимость топлива и транспорта по его до- ставке. Строительство водохозяйственных объектов в север- ных необжитых районах страны требует больших затрат на привлечение рабочей силы, в которые входят значи- тельные капитальные вложения на перебазирование ра- бочих и их семей, создание условий для закрепления их на месте, строительство жилых, коммунально-бытовых объектов и т. п. Все это должно учитываться при опреде- лении экономической эффективности водохозяйственных объектов. Так, в [30] для строительства и эксплуатации ГЭС на севере Сибири мощностью 3,6 млн. кВт капи- тальные вложения по гидроузлу составляют 1090 млн. руб., а на привлечение трудовых ресурсов—133 млн. руб.; для заменяемой КЭС капитальные вложения опре- делены в размере 890 млн. руб., а на привлечение рабо- чей силы — 150 млн. руб. Для варианта ГЭС приведенные затраты состоят из относимых на энергетику приведенных затрат по гидро- узлу, линиям электропередачи и привлечению рабочей силы для строительства и эксплуатации ГЭС; для вари- анта КЭС — из приведенных затрат по эксплуатации, включая расходы на топливо, подсчитанные по замыкаю- щим затратам, линиям электропередачи и привлечению рабочей силы Для строительства и эксплуатации, топлив- ной базы и транспорта топлива. Применение метода сравнительной эффективности капитальных вложений, согласно [14], предопределяет получение в сравниваемых вариантах однородной про- дукции одинакового качества в одни и те же сроки, при этом из-за различия в сроках строительства сравнивае- мых объектов начало капитальных вложений в КЭС на- мечается на несколько лет позже, чем в ГЭС. Значитель- ный интерес представляет сопоставление объектов, по которым совпадает год начала строительства. Примени- тельно к ГЭС и КЭС в один год надо начинать строи- тельство ГЭС и. топливной базы КЭС. 6—339 81
Если КЭС начнет давать энергию раньше, чем ГЭС, это должно учитываться в технико-экономических рас- четах как эффект (см. § 10.3). 4.3. Динамика сравнительной эффективности водохозяйственных объектов При сопоставлении взаимозаменяемых объектов су- щественное значение имеет изменение во времени по- требности в капитальных вложениях, ежегодных издер- жках, трудовых и материальных ресурсах, особенно в де- фицитных материалах. Наиболее наглядным является графическое изображе- ние потребности в финансовых, материальных и трудо- вых ресурсах нарастающим итогом за обозримый пери- од в 20—30 лет. Основные затруднения заключаются в определении изменения во времени стоимостных показа- телей, роста производительности труда, заработной пла- ты и т. д. по сравниваемым объектам. Пример. Рассмотрим сравнение двух вариантов [30]. Для бо- лее капиталоемкого варианта 1 примем №=280 млн. руб., Ит= =6 млн. руб/год; для менее капиталоемкого варианта П К11 =150 млн. руб. и И1Г=30 млн. руб/год. Срок окупаемости дополнительных капиталовложений составит: 70К = (к1 — Ки)/(Ип —И1 ) = (280 — 15О)(ЗО — 6)« 5,4 года, а коэффициент сравнительной эффективности Е = (30 — 6)/(280 — 150) «0,19. Произведем расчет при неизменных ценах и равенстве роста заработной платы и производительности труда. В табл. 4.1 и на рис. 4.3 показано нарастание капиталовложений в период строи- тельства объектов и ежегодных издержек в период временной (5-й •и 6-й годы) и нормальной эксплуатации (с 7-го по 36-й год). По I варианту капитальные вложения К=280 млн. руб. и сумма еже- 36 годных издержек S Яг=186 млн. руб. дают совместно 466 млн. руб.; £=5 36 по II варианту: Яп= 1504-930=1080 млн. руб. Экономия суммарных расходов по I варианту по сравнению со II вариантом составляет: 1080—466=614 млн. руб., т. е. более чем в 2 раза превосходит капитальные вложения I варианта. Существенное значение имеет учет разновременности затрат. На основе зависимости (4.8) приведенная к году т=5 экономия составит Эг = Ж1 - *1) (1 + )т-г + 2 (И?1 - и{)(> + £н,п)т“' (4.14). 82
Рис. 4.3. Хронологический график суммарных капитальных вложений SK в период строительства объек- тов 1 и II, суммы ежегодных из- держек за период временной (5, 6-й годы) и за 30-летний период постоянной эксплуатации ЕЙ, и экономии суммарных расходов В I варианте срок строительст- ва Т== 6 лет, во II варианте — Т=3 года. Ввод первых агрега- тов в эксплуатацию происходит в год £э=5. Конечный год рас- четного срока т—36 лет. При- ведение затрат производим к году пуска в эксплуатацию первых агрегатов, т. е. т=5. При нормативном коэффициен- те £н.п=0,08 суммарная эконо- мия по I варианту, приведен- ная к пятому году, составит: =— 20 (1,08)1 — 50-1,083 — 80-1,082 + (40 — 90) 1,08 + + (70 — 30) +(40—10)/1,08+ (10 — 1,5)+ (20 — 4,5)/1,08 + 3S + 2 (30 — 6) 1,08б“* « 100 млн. руб. *=7 Таким образом, приведенная к пятому году т=5 суммарная экономия по I варианту получилась в 6 раз меньше по сравнению с экономией, подсчитанной без приведения разновременных затрат и составившей 614 млн. руб. Столь большое различие в суммарной экономии объясняется весьма большой величиной коэффициента приведения разновременных затрат £к.п=0,08. При уменьшении его до 0,05 приведенная экономия суммарных расходов увеличится со 100 до 240 млн. руб., т. е. возрастет в 2,4 раза. Столь большое раз- личие в экономии расходов — 614, 240 и 100 млн. руб. — свидетель ствует о том, какое большое значение имеют приведение экономии разновременных расходов к одному году т и величина коэффици- ента приведения Ен-п. Сравнение вариантов (см. табл. 4.1) по сумме капи- тальных вложений и ежегодных издержек за длитель- ный период дает наглядное представление о динамике суммарных расходов и об изменении суммарной эконо- мии по сравниваемым вариантам за этот период. В последнее время стал применяться показатель приведенных к году т суммарных расходов, т. е. приведенной суммы капитальных вложений н ежегодных издержек за т лет. 6* 83
Таблица 4.1. Динамика капиталовложений и Ежегодных издержек ГЭС И КЭС, млн. руб. Годы а <я X & СП Показатель 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 и 12 13 35 36 Всего I Капитало- вложения Издержки 20 50 80 90 30 1,5 10 4,5 6 6 6 6 6 6 6 6 6 280 186 Итого 20 70 150 240 271,5 286 292 298 304 310 316 322 328 460 466 466 II Капитало- вложения Издержки — — — 40 70 10 40 20 30 30 30 30 30 30 30 30 30 150 930 И т о г о 40 120 180 210 240 270 300 330 360 390 1050 1080 1080 II—I Экономия (+) Перерасход (-) -20 -70 —150 —200 —151,5 — 106 —92 -58 -34 —10 +14 +38 +62 +566 +614 +614
При большом числе вариантов наиболее эффективным считает- ся вариант с минимальными значениями суммы 2 № + + fn-nr-^min. t=A Однако при этом не учитываются ежегодные издержки за пре- делами рассматриваемого периода tn лет. Пренебрежение ими до- пустимо при ;п>40—50 лет. При /пс20 лет применение показателя суммарных расходов без учета ежегодных издержек за пределами т лет может повлечь за собой ошибочное решение1. Более глубокий анализ может проводиться на основе прогноза изменения стоимостных и удельных материаль- ных и трудовых показателей. Однако составление такого прогноза представляет значительные трудности. Особое значение имеет учет дефицита трудовых ре- сурсов. Для народнохозяйственного учета экономии тру- довых ресурсов можно принять показатель прироста на- ционального дохода Дь Если для производства одина- кового количества продукции один объект по сравнению с другим требует меньше рабочей силы на п человек, ко- торые могут быть использованы в другом производстве, то они будут давать ежегодное увеличение национально- го дохода на пД1, По отчетным данным, прирост нацио- нального дохода в год на одного трудящегося, занятого в основном производстве, составляет в среднем по на- родному хозяйству 4000 руб. С течением времени нормативы сравнительной эконо- мической эффективности капитальных вложений могут меняться. Если через п лет после начала £=1 рассмат- риваемого периода существующие нормативы Ен и Ен.п будут заменены нормативами Ени Ен.п , то для объек- тов, строящихся в период действия существующих норм Ен и Е№ затраты целесообразно приводить к году п и подсчитывать их по формуле зп= 2 2 +дя»)(1 + £н.п)я-,+ 1=1 /=1 + 2 2 (4.15) i=l i=l где Зп — затраты, приведенные к году перехода к новым норма- тивам. 1 Волькенау И. М., Зойлигер А. Н., Хабачев Л. Д. Проектирование электроэнергетических систем. — М.: Энергия, 1979. 85
Для объектов, которые будут строиться после изме- нения нормативов, затраты подсчитывают по дформуле (4.10). В ней принимаются новые нормативы Ен и Ен.п и суммируются затраты за период от до t=m. Для непрерывно развивающихся систем от /=1 до t=m затраты подсчитывают по (4.10) и (4.15) и сумми- руют. При этом (4.15) применяют для объектов, строя- щихся до введения новых нормативов. По формуле (4.10) затраты подсчитываются для объектов, строя- щихся после введения новых нормативов, при этом при- нимают новые нормативы: Ени Ен.п . Год приведения за- трат для всех объектов принимается одинаковым, т. е. х—п. Для систем с одноотраслевыми объектами, например для электроэнергетических, из формулы (4.10) и (4.15) s исключаются знак S и символ i при Kt, Mit и Ен. г=1 ГЛАВА 5. ОБЩАЯ (АБСОЛЮТНАЯ) И МНОГОЦЕЛЕВАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ КАПИТАЛЬНЫХ ВЛОЖЕНИИ 5.1. Общая [абсолютная) экономическая эффективность капитальных вложений Общая (абсолютная) экономическая эффективность капитальных вложений определяется для оценки капи- тального строительства по народному хозяйству в целом, по отрасли, объединению предприятий, по отдельному предприятию, объекту и т. п. Общую экономическую эффективность капитальных вложений подсчитывают на всех стадиях планирования и проектирования развития народного хозяйства, отрас- ли и строительства отдельных объектов. По показателям общей экономической эффективности определяют эффек- тивность водохозяйственного объекта или водохозяйст- венной системы в условиях хозрасчетной практики. Показателями общей экономической эффективности капитальных вложений являются: а) по народному хозяйству, его отраслям и подотрас- лям— отношение прироста национального дохода или чистой продукции к капитальным вложениям; б) по хозрасчетным объединениям, предприятиям или отдельным объектам — отношение прибыли или сниже- 86
ния себестоимости продукции к капитальным вложениям. Для действующих предприятий общая экономическая эффективность определяется отношением годовой прибы- ли к основным и оборотным фондам. Для проектируемых объектов показателем общей экономической эффективности считается коэффициент рентабельности Эр. Его численное значение определяет- ся отношением прибыли к капитальным вложениям, включая оборотные фонды: Зр = П/К = (Ц~ С)/К = И)! К, (5.1) где П — годовая прибыль, руб.; Ц — стоимость годового выпуска продукции в оптовых ценах предприятия (без налога с оборота); С — себестоимость годового выпуска продукции; И — ежегодные издержки производства. Численные значения показателей С и И одинаковы: С=И, поэтому иногда пользуются показателем С, а иногда — И. Полученное значение коэффициента рентабельности Эр сравнивается с нормативной величиной или с лучши- ми доступными показателями. Согласно типовой методи- ке [14], по народному хозяйству был установлен сред- ний норматив общей (абсолютной) эффективности ка- питальных вложений Еа в размере 0,14. Для отдель- ных отраслей народного хозяйства рекомендуются сле- дующие нормативы: для промышленности — 0,16; для сельского хозяйства — 0,07; для транспорта и связи — 0,05; для строительства — 0,22; для материально-техни- ческого снабжения, заготовок и торговли — 0,25; для орошения—от 0,1 до 0,16 в зависимости от специализа- ции хозяйств. Капитальные вложения считаются эффек- тивными, если Зр>Еа. (5.2) При расширении или реконструкции объекта коэффи- циент его рентабельности должен быть выше, чем до рас- ширения или реконструкции объекта. По мере роста производительности труда, техническо- го прогресса, снижения материалоемкости и фондоемко- сти продукции величина Еа должна расти. На перспекти- ву (10—20 лет) значения Еа устанавливаются Госпла- ном СССР. Значение Ц в электроэнергетике определяют по тарифам или замыкающим затратам на электроэнер- гию. По тарифам должно подсчитываться значение Ц при промышленном и питьевом водоснабжении, на реч- ном транспорте и т. д. В сельском хозяйстве Ц опреде- ляют по закупочным ценам. 87
Рентабельность капитальных вложений должна опре- деляться по конечной продукции. Например, в электро- энергетике установлены тарифы на электроэнергию, от- пущенную потребителям с шин понижающей подстанции; в оросительных системах эффективность капитальных вложений определяется по приросту урожая сельскохо- зяйственных культур. Другим показателем общей (абсолютной) эффектив- ности капитальных вложений является условный срок компенсации капитальных вложений за счет прибыли ТкМп = дуя = К/ (Ц — И). (5.3) Чем меньше ТКМп, тем больше общая эффективность капитальных вложений. В формулу (5.3) следовало бы подставлять ежегодные издержки за вычетом отчислений на реновацию, при этом численное значение Гкмп было бы меньше. Однако в соответствии с типовой методикой [14] и инструкцией [16] принято подставлять в формулу (5.3) полные ежегодные издержки, что является услов- ностью. При анализе общей эффективности капитальных вло- жений должны учитываться следующие факторы: изме- нение трудоемкости, материалоемкости, фондоемкости, качества (долговечности, надежности и т. д.) продукции, а также сокращение продолжительности строительства и снижения сметной стоимости. Применительно к строительству крупных гидроэлект- ростанций существенное положительное значение имеют: создание инфраструктуры для освоения и хозяйственного развития новых районов, организация на базе ГЭС территориально-производственных комплексов, достиже- ние высшей в энергетике производительности труда. К негативным факторам относятся: затопление земель, необходимость выноса из зоны затопления предприятий, дорог, жилых зданий, переселение жителей и т. д. При определении общей эффективности капитальных вложений большую роль играет учет фактора времени. В этом случае надо пользоваться приведенными значе- ниями капитальных вложений, ежегодных издержек и прибыли. При учете ущерба от временного «замораживания» капитальных вложений в период строительства, согласно типовой методике [14],рекомендуется пользоваться нор- мативами общей эффективности, которые, как отмеча- 88
лось выше, различны для отдельных отраслей народного хозяйства и составляют 0,05—0,25. Однако для сопостав- ления данных, получаемых методами сравнительной и общей эффективности капитальных вложений, целесооб- разно принять одинаковый для этих двух методов нор- матив приведения затрат £и.п=0,08. _ Определение приведенных капитальных вложений К и ежегодных издержек И рассмотрено на примере в 4.2. Там же помещены рис. 4.1 и 4.2, иллюстрирующие рас- четы. Для подсчета прибыли, приведенной к году т, вос- пользуемся следующей формулой: т Яг= 3 Д/7*(И-£н.п)Т-/’ (5-4) 'э где i3 — первый год эксплуатации объекта; т — число лет рас- четного периода эксплуатации, т. е. период освоения объекта до вступления его в работу на полную проектную мощность; Д/L— прирост прибыли в год /; £н.п — коэффициент приведения затрат, называемый также коэффициентом учета фактора времени. Формула (5.4) аналогична применяемой для подсче- та приведенных значений ежегодных издержек. Так как П=Ц—И, то и для приведения стоимости или валового дохода Ц получим аналогичную зависи- мость Цг = 2 Д^(1+£н.п)Т“'. (5-5) где — прирост валового дохода в год t. Обычно годом приведения всех затрат и прибыли принимают первый год эксплуатации объекта, т. е. счи- тают_т=А). При этом приведенные капитальные вложе- ния К получаются больше фактических К>К, а приве- денный валовый доход Ц оказывается меньше дохода Ц, подсчитанного по полной производительности объекта без учета периода его освоения, т. е. Ц<Ц. Поэтому приведенный коэффициент рентабельности будет меньше того значения Эр, которое получается в расчетах без учета фактора времени. Определение величины Эр проводится по приведенным значениям К, И и Ц: ЭР = (Ц-Й)/К. (5.6) 89
Пример. Рассмотрим учет фактора времени при определении об- щей эффективности капитальных вложений. Для рассматриваемого ранее в § 4.2 объекта имеем: Х=100 млн. руб., И=5 млн. руб/год. Определяем коэффициент рентабельности Эр = (Ц — И)! К = (15 — 5) /100 = 0,1 - Проведем расчет с учетом разновременности затрат. Для капи- тальных вложений и ежегодных издержек получены приведенные к 5-му году (т=5) значения: К—116,2 млн. руб и //=5,16 млн. руб/год. В рассмотренном ранее примере проектный валовый доход был получен лишь в 8-м календарном году. По мере освоения объекта валовый доход возрастал и составил, млн. руб/год: в первый год эксплуатации, т. е. в 4-м календарном году, Ца=о, затем Дб=10, Z/7= 12 и Д8=15. Согласно зависимости (5.5), при приведе- нии к 5-му году получим Цх = 3-1(7— 3)5-5+(Ю—7)е~Ч-(12— 10)5—7+( 15 — 12)5~8 = = 14,11 млн. руб/год. Приведенное значение коэффициента рентабельности составит Эр = л/л = (Ц — И)П< = (14,11 — 5,16)/116,2 « 0,077. Таким образом, при учете фактора времени коэффициент рен- табельности уменьшился с 0,1 до 0,077. 5.2. Многоцелевая эффективность водохозяйственных объектов В проектной практике выбор водохозяйственного объекта и определение его параметров осуществляются по минимуму приведенных затрат [см. (4.8) и (4.10)], но применение этого критерия требует обеспечения тожде- ства эффектов и ущербов по всем рассматриваемым ва- риантам. Во многих случаях такое тождество не удается обеспечить, особенно по социальным и природоохран- ным факторам. Например, условия работы эксплуатационного персонала гид- роэлектростанций намного лучше, чем шахтеров в угледобывающей прохмышленности. Производительность труда на ГЭС в 4—5 раз выше, чем на ТЭС, включая добычу топлива и его транспортиров- ку. В отношении природоохранных мероприятий также имеются большие расхождения. При создании водохранилищ происходит за- топление ценных сельскохозяйственных угодий, промышленных пред- приятий, жилых зданий, дорог и т. п., затраты по компенсации ко- торых включаются в смету ГЭС, но не доучитывая их социального значения. С другой стороны, строительство водохранилищ в южных засушливых районах страны и переброска части стока северных рек на юг позволяют освоить для сельского хозяйства значительные зе- мельные массивы в южных районах с благоприятными климатиче- скими условиями. 90
При строительстве тепловых электростанций на органическом топливе предусматривается очистка дымовых газов согласно суще- ствующим нормативам. Соответствующие затраты включаются в смету на строительство и эксплуатацию электростанции. Однако нормы не предусматривают очистку газов на 100 %, и поэтому ча- стичное загрязнение воздушного бассейна остается. Особо важным является вопрос о расходе и экономии практи- чески невозобновляемых запасов органического топлива. В этом от- ношении имеется принципиальное различие между ГЭС н КЭС, ко- торое в расчетах по методу сравнительной экономической эффектив- ности капитальных вложений недоучитывается. Таким образом, имеется значительное число факто- ров, по которым не удается обеспечить тождества в срав- ниваемых вариантах или сравниваемых объектах. Поэто- му появилась необходимость применения более общего метода, который можно было бы принять для оценки достижения совокупности целей: экономической, соци- альной, охраны и улучшения природы и т. п. Такой ме- тод назван методом многоцелевой (многокритериальной) оптимизации и позволяет учесть качественные факторы. Главная цель водохозяйственной системы — обеспече- ние потребностей в воде, электроэнергетической — в электроэнергии. Эти цели должны достигаться во всех вариантах, но, кроме того, каждый из них должен удов- летворять и целому ряду других требований, например иметь наименьшие затраты, обеспечивать лучшие соци- альные условия, меньше загрязнять атмосферу и т. д. Состав целей определяется конкретными условиями строительства и эксплуатации данной системы. Одной из целей, которая в ряде случаев может быть главной, яв- ляется минимизация приведенных затрат. Кроме того, перед водохозяйственными системами ста- вятся цели обеспечения надежности и бесперебойности водоснабжения, качества воды, санитарных и рекреаци- онных условий, охраны и улучшения природы и т. п. Для электроэнергетических систем ставятся аналогичные це- ли, соответствующие генерированию и распределению электрической энергии. Получить одновременно максимальный эффект по всем целям невозможно вследствие противоречивого ха- рактера разных целей. Например, повышение бесперебой- ности электроснабжения требует увеличения резервов электроэнергетической системы, а это связано с ростом затрат. Надо стремиться получить наибольший народно- хозяйственный, в данном случае комплексный, эффект, т. е. наилучшее сочетание показателей эффективности по 91
всей совокупности целей. Это условие является основой метода многоцелевой (многокритериальной) оптимиза- ции. Показатель многоцелевой эффективности можно представить в следующем виде: ^=2^.’ <5-7) i=l где Ek — интегральный показатель многоцелевой (многокритери- альной) эффективности варианта /г системы; — весовой коэффи- циент, или оценка значимости цели /; ehi — оценка эффективности варианта k в отношении обеспечения цели I. Обычно величина весового коэффициента Vi опреде- п ляется в долях единицы, тогда 2п£=1. i=i Для идеального варианта, в котором полностью удо- влетворяются все цели, Ek = 1. Для реальных вариантов E*k<l. Наибольшая величина E*k определяет оптималь- ный вариант использования водных ресурсов, в котором наиболее полно удовлетворяется совокупность постав- ленных целей. Критерий многоцелевой (многокритери- альной) оптимальности может быть записан в виде £д->тах. (5.8) На область определения функции накладываются ог- раничения по условиям заданного водо- или электропо- требления, допустимым параметрам отдельных водохо- зяйственных или энергетических объектов и т. п. Для ва- рианта k величина ек[ определяется сравнением степени достижения цели i с максимальным и минимальным его значениями. В простейшем случае для минимизируемых показате- лей, например для расчетных затрат, определяют а для максимизируемых, например показателей качества воды для водоснабжения, eke, = ел^етах* где 3min — расчетные затраты для варианта с их минимальным значением; етах — показатель качества воды для варианта с его максимальным значением; символ k обозначает соответствующие значения для варианта k. При большом числе вариантов для повышения точ- ности расчетов величины eki определяют по разности
предельных значении соответствующих показателей, на- пример: Jmax ‘-’mm emax fcmm Имеются и другие более сложные способы определе- ния eki или совместного определения Vieki. Определение весовых коэффициентов vx, т. е. оценка значимости це- лей, проводится экспертами. Существует несколько спо- собов организации экспертных оценок. Рассмотрим простейший пример выбора схемы питьевого водо- снабжения. Допустим, имеются три варианта: в I и III водоснабже- ние обеспечивается из специально создаваемого водохранилища; во II — из подземных источников с исключительно высоким качеством воды, какого не удается достигнуть в других вариантах. Поставлены цели: I) минимизация приведенных затрат; 2) обе- спечение наивысшего качества воды; 3) создание наиболее благо- приятных условий для занятий спортом и отдыха населения. Экспертным путем определены весовые коэффициенты: и1 = 0,65; Пц = 0,25; гчп==0,1. Варианты характеризуются приведенными за- тратами, тыс. руб/год: 31=100; Зц = 110; Зш= 125. В I и III ва- риантах учтены затраты на водоочистку. Относительное качество во- ды после водоочистки: ei = 0,4; ец = 1; €ш=0,5. Площадь водной, поверхности для рекреационных целей, га: = 12; Гц=0; Гш=60. Определим комплексную (многокритериальную) эффективность для одного, например, I варианта простейшим способом подсчета eki — отношением соответствующих величин. Тогда получим для до- стижения : первой цели «1.1 = 3^/3, = 100/100=1; второй цели «i.2=^mai=0>4/1=0>4; третьей цели «1,3 = Л^тах=12/60 = 0-2- В результате получим для I варианта: 3 Е1 =2 Vi eti = V1 eI.l + В2 е1.2 + v3 е1.3 = 1=1 = 1-0,65 + 0,25-0,4 + 0,1-0,2 = 0,77; для II варианта Ejj =0,84 и для III — Ejn = 0,745. По методу многоцелевой оптимизации нанлучшим оказался II вариант водоснабжения из подземных источников, для которого' показатель эффективности Еп=0,84 наибольший. Если бы все три варианта при указанных выше приведенных затратах обеспечивали одинаковое качество воды и одинаковые рекреационные условия, то- нанлучшим считался бы I вариант, имеющий минимальные приведен- ные затраты. 93
РАЗДЕЛ II. ЭКОНОМИКА ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОГО СТРОИТЕЛЬСТВА ГЛАВА 6. ОСОБЕННОСТИ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ОБОСНОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ И СИСТЕМ ВОДНОГО ХОЗЯЙСТВА 6Х Воздействие водохозяйственных объектов на природную среду Водохозяйственные объекты оказывают непосредст- венное воздействие на природную среду, которое прояв- ляется как в период строительства объектов, так и при их эксплуатации. Так, создание водохранилищ оказыва- ет существенное влияние на гидросферу — увеличивает- ся испарение, нарушаются естественные режимы водного стока (поверхностного и подземного), изменяется ка- чество воды и т. п. При сооружении крупных водохрани- лищ возникает дополнительная нагрузка на земную кору, интенсифицируются тектонические процессы, вызыва- ющие землетрясения. Фильтрация воды из водохранили- ща способствует изменению геологической структуры по- род и их физико-химических характеристик. При интенсивном испарении влаги с поверхности во- дохранилищ, а также с подтопленных прилегающих тер- риторий возможны локальные изменения климата (по- вышение влажности воздуха, образование туманов, усиление ветров и т. п.). Однако в зависимости от природ- ных условий такие воздействия могут иметь и положи- тельные последствия, например, создание водохранилищ в засушливых зонах ведет к благоприятным изменениям климатических условий, повышая влажность воздуха. •Однако в большинстве случаев эти последствия нега- тивны, и требуются время и большие материальные за- траты для приспособления к новым условиям окружаю- щей среды. Водохозяйственные объекты оказывают существенное влияние и на живую природу — растительный и живот- ный мир. Изменения параметров водной среды, атмосфе- ры, почвы вызывают экологические1 нарушения, что при- водит к изменению экологических смете м — 1 Экология — наука, изучающая взаимоотношения организмов с ок- ружающей средой. 94
а) 4 в /? 20 Рис. 6.1. Изменение температуры воды по глубине водохранилища а — поверхностный водозабор; б — глубинный водозабор функциональной совокуп- ности микроорганизмов, жи- вотного и растительного ми- ра. Например, при создании водохранилищ происходит стратификация воды, когда верхние ее слои хорошо про- греваются под действием солнечной радиации, а нижние,, особенно придонные, имеют более низкую температуру (рис. 6.1). Сохранение или деформация экологических систем в нижнем за водохранилищем течении реки бу- дет зависеть от того, из каких слоев забирается и пропус- кается в нижний бьеф вода. При глубинном заборе в нижний бьеф будет поступать холодная вода, а она мо- жет вызвать угнетение или гибель теплолюбивых расте- ний и микроорганизмов, служащих питательной средой для подводного животного мира. Это, в свою очередь, может привести к изменению видового разнообразия, на- пример ихтиофауны. Создание водохранилищ и других водохозяйственных объектов относится к антропогенному виду воздействия на природу. Термин «антропогенное воздейст- вие» подразумевает влияние хозяйственной деятельно- сти человека на природу. Это влияние особенно сильно проявляется в период эксплуатации водной системы предприятиями-водопользователями отдельных отраслей энергетики, промышленности, транспорта и сельского хо- зяйства. Тепловые и атомные электростанции, сбрасывая теп- лые воды из систем охлаждения конденсаторов паровых турбин, нарушают тепловой режим водоемов и водото- ков. Повышение средней температуры воды на 3СС и более вызывает необратимые процессы в экологических системах. Этот вид воздействия энергетических объектов на природную среду имеет особенно вредные последст- вия при сосредоточении на берегах искусственных или естественных водоемов электростанций больших мощно- стей. Водный транспорт, развиваемый на реках и водохра- нилищах, способствует загрязнению воды нефтепродук- тами. Основным источником их поступления в водоемы и 95
водотоки является утечка топлива и масел. Значительны сбросы коммунальных стоков с судов, на которых не пре- дусмотрена их очистка или отсутствует централизован- ная их приемка береговыми водоочистными сооруже- ниями. Интенсификация земледелия на орошаемых и осуша- емых землях в бассейнах рек и озер связана с широким применением органических минеральных удобрений. При нарушении технологии удобрения почв значительная их часть выносится поверхностными и грунтовыми водами в реки и озера. В результате вода загрязняется биогена- ми— химическими соединениями азота и фосфора. Раз- витие промышленного животноводства в зоне мелиориру- емого земледелия вызывает загрязнение вод отходами животноводческих ферм и комплексов. Орошение земель является самым крупным водопользователем (табл. 6.1) и в отдельных случаях может вызвать истощение при- родных водных ресурсов. Это еще один существенный фактор антропогенного воздействия на природную среду. При проектировании мероприятий по мелиорации зе- мель необходимо учитывать местные особенности при- родных условий. Так, орошение земель в южных районах страны может вызвать засоление почвы, если не преду- смотрены специальные агротехнические мероприятия или нарушена технология полива. В результате подъема грунтовых вод и их интенсивного испарения происходит накопление солей в почвенном слое, которое причиняет существенный ущерб сельскому хозяйству, вызывает эко- логические нарушения в природной среде. Ликвидация последствий засоления земель — процесс довольно дли- Та блиц а 6.1. Потребление воды для использования в народном хозяйстве, км3/год I960 г. j 1970 г. Вид водопользования Потребление полное безвозврат- ное полное безвозврат- ное Орошение Водоснабжение: 98 76 136 116 промышленности и 28 2,5 70 5,2 энергетики коммунально-бытовое •Рыбное хозяйство 6 7 2 1,6 10 8 3 2 96
Продолжение табл. 6.1 Вид водопользования полное 1980 г. | 1985 г. Потребление безвозврат- ное полное безвозврат- ное Орошение Водоснабжение: промышленности и энергетики коммунально-бытовое Рыбное хозяйство 161 105 20 И 140 10 180 ПО 26 12 145 12 6 2 7 2 тельный и связан с большими затратами, поэтому еще на стадии проектирования необходимо предусматривать ин- женерные решения, которые позволили бы избежать это- го неблагоприятного явления. В низких местах, прилегающих к мелиорированным сельскохозяйственным угодьям, в результате интенсив- ного полива иногда происходит заболачивание земель. На таких землях появляется болотная растительность, гибнет лес и кустарник. Образование болотных местно- стей сопровождается изменением микроклимата, появ- ляются болезнетворные насекомые и т. п. Недостаточный учет возможных неблагоприятных последствий в нару- шении природы, связанных с интенсивной мелиорацией земель, в конечном счете сказывается на продуктивности сельского хозяйства и условиях жизни сельского насе- ления. Отведение промышленных и коммунальных стоков — один из самых крупных и опасных источников загрязне- ния водной среды. Даже в условиях широкого примене- ния очистных сооружений не удается избежать загрязне- ния стоками водоемов и водотоков. Особенно сложно ре- гулировать поверхностные стоки с территорий городов и предприятий. Развитие промышленности и сельского хо- зяйства, коммунальных хозяйств в районах, прилегаю- щих к создаваемым водохозяйственным объектам и сис- темам, является сопутствующим фактором антропогенно- го воздействия на природу, и его необходимо учитывать при планировании и проектировании объектов водного хозяйства наряду с непосредственным воздействием этих объектов на окружающую среду. 7-339 97
6.2. Основные положения технико-экономической оценки природоохранных мероприятий В соответствии с современными требованиями, предъ- являемыми к проектированию, условиям строительства и эксплуатации водохозяйственных объектов, должен быть намечен комплекс эффективных мероприятий по охране природной среды, позволяющих перейти к новым усло- виям природопользования. Решение этой задачи может быть разбито на этапы: 1) составление перечня возможных природоохранных мероприятий; 2) выбор из их числа наиболее эффективных и прак- тически реализуемых в заданные сроки; 3) экономическая оценка природоохранных мероприя- тий или отдельных факторов; 4) обоснование оптимальных размеров или парамет- ров этих мероприятий. На первом этапе решения задачи необходимо выявить все возможные последствия от создания проектируемого объекта и наметить природоохранные мероприятия, ко- торые способствовали бы ограничению его негативного влияния на окружающую среду. Эффективность рассматриваемых природоохранных мероприятий оценивается совокупностью экологических, технических и других параметров, при этом немаловаж- ным является время осуществления этих мероприятий, т. к. восстановление или целенаправленное изменение природных условий — процессы весьма продолжитель- ные, и результаты их можно предсказывать с некоторой долей вероятности. Целью такого анализа является пе- речень наиболее предпочтительных способов сохранения природы, которые могут быть подвергнуты экономичес- кому обоснованию на следующем этапе решения задачи. Если имеется несколько вариантов природоохранных мероприятий и каждый из них позволяет достичь необхо- димых результатов, то показателем экономической эф- фективности является минимум расчетных затрат Зг = EnKi + Hi =min, где Ен — нормативный коэффициент сравнительной экономичес- кой эффективности капиталовложений; Л? — приведенные с учетом фактора времени капиталовложения в t-м варианте: Hi — приведен- ные ежегодные издержки в том же варианте. 98
Сравнительная экономическая эффективность капи- таловложений определяется, как правило, при обоснова- нии долгосрочных программ по охране окружающей сре- ды крупных природных комплексов, при проектировании защитных объектов и выборе наиболее эффективных ва- риантов технических решений. Однако, как показывает практика проектирования природоохранных мероприя- тий, бывает достаточно сложно подобрать несколько ва- риантов, обеспечивающих заданный уровень качества природной среды. В этих случаях предусматривают до- полнительные технические решения, которые обеспечи- вают установленные требования по качеству природной среды в сравниваемых вариантах. Затраты по этим ре- шениям включают в показатель сравнительной экономи- ческой эффективности. Например, при обосновании оп- тимальной глубины сработки уровня водохранилища, создаваемого для целей энергетики, орошения или водо- снабжения, необходимо в каждом проектном варианте предусмотреть дополнительные затраты по инженерной защите берегов. При малой глубине сработки основным фактором, вызывающим эрозию берегов, будут ветровые волны, при глубокой — колебание уровня воды. Следо- вательно, в каждом проектном варианте должен быть предусмотрен комплекс инженерных сооружений, защи- щающих берега водохранилища от эрозии, возникающей как под воздействием волн, так и колебаний уровня воды. Общая экономическая эффективность капиталовло- жений в охрану природы определяется с целью установ- ления допустимых соотношений между затратами на при- родоохранные мероприятия и народнохозяйственным эф- фектом, получаемым от их реализации. Различают экологический и социально-экономичес- кий эффекты. Экологические эффекты заключаются в сни- жении отрицательного воздействия на природу и улуч- шении ее состояния — уменьшении объемов загрязнений, увеличении количества и улучшении качества пригодных к использованию земельных, лесных и водных ресурсов. Социально-экономический эффект опреде- ляется повышением жизненного уровня населения, при- ростом национального богатства страны. Основным экономическим эффектом являются пред- отвращение потерь природных ресурсов и экономия жи- 7* 99
вого и овеществленного труда в народном хозяйстве. Он может быть выражен так: •Ээф1 = Уп4-АЯ, (6.1) где У и — предотвращенный экономический ущерб от загрязнения окружающей среды, руб/год; Л7) — прирост дохода от улучшения производственной деятельности предприятий, руб/год. Значение Уп определяется как разность между годо- вым ущербом У1, имевшим место до осуществления на- меченных мероприятий, и остаточным ущербом по- лученным после их проведения: уп = У1-У2. (6.2) Значение Д£) определяется по формуле ^ = 2 (М i=l где 77р 77г — количество товарной продукции, получаемой соответ- ственно до и после осуществления природоохранных мер; щ — соответствующие цены (оценки) на эту продукцию; п — количество видов продукции. Показателем общей экономической эффективности капиталовложений в охрану природы является коэффи- циент рентабельности Эк Эк=(5эф1-Я)/К, (6.4) где К — капиталовложения в создание основных и оборотных фон- дов охраны природы; И — эксплуатационные издержки на их об- служивание и содержание. Коэффициент общей эффективности капиталовложе- ний сравнивается с нормативами, установленными в от- раслевых методиках и инструкциях, или с фактическими показателями, достигнутыми за прошедший период ана- логичными мероприятиями. Основной ущерб природной среде, как уже отмеча- лось, наносится сбросами в водотоки и водоемы загряз- няющих веществ. Экономический ущерб от загрязнения определяется по формуле, руб/год, У заг = У&М., (6.5) где у — константа, определяющая удельный ущерб от загрязнения и принимаемая равной 144 руб/сут [20]; о — константа, характе- ризующая состояние водотока, отн. ед; М — приведенная масса го- дового сброса загрязняющих веществ, усл. т/год. 100
Таблица 6.2. Значение константы Д j для некоторых распространенных загрязняющих веществ [20] Вещество Предельно допустимая концентра- ция, г/м3, по условиям Aj, усл. т/т ведения рыбного хозяйства хозяйственно- питьевого водо- снабжения ВПК 3 0,33 Взвешенные вещества 20 — 0,05 Сульфаты —- 500 0,002 Хлориды — 350 0,003 Азот (общий) •— 10 0,1 Нефть и нефтепро- 0,5 — 2 дукты Медь 0,01 — 100 Цинк 0,01 — 100 Аммиак 0,05 — 20 Мышьяк 0,05 — 20 Цианиды 0,05 — 20 Формальдегиды 0,1 — 10 Значение М определяется по формуле N (6.6) /=1 где N — количество загрязняющих веществ; Aj — показатель от- носительной опасности сброса /-го вещества в водоемы, усл. т/т; nij — общая масса годового сброса /-го вещества, т/год. Численно величина Aj, усл. т/т, для каждого загряз- няющего вещества определяется отношением Aj = ftj/ 6п.д.н» (6 • 7) где 63- — условная концентрация f-го загрязняющего вещества, рав- ная 1 г/м3; би.д.к — предельно допустимая концентрация /-го веще- ства в воде, используемой для рыбохозяйственных целей или хозяй- ственно-питьевого водоснабжения, г/м3. В табл. 6.2 и 6.3 приведены значения констант Aj и о. В результате осуществления защитных мероприятий происходит оздоровление природной среды, повышается продуктивность земельных, лесных и других видов уго- дий. Дополнительный экономический эффект, возникаю- щий от повышения ценности природных ресурсов, опре- деляется по формуле 3Эф2=(0'-0) Г* (6.8) 101
Таблица 6.3. Значение константы а для крупнейших рек и озер [20] Наименование рек и озер Участок реки или басссейна Щ оти. ед. Печора Устье 0,16 Сев. Двина 0,22 Нева » 0,47 Даугава >> 0,5 Нямунас 0,58 Днестр » 1,84 Днепр Р-н г. Киева 1,75 Каховский гидроузел 2,33 Устье 0,99 Дон » 1,63 Волга Цимлянский гидроузел 1,13 Устье р. Оки 2,6 Ниже г. Горького 0,91 Устье р. Камы 0,5 Кубань Р-п г. Куйбышева 0,8 Устье 2,6 Терек Р-н г. Мннгечаура 2,37 Сулак Устье 0,88 Урал P-я г. Уральска 2,7 Сырдарья Ср. течение, устье 0,62 0,37 Амударья Гидроузел Тюя-Муюн, устье 0,73 0,35 Обь P-и г. Новосибирска 0,34 Иртыш Р-н г. Павлодара 2,1 Енисей Р-н г. Красноярска, устье 0,19 Лена Р-н г. Якутска 0,15 Амур Устье 0,19 Онежское озеро — 0,2 Реки Кольского полуост- рова — 0,95 где О, О' — экономические оценки природных ресурсов (угодий) до и после проведения защитных мероприятий, руб/га; F — пло- щадь, на которую распространились оздоровляющие мероприятия, га. Аналогичная зависимость применяется и для экономи- ческой оценки повышения рыбохозяйственного значения водоема т ЭЭф2 = 2 (6-9) k=l где Ok Ok — экономические оценки /г-го вида рыб, изменяющиеся в результате оздоровления водоема, руб/ц; сэь — рыбохозяйствен- ная продуктивность водоема по данному виду рыб, ц/га. 102
Улучшение качества воды в результате осуществле- ния комплекса природоохранных мер — регулирования водного стока, .ограничения сброса загрязняющих ве- ществ, экономии воды — позволяет сократить затраты на дополнительную очистку воды от загрязнений. В этом случае годовой экономический эффект составит = (6.10) где Ci, сг — себестоимость очистки единицы объема природного ресурса до и после проведения комплексны?; природоохранных ме- роприятий, руб/м3; W — объем природного ресурса, подвергнув- шегося оздоровлению, м3. С учетом дополнительных экономических эффектов общий эффект природоохранных мероприятий составит: 52эф = 5эФ1 + ^Эф2 + Ээф3 + • * • (б-10 Тогда общая экономическая эффективность капита- ловложений в охрану природной среды определится как = (6-12) Кроме чисто экономического эффекта природоохран- ные мероприятия имеют еще и социальный эффект, ко- торый определяется эстетической ценностью природного ландшафта, используемого для занятий спортом и отды- ха населения. Уменьшение загрязнения природной сре- ды— воды и воздуха сохраняет людям здоровье, сбере- гает флору и фауну рек и озер, поэтому социальные фак- торы могут быть решающими при обосновании наиболее эффективных мероприятий по охране уникальных при- родных комплексов. Экономическую оценку планируемых природоохран- ных мероприятий можно проводить по одному или не- скольким факторам, отражающим состояние природной среды или ее изменение. Например, при подтоплении лесных угодий это может быть уровень грунтовых вод, при тепловом загрязнении водоемов — температура воды в наиболее теплое время года, при загрязнении водото- ков сточными водами — концентрация загрязняющих ве- ществ и т. п. Предположим, что величина I характеризу- ет состояние природной среды по наиболее существенно- му фактору. При этом будем полагать, чем больше вели- чина /, тем лучше состояние природы, т. е. /->/*, где /*— значение фактора, характеризующее природный комп- лекс в наиболее благоприятном состоянии. Осуществляя природоохранные мероприятия, мы тем самым стремимся 10J
увеличить Z, но для этого необходимы соответствующие капитальные вложения и ежегодные издержки. Пусть для некоторого ьго природоохранного меропри- ятия затраты составят 3£, тогда отношение (6.13) покажет средние удельные затраты, необходимые для до- стижения состоянием природной среды некоторого уровня /. Эти удельные затраты могут быть в первом прибли- жении экономической оценкой природоохранных меро- приятий. Например, затраты 3£ могут определяться капи- тальными вложениями в защиту территорий от подтоп- ления, берегоукрепительные сооружения, специальные водоочистные установки и т. п. Кроме того, в эти затра- ты могут входить и издержки, связанные с ограничением производственных функций предприятий с целью рацио- нального природопользования (например, ограничение режимов работы ГЭС для уменьшения колебаний уров- ней нижнего бьефа в периоды нереста рыб; снижение скорости сработки или наполнения водохранилища из-за возможности повышения сейсмической активности). Эти режимные ограничения иногда уменьшают выработку электроэнергии ГЭС, что связано с увеличением затрат на дополнительный расход топлива в энергетической сис- теме. В процессе осуществления природоохранных меропри- ятий имеется значительный разрыв во времени между вложением средств и получением практических резуль- татов. Этот временной разрыв обусловлен двумя обстоя- тельствами: продолжительностью строительства различ- ных защитных сооружений, продолжительностью восста- новления или целенаправленного изменения природных процессов после создания защитных или регулирующих объектов. Расчетные затраты на природоохранные мероприятия (капитальные вложения и издержки) определяют с уче- том фактора времени по формулам (4.6) — (4-8). Обоснование оптимальных параметров и размеров природоохранных сооружений целесообразно_проводить, пользуясь приращениями расчетных затрат Д3£, обуслов- ленных изменением состояния природной среды по ис- следуемому фактору на величину AZ. 404
Рис. 6.2. Экономические оценки природоохранного фактора а — расчетные затраты; б — приращение удельных расчетных затрат Тогда дополнительные удельные затраты составят: Дзг = ДЗ/М/. (6.14)1 Переходя к бесконечно малым приращениям, можно за- писать tei = d3z7dZ, (6.15> где —дифференциальная экономическая оценка природоохран- ного мероприятия по параметру I. ' Применение дифференциальных экономических оце- нок (6.15) в отличие от средних (6ЛЗ) позволяет учесть нелинейный характер зависимости 3t=f (/), которая при графическом изображении в общем виде может быть раз- делена на три зоны (рис. 6.2, и). На первых этапах улуч- шения условий природопользования (зона /) очень часто даже сравнительно небольшие затраты дают значитель- ный природоохранный эффект, поэтому дифференциаль- ные оценки бз/, небольшие по своей величине, мало зави- сят от уровня/ (рис.6.2,б). Для получения дальнейшего; эффекта по мере увеличения / требуются более значи- тельные затраты (зона 77), причем затраты возрастают быстрее, чем улучшается параметр I. В этой зоне диф- ференциальные оценки переменны. Наконец, для того чтобы приблизить условия к естественным I&I*, т. е.. практически оградить природу от антропогенного воздей- ствия, необходимы настолько большие затраты, что они могут достигнуть стоимости самих водохозяйственных объектов. При этом увеличение природоохранного эффек- та будет мало ощутимо (зона III, рис. 6.2, б). Капиталь- ные вложения в охрану природной среды выделяются из 10$
госбюджетных ассигнований или финансируются отрас- левыми водопользователями. Допустим, ими установлен предел расчетных затрат 3Q. Тогда при заданном ограни- чении затрат параметр /0 будет оптимальным (см. рис. 6.2, а). На рис. 6.2, б показана соответствующая диффе- ренциальная экономическая оценка природоохранного мероприятия бз0. Природоохранные мероприятия могут влиять на про- изводственную деятельность водопользователей: в одних случаях, как отмечалось ранее, ограничивать ее, в дру- гих, наиболее благоприятных — способствовать повыше- нию эффективности использования водных ресурсов. В последнем случае дифференциальная экономическая оценка будет ниже на величину дополнительного удель- ного эффекта. Рассмотрим это на примере энергетичес- кого комплекса АЭС — ГАЭС, в котором совместно ис- пользуется система водоемов-охладителей АЭС и бассей- нов аккумулирования водной энергии ГАЭС. Процесс охлаждения воды в такой системе протекает более ин- тенсивно, и средняя температура воды в наиболее теплые месяцы года ниже, чем при изолированном водоснабжении АЭС. Снижение температуры воды в таких системах дает и определенный экологический эффект — уменьшается ев- трофированность водоема (развитие в воде микроорга- низмов и растений, в том числе сине-зеленых водорослей), снижается минерализация воды, увеличивается видовое разнообразие ихтиофауны. В то же время при более низ- кой температуре охлаждающей воды повышается КПД теплоэнергетической установки, а следовательно, и вы- работка дополнительной электроэнергии без увеличения расхода топлива. Выбор оптимальных параметров природоохранных мероприятий во многом зависит от надежности резуль- татов исследования и количественной оценки факторов, определяющих состояние природной среды в условиях антропогенного воздействия. Сложность таких исследо- ваний заключается в том, что каждая экологическая сис- тема в отдельности в силу разнообразия природных усло- вий имеет свои особенности. В этой связи при составле- нии схем развития и размещения объектов водного хо- зяйства особенно важным представляется районирование территории по характерным видам воздействия водохо- зяйственного и гидротехнического строительства на при- роду. На стадии проектирования, когда окончательно вы- 106
бираются компоновка сооружений, параметры объектов и оборудования, необходимо более детальное изучение антропогенного воздействия и особенностей природных условий с целью экономического обоснования природоох- ранных мероприятий. 6.3. Выбор решений при частично определенной технико-экономической информации Расчеты экономической эффективности капиталовло- жений при планировании водохозяйственных объектов проводятся с использованием информации, которая име- ет разную точность. Например, схемы размещения и раз- вития водохозяйственных систем составляются с перспек- тивой реализации через 10—15 лет, поэтому информация о функционировании такой системы имеет некоторую неопределенность, обусловленную недостаточным знани- ем вероятных изменений природных, технических и эко- номических условий. В водном хозяйстве фактор неопре- деленности исходной информации имеет особое значение,, так как этот вид хозяйственной деятельности тесно свя- зан с использованием природных ресурсов и во многом зависит от природных условий и процессов их преобразо- вания. Информацию, используемую в процессе проектирова- ния, можно разделить на два вида: определенную, кото- рая задается однозначно, и частично определенную, ко- торая может быть определена диапазоном возможных значений или наиболее вероятными случайными величи- нами. Частично определенная информация не не- сет в себе достаточных сведений об изучаемом объекте и не позволяет выбрать однозначно проектный вариант.. Фактор неопределенности информации необходимо учи- тывать при обосновании решений, так как следствием использования таких исходных данных является некото- рая неопределенность (вариантность) оптимальных па- раметров, которая обусловлена в основном двумя при- чинами. Рассмотрим их. По критерию минимума расчетных затрат 3->min выбираем оптимальный параметр х (мощ- ность предприятия, или объем производства продукции,, емкость системы регулирования водного стока, подпор- ные уровни и т. п.). При этом используется информация юг
С) Рис. 6.3. Определение оптимального параметра при частичной определенности технико-экономической информации а — определение оптимальных решений при неоднозначной информации; б — определение области равноэкономичных решений у (объемы строительно-монтажных работ, удельные стои- мостные показатели, сроки строительства, потребность в материальных ресурсах и т. п.), которая задается неко- торым диапазоном вероятных значений [r/min, г/max]. Вы- берем оптимальное значение х для двух вариантов: у== = */niin, У=Утах (рис. 6.3). На рис. 6.3, а показаны две зависимости: 3=fi(x); 3=f2(x), которые соответствуют принятым вариантам исходной информации. При г/т1п получим оптимальный параметр Хю, для которого fi (х) = =min, а при f2W=min— соответственно х2о. Возника- ет неоднозначность оптимального параметра вследствие частичной определенности исходной информации у. Рассмотрим другой случай, когда у задано однознач- но (определенная информация). Найдем оптимальное значение х, используя тот же критерий минимума расчет- ных затрат. В некоторой области, близкой к минимальной величине 30 (рис. 6.3, б), расчетные затраты мало от- личаются друг от друга: |30—3|<Д, где Д—погреш- ность в определении затрат. Следовательно, все х, при- надлежащие {хю; Х20}, соответствуют минимуму расчет- ных затрат в пределах погрешности отклонений целевой функции. В этом случае имеет место зона равноэконо- мичных решений из-за недостаточной разрешающей спо- собности критерия оптимальности в области экстремаль- ных значений. Возникает еще одна задача в технико-эко- номических расчетах — выбор решения в зоне неопреде- ленности оптимальных параметров. При реализации проектного решения может возник- нуть ситуация, при которой выбранный параметр в ре- 108
альных условиях окажется неоптимальным. Например, выбранная емкость водохранилища, регулирующего вод- ный сток для хозяйственного использования, при заданном варианте развития водопользования может в дейст- вительности оказаться недостаточной, если темп этого развития окажется иным. Поэтому на стадии проектиро- вания при использовании частично определенной инфор- мации необходимо учитывать риск возможных измене- ний экономической эффективности капитальных вложе- ний. Критерием для выбора решений в подобных ситуаци- ях является минимум такого риска. Допустим, Хю, Хго, xmQ—возможные оптимальные параметры, соответствую- щие некоторым вариантам информации. В качестве про- ектного принимаем Хю и, если в реальных условиях он окажется оптимальным, то экономический риск будет ра- вен 0. Во всех остальных случаях, когда в реальных ус- ловиях оптимальным будет любой параметр из х2о, *зо, ...»хт0, экономический риск составит 7?i?, где 1— номер ва- рианта принятого проектного решения, a j — фактически реализованного, /=2, 3, ..., пг. Такие сочетания возможны для любого Хю, i=£j- Составим таблицу возможных соче- таний проектных и фактически реализованных парамет- ров для т=3 (табл. 6.4). Такую таблицу называют «платежной матрицей». Она позволяет выбрать проект- ный параметр из некоторого множества оптимальных по одному из критериев принятия решения, сводящего к минимуму экономический риск. Наиболее часто использу- ют следующие критерии принятия решения: 1) минимум среднего риска S/?ij=min, когда все ва- i рианты проектных решений имеют равную вероятность реализации; 2) минимум математического ожидания риска когда известна вероятность реализации i каждого проектного решения рИ = i 3) минимум максимально возможных рисков (мини- максный критерий)шах{7?0-} =min для наиболее ответст- венных объектов, когда необходим осторожный подход при выборе решений. Рассмотрим решение задачи с использованием критерия мини- мума риска на примере проектирования гидроузла, который пред- назначен для орошения и гидроэнергетики. Выработка электроэнер- 109
Таблица 6.4. «Платежная матрица» оценок экономического риска принимаемых решений Проектные парамет- ры i Фактические параметры / Риск *10 *20 *30 средний математическое ожидание макси- мальный АТо 0 #12 #13 2^ i&Ru max {#ij} j *10 #21 0 #23 2^ i ^Pj#2j max {#гЯ j *30 #31 #32 0 2^ i ^Pj#3j max {R3j} j гии ГЭС будет зависеть от темпов мелиоративного строительства и сельскохозяйственного освоения земель: при интенсивных темпах мелиорации неэнергетическое водопользование быстро возрастет и выработка электроэнергии снизится; при замедленных темпах, обу- словленных объективными причинами, например дефицитом матери- альных и трудовых ресурсов в данной местности, гидроэлектростан- ция длительное время может иметь большую мощность. Таким об- разом, параметры ГЭС будут зависеть от темпов развития неэнергетического водопользования. Допустим, имеются три вари- анта параметров ГЭС: — для умеренного, х2о — для некоторого среднего, х30— для интенсивного водопользования на нужды оро- шения. В табл. 6.5 представлена «платежная матрица», в которой определен экономический риск от несоответствия принятого проект- ного решения фактическим темпам развития мелиорации: в одном случае — из-за завышения, в другом — из-за занижения мощности ГЭС. В первом случае произойдет «омертвление» части капитальных вложений, во втором — возникнут дополнительные потребности в мощности и топливе на заменяемых электростанциях системы. Минимум среднего риска дополнительных затрат получается для проектного параметра х30 (min 27?, j=8). Для выбора параметра по i i Табл и ц а 6.5. Пример «платежной матрицы» Проектные параметры i Фактические параметры Риск *10 *20 *;0 средний математиче- ское ожида- ние макси- мальный *10 0 4 5 9 4,1 5 *20 4 0 6 10 3,4 6 *30 7 1 0 8 1,1 7 110
второму критерию приняты следующие вероятности реализации про- ектных решений: pi = 0,l для Хщ; Р2=0,4 для х^; р3=0,о Для х30. Минимум математического ожидания риска дополнительных затрат позволяет отдать предпочтение тому же проектному параметру х30, так как min2pj₽f/=l,l. При использовании минимаксного критерия i i наиболее предпочтительным является параметр Хю, для которого минимальный риск из максимально возможных дополнительных за- трат будет min max 7?ij=5. Если проектируемый объект является составной частью водохозяйственного мероприятия, от которого во многом зависит развитие народного хозяйства в крупном бассейне или регионе, наиболее предпочтителен параметр хю, который в са- мых неблагоприятных сочетаниях (максимум затрат при ошибочном решении) дает наименьший риск дополнительных затрат. Для менее ответственных объектов предпочтение следует отдать расчетному па- раметру Хзо. Недостатком способа раскрытия неопределенности оптимальных параметров с использованием критериев принятия решений на основе минимизации риска явля- ется некоторая произвольность в выборе самого крите- рия. Этот метод дает хорошие результаты, когда неза- висимо от выбираемого критерия предпочтительный па- раметр из множества рассматриваемых получается одним и тем же. В некоторых случаях довольно сложно определить сам экономический риск из-за отсутствия достаточно надежной прогнозной информации. Эффективным способом выбора оптимальных пара- метров при частично определенной исходной информа- ции является многокритериальный анализ результатов оптимизации. В его основе заложен принцип последова- тельного применения различных критериев эффективно- сти в зависимости от их разрешающей способности и важности в принятии решения. Допустим, наибольшей объективностью при обосновании оптимального пара- метра х отличается критерий минимума расчетных затрат. Будем считать, что в масштабе затрат мы изме- ряем большинство характеристик объекта, отражаю- щих его экономическую эффективность. На рис. 6.4 показана зависимость 3=f(x), с помощью которой оп- тимизируется исследуемый параметр. Критерий 3->min оказывается эффективным в тех зонах вариации х, где изменение параметра характеризуется значимым изме- нением целевой функции. Это зоны А и В. В зоне С це- левая функция изменяется несущественно, т. е. 30 = =f(x) =const. Параметры Хю, *20, ..., хт0 по расчетным затратам мало отличаются друг от друга в пределах 111
Рис. 6.4. Выбор оптимального парамет- ра водохозяйственного объекта прн многокритериальном анализе отклонений соответствую- щих значений критериаль- ной функции, не превышаю- щих погрешности вычисле- ния. Для выбора наиболее предпочтительного парамет- ра в зоне оптимальных ре- шений можно использовать другой критерий эффектив- ности, который, например, не имеет экономической оценки и поэтому не учтен расчетными затратами. Допу- стим, объект при разных параметрах х10, х2о, ...., ока- зывает различное воздействие на природную среду. Это воздействие характеризуется фактором /, величина ко- торого при благоприятных условиях природопользова- ния стремится к максимуму. Используя критерий /~>тпах в зоне С, видим, что из равноэкономических параметров предпочтение следует отдать Хю (см. рис. 6.4). Этот па- раметр при минимальных расчетных затратах способст- вует улучшению условий природопользования. В общем случае таких факторов может оказаться несколько, тогда для выбора параметра используют многокритериальную функцию (см. § 5.2) п Е* = 2 vj ej п1ах» /=1 где lit — /пи’п,/ в у — » / max.J — ej — относительная оценка /-го критериального свойства объекта; Vj — коэффициент важности /-го свойства; hj — состояние при- родной системы при параметре xi0; Imax,j и — наилучшее и наихудшее состояния природной системы в отношении /-го природо- охранного фактора. Например, в качестве Zmaxj может приниматься со- стояние природной системы при минимуме антропоген- ного воздействия, a /тш,j соответствует предельно допус- тимому воздействию по условиям охраны природы. Ко- эффициенты Vj определяют путем экспертного сравнения 112
всех п критериальных свойств, которые характери- зуют состояние природы. В качестве наиболее предпоч- тительного следует выбрать х/0, у которого Е*=тах. Применение многокритериального анализа для выбо- ра оптимального параметра из некоторого множества равноэкономичных позволяет в процессе оптимизации объекта учесть наряду с экономической эффективностью капиталовложений и другие свойства, которые на дан- ном этапе проектирования не имеют надежной экономи- ческой оценки. ГЛАВА 7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ КАПИТАЛОВЛОЖЕНИЙ В ОТРАСЛЕВЫЕ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ ОБЪЕКТЫ 7.1. Общие положения Экономическая эффективность капиталовложений в водохозяйственные объекты определяется для решения двух задач: 1) выбора оптимального варианта использования водных ресурсов; 2) обоснования экономической целесообразности хо- зяйственного водопользования. Для решения первой задачи применяют метод и расчетные показатели сравнительной экономической эффективности капитальных вложений. В качестве оп- тимального варианта выбирается водохозяйственный объект, который имеет минимум расчетных затрат при выполнении производственных функций в заданных размерах (объем производства продукции, надежность водообеспечения, поддержание качества воды). Вторая задача решается с целью определения эко- номической эффективности производства, использующе- го водные ресурсы в условиях сложившихся хозяйст- венных взаимоотношений и цен. Основным показате- лем такой эффективности является рентабельность капитальных вложений в отраслевые и специальные во- дохозяйственные объекты. Рассмотрим основные положения определения эконо- мической эффективности капиталовложений в водохо- зяйственные объекты, применяемые в различных отрас- лях народного хозяйства. 8-339 113
7.2. Мелиорация (орошение и осушение) земель Главной задачей мелиорации земель — одного из важнейших факторов интенсификации сельскохозяйст- венного производства — являются обеспечение устойчи- вости и увеличение урожайности сельскохозяйственных культур, повышение производительности труда и рост доходности предприятий. Мелиорация позволяет вовле- кать в сельскохозяйственный оборот малопродуктивные и ранее неиспользованные земли, преобразуя их в высо- копроизводительные сельскохозяйственные угодья. При определении экономической эффективности капитало- вложений в мелиоративные мероприятия необходимо учитывать их особенности: длительные сроки реализации; зависимость от природных условий, социально-эко- номических факторов в развитии отдельных районов страны; влияние на интенсификацию сельского хозяйства (развитие механизации, широкое применение химичес- ких удобрений, новых урожайных сортов растений и др). Расчет общей экономической эффективности капи- таловложений проводится для различных уровней фор- мирования сельского хозяйства: в целом по отдельным экономическим районам, бассейнам рек, межхозяйст- венным системам, включая крупные водохозяйственные объекты, и отдельным предприятиям (колхозам, совхо- зам). Для каждого уровня формирования применяются свои расчетные показатели. Для межхозяйственных крупных мелиоративных объектов и систем общая экономическая эффективность капиталовложений определяется отношением прироста чистого дохода к капитальным вложениям в строитель- ство и сельскохозяйственное освоение мелиорируемых •земель Эр = ДД/К, (7.1) где Эр — коэффициент рентабельности капиталовложений в межхо- зяйственное мелиоративное строительство по совокупному чистому доходу; ДД— прирост годового совокупного чистого дохода от ме- лиорации земель; К — капиталовложения в строительство и осво- ение мелиоративных систем. Особенностью в расчете показателя общей экономи- ческой эффективности является то, что при определе- 114
нии совокупного чистого дохода учитывается часть на- лога с оборота на продукцию, которая относится к сельскому хозяйству. Прирост годового совокупного чистого дохода от строительства межхозяйственных мелиоративных си- стем определяется по стоимости годового объема произ- водства сельскохозяйственной продукции, намеченного в проекте, за вычетом объема продукции, полученного с тех же земель за последние 3—5 лет до проведения ме- лиорации. Из стоимости полученной дополнительной продукции вычитают затраты на эксплуатацию межхо- зяйственной сети и сооружений, которые состоят из за- работной платы (с начислениями) работников по эксп- луатации, стоимости текущего и капитального ремон- тов, платы за электроэнергию и др. В прил. 8, 9 даны нормативы удельных капиталовло- жений в строительство оросительных и осушительных систем для разных районов страны. Для отдельных предприятий — мелиоративных си- стем в колхозах и совхозах общая экономическая эф- фективность определяется отношением прироста чисто- го дохода к капиталовложениям ЭР = (ДЦ-ДЯ)/Я, (7.2) где Эр — коэффициент рентабельности капиталовложений в хозяй- ственное мелиоративное строительство; &Ц — стоимость годового объема дополнительной продукции на мелиорируемых землях; Д# — издержки (себестоимость) производства дополнительной продукции; К — капиталовложения в мелиорацию земель, отнесен- ные на баланс сельскохозяйственных предприятий. Стоимость дополнительной продукции, получаемой с мелиорированных земель, определяется по зональным государственным закупочным ценам. В особых условиях сельскохозяйственного производства в районах с тяже- лыми природными условиями к этим ценам вводится надбавка. Издержки производства дополнительной сельскохозяйственной продукции определяются затра- тами на эксплуатацию внутрихозяйственной мелиоратив- ной сети. Коэффициенты рентабельности капиталовложений в мелиоративное строительство (7.1) и (7.2) сравнивают с нормативными величинами, средние значения которых по стране в зависимости от специализации сельскохо- зяйственного производства приводятся ниже: 8* П5
Хлопковое . . Рисоводческое . . . Зерноживотноводческое Садовиноградорское Овощеводческое 0,12 0,16 0,1 0,14 0,11 Кроме того, в особых природных условиях рекомен- дуется сравнивать расчетные показатели рентабельнос- ти (7.1) или (7.2) с аналогичными показателями, дос- тигнутыми в передовых предприятиях такой же специа- лизации в данном районе, или с показателями фактической рентабельности капиталовложений в сред- нем за ряд лет, достигнутыми в аналогичных условиях. Сравнительную экономическую эффективность капи- таловложений в орошение земель определяют при сопо- ставлении вариантов хозяйственных или технических решений, например при решении вопроса о строитель- стве новых или реконструкции действующих объектов; при обосновании типа оросительной и дренажной сети (открытая или закрытая); типа и количества насосных станций и оросительных установок. Ряд проектных за- дач по расположению мелиоративной сети также реша- ется путем сравнения многочисленных вариантов по рас- четным затратам. Критерием сравнительной экономической эффектив- ности капиталовложений при решении перечисленных проектных задач является минимум расчетных затрат + (7.3) где 3i — расчетные затраты i-ro варианта проектного решения; Ki, Hi — капиталовложения и ежегодные издержки для г го вари- анта; Ен — нормативный коэффициент сравнительной экономической эффективности капиталовложений. Когда сравниваемые варианты осуществляются в разные сроки, а текущие затраты (издержки) изменя- ются во времени, расчетные затраты определяют с уче- том фактора времени (4.8) и в зависимости (7.3) ис- пользуют приведенные величины капиталовложений и издержек. Если мероприятия осуществляются в течение одного года, то используют значения фактических ка- питальных вложений. Важнейшим фактором при оценке экономической эффективности проектируемых объектов мелиорации яв- ляется расчетная обеспеченность орошения сельскохо- 116
зяйственных угодий. Расчетная обеспеченность р опре- деляется относительным числом бесперебойных лет, в которые обеспечивается гарантированный расход воды для орошения; и обычно выражается в процентах от общего числа лет многолетнего периода. Если, напри- мер, расчетная обеспеченность р=75%, это значит, что в среднем за 100 лет гарантированный расход воды бу- дет обеспечен в пределах 75 лет, в остальные годы рас- ход воды будет меньше гарантированного и их называют перебойными. Расчетную обеспеченность рекомендуется выбирать из условий оптимального использования вод- ных и земельных ресурсов. В засушливых районах площадь земель, выделяемых под орошение, определяется наличием водных ресурсов: при имеющихся запасах воды чем больше расчетная обеспеченность орошения, тем меньше площадь, которую можно использовать для устойчивого сельскохозяйствен- ного производства. С другой стороны, снижение расчет- ной обеспеченности орошения позволяет освоить для сельского хозяйства большую площадь и получить за многолетний период в среднем больший объем продук- ции. Поэтому обеспеченность орошения обосновывается технико-экономическими расчетами. Критерием для выбора расчетной обеспеченности на- до считать минимум суммарных затрат: S3 = 30р + 30СВ + ЗпР + Здоп + Ззап + У = min, (7.4) где 30р — затраты по оросительной системе; ЗоСВ — по сельскохо- зяйственному освоению новых земель; Зпр — по сельскохозяйствен- ному производству; ЗДОп — по дополнительному производству со- ответствующей продукции сельского хозяйства в районах богарно- го земледелия или в других районах, где можно развивать ороша- емое земледелие; 3Дап — по созданию государственных запасов зер- на на случай наступления засушливых лет; У — ущерб народному хозяйству в маловодные годы весьма редкой повторяемости. Суммарные затраты (7.4) определяются для разных значений обеспеченности водой орошаемых земель. При этом изменяются площади орошаемой земли, объемы водопользования и в итоге объем производства продук- ции сельского хозяйства. Поэтому задача выбора рас- четной обеспеченности орошения по минимуму суммар- ных затрат решается в масштабах целых экономических районов страны при обеспечении водохозяйственного 117
баланса — производства заданного количества продук- ции при имеющихся водных, земельных, трудовых и дру- гих ресурсах с учетом динамики развития сельского хозяйства. Для орошения необходимо задавать две подачи рас- хода воды: гарантированную расчетной обеспеченностью около 75%; сниженную с обеспеченностью 95—99 %. Не рекомендуется вести расчет на одну обеспечен- ность рр, т. е. нельзя допускать такого положения, когда в более маловодные годы с обеспеченностью р>рр сель- ское хозяйство будет получать только объем естествен- ного, незарегулированного стока. Лесостепные и нечерноземные районы, где наряду с орошением значительная часть земель используется для богарного земледелия, имеют свои особенности. В этих районах орошение совместно с выпадающими осадками должно использоваться для необходимого увлажнения почвы. Так, при среднегодовых осадках 300—500 мм на 1 га приходится 3000—5000 м3 воды, что для некоторых сельскохозяйственных культур соответствует ороситель- ной норме. Но осадки распределяются неравномерно не только по годам, но и в пределах поливного сезона дан- ного года: засуха может быть и в первые, и в последние месяцы вегетации растений, поэтому полив земель при- обретает регулирующее значение. Он проводится только тогда, когда это целесообразно и ограничивается при достаточном естественном увлажнении земель за счет осадков. При обосновании расчетной обеспеченности орошения в таких районах необходимо выделять регулярно оро- шаемые площади с постоянной оросительной сетью и площади нерегулярно подвижного орошения. Очевидно,' что затраты на освоение 1 га этих территорий будут су-Й щественно различаться. Подвижное орошение проводится специальными ма- шинами только на тех землях и в те сроки, когда это наиболее целесообразно по агротехническим условиям^ При подвижном орошении более полно используется вы- деленный для орошения объем воды и увеличивается площадь фактически орошаемых земель. Определение площади земель для такого способа орошения надо отно- J сить к компетенции колхозов и совхозов и решать W 118
основе оценки прибыли, которая может быть получена от применения постоянной и подвижной оросительных систем. 7.3. Гидроэнергетика Экономическая эффективность капиталовложений в гидроэнергетические объекты (ГЭС, ГАЭС, насосные станции) определяется как методом сравнительной, так и общей эффективности. Показатели сравнительной эко- номической эффективности рассчитываются при сопо- ставлении вариантов схем использования водной энер- гии, обосновании параметров и технических решений для новых и реконструируемых гидроэлектростанций. Общая экономическая эффективность капиталовложений характеризует хозяйственную деятельность гидроэнерге- тических объектов и их каскадов при оценке планов ка- питального строительства. Показателем сравнительной экономической эффек- тивности капиталовложений является величина расчет- ных затрат, минимум которых определяет экономически эффективный вариант. Оценка эффективности гидро- электростанции проводится сравнением ее с альтернатив- ным вариантом — наиболее экономичным из всех воз- можных, которые могут заменить ГЭС в электроэнерге- тической системе. По аналогии с (4.1) можно написать £ = (Яа-Я)/(К-7<а)>£н, (7.5) где Е — коэффициент сравнительной эффективности; Л", И — при- веденные к одному году ^агпггаловложения и к установившимся ежегодные издержки ГЭС; Кд, Ид— то же, для альтернативной электростанции. Альтернативным вариантом для гидроэлектростанции может быть тепловая конденсационная электростанция (КЭС) с маневренным теплоэнергетическим оборудова- нием; для гидроаккумулирующей электростанции (ГАЭС)—высокоманевренная газотурбинная установка (ГТУ). Кроме того, важную роль при определении эф- фективности ГАЭС играет источник для заряда. В со- временных условиях наиболее эффективно производить аккумуляцию водной энергии на ГАЭС при электроснаб- жении от атомных электростанций (АЭС). Строительство и ввод в эксплуатацию объектов гид- роэнергетики осуществляется в течение нескольких 119
лет, поэтому при расчете сравнительной экономической эффективности применяют приведенные с учетом фак- тора времени капитальные вложения и ежегодные из- держки (4.6) и (4.7). При этом нормативный коэффици- ент сравнительной экономической эффективности капи- таловложений £ц принимают равным 0,12, а коэффициент учета фактора времени Ец.п—0,08. В особых усло- виях, например для гидроэнергетических объектов, со- здаваемых в районах Крайнего Севера и приравненных к ним местностях, а также входящих в состав комплек- сных гидроузлов или формирующих инфраструктуру в малоосвоенных районах страны, допускается уменьшение Еп до 0,08. Исходным положением для определения сравнитель- ной экономической эффективности капиталовложений в гидроэнергетике является соблюдение условий сопоста- вимости вариантов, которые могут быть сведены к двум основным положениям: 1) электростанции сравниваемых вариантов должны обеспечивать потребителей электроэнергией в равном количестве при качестве и надежности электроснабже- ния не ниже нормативного; 2) при сравнении вариантов должны учитываться все затраты, включая капиталовложения в смежные объекты, оборотные средства и ежегодные издержки производства. Производство электрической энергии на гидроэлект- ростанциях и в теплоэнергетических установках (АЭС, КЭС, ГТУ) настолько различны по технологии, что при- ведение конечных результатов к сопоставимому виду представляется довольно сложной задачей. Наиболее важными показателями современных электростанций являются: маневренность основного энергетического оборудования, потери энергии в процессе генерирования и передачи, возможность длительной работы без аварий и др. Кроме того, при сравнении вариантов следует учи- тывать ряд дополнительных факторов: экономию нево- зобновляемых природных ресурсов, охрану природы, условия труда обслуживающего персонала, потребности в трудовых ресурсах при строительстве и эксплуата- ции. Для гидроэнергетики характерно комплексное ис- пользование природных ресурсов. Задача определения экономической эффективности гидроэлектростанций в 120
составе водохозяйственных комплексов представляется достаточно сложной (см. подробнее гл. 8). Общая экономическая эффективность капиталовло- жений определяется для выбранного варианта гидро- электростанций с оптимальными параметрами. Расчет- ным показателем является коэффициент общей эффек- тивности капиталовложений, который определяется по формуле Ц — игэс~илэп эр =----к----П?------- ’ (7-6) ЛГЭС Т Ллэп где Ц — стоимость электроэнергии, производимой за год; —- ежегодные издержки производства по ГЭС; И лэп — ежегодные издержки по линии электропередачи; Кгэс— капиталовложения в гидроэлектростанцию; Ллэп— капиталовложения в линии электро- передачи. Стоимость электроэнергии определяется по двухста- вочному тарифу К = а(аЛ + рЭ), (7.7) где а — коэффициент, учитывающий расход электроэнергии на соб- ственные нужды электростанции и потери в сетях (а = 0,85—0,9); а — тариф (цена) на 1 кВт мощности, руб/кВт; р — тариф на 1 кВт-ч электроэнергии, руб/кВт-ч; N, Э — соответственно мощ- ность, кВт, и годовая выработка электроэнергии, кВт-ч. Расчетный показатель общей экономической эффек- тивности Эр сравнивают с нормативным Эн, в качестве которого принимают или средний показатель по отрасли за предшествующий период (пятилетний) или показа- тели аналогичных гидроэнергетических объектов, по- строенных в сопоставимых природных условиях. По районам европейской части СССР и Средней Азии сред- нее значение Эр для объединенных энергосистем состав- ляет 0,08—0,1, а в районах Сибири и Дальнего Восто- ка — 0,06—0,08. При реконструкции гидроэлектростан- ций коэффициент общей экономической эффективности должен быть не меньше, чем он был до реконструкции объекта. 7.4. Водоснабжение Экономическая эффективность капиталовложений в системы водоснабжения для обеспечения водой населе- ния и промышленных предприятий определяется с целью выбора схемы забора воды из источника, насосной по- 121
дачи и транспортировки ее к потребителям, технологии очистки и отведения использованной воды. Основным показателем экономической эффективности являются расчетные затраты, которые состоят из нескольких со- ставляющих: 3 = 3И + 3Т + 3О + 3П, (7.8) где Зи — затраты по регулированию водного стока, включая созда- ние подпорных сооружений, водозаборов и т. п.; Зт — затраты на водоподъем и транспортирование воды к потребителям по магист- ральным сетям (насосные станции, каналы, трубопроводы и другие водопроводящие сооружения); 30 — затраты на строительство к эксплуатацию очистных сооружений и водопроводящих магистра- лей; Зп — прочие затраты, предназначенные в основном на специ- альную водоподготовку, охлаждение подогреваемых вод и т. п. Экономически эффективный вариант характеризует- ся минимумом расчетных затрат (7.8) на водоснабжение при соблюдении условий их сопоставимости: 1) обеспечение потребителей водой в необходимом количестве и при нормируемом качестве; 2) выполнение гарантий по надежности водоснаб- жения в соответствии с технологическими условиями производства; 3) создание необходимых условий для охраны при- родной среды при водоснабжении и водоотведении. Существенное значение при обосновании экономичес- кой эффективности капиталовложений в системы водо- снабжения имеют схемы использования воды, которые могут быть прямоточными или оборотными. При прямо- точной схеме потребление свежей воды в несколько раз больше, чем при оборотной. Поэтому при определении расчетных затрат по (7.8) необходимо учитывать стои- мость потребляемой воды по тарифам или замыкающим затратам. При оборотной схеме вода потребляется из источника только для компенсации ее потерь в процессе водопод- готовки и технологического использования. Потери воды также должны учитываться по тарифам пли замыкаю- щим затратам. Сравнительный анализ эффективности систем водоснабжения проводят по удельным расчетным затратам з = 3/У, (7-9) где V — объем воды, используемый потребителем в течение года, м3. П2
Общая экономическая эффективность капиталовло- жений отдельно в систему водоснабжения, как правило, не рассчитывается. Однако при определении рентабель- ности производства, использующего воду как исходный продукт или для регулирования технологическим про- цессом (охлаждением), капиталовложения в строитель- ство и ежегодные издержки по эксплуатации системы водоснабжения учитываются как составляющие общих затрат в производственный объект. При этом рассматри- вается схема водоснабжения, выбранная по условию (7-8). 7.5. Речной транспорт Экономическая эффективность капиталовложений в развитие речного транспорта и его предприятий опреде- ляется при решении следующих задач: 1) планирование развития производственных пред- приятий и их объединений: пароходств, портов, судоре- монтных заводов, бассейновых управлений пути; 2) обоснование новых технических средств флота, портов, путевого хозяйства, судоремонтных предприя- тий; 3) проектирование гидротехнических сооружении на речном транспорте; 4) оценка хозяйственной деятельности производст- венных предприятий и др. Выбор вариантов развития предприятий речного тран- спорта или технических средств обеспечения проводится на основе сравнительной экономической эффективности капиталовложений. Общая экономическая эффектив- ность определяется для выбранного варианта с целью проверки целесообразности принимаемого решения в условиях хозяйственной деятельности предприятий. Не- достаточная рентабельность капиталовложений указы- вает на необходимость поиска других вариантов реше- ния проблемы или дополнительного специального обос- нования планируемых капитальных вложений. В расчетах экономической эффективности капиталь- ных вложений необходимо учитывать прямые затраты не только в проектируемый объект, но и в развитие смежных предприятий других отраслей, обеспечивающих речной транспорт основными фондами (суда, оборудо- 123
ванне) и оборотными средствами (топливо, материалы и др.). Основными показателями сравнительной экономи- ческой эффективности капиталовложений являются ра- счетные затраты где Ki, Hi — капитальные вложения и ежегодные издержки произ- водства для i-ro варианта проектного решения; Еп — нормативный коэффициент сравнительной эффективности капитальных вложений. Величина £н для речного транспорта принимается равной 0,12, однако для объектов, расположенных в восточных и северных районах, допускается ее сниже- ние до 0,1. При сравнении вариантов капиталовложений, раз- личающихся продолжительностью строительства и про- изводственного освоения, а также распределением вкла- дываемых средств по периодам строительства, необхо- димо приводить разновременные затраты, используя за- висимость (4.8). Примерами наиболее распространенных задач техни- ко-экономического обоснования на водном транспорте являются: выбор типа транспортного судна; обоснование конструкции новых или реконструкции существующих причалов; определение оптимальной схемы механизации опера- ций погрузки-выгрузки; обоснование гарантированной глубины на участке водного пути. Общая экономическая эффективность капиталовло- жений определяется коэффициентом рентабельности планируемых мероприятий для двух расчетных случаев: 1) развитие транспорта в целом или отдельных па- роходств, реконструкция предприятий ЭР = АД/К, (7.10) где АД — прирост чистого дохода за вычетом налога с оборота; К — капиталовложения, направленные на развитие или реконструк- цию; 2) строительство новых объектов Э? = Щ-И)1К, (7.11) где Ц — стоимость годового объема перевозок грузов или людей, определяемая по тарифам, или переработка грузов в портах; И— ежегодные издержки (себестоимость) перевозок или переработки грузов; К — капиталовложения в строительство объекта. 124
Расчетные показатели рентабельности капиталовло- жений в развитие речного транспорта или строительство новых объектов, сравнивают с плановыми нормативами или с аналогичными показателями, предшествующими, намеченным мероприятиям. 7.6. Рыбное хозяйство Рыбное хозяйство на внутренних водоемах страны ведется в основном за счет промысла естественных рыб- ных запасов в морях, озерах и реках, а также создания рыбоводных предприятий для товарного производства. Основным направлением повышения эффективности рыбного промысла является создание добывающего фло- та, суда которого имеют технологическое оборудование для переработки улова в полуфабрикаты или готовую продукцию. Необходимым сопутствующим мероприяти- ем является расширение береговых предприятий и со- оружений рыбного хозяйства: судоремонтных предпри- ятий, рыбных портов, консервных и коптильных заводов. Истощение естественных рыбных запасов в отдельных районах страны требует интенсификации искусственно- го рыбоводства и восстановления рыбных запасов. Под товарным рыбопроизводством понимается вы- ращивание пищевой рыбы в контролируемых условиях, содержания — прудах, садках и др. Воспроизводство- рыбных запасов осуществляется в основном разведени- ем и выращиванием молоди рыб для заселения естест- венных и искусственных водохранилищ. Специальным рыбохозяйственным мероприятием яв- ляется строительство рыбохозяйственных сооружений: рыбоходов, рыбоподъемников, защитных рыбозагради- тельных конструкций, искусственных нерестилищ, гидро- технических сооружений по поддержанию необходимого^ водного режима (вододелители и т. и.). Основной задачей рационального водопользования в условиях гидротехнического строительства является со- хранение естественных рыбных запасов, а там, где это* невозможно, — проведение мероприятий, направленных на развитие искусственного рыбоводства и восстановле- ние рыбных запасов в водохранилищах и реках. Расчеты сравнительной экономической эффективно- сти капиталовложений проводят с целью выбора наибо- лее экономичного варианта ведения рыбного хозяйства 125’
или разрабатываемого технического решения. Критери- ем эффективности, как и в других отраслях водного хо- зяйства, является минимум расчетных затрат. Нормативный коэффициент сравнительной экономи- ческой эффективности капиталовложений Ен в зависимо- сти от направления рыбного хозяйства принимается сле- дующим: Рыбопромысловый флот............................... 0,12 Рыбные порты и судоремонтные предприятия . . 0,12 Предприятия, перерабатывающие рыбную продукцию 0,2—0,25 Прудовое товарное рыбоводство.............. 0,08—0,12 Оценка общей экономической эффективности капи- тальных вложений проводится при обосновании планов капитального строительства и при проектировании новых и реконструкции действующих предприятий. Коэффи- циент рентабельности капиталовложений, планируемых для развития рыбохозяйственных предприятий за счет их реконструкции, определяется отношением прироста чистого дохода к соответствующим капиталовложениям: Э = ДД/К, (7.12) где ДД — прирост чистого дохода, определяемого по оптовым ценам на конечную продукцию; Д’ — капитальные вложения, вызвавшие прирост чистого дохода предприятия. Для вновь создаваемых предприятий и объектов ко- эффициент рентабельности капиталовложений определя- ется по формуле 5Р = (Д-Я)/К, где Ц — стоимость годового объема продукции; И — ежегодные издержки (себестоимость) производства; К — сметная стоимость предприятия. Некоторые рыбохозяйственные мероприятия, направ- ленные на охрану и восстановление рыбных запасов, бы- вают убыточными. Однако их значение в деле рациональ- ного природопользования определяется не столько экономической эффективностью затрачиваемых средств, сколько эффективностью сохранения ихтиофауны. Такие рыбоводные предприятия и сооружения, осуществляю- щие воспроизводство рыбных запасов, содержатся за счет госбюджета и отпускных цен на свою продукцию не имеют. В первом приближении общая экономическая эффективность капиталовложений в такие хозяйства может быть определена доходом от реализации конеч- ной продукции, так называемого промвозврата— улова
промысловой рыбы, выращенной из искусственно разво- димой молоди в водоемах. В этом случае коэффициент рентабельности определяется как Д-(Яв + ЯдЧ-Яд) (7.13) где Ц — стоимость конечного продукта рыбного хозяйства на во- доеме, водохранилище; Иъ> Йп — издержки (себестоимость) со- ответственно воспроизводства, добычи, переработки рыбы; Кв» КА„ Кп — соответствующие капиталовложения. Величину промышленного возврата устанавливают исходя из специального рыбоводно-биологического обо- снования и утвержденных нормативов. Капиталовложе- ния на восстановление теряемых рыбных запасов в ре- зультате регулирования стока, создания подпорных сооружений — плотин, дамб, истощения водотоков и во- доемов из-за хозяйственного водопользования должны включаться как сопутствующие затраты в стоимость этих водохозяйственных объектов, вызывающих уменьшение рыбных запасов. ГЛАВА 8. ЭКОНОМИКА КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ 8.1. Структура водохозяйственных комплексов (ВХК) Обоснование структуры ВХК проводится с использо- ванием метода сравнительной экономической эффектив- ности. Сравнивают несколько вариантов, которые в за- данные сроки обеспечивают получение необходимого- количества однородной продукции. В оросительных си- стемах— это продукция сельского хозяйства; для тран- спорта— обеспечение одинакового грузооборота; для электроэнергетики — заданное количество электрической энергии при одинаковых максимуме нагрузки и надеж- ности электроснабжения. Обоснование структуры водопользователей проводит- ся для планируемого объема конечной продукции. Увели- чение выпуска какой-либо продукции в результате интен- сивного водопотребления одним из участников ВХК позволяет высвободить аналогичные производственные мощности на других предприятиях отрасли. Например, при выделении дополнительного объема воды для гидро- электростанции увеличивается выработка электроэнер- 127
гии, и соответственно можно ее уменьшить на тепловых электростанциях энергетической системы, получив, таким образом, экономию топлива. Уменьшение выделяемого объема воды участнику ВХК потребует увеличения вы- пуска продукции на других объектах отрасли. Условие баланса конечной продукции ВХК можно за- писать так: Ч" ~ ^р£о> /=1,2,...,П, (8*1) где Прго — планируемый объем производства продукции i-м водо- пользователем; npi — объем производства этой продукции отрасле- выми предприятиями в составе ВХК; A77pi- — дополнительный объ- ем производства продукции на других предприятиях отрасли; п — число водопользователей. Баланс конечной продукции устанавливает соотноше- ние между предприятиями ВХК и другими предприятия- ми, способными расширить свое производство в случае ограничения водопользования в комплексе. Объем про- дукции 77pio определяется перспективными планами раз- вития народного хозяйства для района, в котором наме- чено создание ВХК. Эти характеристики для каждого уровня развития системы считаются заданными. Баланс конечной продукции должен рассматриваться совместно с водным балансом, устанавливающим соот- ношение между водными ресурсами, которыми распола- гает ВХК, и их потреблением: (8-2) 1=1 где Wt — объем водопользования i-м участником ВХК; —объ- ем возврата воды i-м участником; 1Г0 — водные ресурсы заданной обеспеченности, которыми располагает ВХК- Водный баланс определяют относительно характерно- го периода регулирования стока: водохозяйственного го- да, сезона или месяца. Оптимальный состав участников ВХК и размеры во- допользования определяют из условия минимума суммы расчетных затрат в ВХК с учетом стоимости производ- ства заданного объема продукции. В общем случае кри- терий оптимального состава ВХК будет иметь следующий вид: Зс=Зк + 2(ДЗг + Уг)-^ппп, (8.3) 1=1 128
где зк — расчетные затраты в ВХК; А3< — то же, на расширение производства дополнительной продукции на других предприятиях отрасли; У» — среднемноголетний ущерб i-ro водопользования в случае нарушения нормальных условий работы. При обосновании состава участников ВХК необходи- мо учитывать социальные, природоохранные и другие аспекты использования водных ресурсов. 8.2. Экономическая эффективность капиталовложений в водохозяйственный комплекс Капиталовложения в строительство и развитие ком- плексного гидроузла можно представить так: п = (8-4> 1=1 где Ко — капиталовложения в общие объекты гидроузла (водо- хранилище, плотину, водосброс), Ki — то же, в отраслевые объекты гидроузла. Индекс i указывает на принадлежность капиталовло- жений определенному водопользователю, например ка- питаловложения в ГЭС — энергетике, в судоходный шлюз — водному транспорту. Капиталовложения в ВХК складываются из капита- ловложений в гидроузел и в сопутствующие сооруже- ния (каналы и распределительную сеть для орошения и водоснабжения, линии электропередачи, порты и т. nJ): К« = Кг + 2 Kci, (8.5) f=i где Ка—капиталовложения в сопутствующие сооружения г'-го во- допользователя. Подставляя (8.4) в (8.5), получим: Кк = Ко + 2 (Ki + Kc/)- ь (8.6) 1=1 Аналогично формируются и ежегодные издержки произ- водства: = + 2 М + И^, (8.7) i=l где Ик — издержки по водохозяйственному комплексу в целом; Ио — то же, по общим объектам гидроузла; Hi — то же, по отрас- левым объектам гидроузла; ИСг — то же, по сопутствующим соо- ружениям /-го водопользователя. 9-339 129
Экономическая эффективность ВХК может быть определена двумя способами: методом сравнительной и методом общей экономической эффективности капитало- вложений. Сравнительная экономическая эффективность капи- таловложений ВХК определяется сопоставлением затрат ВХК с соответствующими затратами в заменяемых ва- риантах. С этой целью для каждого отраслевого участ- ника ВХК выбирают наиболее экономичные заменяемые варианты, которые в совокупности смогут обеспечить получение того же объема продукции, что и в водохозяй- ственном комплексе. Например, для ГЭС, работающей в составе ВХК, заменяемым вариантом может быть КЭС; для водного транспорта — другой вид транспорта (авто- или железнодорожный); для орошения — другой вид водоисточника. Обозначим капиталовложения в заменяемом вариан- те Z-ro участника К3г, а ежегодные издержки — И31. Тог- да водохозяйственному комплексу в заменяемых вариан- п тах будут противопоставлены капиталовложения S7G/ £=1 п и ежегодные издержки Если ущербы в ВХК и в заменяемом варианте прак- тически одинаковы, коэффициент сравнительной эконо- мической эффективности дополнительных капиталовло- жений в ВХК будет равен: Ек = —------. (8.8) Кк-2 Ksi 1=1 Коэффициент Ек определяется с учетом фактора вре- мени, так как строительство и освоение ВХК осущест- вляется в течение многих лет и поэтому происходит частичное «омертвление» капиталовложений, особенно, на начальных этапах строительства. Водохозяйственный комплекс считается экономически эффективным, если где £н — нормативный коэффициент сравни- тельной эффективности, который по рекомендациям от- раслевых инструкций и методик для комплексных водо- хозяйственных объектов принимается равным 0,08—0,12. 130
В качестве критерия экономической эффективности ВХК может быть принят коэффициент снижения расчет- ных затрат a = _Js_<l, (8.9) 2 Ззг где Зк = ЕИ Хк + Як; 33i = Ен + H3i. (8.10) Если ущербы при строительстве ВХК отличаются от суммы ущербов заменяемых объектов, то п __ _ \ * г 2 (Ззг + Уi) i=l где Ук, У г — расчетные средние ущербы за год в ВХК и в заменя- емом варианте. Основная сложность определения сравнительной эко- номической эффективности ВХК состоит в выборе заме- няемых вариантов. Для этого необходимо, во-первых, рассмотреть возможные способы развития народного хозяйства в намеченном районе без строительства гид- роузла, во-вторых, из всех заменяемых вариантов вы- брать наивыгоднейший. Тогда только будет обеспечена объективность сравнительной эффективности. Показателем общей экономической эффективности капиталовложений ВХК является коэффициент рента- бельности Эк, который определяется отношением чисто- го дохода (прибыли) от водопользования, подсчитанно- го с учетом фактора времени, к приведенным вложе- ниям: 2 Цг~Пк > эв, Kg (8.12) где эй _ нормативный коэффициент рентабельности; — стои- мость продукции 1-го водопользователя. Стоимость продукции, получаемой на предприятиях ьго водопользователя, определяется по оптовым ценам или тарифам. Поскольку одним водопользователем мо- 9* 131
жет производиться несколько видов продукции, напри- мер при орошаемом земледелии, стоимость продукции подсчитывают по формуле Дг=2₽5гЧ«ЯР!!г> (8.13) 1 гд,е pSi — коэффициент, учитывающий потери продукции при произ- водстве, транспортировке, хранении, р8<<1; ц$г — оптовая цена, или тариф на эту продукцию; Пр3г— среднегодовой объем про- дукции s-ro вида у 1-го водопользователя. Значение нормативного коэффициента рентабельно- сти Эн принимается в среднем 0,1—0,08, т.е. капитало- вложения в ВХК должны окупаться чистым доходом водопользователей не менее чем за 10—12 лет. Однако рентабельность капиталовложений в водохозяйственные объекты зависит от местных условий: наличия доброка- чественных природных ресурсов, климата, транспортных связей и т. п. В этом случае в качестве Эн может прини- маться величина, характеризующая рентабельность ана- логичных водохозяйственных предприятий в районе строительства ВХК. Для реконструируемых или разви- вающихся ВХК значение Эн должно быть не менее, чем его фактическое значение до реконструкции. Со временем происходит изменение цен и тарифов на продукцию водохозяйственных предприятий, поэтому коэффициент рентабельности характеризует эффектив- ность ВХК в период ввода в эксплуатацию объектов водопользования в условиях сложившихся цен с учетом прогнозируемой тенденции в их изменении. Это обстоя- тельство осложняет применение критерия эффективности (8.12) на стадии проектирования для крупных ВХК с длительными сроками строительства и освоения. Важное значение имеет определение рентабельности отдельных водопользователей, т. е. эффективности ис- пользования воды комплексного гидроузла в условиях хозрасчетной деятельности каждым участником. Коэф- фициент рентабельности капиталовложений /-го водо- пользователя можно определить так: = (8.14) где Кк{, — доли капиталовложений и ежегодных издержек ВХК, относимые на i-ro водопользователя, которые определяются распре- делением затрат комплекса между участниками. 132
8.3. Распределение затрат ВХК между водопользовате- лями. Все водопользователи должны участвовать в финан- сировании строительства и эксплуатации не только сво- их отраслевых объектов (ГЭС, судоподъемника, водоза- бора и т. д.), но и общих сооружений гидроузла (плоти- ны, водохранилища, водосброса). В связи с этим между участниками ВХК проводится распределение затрат. Наиболее простым оказывается метод распределения затрат пропорционально используемому объему воды. Однако этот метод применим лишь в тех случаях, когда, например, гидроузел строится для орошения и водоснаб- жения. Если в комплекс входит гидроэнергетика, ука- занный метод не может быть использован, так как мощ- ность и выработка энергии ГЭС зависят не только от расходов, но и от напора воды. Гораздо шире используется метод распределения за- трат между участниками ВХК соответственно экономи- ческому эффекту, получаемому ими. Экономический эф- фект водохозяйственного строительства зависит от капи- таловложений в гидроузел и сопутствующие сооружения, поэтому распределению подлежат полные затраты водо- хозяйственного комплекса т. е. капиталовложения Кк и ежегодные издержки комплекса Як. Затраты ВХК распределяют по условию одинаковой эффективности всех участников, согласно которому для всех участников принимают одинаковый или коэффи- циент рентабельности капиталовложений Эк, или коэф- фициент сравнительной экономической эффективности капиталовложений Ек, или коэффициент снижения рас- четных затрат а, относимых на данного участника. На каждого участника I надо отнести экономически обоснованную часть капиталовложений KKi и часть еже- годных издержек ЯКг комплекса. Для определения двух неизвестных Кш и ИК[ в дополнение к основному условию равной экономичности принимают распределение еже- годных издержек по отраслевому назначению. В условиях хозрасчетных взаимоотношений целесо- образно выделить ту часть издержек ВХК, которую дол- жен принять на себя каждый участник комплексного использования водных ресурсов. Эти обязательные из- держки обозначим Hi. В них включают полные ежегод- ные издержки по сопутствующим и отраслевым соору- жениям гидроузла с оборудованием. 131
Ежегодные издержки по общим сооружениям реко- мендуется разносить пропорционально той части капи- тальных вложений по этим сооружениям Ко/, которую надо отнести на данного участника. Таким образом, на участника i будут отнесены ежегодные издержки ком- плекса: ЯьЧ = Яог + ЯР (8.15) В зависимости (8.15) неизвестной величиной являет- ся доля издержек по общим объектам Яо/, относимая на t-ro участника. Издержки по этим объектам (плотинам, водохранилищам и т. п.) представляют в основном амор- тизационные отчисления, так как эксплуатационные расходы обычно незначительны. Поэтому можно счи- тать, что издержки Яо/ пропорциональны разносимым капиталовложениям в эти сооружения: HQi = pKoi> (8.16) где р — коэффициент пропорциональности: р = И0/К0- (8.17) Указанные соотношения могут быть использованы для распределения ежегодных издержек при применении показателей как общей, так и сравнительной экономи- ческой эффективности капиталовложений. Зависимости же для распределения капиталовложений получаются различными. 1. Распределение капиталовложений ВХК по условию одинако- вой рентабельности 9i = (Ц; - HRi)/KRi = Wi - HQi - Hi)/(Koi + Кг), (8.18) где Ki — капиталовложения в отраслевые и сопутствующие соору- жения Лго участника. Определим величину капиталовложений Koi по общим сооруже- ниям гидроузла, относимых на участника i, при условии, что все участники имеют одинаковую рентабельность капиталовложений (такую же, как комплекс в целом). Это условие запишется так: Эг=Эк. Заменив Ищ на рКы, определяем часть капиталовложений по общим сооружениям (плотине, водохранилищу), которую надо отнести на участника t: Kot = Ki)l(Экр), (8.19) где р — коэффициент пропорциональности, определяемый по форму- ле (8.17); Эк — коэффициент рентабельности капиталовложений в ВХК, определяемый по формуле (8.12). Кроме доли капиталовложений по общим сооружениям гидро- узла на i-го водопользователя относятся капиталовложения по от- 134
раслевым и сопутствующим объектам, тогда доля капиталовложений в ВХК составит: KKi = KOi + Ki- (8-20) 2. Распределение капиталовложений ВХК по условию одинако- вой сравнительной эффективности При использовании показателей сравнительной эффективности необходимо учитывать фактор времени, что особенно важно для во- дохозяйственных объектов, имеющих длительные сроки строитель- ства и освоения. Коэффициент пропорциональности определится так: р = Й0/К0. (8.21) Рассмотрим распределение капиталовложений в ВХК при исполь- зовании для всех его участников одинакового коэффициента сниже- ния расчетных затрат по сравнению с заменяемым вариантом. Если комплекс экономически эффективен, его расчетные затраты будут в а раз меньше затрат заменяемых объектов: п _ Зк = «23зЬ <8-22) i=l п | где S З31 — расчетные затраты по всем заменяемым объектам с их i==l сопутствующими сооружениями. Для каждого участника ВХК (8.23) где 30i — относимая часть расчетных затрат по общим сооружениям гидроузла; 3i — расчетные затраты по сопутствующему и отрасле- вому сооружению гидроузла; 33t — то же, по заменяемому вариан- ту 1-го участника. Величина 3 определяется по формуле (4.8), как Е^К+И. Принимая одинаковый для всех участников коэффициент сниже- ния затрат ссг=а, получим ту часть общих капиталовложений гид- роузла, которую надо отнести на участника i: zz &3з1 — 3[ _ • £ц + Р Приближенную величину относимых фактических капиталовло- жений Лог можно определить по соотношению между фактическими и приведенными капиталовложениями в общие объекты гидроузла Koi = Ko~kOi/Ko. (8.25) При /<ог>0 участник i принимает на себя все капиталовложения по сопутствующему сооружению Кс/, отраслевому сооружению гидро- узла Лгг и часть капиталовложений по общим сооружениям гидро- узла Koi. Таким образом, из капиталовложений гидроузла Кк на участника i относится Если Л1О=0, то участник принимает на себя только капитало- вложения по своему отраслевому и сопутствующему сооружению. 3oi + — ccf З31, (8.24) 135
Если Kio<0, то для обеспечения равенства коэффициентов сни- жения затрат Ui = a на участника i относятся капиталовложения по сопутствующему сооружению и лишь часть капиталовложений по его отраслевому сооружению Ki < Ко г, а остальная часть распределяется между другими участниками. Общим недостатком метода распределения затрат ВХК по ус- ловиям равной эффективности всех участников является формальное «нивелирование» их технико-экономических показателей независимо от конкретных условий водопользования. 3. Дифференцированное распределение капиталовложений ВХК Требования отдельных водопользователей, как правило, проти- воречивы. Например, использование воды из водохранилища для орошения земель или водоснабжения может создать неблагоприят- ные условия для гидроэнергетики или водного транспорта. Эти об- стоятельства должны учитываться при обосновании оптимальных параметров и режимов работы гидроузла. Исходя также из этих ус- ловий, все водопользователи могут быть разделены на четыре группы: I — существующие в районе бассейна реки до создания гидро- узла; II — обязательные, включаемые ВХК, независимо от их технико- экономических показателей; III — малоэффективные, включение которых в состав ВХК сни- жает экономическую эффективность комплекса; IV — наиболее эффективные, которые в основном определяют экономичность ВХК. Принципиальное отличие этого метода от предыдущего состоит в том, что при распределении затрат отдельные участники могут иметь разную экономическую эффективность. Применительно к задаче рас- пределения затрат по показателям сравнительной экономической эф- фективности может быть принято следующее дифференциальное рас- пределение. 1. Если участники I группы терпят убыток от строительства ВХК, то этот ущерб включают в затраты комплекса, которые затем распределяют между остальными участниками; при получении вы- годы их включают в одну из последующих групп. 2. На участников II группы можно относить только ту часть за- трат комплекса, при которой они будут иметь нормативную эффек- тивность. 3. На каждого участника HI группы следует относить дополни- тельные затраты комплекса, которые имеют место при включении в его состав рассматриваемого водопользователя. 4. Для участников IV группы распределение затрат можно вы- полнить по условию равной эффективности. При этом можно вос- пользоваться формулами (8.12) или (8.22), подставляя в них вмес- то капиталовложений и издержек комплекса оставшиеся для рас- пределения величины, которые равны полным за вычетом значений, отнесенных на участников II и III группы, например: К'к = Кк-2Ки-2Кт, (8.26) где SKn— капиталовложения, отнесенные на участников II группы; 2Кш— то же, отнесенные на участников III группы. Пример 1. Расчет сравнительной экономической эффектив- ности капиталовложений в ВХК 136
Таблица 8.1. Капиталовложения и издержки ВХК и заменяемых объектов, млн. руб. Наименование ВХК Заменяемые варианты капитало- вложения ежегодные издержки капитало- вложения ежегодные издержки Общие сооружения гидро- узла Отраслевые и сопутствую- щие объекты 271 5,1 — — энергетики 78,3 5,5 158 45,3 орошения 81,2 11,2 107 16 Борьба с наводнениями 15,1 0,23 — 11 Всего 445,6 22,03 1 265 72,3 Комплексный гидроузел, состоящий из плотины, водохранилища и водосброса, осуществляет регулирование речного стока для нужд водопользователей: гидроэнергетики и орошаемого земледелия. Кро- ме того, на реке наблюдаются частые паводки, которые приводят к наводнениям. Для уменьшения размеров наводнений гидроузел осу- ществляет аккумуляцию части стока паводковых вод в специальной призме водохранилища форсированием уровня верхнего бьефа. Капиталовложения в общие сооружения гидроузла составляют 271 млн. руб., а ежегодные издержки — 5,1 млн. руб.; в отраслевые и сопутствующие объекты энергетики (здание ГЭС с оборудованием, повышающая подстанция, ЛЭП) — 78,3 млн. руб., а ежегодные из- держки — 5,5 млн. руб/год. Орошение земель в бассейне реки осуществляется забором во- ды из водохранилища с последующим ее транспортированием и рас- пределением в оросительной системе. Капиталовложения в водоза- борные сооружения, магистральный канал и распределительную сеть оросительной системы составляют 81,2 млн. руб., ежегодные издерж- ки — 11,2 мли. руб/год. Капиталовложения в сооружения по борьбе с наводнениями входят в стоимость общих сооружений гидроузла. Для повышения, эффективности борьбы с наводнениями создается система защитных сооружений — дамбы обвалования вдоль русла реки в нижнем бье- фе, капиталовложения в которые составят 15,1 млн. руб., ежегодные издержки — 0,23 млн руб/год. Суммарные капиталовложения в ВХК составят 445,6 млн. руб.,, ежегодные издержки — 22,03 млн. руб/год (табл. 8.1). Для каждого водопользователя выбран заменяемый вариант, обеспечивающий тождественный народнохозяйственный эффект без строительства комплексного гидроузла. Для ГЭС заменяемым вари- антом является КЭС, использующая органическое топливо, для оро- шаемого земледелия — водозабор из подземных источников. Альтер- нативный вариант борьбы с наводнениями без строительства гидро- узла не рассматривался. Вместо него определен средний ежегодный ущерб, наносимый наводнениями при отсутствии мероприятий по. 137
8£Р Таблица 8.2. Распределение капиталовложений по годам строительства ВХК и заменяемых объектов, млн. руб. Объект Капиталовложения по годам 1 1 2 1 3 1 4 1 « 1 6 1 7 8 1 9 1 10 всего ВХК 1 Общие сооружения гидроузла 5,8 11,9 34,7 43,7 63,8 167,9 28,2 15 — — 271 Гидроэлектростанция с ЛЭП — — — 5,9 14,3 22,2 25,9 10 — — 78,3 Оросительная система — — -— 5,9 7,5 10,7 22,2 22 12,9 — 81,2 Сооружения по борьбе с навод- нениями — — — — — — 4,2 5,4 5,5 — 15,1 Заменяемые варианты Тепловая электростанция с ЛЭП — — — 10,3 27 44,4 46,3 30 — — 158 Оросительная система с под- земными водозаборами — — 5,4 7,4 15,1 15,4 25,9 2,6 11,8 — 107 Коэффициент приведения 1,71 1,59 1,47 1,36 1,26 1,17 1,08 1 0,93 0,86 —
регулированию стока реки» который составил 11 млн. руб/год. Сум- марные капиталовложения в заменяемых вариантах определились в 265 млн. руб., ежегодные издержки — 72,3 млн. руб. Строительство сооружений гидроузла, отраслевых объектов во- допользователей и их водохозяйственное освоение осуществляется в течение 10 лет, в заменяемых вариантах — за 7 лет (табл. 8.2 и 8.3). Учет фактора времени осуществлялся приведением капитало- вложений и издержек по формулам (4.6) и (4.7). За условный год приведения т принимался 8-й — год окончания строительства общих сооружений гидроузла (табл. 8.4, 8.5 и 8.6). С учетом фактора вре- мени капиталовложения в ВХК составили 550 млн. руб., ежегодные издержки — 22,6 млн. руб.; в заменяемых вариантах суммарные ка- питаловложения 300 млн. руб., ежегодные издержки, включая ущерб от наводнений, — 73 млн. руб/год (табл. 8.7). Сравнительная экономическая эффективность капиталовложений в ВХК определялась по двум показателям: коэффициенту сравнительной экономической эффективности до- полнительных капиталовложений •— по формуле (8.8): 2 Яз/-Ик iS 73 — 22,6 Ек~ _ « “ '550 — 300 =0’2>£н- Кк 2 1=1 Сравнивая Ек с нормативной величиной Ен = 0,12, видим, что ВХК является эффективным по этому показателю; коэффициенту снижения расчетных затрат — по формуле (8.9) г Ен^к + Йк___________________0,12*550-{-22,6 ~ 0,12-300 + 73 = 0’81’ 1Лнг Кзг Н- Из}) 1=1 где EHt- принимается равным 0,12 для всех участников. Таблица 8.3. Распределение ежегодных издержек по годам строительства и освоения ВХК и заменяемых объектов, млн. руб. Объект Затраты по годам 6 1 7 1 8 1 9 1 10 1 всего ВХК Общие сооружения гидроузла 0,3 1 2,1 5,1 5,1 5,1 Гидроэлектростанция с ЛЭП 0,34 0,9 2,6 5,5 5,5 5,5 Оросительная система 0,6 1,7 5,2 9,8 12,2 11,2 Сооружения по борьбе с на- — — — — 0,23 0,23 воднениями Заменяемые варианты Тепловая электростанция с 6 15,3 31,3 45,3 45,3 45,3 ЛЭП Оросительная система с под- 3 5,8 8,8 13,1 16 16 земными водозаборами Ущерб от наводнений — — 11 11 11 11 139
Таблица 8.4. Распределение приращений ежегодных издержек по годам строительства и освоения ВХК и заменяемых объектов, млн. руб. Приращение издержек по годам Объект 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 р п ВХК Общие соору- жения гидроуз- ла Гидроэлектро- станция с ЛЭП Оросительная система Сооружения по борьбе с навод- нениями Заменяемые варианты Тепловая элект- ростанция с ЛЭП Оросительная система с под- земными водо- заборами Ущерб от на- воднений 0,3 0,7 1,1 0,340,56 1,1 0,6 1,1 3,5 45,3 16 11 Коэффициент приведения 1,71 1,59 1,47 1,36 1,26 1,17 1,08 1 Так как а<1, приведенные расчетные затраты по ВХК мень- ше, чем по заменяемым вариантам. Это подтверждает экономиче- скую эффективность ВХК. Пример 2. Распределение затрат ВХК между водопользова- телями. Рассмотрим решение задачи на примере ВХК, технико-экономи- ческие характеристики которого даны в табл. 8.1. Капиталовложения в комплекс составляют 445,6 млн. руб., из них 271 млн. руб.— в общие сооружения гидроузла, которые предстоит распределить между энергетикой, орошением и мероприятиями по борьбе с на- воднениями. Часть капиталовложений должна осуществляться теми отраслями и местными организациями, у которых в связи со строи- тельством гидроузла снизится ущерб от наводнений. Затраты будем распределять исходя из принципа равной экономической эффектив- ности всех водопользователей, включая борьбу с наводнениями. При этом воспользуемся двумя показателями экономической эффектив- ности: коэффициентом рентабельности капиталовложений и коэффи- циентом снижения расчетных затрат. 140
Таблица 8.5. Приведенные капиталовложения с учетом фактора времени для ВХК и заменяемых объектов, млн. руб. Объект Капиталовложения по годам строительства 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 всего ВХК Общие сооружения 10 19 51 59,4 80,5 79,5 30,5 15 345 гидроузла Гидроэлектро- 8 18 26 28 10 — 100 станция с ЛЭП Оросительная сис- — -8 9,5 12,5 24 22 12 — 90 тема Сооружения по — - 4,5 5,4 5,1 — 15 борьбе с наводне- ниями Заменяемые вари- анты Тепловая электро- 13 34 52 50 30 180 станция с ЛЭП Оросительная сис- — — 8 10 19 18 28 26 11 — 120 тема с подземны- ми водозаборами Таблица 8.6. Приведенные издержки с учетом фактора времени для ВХК и заменяемых объектов, млн. руб. Затраты по годам строительства и освоения Объект « 1 1 7 1 8 9 10 I | всего ВХК Общие сооружения гид- 0,35 0,75 1,1 2,8 — 5 роузла Гидроэлектростанция с 0,4 0,6 1,7 2,7 — 5,4 ЛЭП Оросительная система 0,7 1,2 3,5 5,4 1,2 12 Сооружения по борьбе с наводнениями — — — 0,2 0,2 Заменяемые варианты Тепловая электростанция 7 10 16 13 46 с ЛЭП Оросительная система с подземными водозабора- 3,5 3 3 4 2,5 16 ми Ущерб от наводнений — — 11 — — 11 441
Таблица 8.7. Приведенные с учетом фактора времени капиталовложения и ежегодные издержки ВХК и заменяемых объектов, млн. руб. Объекты и водопользователи Вариант ВХК Заменяемые варианты капитало- вложения ежегодные издержки капитало- вложения ежегодные издержки Общие сооружения гидро- узла Отраслевые объекты: 345 5 — — энергетики 100 5,4 180 46 орошения 90 12 120 16 для борьбы с наводнения- ми 15 0,2 11 Всего 550 22,6 300 73 Распределение затрат ВХК по условию разной для всех еодо- пользователей общей экономической эффективности капиталовло- жений Распределение фактических капитальных вложений и ежегод- ных издержек ВХК определяем, пользуясь коэффициентом рента- бельности О *=1 где Цг — стоимость продукции i-го водопользователя. Стоимость продукции ГЭС определена с применением двухста- вочного тарифа на вырабатываемую электроэнергию и мощность. Стоимость годовой продукции (валовый доход) для орошения опре- делена как произведение объемов сельскохозяйственной продукции на соответствующие зональные государственные закупочные цены. Основной экономический эффект от борьбы с наводнениями (сниже- ние среднего ущерба, наносимого наводнениями) — составил 11 млн. руб/год. Стоимость годовой продукции для рассматриваемых участ- ников ВХК получилась, млн. руб.: для энергетики — 60, для ороше- ния— 31,4. Определяем коэффициент рентабельности комплекса в целом: (60 + 31,4+г11) —22,03 Сравнивая его со средним по народному хозяйству норматив- ным коэффициентом Эн=0,14, заключаем, что рассматриваемый ВХК является рентабельным. В дальнейшем будем предполагать, что коэффициент рентабель- ности капиталовложений каждого участника равен коэффициенту рентабельности всего ВХК: Эг=Эк=0,18. 142
Таблица 8.8. Экономические характеристики ВХК, млн. руб. Объекты и водопользователи Капитало- вложения Ежегодные издержки Стоимость го- товой продук- ции Общие сооружения гидроузла Отраслевые объекты: 271 5,1 энергетики 78,3 5,5 60 орошения 81,2 11,2 31,4 для борьбы с наводнениями 15,1 0,23 и Всего 445,6 22,03 102,4 Далее по формуле (8.17) и данным табл. 8.8 определяем коэф- фициент пропорциональности р между издержками и капиталовло- жениями в общие сооружения гидроузла, который также принимаем одинаковым для всех участников: р = Яо/Ко = 5,1/271 =0,0188*. Используя зависимости (8.16) и (8.19), а также данные табл. 8.8, распределяем капиталовложения и ежегодные издержки по общим объектам ВХК между отдельными водопользователями: энергетика: Xoi = 60 — 5,5 — 0,18-78,3 0,18 + 0,0188 = 203 млн. руб.; — 0,0188-203 = 3,8 млн. руб/год; орошение: = 31,4—11,2 — 0,18-81,2 0,18 + 0,0188 = 28 мли. руб.; Иы = 0,0188-28 = 0,5 млн. руб/год; борьба с наводнениями: 11-0,23 — 0,18-15,1 Koi =--------0,18 + 0,0188-----= 40 МЛН‘ РУ6-’ Яо/ = 0,0188-40 = 0,8 млн. руб/год. В результате определяем долевое участие водопользователей в затратах на строительство и эксплуатацию ВХК (табл. 8.9). Распределение затрат ВХК по условию равной для всех водо- пользователей сравнительной эффективности капиталовложений Расчетные затраты ВХК и по заменяемым вариантам определе- ны исходя из приведенных капиталовложений и ежегодных издер- жек при Ен=0,12 и даны в табл. 8.10. * Зависимость (8.19) представляет собой балансовое условие. Для того чтобы сумма распределяемых величин Koi и Ищ сходилась с Ко и Ио, необходимо коэффициент р вычислять довольно точно. 14>
Таблица 8.9. Результаты распределения затрат Водопользователь Общие соо- ружения гидроузла Отраслевые и сопутствую- щие объекты Итого по ВХК Доля, % Капитальные вложения, млн. руб. Энергетика 203 78,3 281,3 63 Орошение 28 81,2 109,2 25 Борьба с наводнениями 40 15,1 55,1 12 Всего 271 175,6 445,6 100 Издержки, млн. руб/год Энергетика 8,8 5,5 9,3 42 Орошение 0,5 11,2 11,7 53 Борьба с наводнениями 0,8 0,23 1,03 5 Всего 5.1 | 16,93 122,03 I 100 Будем считать, что коэффициент снижения расчетных затрат (8.9) для всех участников одинаков и равен коэффициенту сниже- ния затрат по ВХК в целом: = а = 88,6/109 = 0,812. Таблица 8.10. Приведенные с учетом фактора времени капиталовложения, ежегодные издержки и расчетные затраты ВХК и заменяемых вариантов, млн. руб. ВХК Заменяемые варианты. Объекты и водопользователи Капитало- вложения Ежегод- ные из- держки 1 Расчетные затраты Капитало- вложения 1 _ _ Ежегод- ные из- держки и ущербы Расчетные затраты Общие сооружения гид- роузла Отраслевые объекты: энергетики орошения для борьбы с наводне- ниями 345 100 95 15 5 5,4 12 0,2 46,4 17,4 22,8 2 180 120 46 16 11 67,6 30,4 11 Всего 550 22,6 88,6 300 73 I 109. 144
Таблица 8.11. Распределение между водопользователями фактических капиталовложений и ежегодных издержек по общим сооружениям гидроузла, млн. руб. Водопользователь Приведенные с учетом фактора времени Долевое участие, % Фактические капитало- вложения ежегод- ные из- держки капитало- вложения ежегодные издержки Энергетика 279 4 81 219 4,1 Орошение 14 0,2 4 И 0,2 Борьба с наводнения- ми 52 0,8 15 41 0,8 Всего 345 5 100 271 5,1 Определим коэффициент пропорциональности р (8.21) между приведенными издержками и капиталовложениями в общие соору- жения гидроузла: р = 5/345 = 0,0145. Дальнейшее распределение приведенных капиталовложений и издержек ВХК будем проводить с использованием зависимости (8.24). Приближенные их значения по отдельным водопользовате- лям будут следующими: Таблица 8.12. Результаты распределения затрат Водопользовател ь Общие соору- жения гид- роузла Отрасле- вые объекты Итого по ВХК Доля, /0 Капитальные вложения, млн. руб. Энергетика Орошение Борьба с наводнениями 219 11 41 78,3 81,2 15,1 297,3 92,2 56,1 67 21 12 Всего 271 174,6 445,6 100 Издержки, млн. руб/год Энергетика 4,1 5,5 9,6 43 Орошение 0,2 11,2 11,4 52 Борьба с наводнениями 0,8 0,23 1,03 5 Всего 5,1 16,93 22,03 | 100 10-339 145
энергетика: - 0,812-67,6—17,4 Хо1="" 0,12 + 0,0145 = 279 млн- РУ6’’’ = 0,0145-279 = 4 млн. руб/год; орошение: - __ 0,812-30,4 — 22,8 Koi 0,12 + 0,0145 = 14 МЛ“- РУ6‘; = 0,0145-14 = 0,2 млн. руб/год; борьба с наводнениями: _ 0,812-11—2 ^= 0,12 + 0,0Ш =52-“ЛН- РУ6>; ЯОг = 0,0145-52 = 0,8 млн. руб/год. Распределение фактических капиталовложений и издержек по общим сооружениям гидроузла проводится пропорционально доле соответствующих приведенных величин (табл. 8.11). Далее опреде- ляем долевое участие каждого водопользователя в затратах на строительство и эксплуатацию ВХК (табл. 8.12). Сопоставление результатов распределения затрат ВХК, полу- ченных разными методами с использованием показателей общей и сравнительной эффективности, показывает, что доля капиталовло- жений, относимая на отдельного водопользователя, получилась сле- дующая, %: по энергетике — 63—67; ирригации — 25—21; борьбе с наводнениями—12, что свидетельствует о хорошем совпадении ре- зультатов. ГЛАВА 9. ЭКОНОМИКА СПЕЦИАЛЬНЫХ водохозяйственных объектов и систем 9.1. Экономика энергетических комплексов с объединенной водной системой Энергетические комплексы представляют собой территориально-технологическое объединение электростанций разного типа. Основой такого объедине- ния является общая водная система. В процессе генери- рования электрической энергии вода последовательно используется для гидравлических и тепловых электро- станций. Так, ГЭС и ГАЭС используют расход и напор воды непосредственно для выработки электрической энергии. Тепловым агрегатом электростанций на орга- ническом и ядерном топливе вода необходима для охлаждения конденсаторов паровых турбин. Расход ее составляет 40—50 м3/с на 1 ГВт мощности КЭС или 146
АЭС. При прохождении воды через конденсатор вода нагревается в среднем на 10 °C, после чего ее необходи- мо охладить, чтобы опять использовать в системе водо- обеспечения теплоэнергетических установок. На современных тепловых электростанциях применя- ют в основном схемы охлаждения воды с устройством водоемов-охладителей, градирен и других специальных сооружений. Расход воды атомной электростанцией мощностью 4 ГВт составляет 160—200 м3/с, а в течение суток — около 15—17 млн. м3. Для охлаждения воды со- здаются дорогостоящие сооружения и отчуждаются большие площади земель. Сброс теплых вод в значи- тельных объемах в водоемы вызывает неблагоприятные изменения в природной среде. С целью экономии водных и земельных ресурсов, используемых для строительства и эксплуатации элек- тростанций, целесообразно создавать комплексные си- стемы водообеспечения гидравлических и тепловых энергетических установок. В таких системах водохрани- лища ГЭС или бассейны ГАЭС совмещаются с водоема- ми-охладителями КЭС или АЭС. Наиболее рациональной схемой является соединение функций бассейна аккуму- ляции водной энергии ГАЭС с водоемом-охладителем АЭС (рис. 9.1,а). В суточном режиме работы ГАЭС происходит интенсивный обмен воды между верхним и нижним бассейнами. Это улучшает процесс водоохлаж- дения. Кроме того, близкое расположение базисной атомной электростанции и пиковой гидроаккумулирую- щей повышает экономичность и надежность электро- снабжения в условиях переменной нагрузки. На рис. 9.1, б показана схема водообеспечения энер- гокомплекса в составе АЭС — ГЭС — ГАЭС. В этом случае водохранилище ГЭС является одновременно бас- сейном аккумуляции водной энергии ГАЭС и водоемом- охладителем АЭС. По такой схеме создается Южно-Ук- раинский энергокомплекс мощностью около 6 ГВт (рис. 9.2). Водная система энергетического комплекса может использоваться и для целей неэнергетического характе- ра— орошения сельскохозяйственных земель, разведе- ния рыб, водоснабжения промышленных предприятий. В общем случае структура энергетического комплек- са может быть представлена двумя видами объектов — общими и отраслевыми. Общие объекты (рис. 9.3) 10* 147
Рис. 9.1. Энергетические комплексы в составе АЭС — ГАЭС (а) и АЭС—-ГЭС- ГАЭС (б) 1 — водохранилище-охладитель; 2 — буферное водохранилище; ВБ — верхний бассейн-охладитель; НБ — нижний бассейн-охладитель; ТР — турбинный ре- жим работы; HP — насосный режим представляют собой совокупность многоцелевых соору- жений, обеспечивающих совместное строительство и экс- плуатацию водохозяйственных и энергетических пред- приятий. В период строительства создается общая про- мышленно-строительная база, которая обес- печивает сооружение водохозяйственных и энергетиче- ских объектов в оптимальной последовательности. Водо- хранилища и бассейны, плотины, водоводы и прочие гидротехнические сооружения в системе водообеспече- ния энергокомплекса объединяются в общие водохозяй- ственные объекты. Они предназначены для регулирова- ния, транспортирования и распределения воды. Рис. 9.3. Обобщенная структура объектов энергетического комплекса 148
Рис. 9.2. Водообеспечение электростанции Южно-Украинского энергокомплек- са на р. Юж. Буг водохранилища: 1 — Ташлыкское, НПУ —83,8 м; 2 — Александровское, НПУ—О м; 3 — Константиновское, НПУ—42,9 м 149
Сосредоточение больших энергетических мощностей, интенсивное воздействие на водную систему требуют осуществления природоохранных мероприятий по утили- зации отходов энергетического производства, очистке стоков и т. п. Отраслевые объекты энергокомплекса состо- ят из гидроэнергетических (ГЭС, ГАЭС и насосные станции) и теплоэнергетических (АЭС или КЭС, тепло- электроцентраль и др.). Определение экономической эффективности капита- ловложений в энергетический комплекс необходимо для обоснования целесообразности территориально-техноло- гического объединения тепловых и гидравлических электростанций на базе общей водной системы. Альтер- нативным вариантом в этом случае является строитель- ство аналогичных электростанций с системами раздель- ного водообеспечения. При сравнении затрат по этим вариантам выбирается тот, у которого они окажутся наименьшими. Этот вариант и будет наиболее эффектив- ным. Например, энергетический комплекс в составе АЭС—ГАЭС (см. рис. 9.1, а) может быть сопоставлен с вариантом раздельного строительства этих электро- станций. В этом случае АЭС имеет изолированную си- стему водоснабжения с бассейном-охладителем или гра- дирнями. Возможны и другие альтернативные варианты. Затраты в энергетический комплекс составят: 3э.к = 3о + 2 3г, (9.1) г=1 где 30 — расчетные затраты в общие сооружения комплекса (вод- ную систему, промстройбазу, водоохранные сооружения и т. п.); Зг — расчетные затраты i-й электростанции энергокомплекса; п— количество электростанций, входящих в состав комплекса. Для альтернативного варианта расчетные затраты составят: Зд = 1зА(.. (9.2) i=l где 3А —расчетные затраты i-й альтернативной электростанции с системой индивидуального водообеспечения. В варианте раздельного строительства отсутствуют общие сооружения, так как для каждой электростанции создаются своя система водообеспечения, промстройба- 150
Рис. 9.4. Структура эффектов территориально-технологического объединения электростанций в энергети«<еские комплексы за, осуществляются специальные природоохранные ме- роприятия. Затраты в эти объекты и мероприятия вхо- дят в расчетные величины Зд«. В общем случае эффекты территориально-технологи- ческого объединения электростанций можно разделить на четыре группы: электроэнергетические, водохозяйствен- ные, строительные, природоохранные (рис. 9.4). Совместное использование водной системы энергети- ческих комплексов для гидроаккумулирующей и атом- ной электростанций улучшает процесс теплообмена, в результате чего температура воды в летние месяцы ста- новится на несколько градусов ниже, чем в замкнутом бассейне-охладителе АЭС, имеющем ту же площадь. Охлаждение конденсаторов тепловых турбин летом во- дой более низкой температуры способствует повышению КПД тепловой электростанции (КЭС, АЭС) и, следова- тельно, увеличению располагаемой мощности и выработ- ки электроэнергии. Так, для турбины мощностью 1000 МВт типа К-1000-60/500 снижение температуры охлаждающей воды на 1 °C (в определенном диапазоне) 151
способствует увеличению мощности в следующих раз- мерах: Дополнительная Диапазон, °C мощность, % от но- минальной 35—30 ......... 0,5 30—25 ......... 0,4 25—20 ......... 0,3 20—10 0,05 Социально-экономическим эффектом создания энер- гетических комплексов является уменьшение потоков миграции строителей, так как последовательное строи- тельство нескольких электростанций в энергокомплексе обеспечивает для них фронт работ на продолжительное время. Использование общей водной системы, возможность регулировать в ней режим теплообмена позволяют уменьшить площади земель, изымаемые из полезного пользования, снизить потери воды на испарение и т. п. В конечном виде экономическое обоснование совме- стного строительства тепловых и гидроаккумулирующих электростанций с общим водным хозяйством выражает- ся сравнением затрат по двум вариантам: (9.3) где Зэк, 3 А— расчетные затраты соответственно в энергетический комплекс (9.1) и альтернативный вариант (9.2); ЛЗ — расчетный ежегодный эффект территориально-технологического объединения электростанций в виде экономии расчетных затрат, руб/год. Все расчетные величины в соотношении (9.3) опреде- ляют с учетом фактора времени приведением затрат и ущербов к одному и тому же году по зависимостям (4.8) и (4.10). ' Капитальные вложения и ежегодные издержки по общему водному хозяйству распределяют между всеми водопользователями. Эта задача решается в два этапа. Сначала затраты распределяют между отраслевыми во- допользователями— энергетикой, сельским хозяйством, транспортом, рыбным хозяйством и др., причем энерге- тические водопользователи — АЭС и ГАЭС — выступают как одно целое. Затем относимая на энергетику часть затрат в общее водное хозяйство комплекса распределя- ется между отдельными электростанциями — ГЭС, ГАЭС и АЭС. 152
Таблица 9.1. Экономические показатели энергетического комплекса Объект Капиталовло- жения, млн. руб. Издержки, млн. руб/год Расчетные затра- ты, млн. руб/год АЭС 1200 132 276 ГАЭС 360 14,4 57,6 Водная система 200 2,8 26,8 Всего 1760 149,2 360,4 Пример. Обоснование эффективности капиталовложений в энергетический комплекс Рассмотрим энергетический комплекс в составе АЭС—ГАЭС. Мощность АЭС 4000 МВт, а мощность ГАЭС 2000 МВт. Удельные капиталовложения в АЭС составляют 300 руб/кВт без учета стои- мости системы водоснабжения. Удельные капиталовложения в ГАЭС приняты 180 руб/кВт без учета стоимости бассейнов аккуму- ляции, которые используются комплексно как водоемы-охладители для АЭС. Стоимость общей водной системы энергокомплекса состав- ляет 200 млн. руб. Ежегодные издержки определяются в размере, % капиталовложений: для АЭС— 11, для ГАЭС —4. Исходя из этих данных определяем капиталовложения и еже- годные издержки по электростанции энергетического комплекса (табл. 9.1). Ежегодные издержки по общей водной системе — водохранили- щу, плотине, водосбросу — приняты в размере 1,4 %. В качестве альтернативного варианта приняты АЭС и ГАЭС с аналогичными параметрами, но в условиях раздельного строитель- ства на разных площадках и системой индивидуального водоохлаж- дения. Удельные капиталовложения в этом случае составляют, руб/кВт: для АЭС — 330, для ГАЭС — 250 . В стоимость альтернативной ГАЭС включены капиталовложе- ния в бассейны аккумуляции водной энергии. Ежегодные издержки для альтернативной АЭС приняты такими же, как и в варианте энер- гокомплекса— 11 %, а для ГАЭС — несколько меньшими — 3 %, так как амортизационные отчисления по сооружениям бассейнов ниже, чем по зданию станций, водоводам и оборудованию. Прочие затраты на аккумуляцию водной энергии ГАЭС, стои- мость ядерного топлива и линий электропередачи в сравниваемых вариантах принимались равными и поэтому в расчетах не учитыва- лись. Альтернативный вариант электростанции характеризуется по- казателями, приводимыми в табл. 9.2. Расчетные затраты в сравниваемых вариантах определялись при Ев=0,12. Опыт проектирования энергетических комплексов показывает, что дополнительный экономический эффект за счет улучшения теп- лового режима водоемов дает увеличение выработки энергии и, сле- довательно, экономию расчетных затрат на 1 кВт установленной мощности ГАЭС, входящей в состав комплекса. При установленной 153
Таблица 9.2. Экономические показатели альтернативного варианта Объект Капиталовложе- ния, млн. руб. Издержки, млн. руб/год Расчетные затраты, млн. руб/год АЭС 1320 145,2 303,6 ГАЭС 500 15 75 Всего 1820 | 160,2 378,6 мощности ГАЭС 2-Ю6 кВт АЗ составит 8 млн. руб/год. Сравнитель- ная экономическая эффективность энергокомплекса характеризуется следующим: а = (38К — Д 3)/3А = (360,4 — 8) /378,6 = 0,93. Коэффициент снижения расчетных затрат получился меньше 1, что свидетельствует об экономической эффективности территориаль- но-технологического объединения АЭС и ГАЭС в комплекс. 9.2. Технико-экономическое обоснование территориального перераспределения стока Зоны повышенной водообеспеченности в нашей стра- не сосредоточены в основном на северном склоне терри- тории нашей страны, где водный сток направлен к прибрежной акватории Северного Ледовитого океана. Климат в этих районах неустойчивый, холодный. Почвы, пригодные для земледелия, имеются в небольшом коли- честве и малоплодородные. На южном склоне более благоприятные для сельско- го хозяйства условия, однако обеспеченность водой здесь значительно ниже. В южных районах промышлен- ность и сельское хозяйство развиты в бассейнах круп- ных рек: Днепра, Волги, Урала, Амударьи, Сырдарьи и др. В южных районах европейской части СССР, где сток основных рек направлен на юг, проживает около 90% населения этой части страны, сосредоточено почти 98 % площади орошаемых земель и в то же время водный сток составляет только 45 % (табл. 9.3). Еще более не- благоприятная ситуация с распределением водных ре- 154
Таблица 9.3. Распределение ресурсов среднемноголетнего речного стока по основным регионам страны Регион Площадь, тыс. км5 Численность населения,* млн. чел. Площадь оро- шаемых земель** Водный сток рек км3 % Европейская часть, в том числе: 5540 194,3 9,3 1111 25,3 южный склон 3625 173,2 9,1 497 11,3 северный » 1915 21,1 0,2 614 14,2 Азиатская часть 16 735 68,1 8,9 3276 74,7 в том числе: Средняя Азия и Казахстан 3 674 40,2 7,84 162 3,7 Сибирь и Дальний Восток 13 061 27,9 0,96 3114 71 Всего по СССР 22 275 262,4 18,2 4387 100 :|: По переписи 1979 г. X ** На 1,01.80 г.
сурсов наблюдается в азиатской части СССР, где основ- ные потребители воды сосредоточены в Казахстане и Средней Азии, а водный сток в этом регионе составляет лишь 5 %. Интенсивное водопользование при ограниченном водном стоке вызывает неблагоприятные изменения в природной среде — истощение водотоков, понижение уровней озер и внутренних морей, загрязнение водного стока и др. В определенной последовательности возможны два способа улучшения водообеспечения южных районов: переход на экономичные способы водопользования (замкнутые системы водоснабжения промышленных предприятий; орошение с более высоким коэффициентом полезного использования воды; перемещение водоемких производств в северные районы страны; более широкое использование подземных вод);- территориальное перераспределение водных запасов за счет переброски части стока рек северного склона в южные районы страны. Предпочтение в настоящее время следует отдать первому, наиболее целесообразному способу использо- вания водных ресурсов. Именно в этом направлении должна проводиться политика: рационального природо- пользования особенно в районах с низкой водообеспе- ченностью. Однако решать только таким способом всю проблему с расчетом на далекую перспективу невозмож- но из-за ограниченности местных водных ресурсов в рай- онах интенсивного роста недопотребления. Территориальное перераспределение водного стока — крупномасштабное хозяйственное мероприятие, затраги- вающее различные сферы деятельности человека. Их осуществление с учетом времени, необходимого для на- учного обоснования, проектирования и строительства* может составить несколько десятилетий, поэтому уже в настоящее время и в ближайшем будущем требуется ре- шение вопросов их технико-экономического обоснования. Наиболее сложными схемами являются переброски ча- сти стока северных рек Печоры, Северной Двины и др. в бассейн Волги (см. рис. 1.6), сибирских рек Оби, Ир- тыша, Енисея в районы Казахстана и Средней Азии. Намечаются межбассейновые переброски стока рек: Дунай — Днепр, Волга—Дон, Сулак — Терек и др. Территориальное перераспределение водного стока 156
Рис. 9.5. Структура объектов межбассейновой переброски части речного стока является комплексным водохозяйственным мероприяти- ем со сложной структурой объектов и сооружений, кото- рое в общем виде может быть представлено в такой по- следовательности: регулирование и забор воды из реки- донора, транспортирование воды в маловодные районы для непосредственного водопользования (рис. 9.5). Пер- вые три элемента этой схемы — забор, транспортирова- ние и распределение воды — являются общими для всех водопользователей и имеют комплексное значение. Использование перебрасываемой воды потребителями — сельским хозяйством, промышленностью, энергетикой, водным транспортом — является отраслевым. К особому разряду водопользователей относятся природные ком- 157
плексы: пополнение водой истощенных рек, озер, морен; использование водоемов и каналов для целей спорта и отдыха и др. Определение сравнительной экономической эффек- тивности капиталовложений в территориальное пере- распределение водного стока имеет особенность, обус- ловленную выбором альтернативного варианта разви- тия водного хозяйства. Комплексные мероприятия и переброска части стока рек решают, как правило, не- сколько задач. Например, задачу экономики — повыше- ние производства продукции сельского хозяйства, про- мышленности, энергетики; задачу социального разви- тия — регулирование потоков миграции населения, повышение жизненного уровня населения (улучшение условий труда и отдыха, удовлетворение культурных и духовных потребностей); задачу охраны природы при интенсификации хозяйственного водопользования. Срав- ниваемые варианты повышения водообеспеченности должны приводить к достижению поставленных целей, поэтому в качестве альтернативного целесообразно рас- сматривать совокупность заменяющих водохозяйствен- ных мероприятий, обеспечивающих достижение отдель- ных целей: например, развитие сельского хозяйства за счет других источников водообеспечения, замещение гидроэнергетических объектов теплоэнергетическими и др. Другим важным обстоятельством является эконо- мическая оценка ущербов, наносимых народному хо- зяйству и природной среде осуществлением крупных во- дохозяйственных мероприятий. Например, забор воды из реки-донора для переброски ее в смежный бассейн может нанести ущерб сложившемуся водопользованию, вызвать неблагоприятные изменения в природе. В общем случае расчетные затраты в переброску водного стока можно представить в следующем виде: 3 = Зо + 2 3,- + У, (9.4) 1=1 где Зо — расчетные затраты в общие сооружения переброски сто- ка (забор, транспорт, распределение воды); 3i — расчетные зат- раты i-й отрасли по использованию перебрасываемого стока; У— расчетный ежегодный ущерб при территориальном перераспределе- нии воды; п — число отраслевых водопользователей. 158
В альтернативном варианте, заменяющем переброс- ку стока, расчетные затраты составят: Зд = 2 (Зд{+УА£). (9.5) 1=1 где 3Ai—расчетные затраты i-й отрасли; УА£— расчетный ежегод- ный ущерб при осуществлении водообеспечения i-й отрасли. Капиталовложения в территориальное перераспре- деление водного стока будут экономически эффективны при условии 3<3А, (9.6) где все расчетные величины затрат и ущербов опреде- лены с учетом фактора времени приведением их к од- ному расчетному году, общему для сравниваемых вари- антов. Следует отметить, что при определении расчетных затрат могут применяться дифференцированные значе- ния коэффициента £н. Например, для отраслевых водо- пользователей (4.10): 3i = £Bi + Я.-; 3А1 = Ён. KAi + ЯАе, (9.7) где Кь Кд; —капиталовложения i-й отрасли по использованию воды соответственно при переброске стока и в альтернативном ва- рианте; Иъ ИА1 — соответствующие ежегодные издержки; Eni — нормативный коэффициент сравнительной экономической эф- фективности капиталовложений, принимаемый для каждого водо- пользователя в соответствии с отраслевыми инструкциями и норма- ми. Общую экономическую эффективность капиталовло- жений в мероприятия по переброске и использованию водного стока целесообразно определять для каждого водопользователя отдельно, оценивая таким образом рентабельность предприятий и хозяйств при использо- вании воды, транспортируемой из других бассейнов. Для расчета коэффициента рентабельности необхо- димо предварительно распределить между водопользо- вателями капиталовложения и издержки общих соору- жений комплексной системы. Переброски стока охваты- вают большие пространства. Расстояния между узлами забора воды и распределением ее между потребителями могут составлять сотни, а в некоторых случаях и тыся- чи километров. При этом стоимость подачи воды зави- сит от расстояния, на которое она транспортируется. 159
Себестоимость воды на начальных участках трассы ниже, чем в ее конце. Следовательно, распределение капиталовложений и издержек эксплуатации между во- допользователями должно проводиться с учетом райо- нирования трассы водоподачи, которое зависит от рас- положения крупных потребителей воды. Если это сделать сложно, районирование проводят по администра- тивному признаку территории — району, области, республике. В пределах участка определяют объемы водопотребления каждой отраслью: сельским хозяйст- вом, промышленностью, энергетикой и др. Суммарный объем воды, потребляемый на каждом участке, можно представить в виде составляющих = (9-8) где Wy — объем воды, потребляемый всеми отраслевыми водополь- зователями в пределах /-го участка; W'j — объем воды, проходя- щий транзитом через /-й участок в следующие районы водопользо- вания. Капиталовложения в общие сооружения переброски стока — водозаборный гидроузел на реке-доноре, ма- гистральный водовод с насосными станциями и др. — распределяются между водопользователями пропорцио- нально объемам потребляемой воды Wи ГГ"-: W'- _ _ Wf = (9.9) где Koj — хашггаловложения в общие сооружения, распределяемые на /-м участке; Kj — часть этих капиталовложений, относимая на водопользователей /-го участка; Kj+i — часть капиталовложений, относимая на водопользователей следующих участков за счет по- дачи им транзитного стока. Капитальные вложения Koi состоят из: 1) капиталовложений в магистральный водовод (ка- нал, трубопровод, туннель) в пределах /-го участка трассы; 2) части капиталовложений головного водозаборно- го гидроузла на реке, из которого забирается часть стока; 3) части капиталовложений с предыдущих участков трассы водовода, необходимых для транспортирования объема воды W,j районированным потребителям в пре- делах j-го участка. 160
Аналогичным образом определяют и ежегодные из- держки по общим сооружениям для данного участка трассы Hj. Тогда расчетные затраты в общие сооруже- ния в пределах j-го участка составят: Далее затраты распределяют между отдельными во- допользователями как для сосредоточенного водохо- зяйственного комплекса (см. § 8.3). 9.3. Экономическая эффективность борьбы с наводнениями В периоды паводков происходит резкое повышение уровней воды в реке и затопление прилегающих терри- торий, которые называются зоной временного за- топления. В этой зоне могут находиться сельскохо- зяйственные угодья, города, поселки, промышленные предприятия, инженерные коммуникации и другие объ- екты народного хозяйства. Наводнения уничтожают по- севы, губят скот, разрушают жилые здания, предприя- тия, дороги, линии связи и электропередачи, нанося большой ущерб народному хозяйству. В периоды навод- нения нарушается ритм производства, большое коли- чество людей и материальных ресурсов отвлекается на спасательные и восстановительные работы. Кроме при- чиняемого экономического ущерба наводнения влекут тяжелые социальные и моральные последствия, связан- ные с систематическим переселением людей из зоны за- топления, нестабильностью хозяйственной деятельнос- ти, риском для здоровья, а при катастрофических на- воднениях — и для жизни людей. Поэтому предотвра- щение наводнений является одной из важнейших задач водохозяйственного строительства. Борьба с наводнениями может осуществляться раз- ными способами в зависимости от природных условий, схем использования водных ресурсов, структуры хо- зяйственного водопользования и других факторов. На- иболее распространен способ аккумулирования части паводка в водохранилище. Для этого в водохранилище предусматривается специальная емкость — призма акку- мулирования паводков, которая размещена выше нор- мально подпорного уровня (НПУ). Эта емкость держит- ся незаполненной в нормальных условиях регулирования 11—339 161
речного стока, а в период паводка заполняется до фор- сированного подпорного уровня (ФПУ). Часть объема паводковых вод задерживается в водохранилище на время, пока не пройдет пик наводнения, при этом в нижний бьеф гидроузла поступает расход воды меньше максимального паводкового, что значительно сокраща- ет зону затопления. Другой эффективной мерой борьбы с наводнениями является устройство инженерной защиты затапливаемых территорий с помощью дамб обвалова- ния. Такие дамбы устраивают вдоль реки на затаплива- емых территориях. Однако этот способ является доро- гим и требует частых затрат на ремонт и восстановле- ние дамб. В ряде случаев оказывается целесообразным соче- тание указанных способов, например, создание противо- паводковой призмы ограниченных размеров в водохра- нилище и строительства дамб обвалования в нижнем бьефе гидроузла. При этом уменьшается зона затопле- ния на прибрежных участках водохранилища и снижа- ется стоимость инженерной защиты в нижнем течений реки, так как в нижний бьеф поступает ограниченный паводковый расход воды и, следовательно, высота дамб может быть уменьшена. На морских побережьях бывают наводнения, связан- ные с нагонными и приливными явлениями. В результа- те неблагоприятных климатических условий — сильного ветра, неравномерного распределения атмосферного дав- ления — образуется пологая нагонная волна, которая вызывает наводнения на низких участках прибрежной территории, например, такие наводнения наблюдаются в Ленинграде. Приливные наводнения бывают часто в бассейнах рек, расположенных в зонах муссонного климата. В су- хой период, когда нет муссонных дождей, уровень воды в дельтах рек понижается и из моря в часы приливов в реки поступает соленая вода. Затапливая прибрежные территории, она имеет и другое неблагоприятное послед- ствие — вызывает засоление почв. Для борьбы с мор- скими наводнениями создают защитные дамбы, строят специальные шлюзы-регуляторы и другие сооружения инженерной защиты. В процессе проектирования речного гидроузла возни- кает задача выбора оптимальных параметров противо- 162
паводковых сооружений. Экономическим критерием ре- шения этой задачи является минимум суммы расчетных затрат на создание защитных сооружений и ущерба, ко- торый снижается в результате принятых мер: 3 4-У = шш, (9.10) где 3 — приведенные с учетом фактора времени затраты на защит- ные мероприятия, руб/год; У — расчетный ежегодный ущерб, сред- ний за многолетний период, руб/год. Приведенные затраты 3 и расчетный ущерб У мож- но представить как функции параметров защитных со- оружений: объема противопаводковой призмы V, отмет- ки форсированного подпорного уровня (ФПУ) или от- метки гребня защитных дамб V (рис. 9.6). Условию (9.10) соответствует оптимальное значение объема про- тивопаводковой призмы водохранилища УПав. Приведенные затраты в защиту от наводнений скла- дываются: из капиталовложений в строительство соору- жений; ежегодных издержек; затрат на ремонт и восста- новление защитных сооружений от наводнений; допол- нительных затрат по другим сооружениям гидроузла Д32 за вычетом экономии от удешевления сбросных со- оружений ДЗз- 3 = 31 + А32 —ДЗз, (9.11) где 3? — расчетные затраты в защитное сооружение. Например, при создании противопаводковой призмы в водохранилище расчетные затраты в это сооружение 3! включают: затраты на подготовку редко и кратко- временно затапливаемой территории и инженерную за- щиту в верхнем бьефе; Д32 — дополнительные затраты в плотину гидроузла при увеличении ее высоты; Д33 — снижение затрат на водосбросные сооружения при уменьшении величины расчетного расхода в период па- водка. Наибольшую сложность вызывает расчет средне- многолетнего ущерба от наводнений ~У, величина кото- рого зависит от уровня наводнений h, м. Характер зави- симости определяется местными топографическими, эко- номическими и другими условиями. Учитывая, что уро- вень h является стохастической (случайной) величиной, 11 163
паб Рис. 9.6. Выбор оптимального объ- ема противопаводковой призмы во- расчетный ущерб от навод- нений определяется как ма- тематическое ожидание ущерба пг 2 ytwPl (Л) У = —-----------------(9.12) т где Уг (А) — ущерб от i-ro навод- нения при уровне /г; Pi(h)—ве- роятность такого наводнения; т — число наблюдаемых (моде- лируемых) наводнений. дохранилища Другим важным аспек- том определения расчетной величины ущерба от наводнений является разнообразие его экономических составляющих У = Уп + Уп + Ут + Ум, (9.13) где У„ — прямой ущерб основным и оборотным фондам, располо- женным непосредственно на затапливаемых территориях и объек- тах; Ув — вторичный ущерб; его несут предприятия, находящиеся вне зоны затопления, но производство которых зависит от объек- тов, подверженных затоплению; Уы — ущерб_ от неэффективного использования затапливаемых территорий; Ум — экономическая оценка морального и социального ущерба, выражающегося в ухуд- шении физического и психологического состояния людей. Прямой ущерб определяется стоимостью восстано- вительного строительства по объектам основного фонда, а также затратами на внеплановый капитальный ре- монт. Сюда же включается стоимость утраченных ос- новных и оборотных фондов. В основу определения вторичного ущерба кладется объем недоотпущенной продукции в отрасли народного хозяйства из-за ограничений в снабжении электроэнер- гией, сырьем, полуфабрикатами от предприятий, под- вергнувшихся наводнению. В этот вид ущерба включа- ют дополнительные затраты, связанные с созданием не- обходимых резервов и запасов на случай наводнений. Ущерб от неэффективного использования затаплива- емых территорий определяется срденим эффектом, недо- полученным народным хозяйством, который мог иметь место на тех же территориях, надежно защищенных от наводнений. 164
Наибольшую сложность представляет экономический расчет морального и социального ущерба. Как правило, проводится только качественная оценка этого ущерба, которая служит дополнительным фактором при приня- тии решения об осуществлении мероприятий по борьбе с наводнениями. При обосновании экономической эффективности ме- роприятий по борьбе с наводнениями следует учитывать фактор времени не только в отношении разновременных затрат, но и при определении расчетной величины ущер- ба. Условие экономической эффективности затрат на борьбу с наводнениями можно записать так: т 2 (Ян Kt + Mt) (1 + Ен.п)х~{ < У! (1 + zw1 + t=l m + АУ2(1 + Ен.пМ (9.14) t=2 где t — текущий год строительства или освоения; т— число лет, в течение которых исследуется динамика расчетного ущерба; Kt, Mdt — соответственно капиталовложения и приращение издержек по защитным сооружениям в год /; У)—расчетная величина средне- многолетнего ущерба, определенного при начале строительства, f=l; ДУ —среднее ежегодное увеличение расчетной величины ущерба У1 за счет роста хозяйственного освоения затапливаемых территорий; т —год приведения разновременных затрат; £п.п — коэффициент учета фактора времени; £н — нормативный коэффициент сравнитель- ной эффективности капитальных вложений. Введение в рассмотренную зависимость дополни- тельного параметра ДУ обусловлено тем обстоятельст- вом, что расчетная величина среднемноголетнего ущер- ба при одном и том же уровне наводнения h со време- нем увеличивается. Это объясняется постепенным хозяйственным освоением затапливаемых территорий: строительством новых поселков, дорог, повышением продуктивности сельского хозяйства в результате широ- кого применения удобрений, механизации и т. п. С каж- дым годом ценность зоны затопления повышается и увеличивается расчетное значение возможного ущерба на величину ДУ (рис. 9.7). Зависимость (9.14) определена для линейного изме- нения во времени расчетной величины годового ущерба, однако могут быть и другие зависимости, учитывающие более сложную динамику производства и освоения при- 165
Рис. 9.7. Изменение расчетной ве- личины ежегодного ущерба от на- воднений в течение строительства и ввода в эксплуатацию защитных сооружений компенсируется снижением лении приведенных затрат. родных ресурсов в зоне за- топления. В технико-эконо- мических расчетах эффек- тивности мероприятий по борьбе с наводнениями допу- скается применение снижен- ных нормативов сравнитель- ной экономической эффек- тивности капиталовложений до Ен—0,08. Это связано с гем, что социальные и мо- ральные ущербы слабо под- даются экономической оцен- ке, поэтому их фактический недоучет в правой части рас- четной зависимости (9.14) норматива Ен при опреде- 9.4. Экономическое обоснование рекреационного использования водохранилища Термин <ирекреация» означает оздоровительную, познавательную, спортивную и культурно-развлекатель- ную деятельность человека в свободное время. Обяза- тельным условием Для этого является наличие необхо- димых природных ресурсов, обладающих уникальнос- тью, эстетической и лечебно-оздоровительной ценностью, которые могут быть использованы для организации раз- личных видов и форм отдыха человека. По размерам использования территорий рекреация уступает только сельскому и лесному хозяйствам. Потребность рекреаци- онных объектов в земельных и водных ресурсах более чем в 3 раза превышает потребность жилищного строи- тельства в территориях, поэтому гармоничное сочета- ние производственной деятельности человека и его от- дыха требует использования не только естественных природных комплексов, но и создания искусственных рекреационных зон. Большая роль в этом принадлежит водохранилищам вблизи крупных промышленных центров и в густонасе- ленны?; сельских районах. В последние два десятилетия наряду с традиционным использованием для отдыха по- бережий Черного и Азовского морей наблюдается про- 166
цесс рекреационного освоения водохранилищ Волжско- го и Днепровского каскадов, а также водохранилищ Сибири и Средней Азии. Особенно интенсивно осваива- ются для отдыха водохранилища около крупных горо- дов в пределах двухчасовой транспортной доступности. Наиболее распространенными видами отдыха на во- дохранилищах являются купание, водный спорт, приня- тие солнечных ванн, любительское рыболовство и др. Важное значение имеет продолжительность отдыха, ко- торый может быть кратковременным, например только в выходные дни, и длительным — в течение периода мас- совых отпусков. Основными параметрами рекреационного освоения водохранилищ являются: 1) площадь рекреационной зоны F, которая равна сумме площадей побережья Fili водной акватории Fit- используемых для отдыха; 2) вместимость рекреационных территорий, которая определяется числом людей, одновременно отдыхающих в отдельных зонах на побережье а /и акватории at-. Параметры F и а определяются исходя из условий сохранения природных комплексов и обеспечения ком- фортности отдыха. Площадь территории рекреационной системы (ТРС) можно выразить формулой п т + <9Л5> i=l /=1 где п— общее число территорий, выделенных для кратковременного и длительного отдыха: т — количество видов отдыха на i-й терри- тории; Рц , F tj—площади отдельных территорий, выделяемых для j-ro вида отдыха на r-м участке соответственно побережья и аквато- рии водохранилища. Вместимость ТРС определяется по формуле п т w = 2 5 (а-! Рц + а". Гц), чел/км*. (9.16) 1=1 /=1 Экономическое обоснование рекреационного освое- ния водохранилищ должно проводиться как для само- стоятельного участника водохозяйственного комплекса. Поэтому рекреация как вид водопользования несет от- ветственность, предусматриваемую «Основами водного законодательства», за загрязнение, вредное воздейст- 167
вне на водную среду и объекты народного хозяйства. Условия развития рекреационного использования водо- хранилищ и функционирование ТРС зависят от режима регулирования стока и от требований к нему со сторо- ны смежных водопользователей. Экономическая эффективность рекреации для опре- деленного количества отдыхающих зависит от оптималь- ных параметров ТРС и определяется условием 3% = Зрек 4- + 30с -р Зком п -J- Зсм = min, (9.17) где 3 2 — суммарные расчетные затраты в рекреационное освоение водохранилищ; Зрек — затраты в объекты рекреации; 3ТР — то же, в развитие транспорта между населенными пунктами и зонами от- дыха; Зое — то же, на охрану среды в зонах отдыха на водохрани- лищах, включая инженерную защиту от переработки берегов; ЗКОмп— компенсационные затраты на восстановление земельного и лесного фонда, отчужденного под ТРС; Зсм — дополнительные затраты смеж- ных водопользователей в связи с созданием, зон отдыха. Оценка экономической эффективности вариантов ре- креационного использования водохранилищ должна проводиться с учетом демографических тенденций, при- родных условий, транспортных связей, наличия пред- приятий стройиндустрии и т. п. Критерий экономической эффективности (9.17) при- меняется при выполнении следующих условий: 1) рассматриваемые варианты должны обеспечивать отдых населения с заданным уровнем комфорта; 2) зоны отдыха должны иметь необходимое инже- нерно-техническое обеспечение (транспорт, канализа- цию, очистку стоков, ограничение загрязнения воздуш- ного бассейна); 3) сравниваемые варианты по возможности должны иметь сопоставимые климатические условия, транспорт- ную доступность и т. п. Определение суммарных затрат (9.17) приводится с учетом фактора времени, так как рекреационные зоны развиваются по мере увеличения числа отдыхающих, и поэтому резервные возможности сравниваемых вари- антов являются важным фактором при выборе эффек- тивного решения. На рис. 9.8 показана ТРС, размещенная на водохра- нилище комплексного назначения. В состав водополь- зователей кроме рекреации входят гидроэнергетика и водный транспорт. Вся рекреационная система разделе- 168
Условные обозначения 9 Охотничьи и рыболовные базы Ж Пионерские лагеря Детские дачи □ Санатории, дома отдыха, профилактории Л Туристические, спортивные, молодежные базы Рис. 9.8. Рекреационное освоение водохранилища 1 — ГЭС; 2 — судоходный шлюз на на зоны, в пределах каждой из которых указаны раз- личные виды отдыха. Удельные приведенные затраты на рекреационное освоение территорий составят: 3^ А- (9-18) + где — приведенные суммарные затраты на создание зон отдыха на t-й территории. Удельные характеристики затрат (9.18) в первом приближении могут служить экономическим критерием для определения оптимальной последовательности ре- креационного освоения акватории и прибрежной терри- тории водохранилища. РАЗДЕЛ Ш. ЭКОНОМИКА ГИДРОУЗЛОВ, ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ И ВОДОХОЗЯЙСТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ ГЛАВА 10. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТИПА И ПАРАМЕТРОВ ПЛОТИН И ГИДРОУЗЛОВ 10.1. Основы технико-экономического сравнения вариантов гидротехнических сооружений Сравниваемые варианты какого-либо параметра со- оружения должны сочетаться с оптимальными для каж- дого из этих вариантов остальными параметрами. На- 169
пример, для каждого сравниваемого варианта нормаль- ного подпорного уровня (НПУ) гидроэнергетического узла должна приниматься наивыгоднейшая глубина сработки, т. е. полезная емкость водохранилища, и опти- мальная установленная мощность гидроэлектростанции. В общем случае оптимальный параметр П сооруже- ния выбирается по минимуму суммарных приведенных затрат, подсчитанных с учетом фактора времени, 23-> ->min. Однако в зоне оптимума кривая ^3=}(П) по- логая. К тому же исходные данные по объемам работ и единичным расценкам не являются абсолютно точными, поэтому в расчетах появляется область практически рав- ноэкономических параметров сооружения. Эту область иногда называют зоной неопределенности. Выбор пара- метра в этой области можно варьировать в зависимости от других, не вошедших в экономический расчет факто- ров, например социальных, затрат дефицитных мате- риалов и трудовых ресурсов, навыков строительного кол- лектива и т. п. Особенно должен учитываться эффект от возможного сокращения сроков строительства сооруже- ния и быстрейшего ввода его в эксплуатацию. Сущест- венное значение имеет надежность и долговечность со- оружения. В практических расчетах возможны случаи, когда экономическую эффективность гидротехнического соору- жения определяют более простым способом. Например, при одинаковой отметке НПУ бетонная плотина может -быть выбрана по минимуму объема бетона, если в рас- сматриваемых вариантах земельно-скальные работы практически одинаковы. Бетонную (гравитационную) и железобетонную (арочную) плотины сравнивают по ка- питальным вложениям. При сравнении плотины из грун- товых материалов с бетонной должны учитываться раз- ные затраты в соответствующие сооружения (плотину, водосбросы и пр.), а также разный объем фильтрации воды и, следовательно, связанные с ней разные потери энергии. В этом случае целевая функция будет иметь вид: S3+ зДЗ-^ min, (ЮЛ) где S3 — расчетные затраты по изменяемым сооружениям гидроузла, руб/год; з — замыкающие затраты на электроэнергию, руб/кВт«ч; ЛЭ — среднегодовые потери энергии из-за фильтрации воды из водо- хранилища, кВт-ч/год. 170
Если водохранилище годичного, или недельного, или суточного регулирования, то потери энергии ЛЭ учиты- вают только за меженный период. В период холостых сбросов воды эти потери в расчет не вводят. Если в сравниваемых вариантах плотин отметки НПУ принимаются различными, в расчетах должна учитывать- ся разность вариантов в выработке электроэнергии ГЭС с учетом разных напоров и разных потерь воды на испа- рение и фильтрацию. В этом случае целевая функция мо- жет быть записана в таком виде: 23г- зЗзг mln, (10.2) где I— номер варианта НПУ; S3»— расчетные затраты по гидроуз- лу, водохранилищу и нижнему бьефу; З3» — выработка электроэнер- гии на заменяющих электростанциях для варианта i, необходимая для выравнивания энергетического эффекта всех рассматриваемых, вариантов плотин. При двух вариантах НПУ целесообразно определять разность выработки энергии между сравниваемыми ва- риантами, например —Зц, где Эх— годовая выработ- ка энергии по варианту I, а Зц — то же, по варианту II,. подсчитанные с учетом потерь воды на испарение и филь- трацию. Если 5i>5n, то условие выгодности варианта I вы- разится так: S3j = S3n + з (3j — Эп). (10.3> При большой разнице в годовой выработке электро- энергии Эх—Эи вместо замыкающих затрат на электро- энергию з в расчет вводят затраты на необходимую до- полнительную мощность заменяемых тепловых электро- станций и замыкающие затраты на дополнительный расход топлива в энергетической системе. Исключительно большое значение имеет учет разни- цы в сроках строительства по сравниваемым сооруже- ниям. По варианту с меньшим сроком строительства не- обходимо учитывать эффект, получаемый от более ран- него ввода объекта в эксплуатацию. Если в варианте А объект вводится на Тд лет раньше, чем в варианте Б, из. затрат по варианту А надо вычесть эффект, получаемый за счет более раннего ввода его в эксплуатацию. Приме- нительно к гидроэнергетике эффект определяется допол- нительной выработкой электроэнергии Эд. В денежном выражении эффект подсчитывается по замыкающим за- 17$
тратам на электроэнергию. В этом случае денежное выражение эффекта определяется как произведение за- мыкающих затрат на электроэнергию ЭЭф=зЭц—а при пользовании тарифом Э3ф = Ц—где Ц — стои- мость отпущенной потребителям энергии, подсчитанная по тарифам (прил. 17), а — сумма ежегодных из- держек на время Тд лет. Эффективность пуска электростанции на понижен- ном напоре (при недостроенной плотине) определяется сравнением дополнительных затрат пускового комплекса (на временные водоприемники, несколько временных ра- бочих колес турбин и т.п.) с получаемым эффектом от досрочной выработки электроэнергии А^п.к + 2АЯп.к < ^эф> где ДКп.к — дополнительные капитальные вложения в сооружения пускового комплекса; ЕДЯп.к— соответствующая сумма ежегодных издержек на эксплуатацию комплекса до перехода ГЭС на нормаль- ную эксплуатацию после смены временных рабочих колес на посто- янные. Если пуск первых агрегатов происходит без установ- ки временных рабочих колес турбин, то при пусковых напорах, значительно меньших, чем при нормальной экс- плуатации, радиально-осевые турбины из-за повышенной кавитации и вибрации изнашиваются быстрее и требуют преждевременного ремонта или реконструкции. Таким образом появляется ущерб от преждевременного износа турбин, но зато не требуются временные рабочие колеса и затраты пускового комплекса могут быть уменьшены в несколько раз. Эффективность досрочного пуска первых агрегатов ГЭС можно определить по зависимости АДп.к Ч- 5Д/7п.н Э&ф Уизн, где Уизн — ущерб от преждевременного износа турбин, работавших на пониженных напорах. Детальные технико-экономические расчеты должны проводиться по обоснованию режима и срока наполне- ния водохранилищ. При этом обязательными являются обеспечение санитарных попусков, учет требований рас- положенных ниже по течению водопользователей, также природоохранных требований. При соблюдении этих ус- ловий должны быть экономически обоснованы режим и сроки наполнения водохранилища с обязательным учетом фактора времени. От последовательности и продолжи- ла
тельности наполнения водохранилища, например гидро- энергетического узла, зависят срок пуска первого агре- гата ГЭС, нарастание во времени выработки электро- энергии и изменение экономического эффекта. При учете наполнения водохранилища, особенно при большого мертвом объеме, полученный с учетом фактора времени экономический эффект оказывается значительно мень- ше эффекта, подсчитываемого по нормальной проектной выработке энергии, которая будет после наполнения во- дохранилища. При каскадном использовании реки в период напол- нения водохранилища строящегося гидроузла может снизиться выработка электроэнергии на расположенных ниже по течению действующих гидроэлектростанциях, что, несомненно, также должно учитываться при техни- ко-экономическом обосновании режима и срока наполне- ния сооружаемого водохранилища. В ряде случаев мо- жет оказаться экономически целесообразным ускорить наполнение водохранилища и повысить напор на строя- щейся ГЭС за счет специальных попусков из располо- женного выше по течению водохранилища. Экономическая эффективность гидротехнических со- оружений и в целом гидроузлов во многом зависит от способа производства работ, размещения предприятий стройиндустрии, подъездных путей и организации транс- портировки материалов. В каждом конкретном случае должен быть выбран оптимальный план производства работ, надежный и экономически эффективный способ пропуска строительных расходов воды и т.д. 10.2. Сравнение приплотинной, деривационной и комбинированной схем ГЭС В практике проектирования ГЭС при выборе количе- ства ее ступеней в каскаде, их местоположения и типа может возникнуть необходимость сравнения различных схем ГЭС, например, приплотинной, смешанной или чис- то деривационной (рис. 10.1). Необходимость такого сравнения может быть вызвана как топографическими, так и геологическими условиями. Например, худшие гео- логические условия в створе I (см. рис. 10.1) требуют проведения больших по объему и стоимости работ по расчистке створа и укреплению основания и бортов. Если выбрать для плотины створ II, это позволит располо- 173
Рис. 10.1. Сравнение приплотинной (створ /), смешанной (створы //, III) и деривационной (створ IV) схем гидроэлектростанций жить ее в более благоприятных условиях при меньшей высоте. Для получения одинакового статического напора Нстат на участке между створами I и II сооружают де- ривационный водовод и здание ГЭС. В створах III и IV аналогично могут быть запроектированы плотины мень- шей высоты. Создаваемые ими водохранилища будут иметь меньший объем, а деривационные водоводы — большую длину. Так как во всех сравниваемых вариан- тах длина деривационных водоводов различна, величина используемого на ГЭС напора Н=Нстат—2/гПот также будет различна: чем длиннее линия деривации, тем боль- ше потери и меньше используемый напор Н. Создаваемые плотинами водохранилища отличаются своими объемами, а следовательно, и способностью ре- гулировать речной сток. Это обстоятельство должно быть учтено при оценке каждого варианта. Среднегодовая выработка ГЭС выражается следую- щей формулой: = WHy (ГбЬ1т-Гсбр)Я1] 367,2 367,2 ’ ( ' где ^быт — среднегодовой сток, м3; 1ГСбР — среднегодовой объем холостых сбросов, м3; Н — средний напор, м; т) — среднее значение КПД. 174
Необходимо провести технико-экономическое сравне- ние вариантов, учитывая различные объемы строитель- ных работ, разные затраты по водохранилищам, различ- ное количество вырабатываемой энергии и разные сро- ки выдачи ее потребителям. Для любого варианта i обозначим капитальные вло- жения по гидроузлу, водохранилищу и деривации, под- считанные^ учетом фактора времени, Кг\ ежегодные издержки Иг\ расчетные (приведенные) затраты Зг= установленную мощность ГЭС Ni\ средне- годовую выработку электроэнергии Условие опти- мальности, т. е. целевую функцию, можно записать в та- ком виде: 3t -Г Здоп —>• min, (10.5) где Здоп — затраты на дополнительную мощность и выработку элек- троэнергии в заменяемых тепловых электростанциях системы, требуе- мых для выравнивания энергетического эффекта по всем сравнивае- мым вариантам. Окончательное решение принимается с учетом всех количественных и качественных показателей. Существен- ное значение при этом имеют социальные, природоохран- ные факторы (например, площадь затопления), затраты дефицитных материалов и трудовых ресурсов, а также сроки выдачи электроэнергии гидроэлектростанциями. 10.3. Выбор створа гидроэнергетического узла Выбор створа гидроузла и типа водоподпорного со- оружения является сложной и ответственной задачей, при решении которой вопросы надежности плотины и технико-экономического обоснования имеют первостепен- ное значение. Решать задачу можно при двух предположениях, ког- да во всех рассматриваемых, близко расположенных друг к другу створах возможно сооружение плотин: 1) одного типа, например бетонной гравитационной; 2) разного типа. Предположим, во всех рассматривае- мых вариантах отметка гребня плотины постоянна и во- досбросные сооружения рассчитываются на одинаковый расход при одинаковых геологических условиях в срав- ниваемых створах. Если изменения объема водохранили- ща и напора ГЭС от смещения створа невелики и прак- тически не оказывают влияния на степень регулирования 175
речного стока, мощность и выработку ГЭС, сравнивать варианты можно по величине необходимых капиталовло- жений К. В этом случае предполагают, что величины ежегодных издержек пропорциональны капитальным вложениям, поэтому сравнение вариантов по расчетным затратам может быть заменено сравнением по капиталь- ным вложениям. Предпочтение должно быть отдано ва- рианту, у которого 7<=min. Чаще встречаются случаи, когда во всех близко рас- положенных друг к другу створах возможно сооруже- ние плотины разного типа. В общем случае необходимо учитывать разницу в мощности и выработке электроэнер- гии, возникающую из-за разных потерь воды на филь- трацию и различия в напорах. В таких случаях вариан- ты сравнивают по величине приведенных расчетных затрат гидроузла с учетом затрат по другим электростан- циям системы, необходимых для выравнивания мощно- сти и выработки электроэнергии. Рассмотрим пример, когда в створе I возможно со- оружение плотины из грунтовых материалов или нз бе- тона, а в створе II— только из бетона. Рассматривае- мый гидроузел относится к сооружениям 2-го класса. В створе / годовой сток реки составляет 6 км3, пере- пад уровней — 80 м, высота призмы годичного регулиро- вания стока—15 м, максимальный расход воды, м3/с: основной расчетный 2500, особого сочетания 3000. Гид- роэлектростанция приплотинного типа установленной мощностью 300 МВт со среднегодовой выработкой элек- троэнергии 1 млрд. кВт-ч. В рассматриваемых вариантах гидроузла затраты по водохранилищу и зданию ГЭС с оборудованием оста- ются одинаковыми, поэтому сравнивают только затраты по изменяющейся части гидроузла. Бетонный вариант гидроузла (рис. 10.2, а) представ- лен гравитационной плотиной со станционным и водо- сливным участками, возводимой в две очереди, с пропус- ком строительных расходов 2-й очереди через донные отверстия в плотине 1-й очереди. Здание ГЭС примыка- ет к станционному участку плотины и возводится во вто- рую очередь. Срок строительства 5 лет. К переменной части гидроузла относят собственно плотину, без механического оборудования водосбросных сооружений (примерно одинаковых по затратам в обоих вариантах), но с включением цементационной завесы в 176
основании, турбинные трубопроводы ГЭС. Потери воды из водохранилища через бетонную плотину пренебрежи- мо малы. Грунтовый вариант гидроузла (рис. 10.2,6) представ- лен однородной плотиной из моренного грунта, возводи- мой с уплотнением укаткой в одну очередь, с отводом расходов реки в заблаговременно сооружаемый строи- тельный туннель. Цементационная завеса в основании плотины не требуется. Водосброс принят берегового ти- па, шахтный, в качестве которого используется часть строительного туннеля. Здание ГЭС располагается у бе- рега, за плотиной. Турбинные водоводы выполнены в виде напорных штолен. Срок строительства гидроузла 6 лет. Год начала строительства принят тот же, что и в варианте с бетонной плотиной. К переменной части гид- роузла относим плотину с креплением ее откосов, водо- сброс (без учета его механического оборудования), стро- ительный туннель, подземные турбинные водоводы. Под- лежит учету существенная потеря воды из водохрани- лища вследствие фильтрации, предотвращение которой оказалось экономически неоправданным. Критерием предпочтительности варианта считаем ми- нимум приведенных затрат. Приведенные капиталовло- жения К определяем в соответствии с календарным пла- ном строительства. Нормативные коэффициенты прини- маем: Еи=0,12 и £н.п=0,08. Приведение делаем к 5-му году строительства, т=5. Издержки определяем только по амортизационным отчислениям, включая капитальный ремонт, поскольку эксплуатационные расходы по обоим вариантам примерно одинаковы. При расчетах полагаем, что ГЭС вводится в эксплуатацию на полную мощность в 1-й год эксплуатации. В варианте с бетонной плотиной приведенные ежегодные издержки принимаем равными фактическим Ян- Для выравнивания энергетического эффекта в вари- анте с грунтовой плотиной (из-за потерь энергии вслед- ствие фильтрации воды) требуется увеличение мощно- сти тепловых электростанций на 4 МВт и выработки электроэнергии на 30 млн. кВт-ч/год. Потери выработ- ки энергии учитываем только в меженный период, когда нет холостых сбросов воды. Приведенные затраты по заменяемой ТЭС определя- ем по формуле 3 = Ен aN kN AN + aNUN AN -J- aQ зэ АЭ, 12—339 177
Рис. 10.2. Компоновка гидроузла в створе I а —с бетонной плотиной: / — глухая плотина; 2 — водосливная плотина; 3 — здание ГЭС; б —с плотиной из грунтовых материалов (морены): / — плотина; <? — водосбросный туннель; 3 — здание ГЭС; 4 — турбинный водовод где ДЛ\ ДЭ — дополнительные соответственно мощность и выработ- ка электроэнергии ГЭС по бетонному варианту плотины; kN, uNt зэ— удельные соответственно капиталовложения, ежегодные издержки по ТЭС и замыкающие затраты по топливу; on и аэ — коэффициенты соответственно эквивалентности по мощности и энергии ГЭС и ТЭС. В расчетах по ТЭС принимаем: удельные капиталь- ные вложения kN—184 руб/кВт; удельные постоянные издержки ^=20,7 руб/(кВт-год); удельные замыкаю- i73
б) Разрез щие затраты по топливу з9=1,31 коп/кВт-ч; коэффи- циенты «№=1,07 и аэ=1,03. Результаты вычислений приведенных по переменной части гидроузла и дополнительных мощности и выработ- ки энергии тепловой электростанции сведены в табл. 10.1. В табл. 10.1 капиталовложения К по гл. 2 сметы оп- ределены, как и при составлении сметы, по объемам ра- бот и расценкам. Кроме того, добавлены в соответствии с местными условиями и типами сооружений капитало- вложения по остальным главам сметы и непредвиденные- расходы в размере 50 %, Приведенные затраты составят: 12* 179
Таблица 10.1. Капиталовложения К, млн. руб., и ежегодные издержки И, млн. руб/год Затраты по объектам Бетонный вариант Грунтовый вариант К К и=ин К К и Плотина 30 36 }о,зб 18 20,8 0,19 Цементационная завеса Водосброс: 3 3,6 — — — строительный — — — 2,5 3 0,045 постоянный — — — 1,5 1,8 — Турбинные водоводы 1,5 1,8 0,02 3,5 4,1 0,032 Итого (гл. 2 сметы) 34,5 41,4 0,38 25,5 29,7 0,267 Прочие главы и непред- виденные расходы 17,2 20,7 0,19 12,8 14,8 0,133 Итого по разд. А сме- ты гидроузла 51,7 62,1 0,57 38,3 44,5 0,4 Дополнительные затраты по ТЭС без топлива — — — — 0,8 0,08 Затраты по топливу — — — — — 0,39 Всего — — 1 - — 45,3 ; 0,87 по варианту с бетонной плотиной 3 = 0,12-62,1 + 0,57 = 8,02 млн. руб/год; по варианту с грунтовой плотиной 3 = 0,12-45,3 + 0,87 ^6,31 млн. руб/год; в том числе по гидроузлу Зг = 0,12-44,5 + 0,4 = 5,74 млн. руб/год; по дополнительной мощности и выработке энергии тепловыми электростанциями, необходимыми для вырав- нивания энергетического эффекта по сравниваемым ва- риантам, ЗдОП = 0,12-0,8 + 0,47 = 0,566 млн. руб/год. По приведенным затратам предпочтительным оказы- вается вариант с грунтовой плотиной, но по варианту с бетонной плотиной гидроэлектростанция вводится в экс- 180
плуатацию на год раньше. Это дает дополнительный эф- фект, равный 1 млрд. кВт-ч. Определим его в денежном выражении по величине топливной составляющей: IX ХЮ9-1,31-10-2= 13,1-106 руб. Из полученного результа- та вычитаем издержки по эксплуатации ГЭС за один год. Капитальные вложения по всему гидроузлу соста- вили 100 млн. руб., а ежегодные издержки — 2 млн. руб. Отчисления на амортизацию остаются постоянными для всех лет, а эксплуатационные расходы для первых лет эксплуатации увеличены на 50 %. За первый год экс- плуатации ГЭС издержки приняты равными 2,3 млн. руб. В результате единовременный эффект составит: 3Эф=13,1—2,3=10,8 млн. руб. Переводя его в приведенные затраты, получим: ЭЭф£'и= 10,8-0,12= 1,3 млн. руб/год. Если эффект подсчитывается не по заменяемой энер- гии тепловых электростанций, а по тарифам, то опреде- ляют потребляемую энергию. Для этого выработку энер- гии умножают на коэффициент, равный порядка 0,85, и к издержкам по ГЭС добавляют издержки по линии элек- тропередачи [см. (7.6)]. При сопоставлении надо из приведенных затрат по изменяющимся сооружениям бетонного варианта 8,02 млн. руб/год вычесть приведенный эффект 1,3 млн. руб/год. В результате для варианта с бетонной плоти- ной получаем сопоставимые затраты: 8,02—1,3=6,72 млн. руб/год, которые все же больше сопоставимых затрат 6,31 млн. руб/год для варианта с грунтовой плотиной. Следовательно, в I створе более экономичным оказыва- ется вариант с грунтовой плотиной. Во II створе, расположенном выше по течению реки, целесообразен только вариант с бетонной плотиной. В этом створе годовой сток реки также равен 6 км3, но напор на 0,75 м меньше, чем в I створе. Годовая выра- ботка энергии составляет 990 млн. кВт-ч, т.е. на 10 млн. кВт-ч меньше, а заменяемая мощность тепловых элек- тростанций на 2 МВт меньше, чем в варианте с бетон- ной плотиной в I створе. Установленная мощность ГЭС может быть оставлена без изменения — 300 МВт. Умень- шаются площадь затоплений и компенсационные затра- ты по водохранилищу. Компоновка сооружений гидроуз- 181
ла во II створе аналогична бетонному варианту I ство- ра. Срок строительства 5 лет. Расчеты показали, что приведенные затраты по из- меняющимся сооружениям гидроузла во II створе (без экономии затрат по водохранилищу) составляют 7 млн.. руб/год. Годовая выработка электроэнергии ГЭС во II створе на 20 млн. кВт/ч, а заменяемая мощность тепло- вых станций на 2 МВт больше, чем в варианте с грунто- вой плотиной в I створе. Поэтому для выравнивания энергетического эффекта к приведенным затратам грун- тового варианта II створа 5,74 млн. руб/год надо доба- вить затраты тепловых станций на дополнительную мощ- ность 2 МВт и дополнительную выработку электроэнер- гии ДЭссэ=20-1,03=20,6 млн. кВт-ч. Дополнительные приведенные затраты по тепловым станциям (мощности и энергии) составят 0,33 млн. руб/год. С их учетом по- лучим сопоставимые затраты по грунтовому варианту I створа: 5,74+0,33=6,07 млн. руб/год. Во II створе ГЭС вводится в эксплуатацию на год раньше, а это дает дополнительную выработку энергии- 990 млн. кВт-ч. Полные издержки по гидроузлу во II створе за пер- вый год эксплуатации составят 2,15-106 руб/год при ежегодных издержках нормальной эксплуатации 1,85 млн. руб/год. Чистый эффект от дополнительной выработки энергии, подсчитанный по топливной составляющей, бу- дет равен: «Ээф = 990-10е-1,31-10-2 — 2,15-10-? = 10,8 млн. руб. Переводя единовременный эффект в приведенные за- траты, получим: ЭЭфЕн= 10,8-106-0,12 = 1,3-10® руб/год. Сопоставимые приведенные затраты для изменяю- щихся сооружений II створа будут равны: 7—1,3= = 5,7 млн. руб/год, что меньше сопоставимых затрат 6,07 млн. руб/год для варианта с грунтовой плотиной в I створе. Гидроузлы в вариантах с бетонной плотиной в I и II створах имеют одинаковый срок строительства — 5 лет, поэтому сравнивать их можно по приведенным затра- там. Для выравнивания энергетического эффекта необхо- димо к затратам гидроузла во II створе добавить затра- ты тепловых станций по дополнительной мощности 2 МВт 182
м дополнительной выработке энергии ДЭаэ= 10-1,03= = 10,3 млн. кВт-ч/год. Эти дополнительные затраты составят 0,22 млн. руб/ /год. В результате получим сопоставимые затраты для II створа: 7+0,22=7,22 млн. руб/год, что меньше затрат 8,02 млн. руб/год по бетонному варианту I створа. Эко- номия приведенных затрат 8,02—7,22=0,8 млн. руб/год составляет 10 %. Большими преимуществами II створа являются луч- шие инженерно-геологические условия и меньшая пло- щадь затопления. По совокупности предпочтение можно отдать II створу с бетонной плотиной (табл. 10.2), как это было принято в проекте Красноярской ГЭС па Ени- сее. Учет эффекта по мощности усиливает полученный вы- вод. При тарифе 36 руб/кВт и снижении на 50 % эффек- та в первом году получим дополнительную экономию в масштабе приведенных затрат 0,12 • 0,85 • 36 • 300-103 • 0,5 ^0,55 млн. руб/год из-за меньших сроков строительства. На окончательное решение в выборе варианта могут повлиять, однако, и следующие факторы: 1) транспортные условия; 2) размещение предприятий строительной базы; 3) размещение поселков для строительного и эксплу- атационного персонала; Таблица 10.2. Сводные данные по гидроузлам Показатель I створ с плотиной II створ с бетонной плотиной бетонной грунтовой Капитальные вложения, млн. 100 87 90 руб. Ежегодные издержки, млн. руб/год Установленная мощность ГЭС, МВт 2 1,83 1,85 300 300 300 Среднегодовая выработка энер- гии, млн. КВт-ч Срок строительства, лет 1000 970 990 5 6 5 Отпуск энергии с шин высокого напряжения, млн. кВт-ч/год 980 950 970 Себестоимость энергии, коп/кВт-ч 0,204 0,193 0,191 183
4) выносливость сооружений в сверхрасчетных усло- виях— неучтенный паводок или сейсмичность, выход из строя отдельных конструкций или элементов оборудова- ния; 5) расход дефицитных и фондируемых материалов; 6) навык строительного коллектива, наличие необхо- димых механизмов, условия труда строителей и др. В результате может быть принято окончательное ре- шение о выборе наиболее экономичного варианта. 10.4. Основы технико-экономического выбора варианта плотины и оптимальных параметров водосбросов При составлении проекта гидроузла одним из основ- ных является вопрос о выборе оптимального варианта плотины. Для сравниваемых вариантов определяют сро- ки строительства, капиталовложения по годам строитель- ства, эксплуатационные издержки. Сроки строительства и капиталовложения определяют в процессе проектиро- вания составлением календарных графиков и сметно-фи- нансовых расчетов, эксплуатационные издержки прини- мают по рекомендациям нормативных документов или соответствующими дополнительными расчетами. Каждый из сравниваемых вариантов должен быть представлен в оптимальном виде с объемами работ, со- ответствующими одинаковой степени надежности этих сооружений и одинаковой степени удовлетворения усло- виям эксплуатации. Если сравниваемые варианты пло- тин оказывают влияние на стоимость других сооруже- ний, входящих в комплекс гидроузла, в частности здания ГЭС, для выбора типа плотины сравнивают расчетные затраты по всему гидроузлу. Если же тип плотины не оказывает влияния на остальные сооружения гидроузла, для выбора варианта сравнивают только расчетные за- траты по плотинам. Сравниваемые варианты должны обеспечивать оди- наковую гарантированную мощность, выработку ГЭС электроэнергии и т. д. Если они не удовлетворяют этим условиям, в расчетных затратах должны быть учтены дополнительные затраты по другим электростанциям, компенсирующим отклонения по мощности и выработке энергии. При выборе вариантов грунтовых плотин следует иметь в виду, что существенное влияние на внешний профиль 184
плотины и технико-экономические показатели оказывают тип и параметры противофильтрационных элементов. От них зависят потери воды из водохранилища вследствие ее фильтрации через тело и основание этих плотин, а следовательно, они влияют на эксплуатационные пара- метры проектируемого гидроузла (гарантированную мощность, выработку и др.). При сравнении вариантов должны быть учтены и эти обстоятельства. При расчете водосбросов исходят из условий, что про- пуск расхода паводка или половодья расчетной вероят- ности превышения должен производиться при НПУ в нормальных условиях эксплуатации, с нормальными за- пасами прочности и устойчивости и запасами незатоп- ляемых отметок плотины и других неподпорных соору- жений. Вероятность превышения сбросного расхода для нор- мальных условий эксплуатации гидроузлов принимается, %: I класса—0,1; II—1; III—3; IV—5. Коэффициент сочетания нагрузок пс в расчетах прочности и устойчи- вости принимается в этом случае равным 1. Учитывают также возможность чрезвычайных условий эксплуата- ции, пропуска еще большего расхода с вероятностью превышения для гидроузлов, %: I класса—0,01; II—0,1; III—0,5; IV — 1. В таких условиях эксплуатации допус- кается кратковременное повышение уровня верхнего бьефа до ФПУ, уменьшение запасов над ФПУ незатоп- ляемых отметок плотины и других подпорных сооруже- ний по сравнению с нормальными. При этом из-за повы- шения сбросных расходов воды учитывается и кратко- временное повышение уровня нижнего бьефа. Необходимость повышения отметки гребня плотины при пропуске расходов воды в чрезвычайных условиях определяется из условий поддержания минимальных за- пасов незатопляемых отметок над ФПУ и недопущения переплескивания воды через гребень плотины. Необходимость увеличения размеров плотины прове- ряется статическими расчетами в чрезвычайных услови- ях ее эксплуатации: при напоре, определяемом ФПУ, и коэффициенте сочетания нагрузок пс=0,9. Часто водосбросные сооружения, рассчитанные на пропуск расчетного расхода в нормальных условиях экс- плуатации при НПУ, оказываются достаточными и про- пускают повышенный расход в чрезвычайных условиях эксплуатации с учетом его трансформации при допусти- 185
мом форсировании уровня верхнего бьефа. Если через; отверстия, намеченные для пропуска расчетного расхо- да, невозможно пропустить поверочный расход, допус- каются два варианта решения этой задачи. Первый вариант — поверочные расходы пропускать через отверстия, определенные для расчетного расхода,, с соответствующим увеличением форсирования горизон- та воды в водохранилище, изменением отметки гребня и. параметров профиля плотины. Второй вариант — увеличить размеры отверстий и пропускную способность водосброса при НПУ и соот- ветственно снижать отметку ФПУ при пропуске пове- рочного расхода. Выбор варианта основывается на технико-экономиче- ском сравнении. Определение оптимальных параметров водосбросов.. Основными конструктивными параметрами водосброса являются размеры водосбросных отверстий, т. е. ширина водосливного фронта и максимальный напор на пороге- водослива (при попуске расчетного паводка через по- верхностные водосбросы), ширина и высота отверстий (при пропуске его через глубинные отверстия). При разных размерах водосбросных отверстий и про- чих равных условиях для пропуска расчетного расхода с вероятностью превышения, соответствующей чрезвы- чайным условиям, требуются различное форсирование уровня воды в водохранилище, а следовательно, и раз- личные отметки гребня плотины. При этом по-разному трансформируется паводок в водохранилище, соответст- вующий чрезвычайным условиям, изменяются значения расчетных сбросных расходов воды и связанные с ними мероприятия по гашению в нижнем бьефе энергии сбра- сываемого потока. Отсюда следует, что выбор оптималь- ных размеров водосброса есть комплексная задача, и она должна решаться с учетом всех вышеизложенных обсто- ятельств на основе технико-экономического сопоставле- ния вариантов. Для выяснения роли и влияния каждого из факторов необходимо рассмотреть несколько вариантов водосбро- сов с различными параметрами отверстий и дать эконо- мическую оценку изменяемым частям сооружений в каж- дом варианте. Окончательный выбор оптимальных значе- ний параметров водосброса в общем случае определя- 186
ется минимумом приведенных затрат по всем изменяе- мым частям сооружения: 2ЛЗ — min. Если изменяемые части сооружения имеют равный процент амортизационных отчислений и эксплуатацион- ных издержек, выбор параметров определяется миниму- мом капиталовложений = min. При этом для каждого варианта предварительно необхо- димо выполнить гидравлические расчеты по пропуску расчетного паводка с учетом трансформирующей способ- ности водохранилища и определить величины форсиро- вания уровня ДЯфорс, общего и удельного расходов с ве- роятностью превышения, соответствующей классу соору- жения. Разберем более подробно задачу о выборе оптималь- ных размеров поверхностного водослива при размеще- нии его в русле реки в общем фронте напорных соору- жений. При этом могут встретиться три случая: 1) ширина водосливного фронта определена условия- ми общей компоновки и требуется определить оптималь- ную отметку порога; 2) известна отметка порога водосброса, требуется оп- ределить оптимальную ширину водосливного фронта; 3) ни один параметр заранее не известен, требуется определить оптимальные их значения. Рассмотрим по порядку эти задачи. При их решении вследствие малого удельного веса капитальных вложе- ний по затворам разницей процентов амортизационных отчислений можно пренебречь. 1. Выбор оптимальной отметки порога водослива при постоянной ширине водо- сливного фронта. Повышение отметки порога свя- зано, с одной стороны, с увеличением величины форси- ровки уровня водохранилища Д//фОрс над НПУ и в ряде случаев с ростом затрат по плотине и водохранилищу, а с другой — с уменьшением сбросных расходов через водослив (за счет увеличения трансформирующей способ- ности водохранилища) и снижением затрат по затво- рам и крановому оборудованию водосброса, водобойным устройствам и креплениям в нижнем бьефе. Стоимость плотины может увеличиться за счет повы- шения ФПУ и отметки ее гребня. 187
E&Kl, млн. руд. ОЗщее приращенее] стоимости по гидроуз- лу с водохранилищем * Плотина (дет он J р Суммарное р приращение Стоимости (1*2*3) 3. водохрани- лище 2. Крепление 8Н.5. 1.Петаллокон - струкции плотины 299 395 309 315 т Отметки порога водосдроса Рис. 10.3. Зависимость стоимости изменяемой части сооружений от отметки порога водосброса (при по- стоянной ширине водосливного фронта) Стоимость водохрани- лища увеличивается за счет повышения затратно подготовке ложа водохра- нилища и компенсаций, связанных с затоплением. Стоимость оборудова- ния по водосбросу снижа- ется за счет уменьшения высоты и веса затворов, а также снижения грузо- подъемности кранового оборудования. Стоимость крепления в нижнем бьефе снижается за счет уменьшения толщины и длины водобойной плиты и объемов креплений по рисберме и в целом по нижнему бьефу. Кроме того, могут изменяться стоимости и по неко- торым другим сооружениям, в частности, по перемычкам, водоприемникам, шлюзам. Для общего случая обозначим через —6) изменение капиталовложений соответственно по водо- сливному участку плотины, глухому участку плотины, водохранилищу, оборудованию, креплениям в нижнем бьефе и прочим сооружениям. В частных случаях отдель- ные составляющие ДК могут отсутствовать. Далее выпол- няют гидравлические расчеты пропуска расчетных рас- ходов при различных вариантах порога водослива и оп- ределяют при этом капиталовложения в изменяемые части сооружений. Из условия 5ДКг = тт, получаем оптимальную от- метку порога, для чего строим график соответствующей зависимости = <р (у пор.) Пример такого решения для конкретной плотины дан на рис. 10.3. За минимальную отметку порога водослива можно принять ту, при которой обеспечивается транзитный про- 188
Рис. 10.4. Зависимость изменения капитальных вложений SA/C- от отметки порога водослива при разной ширине водослива В. «const. -----огибающая минимальных капиталовложений пуск расходов расчетной обеспеченности при НПУ без форсирования. 2. Выбор оптимальной ширины водо- сливного фронта при одинаковой отмет- ке порога водослива. Уменьшение ширины водо- сливного фронта связано, с одной стороны, с уменьше- нием общей длины водосливной части плотины и соответ- ственно ее стоимости, а с другой — с ростом величины форсировки уровня водохранилища ДЯфорс, удельных сбросных расходов и соответственно удельных затрат на 1 м длины водосливного участка плотины, водобойных устройств, подготовку ложа водохранилища, а также за- трат по глухой части плотины, заменяющей сокращае- мый водосливный участок. Оптимальное решение находится так же, как и в пре- дыдущем случае, из условия SA/G=min при переменной ширине ВОДОСЛИВНОГО фронта Ввод, для чего строится график соответствующей зависимости = <р (Ввод) • За максимальную ширину водосливного фронта мо- жно принять ту ее величину, которая достигается услови- ями компоновки всех сооружений с учетом пропуска строительных расходов при допустимом стеснении русла перемычками. 3. Выбор оптимальных значений отмет- ки порога водослива и ширины водо- сливного фронта. В этом случае имеет место сум- марное влияние всех факторов, указанных в предыдущих случаях. Решение задачи рекомендуется осуществлять постепенно, с разбивкой ее на два этапа. На первом этапе (рис. 10.4) определяют оптималь- ные отметки порога водослива для нескольких значений ширины водосливного фронта в порядке, изложенном для 1-го случая. 189
I Рис. 10.5. Зависимость SA/<mjn от ширины водослива В На втором этапе графически строится огибающая минималь- ных значений капиталовложе- ний. 2Atfmin = ф (V пор) или 2д#т1п = Ф (В) и графически находятся оптимальные значения отметки .порога и ширины водосбросного фронта (рис. 10.5). При выборе компоновки и типов сооружений обычно ^рассматривают несколько вариантов водосбросных соору- жений. Так, при компоновках с плотинами из грунтовых материалов могут рассматриваться варианты с русловы- ми участками водосливной бетонной плотины; с водо- сбросами русловыми глубинными, береговыми — быстро- токами, туннельными и другими видами. В вариантах с бетонными плотинами могут рассмат- риваться поверхностные водосливы с затворами и без них и глубинные водосбросы с различными вариантами гашения энергии в нижнем бьефе — водобойными уст- ройствами, отбросом струи, а также сифонные водосбро- сы. Для сравнения этих вариантов необходимо, чтобы •каждый из них был представлен с оптимальными раз- мерами этих сооружений. Выбор типа водосбросных со- оружений следует разбить на два этапа. На первом этапе оптимизируют параметры сооруже- ний различных типов, а на втором — сравнивают опти- мизированные варианты водосбросных сооружений и де- лают окончательный выбор. Сравнение и выбор вариантов водосбросных соору- _жений проводят или по минимуму капиталовложений, или по минимуму приведенных затрат исходя из общих принципов, изложенных в § 10.1. При сравнении поверхностных и глубинных водосбро- сов следует иметь в виду разную степень изменения их пропускной способности при изменении уровней воды в верхнем бьефе. Глубинные водосбросы позволяют в слу- чае необходимости срабатывать водохранилище до от- меток заложения отверстий, поэтому целесообразно в разумных пределах допускать одновременное наличие в 190
сооружениях тех и других водосбросов. Поверхностные водосбросы будут обеспечивать определенный запас про- пускной способности, а глубинные — возможность сра- ботки в аварийных ситуациях. Окончательный выбор определяется технико-эконо- мическим сравнением с учетом изложенных обстоя- тельств. 10.5. Технико-экономическое обоснование мероприятию п водохранилищу и нижнему бьефу гидроузлов Создание водохранилища связано с решением ком- плекса организационных, технических, экономических,, социальных и экологических проблем, обусловленных за- топлением и подтоплением приречных территорий, бере- гопереработкой, изменением водного режима реки в ниж- нем бьефе гидроузла, отводом земель под строительные- площадки, созданием новой инфраструктуры района. Из общей площади сельскохозяйственных угодий, от- веденной в нашей стране за последние 60 лет под капи- тальное строительство, 6 % изъято под водохранилища.. Основная же площадь (94 %) сельскохозяйственных зе- мель отведена под строительство заводов, фабрик, жи- лых, коммунально-бытовых, культурно-просветительных, и других общественных зданий и сооружений, под доро- ги, линии электропередачи и связи, трубопроводы, раз- работку карьеров и т. п. Водохранилища существенно влияют на окружающую* природу и хозяйство страны. Они создали новые условия судоходства на протяжении более 12 тыс. км, изменили условия рыбного хозяйства на водоемах, составляющих примерно 10 % всей площади зеркала внутренних рыбо- водных водоемов страны в целом. Из-за подтопления и« берегопереработки в приречных районах изъято из хозяй- ственного пользования земель, составляющих около 15 % территории, затопленной водохранилищами; а пло- щадь, отведенная под строительные площадки, занима- ет не менее 10%. Под воздействием измененного вод- ного режима рек в нижних бьефах гидроузлов оказались территории, по размерам сопоставимые с затопленными, водохранилищами. Стоимость мероприятий по предупреждению или ком- пенсации отрицательных последствий, связанных со- строительством водохранилищ, в среднем для ГЭС со- 19ti
ставляет около 20 % общей сметной стоимости и в бли- жайшие годы имеет тенденцию к повышению в 1,5—2 ра- за. Стоимость создания водохранилища Нижне-Камской ГЭС мало отличается от стоимости основных сооруже- ний гидроузла. Рост стоимости создания водохранилищ обусловлен возрастанием природоохранных ограничений и требова- ний к охране земельных и водных ресурсов при разме- щении, строительстве и эксплуатации объектов народно- го хозяйства. Важность проблемы создания водохранилищ обусловлена прежде всего значительными размера- ми разовых отчуждаемых территорий. Так, максималь- ный отвод земли под наиболее значительное по разме- рам Куйбышевское водохранилище составил 277 тыс. га. Среднее значение этого показателя для 205 важнейших водохранилищ—15 тыс. га, что соответствует размеру участка, отводимого под самые крупные машинострои- тельные предприятия, созданные за последние годы в на- шей стране. Наиболее дорогими оказываются водохранилища в европейской части СССР, территория которой плотно за- селена, имеет высокую обжитость. Сложные проблемы возникают и в Сибири, где в зону затопления попадают колоссальные лесные массивы, а в северо-восточных рай- онах Дальнего Востока — оленьи пастбища. Сравнитель- но небольшие затраты характерны для водохранилищ, создаваемых в горных, малообжитых районах страны. В гидроэнергетике отчетливо проявляется стремление к всемерному сокращению площади затопляемых терри- торий за счет строительства на равнинных участках рек большего числа гидроузлов с соответствующим умень- шением их напоров; сооружения дамб, ограждающих от затопления большие земельные массивы, а также за счет перехода к строительству гидроузлов в горных рай- онах, в которых возведение высоких плотин с водохрани- лищами не влечет за собой обширных затоплений, и т. п. (табл. 10.3). В таблице приведены данные по снижению удельных показателей площади затопления при создании водохранилищ с прогнозом до конца XX в. Повышение энергетической эффективности водохранилищ, показан- ное в таблице, объясняется в основном созданием круп- ных водохранилищ высоконапорных гидроузлов в горных районах. Для водохранилищ характерно весьма трудоемкое 1*2
Таблица 10.3. Удельные показатели по водохранилищам СССР1 Показатель Единица измере- ния Водохранилища действующие до 1971 г. вновь вводимые и проектируе- мые 1971— 1990 гг. Затопляемая площадь для создания полезного объема тыс. га/км3 14 10...12 Площадь водохранилища для выработки электро- энергии га/млн. кВт-ч 44 14...15 Выработка электроэнер- гии с единицы полезного объема водохранилища млн. кВт • ч/км3 320 650...850 1 Макаров А. И., Магдалюк Л. В. Анализ натуральных и стои- мостных показателей строящихся водохранилищ СССР: Тр-ды коор- динационных совещаний по гидротехнике. — Л.: Энергия, вып. 102, с. 29—34. многоотраслевое проектирование, обусловленное разнооб- разием и разбросанностью объектов народного хозяйст- ва, расположенных в зоне затопления будущего водо- хранилища, а также на его берегах и в нижнем бьефе гидроузла. Здесь требуются заблаговременное проведе- ние большого и сложного комплекса изысканий и раз- работка долгосрочных прогнозов водного режима рекв верхнем и нижнем бьефах гидроузлов, подтопления при- легающих территорий, переформирования берегов, всплы- вания торфяных полей, качества воды и, наконец, про- гнозов возможных изменений экологической системы за- трагиваемого района. В проектировании водохранилищ участвует большое число отраслевых (специализированных) проектных и научно-исследовательских институтов, а также заинтере- сованных местных органов власти, министерств и ведомств, что создает известную сложность при проекти- ровании и согласовании мероприятий по подготовке во- дохранилищ и нижних бьефов гидроузлов, их осуществ- лении и выработке правил использования водных ресур- сов. 13—339 193
В проекте водохранилищ разрабатывается комплекс мероприятий для обеспечения нормальных условий жиз- ни населения, функционирования объектов народного хозяйства, использования природных ресурсов с учетом охраны природной среды в новых условиях режима поверхностных и подземных вод, твердого стока, топо- графии, климата и т. п. и определяется их стоимость. Стоимость переустройства населенных пунктов, про- мышленных предприятий и других объектов определяет- ся с учетом действующих нормативов по архитектурно- планировочным вопросам. В проекте рассматриваются и решаются следующие вопросы: техническая возмож- ность и экономическая целесообразность инженерной за- щиты объектов от затопления и подтопления, а также попавших в зону берегопереработки, перенос, снос и но- вое строительство нарушаемых объектов; демонтаж обо- рудования, установленного в нарушаемых и подлежа- щих выносу зданиях и сооружениях; транспортировка его и монтаж на новом месте. К переносимым относятся, как правило, деревянные строения с износом не более 60 %; к подлежащим сносу относятся каменные независимо от процента износа их и деревянные с износом более 60 %. При нарушении строений, находящихся в личной соб- ственности граждан, их переустройство осуществляется по желанию владельцев, вплоть до предоставления но- вой квартиры в государственном жилом фонде или жи- лого дома, построенного по типовому проекту. Вид переустройства и восстановления государственных и кол- хозно-кооперативных строений (основных фондов) при- нимается на основе рекомендаций местных советских органов, предприятий, организаций и учреждений. Пе- реустройство населенных пунктов проектируется в увяз- ке со схемами районных планировок. Переустройство или возведение новых дорог, мостов, линий электропередачи и связи, радиофикации, трубо- проводов, газопроводов, кабелей и т. п. производится согласно действующим строительным нормам и пра- вилам. Нарушения в сельском хозяйстве, обусловленные изъятием сельскохозяйственных угодий или ухудшением их качества (продуктивности), проявляются прежде все- го в снижении производства сельскохозяйственной про- дукции. Для предотвращения последнего разрабатыва- 194
ются и осуществляются проекты земельно-хозяйственно- го переустройства колхозов и совхозов и проекты освоения новых земель или коренного улучшения суще- ствующих (оставшихся) сельскохозяйственных угодий в объеме, обеспечивающем восстановление производства продукции в натуральном выражении по ассортименту, количеству и качеству. В связи с затоплением залесенных и закустаренных земель разрабатываются проекты лесосводки товарного леса, лесоочистки от древесно-кустарниковой раститель- ности, организации лесосплава, рейдового и лесоперева- лочного хозяйства, а также переустройства объектов лесной промышленности. Если леса прибрежной полосы будущего водохрани- лища или реки в нижнем бьефе гидроузла как сырьевой ресурс не имеют хозяйственного значения, но обладают социально-экологической ценностью (выполняют, напри- мер, водоохранную, защитную, рекреационную функ- цию), выбор параметров и режимов работы гидроузла (водохранилища), а также соответствующих лесоохраи- ных мероприятий осуществляются с учетом обеспечения надлежащего качества лесов и их полезных функций. Это прежде всего связано с неблагоприятным для леса изменением режима поверхностных и подземных вод. Общая и специальная лесоочистка предусматривает- ся во всех проектах водохранилищ и, как правило, вклю- чает: санитарные зоны у населенных пунктов; трассы судовых ходов, участки пристаней, портов-убежищ и водных подходов к ним; рыбопромысловые участки, места водозаборов, охранную зону гидроузла. При затоплении месторождений полезных ископае- мых в проекте прежде всего устанавливается их народ- нохозяйственное значение, а для сохранения добычи проектируются следующие мероприятия: 1) интенсивная разработка действующих и вновь вовлекаемых в произ- водство месторождений с расчетом выработки до начала наполнения водохранилища; 2) специальное инженерное обустройство для эксплуатации месторождения в усло- виях создания водохранилища. Оценка влияния водохранилищ на ихтиофауну про- водится как на водотоках, имеющих рыбохозяйственное значение, так и на тех, которые потенциально (в перс- пективе) могут его иметь. В проектах рыбохозяйствен- 13* 195
кого освоения водохранилища и реки в нижнем бьефе гидроузла предусматривается следующий комплекс ме- роприятий: регулирование режима уровней воды; мели- орация существующих нерестилищ и расширение их пло- щади; мелиорация обсыхающих и промерзающих зон; биотическая мелиорация и отлов сорных рыб; сооруже- ние на водозаборах средств защиты молоди; создание ры- боводных площадей в экстремально тяжелые для рыб го- ды; улучшение видового состава и численности кормо- вых организмов; борьба с заболеванием рыб; меры по регулированию рыболовства и борьбе с браконьерством;- внедрение селективных способов лова; ликвидация вред- ных сбросов; строительство рыбозаводов для искусст- венного рыборазведения; организация рыбных хозяйств, включая подготовку рыбопромысловых участков и пере- работку рыбной продукции. При проектировании водохранилищ разрабатываются мероприятия по обеспечению нормативного качества во- ды в бытовых (существующих) и проектных условиях. Руководящим документом для оценки возможных отри- цательных последствий являются «Правила охраны по- верхностных вод от загрязнения сточными водами». Наиболее высокие требования к качеству воды из всех видов водопользователей и водопотребителей предъяв- ляют питьевое и бытовое водоснабжение и рыбное хо- зяйство. Эти требования принимаются для оценки влия- ния гидротехнического строительства на водотоки. Основными мероприятиями, обеспечивающими сани- тарно-гигиенические и рыбохозяйственные стандарты на воду, являются: строительство очистных сооружений при сбросе сточных вод и организация специальных попусков воды в нижний бьеф гидроузла в необходимые сроки и нужном объеме. В проекте устанавливаются обязательные санитар- ные мероприятия, проводимые до заполнения водохра- нилища. Они включают очистку территории переносимых населенных пунктов, расчистку территории от древесно- кустарниковой растительности, противоэпидемиологиче- ские мероприятия. Затопление и подтопление сельскохозяйственных зе- мель, населенных пунктов, предприятий, дорог, лесов и т. п. допускаются только в том случае, если инженер- ная защита территорий и находящихся на них объектов оказывается технически невозможной или экономически 196
невыгодной. При инженерной защите возводят дамбы обвалования, устраивают дренажные сети, строят насос- ные станции, водоотводы, водосбросы, берегоукрепитель- ные сооружения (облицовка, банкеты, буны, шпоры и т. п.), проводят инженерную подготовку территории, сооружают волноломы и т. д. На смету гидроузла относятся все затраты на осу- ществление мероприятий по подготовке водохранилища, на реконструкцию нижнего бьефа и экономически обос- нованную инженерную защиту, обеспечивающие восста- новление (сохранение) объектов народного хозяйства и природной среды на уровне условий, существовавших до создания водохранилища и изменения водного режи- ма реки. При выносе из зоны затопления населенных пунктов, предприятий, дорог и других объектов народного хозяй- ства их возводят на более высоком техническом уровне, что должно отражаться в проектно-сметной документа- ции по водохранилищу. В этом случае дополнительные затраты на обновление и расширение основных произ- водственных и непроизводственных фондов относятся на соответствующие министерства и ведомства. Если, на- пример, переносится сравнительно устаревший металлур- гический завод и вместо него возводится новый совре- менный, то на министерство— инициатора строительства гидроузла (водохранилища) относится стоимость вос- становления завода в прежнем виде и объеме, а допол- нительные затраты на его реконструкцию (расширение) — на Министерство черной металлургии. Еще не изжито стремление министерств, ведомств и организаций переложить на гидроэнергетику затраты по реконструкции и модернизации выносимых из зоны за- топления старых заводов, по возведению новых благо- устроенных современных городов и поселков взамен устаревших и мелких, попадающих в зону затопления. Ре- конструкция и модернизация заводов, строительство го- родов и поселков нового типа необходимы, но в финан- сировании этих мероприятий должны принимать участие соответствующие министерства, ведомства и исполкомы Советов народных депутатов. Отмеченный узковедомственный подход к возложе- нию на гидроэнергетику затрат по реконструкции влечет за собой искусственное завышение стоимости водохра- нилищ, занижает их действительный эффект, а иногда 197
ставит под сомнение строительство некоторых гидроуз- лов, которые могли бы использовать возобновляемые гидроэнергетические ресурсы для выработки электриче- ской энергии. Тщательного анализа требует обоснование чрезмер- ного увеличения затрат по компенсации затопляемых сельскохозяйственных угодий. Они должны уточняться с обязательным учетом соотношения площадей затопля- емых и вновь осваиваемых земель и их качественных характеристик. Целесообразно ввести стоимостную оценку создава- емого за счет орошения земельного фонда, учитывая при этом в стоимостном выражении качественные харак- теристики земель. В нашей стране все большую ценность приобретают сельскохозяйственные, особенно пахотные земли, воз- делывание которых обеспечивает население продоволь- ствием. Затопление земель при постройке плотин и соз- дании водохранилищ сокращает продуктивный земельный фонд страны, поэтому в смету гидроузлов включа- ются компенсационные затраты, дифференцированные по районам в зависимости от качества земельных угодий и климатических зон. Эти компенсационные суммы ми- нистерство, строящее гидроузел, должно перечислять министерству сельского хозяйства. Создание водохранилищ в ряде случаев позволяет, используя систему орошения, превратить пустынные и полупустынные земли в сельскохозяйственные угодья. В этом случае создание высококачественного земельного •фонда для сельского хозяйства должно оплачиваться Госагропромом СССР или финансироваться из Госбюд- жета, а со сметы гидроузла должны сниматься соответ- ствующие средства, пропорциональные площади созда- ваемого земельного фонда. Однако это положение пока еще не нашло практического применения. Компенсационные затраты по затапливаемым зем- лям должны относиться на смету водохранилища, а .эффект, получаемый от увеличения высокопродуктивно- го земельного фонда, должен вычитаться из сметы водо- хранилища. Другими словами, сметная стоимость водо- хранилища должна уменьшаться на величину стоимост- ной оценки эффекта, получаемого от увеличения продуктивного земельного фонда. i98
При проектировании, согласовании и утверждении проекта гидроузла известные трудности вызывает рас- пределение затрат между министерствами, чьи интересы затрагиваются сооружением водохранилища (см. § 8.3). 10.6. Экономическое обоснование нормального подпорного уровня (НПУ) и полезной емкости водохранилища гидроэнергетического и комплексного водохозяйственного объекта Разбивка падения реки на ступени использования, а следовательно, определение числа гидроузлов и отметок их нормальных подпорных уровней проводятся на осно- ве технико-экономических расчетов при составлении схе- мы использования реки. Однако при разработке проекта конкретного гидроузла отметку его подпорного уровня необходимо уточнять, так как к этому моменту в зоне водохранилища могли возникнуть новые предприятия, дороги, жилые строения и т. д. Обычно рассматривается ряд последовательных повышений отметки НПУ. Повышение НПУ гидроэнергетического гидроузла влечет за собой увеличение емкости водохранилища, ус- тановленной мощности ГЭС и выработки электрической энергии. При этом возрастают затраты по водохранили- щу, гидроузлу и линиям электропередачи, которые обоз- начим ДЗГ. Увеличение емкости водохранилища позволяет повы- сить зарегулированные расходы, мощность и выработку электрической энергии расположенных ниже по течению реки ГЭС. Повышение НПУ повлечет за собой снижение напора, мощности и выработки энергии, находящейся в пределах кривой подпора вышерасположенной ГЭС. По еще не построенным нижним ГЭС и их ЛЭП необ- ходимо учитывать изменение затрат, которые обозначим ДЗкаск* Эти затраты могут иметь знак плюс, если оказы- вается целесообразным увеличить установленную мощ- ность нижерасположенных ГЭС. Если же вследствие уве- личения регулирующей способности водохранилища про- ектируемой ГЭС уменьшается расход холостого сброса,, то на нижерасположенных ГЭС можно уменьшить длину водосливной части плотины, что даст соответствующую экономию затрат, поэтому в общем виде можно записать — Д3каск. 199
По заменяемым, например, тепловым электростанци- ям энергетической системы могут быть уменьшены мощ- ность, выработка электроэнергии и расход топлива, в ре- зультате чего будет получена экономия затрат, включая «ЛЭП, ДЗз.э. При определении этой экономии затрат надо учитывать, что нижерасположенные ГЭС могут быть по- строены через несколько лет после сооружения проекти- руемого _гидр оуз л а, поэтому подсчет затрат ДЗКаск и эко- номим Д33.э надо производить с учетом фактора времени. Нормальный подпорный уровень считается экономиче- ски обоснованным, если при последнем его повышении соблюдается условие дзг±дзкаск«дз3.в. (10-6) Однако отрицательные социальные и экологические последствия создания водохранилища могут способство- вать изменению отметки НПУ на более низкую. При повышении НПУ комплексного гидроузла про- исходит увеличение затрат ДЗК по водохранилищу, гид- роузлу со всеми его отраслевыми сооружениями (гидро- электростанциями, судоходным шлюзом, _водозабором для орошения, водоснабжения и т. п.). В ДЗК включают- ся затраты и вычитается экономия затрат по всем сопут- ствующим сооружениям (линиям электропередачи, на- сосным станциям для орошения, водоснабжения, маги- стральному ирригационному каналу, пристаням и т. п.). Экономию затрат по всем заменяемым объектам ком- плексного использования водных ресурсов обозначим 2ДЗз. Условие экономически обоснованной отметки НПУ можно записать в виде равенства затрат и экономии при последнем повышении НПУ: ДЗк±ДЗкаск«2Д33. (Ю-7) Для каждого варианта НПУ должна быть принята на и вы годнейшая глубина сработки во- дохранилища, т. е. его полезная емкость. Увеличение глубины сработки повлечет за собой изме- нение затрат по водоприемным сооружениям, установ- ленной мощности проектируемой ГЭС и по гидроэлект- ростанциям каскада и ЛЭП. При этом будем иметь эко- номию по заменяемым электростанциям энергосистемы. 200
Условие экономически обоснованной полезной емко- сти водохранилища гидроэнергетического объекта запи- шется в виде (10.6). Для водохранилища комплексного гидроузла сохраняется зависимость (10.7). Приведенные положения являются основными для технико-экономических расчетов по обоснованию НПУ и полезной емкости водохранилища. Расчеты целесообраз- но проводить с применением ЭВМ. 10.7. Задачи реконструкции и модернизации объектов Модернизация и расширение действующих промыш- ленных предприятий во многих случаях позволяют при сравнительно меньших затратах, чем при строительстве новых сооружений, увеличить выпуск продукции. Рекон- струкция и модернизация гидротехнических сооружений и водохозяйственных систем приобретают все большее народнохозяйственное значение. Особенно большие задачи стоят в области реконст- рукции действующих оросительных систем, повышения коэффициента полезного действия забираемой для оро- шения воды, модернизации речного и морского флота, реконструкции речных и морских портов, пристаней, су- доходных каналов и т. п. Примером реализации этих за- дач может служить начатая реконструкция Беломорско- Балтийского водного пути. Большие задачи по модернизации стоят и перед гид- роэнергетикой, поскольку на многих действующих гидро- электростанциях большой и средней мощности турбины, генераторы и прочее оборудование отслужили свой срок и нуждаются в замене или модернизации. Замена обмо- ток статора генераторов Братской ГЭС, позволяющих при новой изоляции повысить допустимые максимальные значения температуры и силы тока, дала возможность увеличить установленную мощность гидростанции на 450 МВт и довести мощность ГЭС до 4500 МВт. Реконструкция гидрогенераторов на волжских ГЭС имени В. И. Ленина и им. XXII съезда КПСС с заменой изоляции обмоток статора на более термостойкую также позволила увеличить мощность каждой из этих ГЭС на 105 МВт. Замена баббитовых сегментов подпятников на современные эластично-пластмассовые позволила снять существовавшие ограничения по числу пусков и остано- ви
вок агрегатов и тем самым повысить маневренные каче- ства этих крупнейших ГЭС. Замена поворотно-лопастных турбин Иовской ГЭС (Карельская АССР) пропеллерными позволила увели- чить расход турбины при том же диаметре и в результа- те повысить мощность гидроэлектростанции с 80 до 100 МВт. Весьма сложным оказывается вопрос о замене турбин на Днепровской ГЭС имени В. И. Ленина (Днепрогэс-1). Чтобы обеспечить высокую маневренность ГЭС после ре- конструкции ее гидротурбинного оборудования, предпо- чтительна установка новых высокоэффективных РО турбин. Альтернативный вариант предполагает установ- ку более простых в изготовлении и более дешевых бы- строходных пропеллерных турбин. Решение вопроса тре- бует проведения специальных натурных испытаний опыт- ной пропеллерной турбины, лишь после них можно говорить о замене всех остальных гидроагрегатов новы- ми радиально-осевыми или пропеллерными турбинами. Намечаемая реконструкция оборудования, по данным Гидропроекта1, может дать существенный эффект и на других ГЭС. Ожидаемое увеличение установленной мощ- ности ГЭС, МВт, и среднегодовой выработки электро- энергии, млн. кВт-ч/год составляет соответственно: по Волховской—34 и 20, по Иркутской—80 и 160, по Ниж- не-Свирской—42 и 21, по Рыбинской —120 и 80. Практически все реконструктивные мероприятия на гидроэлектростанциях производятся без потерь выработ- ки электроэнергии, так как в этот период отсутствуют холостые сбросы воды за счет аккумулирования в верх- нем бьефе гидростанции либо использования на других агрегатах, для чего изменяются режимы их работы. Основные положения технико-экономических расче- тов, изложенные в гл. 4 и 5, применимы также для опре- деления экономической эффективности реконструкции и модернизации действующих объектов. Однако при этом необходимо учитывать специфические условия проведе- ния таких работ и ряд дополнительных факторов, влия- ющих на расчетный объем капитальных вложений и в итоге на экономический эффект реконструкции. 1 Михайлов Л. П. Реконструкция и расширение ГЭС — важное направление повышения эффективности энергоснабжения. Известия вузов СССР. — Энергетика, 1984, № 1, с. 98—102. 202
При замене оборудования капитальные вложения К& состоят из стоимости устанавливаемого нового оборудо- вания и стоимости строительно-монтажных работ, вклю- чая демонтаж старого и монтаж нового оборудования.. Народнохозяйственные затраты Лп.х представляют собой величину До за вычетом отчислений на реновацию, про- изведенных за фактический срок службы Тф заменяемо- го оборудования. Если демонтируемое оборудование используется для установки на какой-либо другой дейст- вующей или строящейся гидростанции, в расчет эффек- тивности реконструкции вводят капитальные вложения,, равные разности /<о и ликвидной стоимости демонтирован- ного оборудования Дл- Если демонтируемое оборудова- ние не может быть полезно использовано на других объ- ектах, значение Дл равно стоимости получаемого метал- лолома. Примером могут служить агрегаты Нурекской: ГЭС, на которой были установлены два временных рабо- чих колеса турбин, работавшие при пониженных напорах в период строительства гидростанции. После их замены на постоянные штатные турбины временные колеса были отправлены в металлолом. Если при реконструкции действующих ГЭС потери электроэнергии все же неизбежны (отсутствует свобод- ный объем водохранилища и агрегаты ГЭС работают в. базисном режиме), стоимость потерянной энергии необ- ходимо прибавлять к капитальным вложениям на рекон- струкцию. Эффект реконструкции заключается в увеличении ус- тановленной мощности и выработки электрической энер- гии ГЭС, увеличении пропускной способности водно- транспортных систем, ускорении погрузочно-разгрузоч- ных операций в речных и морских портах и улучшении качественных показателей объектов. Для ГЭС — это по- вышение маневренных свойств агрегатов, для речного транспорта — увеличение грузоподъемности и скорости, судов при неизменных габаритах, улучшение комфорт- ности пассажирских судов и т. д. В ряде случаев весьма эффективным оказывается рас- ширение ГЭС. Например, пристройка к плотине Днепро- гэса новой станции — Днепрогэс-I I мощностью 888 МВт потребовала удельных капиталовложений всего 105 руб/ /кВт, а в результате суммарная мощность Днепрогэса увеличилась в 2,3 раза. Расширение Кегумской ГЭС с увеличением ее мощности на 192 МВт и среднегодовой 201
выработки электроэнергии на 195 млн. кВт-ч обошлось лишь в 34 млн. руб., что в переводе на удельные капи- тальные вложения составляет 177 руб/кВт. По тем же данным Гидропроекта, при расширении, т. е. при пост- ройке Камской ГЭС-П, предполагается увеличить уста- новленную мощность на 530 МВт, т. е. более чем в 2 ра- за; при постройке Волжской ГЭС-П имени В. И. Лени- на— на 1800 МВт, т.е. на 78 %; Цимлянской ГЭС-П — в 2 раза. Расширение существующей ГЭС обходится значитель- но дешевле постройки новой, так как плотина и водохра- нилище уже имеются, а капитальные вложения требуются только на пристройку здания ГЭС и приобретение обо- рудования и его монтаж. Удельные капитальные вложе- ния на 1 кВт установленной мощности получаются не- большими. Удельные капитальные вложения на 1 кВт-ч среднегодовой выработки электроэнергии оказываются обычно больше, чем при строительстве новой ГЭС. На- пример, после постройки Днепрогэс-!! годовая выработ- ка энергии увеличилась лишь на 500, а на Кегумской ГЭС — на 195 млн. кВт-ч, в то время как удельные ка- питальные вложения составили соответственно 0,19 и 0,17 руб/кВт-ч. Значительное расширение ГЭС обычно оказывается эффективным, если для энергосистемы требуется пико- вая мощность или на ГЭС происходят большие холостые сбросы воды. Расширение ГЭС комплексных гидроузлов, как правило, сопровождается реконструкцией объектов других водопользователей, например, при сооружении Днепрогэс-! I был построен второй судоходный шлюз для судов с большей осадкой. В ряде случаев возникают задачи комплексной модер- низации крупных объектов. Примером может служить Каховский гидроузел на Днепре. Проектом его рекон- струкции намечается отделить строительством дамб мел- ководные участки водохранилища и освобождаемые от воды земли использовать для сельского хозяйства. При этом с уменьшением площади водохранилища произой- дет некоторое уменьшение потерь воды на испарение. Построенные на Днепре после сооружения Каховской ГЭС новые водохранилища (Кременчугское и Днепро- дзержинское) за счет трансформации паводка уменьши- ли максимальный сбросный расход на Каховской ГЭС, поэтому допустимо поднять уровень нормального подпор- 204
ного горизонта Каховского гидроузла до значения форси- рованного уровня. Во избежание переплескивания воды через плотину при волновых явлениях предусматривает- ся установить по ее длине специальные защитные ко- зырьки. Намечается также заменить колеса гидротурбин на более совершенные, имеющие большую пропускную способность и более высокие значения КПД. В резуль- тате реконструкции увеличатся мощность и выработка электроэнергии ГЭС, сельское хозяйство получит допол- нительную продукцию с вновь вводимых в оборот зе- мель, ранее затопленных. Проблема реконструкции и модернизации действую- щих объектов непосредственно связана с интенсифика- цией производства, она имеет большое народнохозяйст- венное значение и требует всестороннего глубокого ана- лиза с общегосударственных позиций. ГЛАВА 11. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ВОДОПРОВОДЯЩИХ СООРУЖЕНИЙ ГЭС И ГАЭС 11.1. Общие положения Строительство ГЭС и ГАЭС в разных геологических, гидрогеологических, топографических и климатических условиях не позволяет при проектировании широко при- менять типовые, стандартные конструктивные решения, поэтому в каждом конкретном случае приходится рас- сматривать несколько вариантов типов и параметров со- оружений и оборудования. Окончательное решение при- нимается сравнением технико-экономических показателей нескольких вариантов, из которых выбирается наибо- лее экономичный. В качестве примеров приводится ряд задач, возника- ющих при проектировании ГЭС, ГАЭС, а также сооруже- ний водного транспорта. Отдельные задачи иллюстриру- ются конкретными числовыми примерами, в том числе взятыми из проектной практики. Вопрос технико-экономического обоснования типа и параметров водопроводящих сооружений ГЭС, ГАЭС и насосных станций детально рассматривается в специаль- ных курсах: «Гидроэлектростанции», «Использование водной энергии», «Гидроэнергетические установки», «На- сосные станции» и др. В настоящем учебнике излагают- ся общие принципы технико-экономических расчетов во- 205
Рис. 11.1. Зависимость суммы за- трат 3 и стоимости потерянной энергии П от поперечного сечения (й водопроводящего сооружения допроводящих сооружений, которые справедливы и для расчетов газопроводов, неф- тепроводов и т. д. Рассмотрим этот вопрос применительно к гидроэнер- гетике. Уменьшение сечения водопроводящего сооруже- ния дает уменьшение объе- ма работ, капитальных вло- жений К и расчетных затрат 3 руб/год: 3 = (Ен + а)К, где Ен — нормативный коэффици- ент сравнительной эффективности дополнительных капиталовложений; аК — ежегодные издержки, ко- торые в практических расчетах принимаются пропорциональными ка- питальным вложениям, так как основной составляющей ежегодных издержек являются амортизационные отчисления. При уменьшении сечения водопроводящего сооруже- ния увеличиваются скорость течения воды, а следова- тельно, и потери напора и электрической энергии Эп. Их величина в среднем за год составит, кВт-ч/год: 8760 Зп = 9,81 Г QA/id/, (11.1) о где Q — расход воды, м* 3/с; A/i — потери напора, м. Расчет основывается на предпосылке, что потребле- ние электроэнергии в энергосистеме остается неизмен- ным, следовательно, увеличение потерь Эп на ГЭС долж- но быть компенсировано ростом выработки энергии на других электростанциях системы, поэтому в расчет вво- дится стоимость потерянной энергии, руб/год: П = з' где з'— удельные расчетные затраты по заменяемой электроэнергии, руб/кВт-ч. Экономически наивыгоднейшее сечение водопроводя- щего сооружения со определится минимумом суммы за- трат по сооружению и стоимости потерянной энергии. Критерием является: 3:+-77=min. Как видно из рис. 11.1, кривая суммы 3 + 77 в зоне минимума является пологой. По существу, для этой зо- ны характерны практически равноэкономичные значения 206
со. Поэтому из значений cdi—0)2 целесообразно выбирать меньшее значение, например соь Это позволит уменьшить капитальные вложения. Следует также помнить, что ис- ходные данные по объемам и стоимости сооружения не являются абсолютно точными, что также подтверждает практическую возможность отступать от показанного на рис. 11.1 значения. 11.2. Экономическое обоснование формы водоприемника ГЭС или ГЛЭС Особенностью конструкции водоприемных сооруже- ний ГАЭС является то, что они попеременно работают в двух режимах: в турбинном, при котором вода из верхне- го бассейна движется в сторону агрегатов, и в насосном, при котором вода от агрегатов движется в сторону верх- него бассейна. Так как основное назначение ГАЭС заключается в покрытии пика электрической нагрузки, при проектиро- вании водоприемника необходимо стремиться обеспечить минимум гидравлических потерь во время работы стан- ции в турбинном режиме. Однако при движении воды в обратном направлении как следствие происходят измене- ние гидравлических характеристик водоприемника и уве- личение гидравлических потерь. Очевидно, оптимальная геометрия водоприемника должна определяться технико- экономическим сопоставлением различных вариантов очертания проточной части. Изменение гидравлических характеристик водоприем- ного сооружения может быть достигнуто: либо усовер- шенствованием формы входной его части (например, рас- труба, очертания в плане, угла поворота подрешетчатых балок и т. д.), либо изменением размеров водоприемно- го сооружения (например, уменьшением угла диффузор- ности раструба, размещением между раструбом и водо- водом дополнительного переходного участка), что потре- бует дополнительных капиталовложений. Усовершенствование формы водоприемного сооруже- ния не требует дополнительных капиталовложений, и поэтому его экономическая эффективность будет всегда оправдана, так как приводит к увеличению мощности и выработки электроэнергии. Усовершенствование водоприемного сооружения, при- водящее к снижению в нем гидравлических потерь, тре- 207
Рис. 11.2. Водоприемник для турбинного (—) и насосного (--) режимов ра- боты ГАЭС бует дополнительных капиталовложений, и эффектив- ность такого усовершенствования должна быть обосно- вана технико-экономическим расчетом. Для турбинного режима экономически оправдан во- доприемник с углом раструба а^40°, для насосного ре- жима— при а=8°. Если сохранить одинаковым входное- выходное сечение водоприемника-водовыпуска, получим большое различие в объеме работ и стоимости водопри- емника (рис. 11.2). Для ГАЭС надо выбирать водоприемник такой фор- мы, чтобы он был экономически целесообразен при ра- боте ГАЭС как в турбинном режиме, так и в насосном. Кроме раструба необходимо оптимизировать пазы затво- ров и решеток; учесть, что потери напора в решетках да- же при одинаковых скоростях в них воды будут различ- ными, что расход воды агрегатов в турбинном и насос- ном режиме неодинаков. Задача оптимизации заключается не только в выборе наиболее целесообразной формы водоприемника, но так- же и рациональной формы и оптимального наклона стержней сороудерживающей решетки, если ее не выни- мают из пазов при работе агрегата в насосном режиме. В противном случае наиболее целесообразная конструк- ция решетки выбирается как для гидроэлектростанции, т. е. для одностороннего движения воды в трубопровод. Аналогично решается вопрос об установке сороудержи- вающей решетки во всасывающе-отсасывающей трубе. Для выбора экономически выгодного водоприемника- водовыпуска необходимо провести гидравлические испы- тания различных его форм и тщательно определить поте- 208
ри напора как в турбинном, так и в насосном режиме работы. При этом надо учитывать, что, работая в турбин- ном режиме, ГАЭС отдает в энергосистему дорогую пи- ковую энергию, а потребляет для насосов в период ноч- ного снижения нагрузки дешевую энергию. На ГАЭС недельного регулирования насосы работа- ют большую часть суток общевыходных дней (суббота и воскресенье) и также потребляют дешевую электро- энергию. Оптимальный водоприемник-водовыпуск ГАЭС мож- но выбрать по минимуму целевой функции Зв-в = Зл ДЗГ -j- Зб Hs3n min, (11.2) где 3 в_в—затраты по водоприемнику-водовыпуску с сопряженными сооружениями, если объем работ и затраты по ним изменяются; Зп и Зб — замыкающие затраты на пиковую и базисную электроэнер- гию; ДЭг — потери энергии в водоприемнике при турбинном режиме работы; ДЗП — то же, при насосном режиме. 11.3. Сравнение само- и несаморегулирующихся деривационных каналов При проектировании ГЭС с безнапорной деривацией во многих случаях представляется целесообразным срав- нение двух вариантов: несаморегулирующейся и саморе- гулирующейся деривации, отличающихся как гидравли- ческими режимами работы, так и объемами необходимых строительных работ. Саморегулирующийся канал обычно выполняют с го- ризонтальными бермами, отметки которых превышают гидростатический уровень воды в канале, как это пока- зано на рис. 11.3. Гидростатический уровень воды в ка- нале устанавливается при расходе QK=0, т. е. при оста- новке гидроэлектростанции. Глубина и площадь попереч- ного сечения канала возрастают по длине. Если глубина воды в начале канала /и, то при Q=0 глубина во- ды в конце канала составит: hv==h\-\-iL, где i — уклон дна, a L — длина канала. При расчетном расходе воды в канале устанавлива- ется равномерное движение, при котором уклон свобод- ной поверхности воды равен уклону дна канала. Глубины и скорости течения воды при этом будут одинаковы во всех сечениях канала — от его начала до конца. При саморегулирующемся канале нет холостых сбро- сов воды и выработка электрической энергии ГЭС дости- 14—339 209
Рис. 11.3. Деривационный канал /—/ — сечение саморегулирующегося канала; I1—II — сечение несаморегули- рующегося канала гает наибольшего значения. Однако объем работ по ка- налу, капитальные вложения Кс, ежегодные издержки Ис и расчетные затраты Зс получаются большими, особенно для длинных каналов. Несаморегулирующимся называют канал с водосли- вом, который чаще всего устраивают в конце канала. От- метку гребня водослива обычно назначают несколько вы- ше уровня воды в конце канала, который устанавливает- ся при пропуске расчетного расхода Qp. Как правило, расчетный расход пропускают при равномерном режиме, при этом глубина воды в канале будет одинаковой во всех его поперечных сечениях Уровень воды в канале находится на уровне гребня водослива при расходе QH<Qp. При расходах <2гэс<Фн часть воды переливается через водослив. Когда ГЭС остановится, по каналу будет проходить минимальный расход Qmin и весь сбрасываться через водослив. После этого глубина воды в конце канала при установившемся ее движении достигнет наивысшего значения. Учитывая повышение уровня при сбросе нагрузки ГЭС (неустано- вившийся режим), назначают отметки берм канала, ко- торые будут иметь определенный уклон (см. рис. 11.2). При одинаковой длине каналов и равных уклонах дна объем работ, капитальные вложения Кк, ежегодные из- держки Ик и расчетные затраты Зк по несаморегулиру- ющемуся каналу будут меньше, чем по саморегулирую- щемуся. Экономия ДК=Кс—Кк; ДЯ=ЯС—Ик и ДЗ=Зс—Зк будет тем больше, чем длиннее канал. При этом надо учитывать стоимость водослива, быстротока и гасителя 210
энергии, а также потерю электроэнергии на холостых сбросах воды. В конечном итоге сопоставляют затраты Зс с затра- тами: Зк4-Зв+З3.э, где Зв — расчетные затраты по водо- сливу с быстротоком и гасителем энергии, З3.э — разница в стоимости потерь энергии в каналах с учетом разницы в потерях на трение и местных потерь. Саморегулирующийся канал экономически оправдан в случае Зс > Зк + Зв + Зз.э. (Н.З) При небольшой длине более экономичными оказыва- ются саморегулирующиеся каналы, при большой — неса- морегулирующиеся. Если отсутствует перерыв в подаче воды, попуск из головного узла не дает необходимого ре- зультата. В таких случаях в конце канала необходимо водосбросное сооружение с автоматическими затворами, при этом неизбежны потери электроэнергии на ГЭС при ее остановке. Этот тип канала принципиально не отлича- ется от несаморегулирующегося. Для сравнения его со- поставляют по экономическим показателям с рассмотрен- ным выше каналом с нерегулируемым водосливом в конце. 11.4. Основы экономического обоснования параметров водопроводящих сооружений ГЭС Деривационные каналы. Для деривационных каналов получить аналитическое уравнение для определения эко- номически наивыгоднейшего сечения аък затруднитель- но. Наиболее целесообразным представляется определе- ние «эк на электронных вычислительных машинах итера- тивным перебором технически допустимых вариантов. Для деривационных каналов имеются ограничения: по скорости воды — в зимних условиях; для необлицован- ных каналов — по неразмывающим скоростям, о чем под- робно говорится в специальных курсах. В расчетах необходимо учитывать затраты по сопря- женным Зсопр (водоприемнику и напорному бассейну) и искусственным сооружениям Зц, например мостам через канал и потерянной энергии П (рис. 11.4). Если учиты- вают только затраты по каналу Зкаи, то получим со'. При учете затрат по сопряженным и искусственным сооруже- ниям минимум затрат будет сдвинут влево и соответст- вовать значению со". 14* 211
Рис. 11.4. Влияние затрат по кана- лу 3 кан и сопряженным и искус- ственным сооружениям 3 сопр и Зиск на величину экономически выгодного сечсз^ня канала о> Рис. 11.5. Влияние затрат по тун- нелю Зтун и уравнительному ре- зервуару 3 рез на величину эконо- мически выгодного диаметра тун- неля D &к Для облицованных деривационных каналов ГЭС эко- номичная скорость течения воды обычно находится в пре- делах 1,5—2,5 м/с, причем большие ее значения харак- терны для каналов, прокладываемых в скальных и полу- скальных грунтах. Для ГАЭС экономичные скорости течения воды должны получаться меньше, а сечение кана- лов больше, чем для ГЭС, так как к потерям энергии при работе ГАЭС в турбинном режиме добавляются потери при работе в насосном режиме, когда вода течет по ка- налу в обратном направлении. Напорные деривационные подводящие туннели. Из- вестно, что увеличение скорости течения воды в туннеле влечет за собой увеличение параметров уравнительного резервуара и его удорожание, поэтому при экономичес- ком расчете туннеля без учета затрат по уравнительному резервуару сечение туннеля будет получаться занижен- ным. При совместном учете затрат по туннелю и уравни- тельному резервуару оптимум будет смещаться вправо (рис. 11.5). Напорные туннели обычно делаются кругло- го сечения. Наиболее экономичный его диаметр D3K можно определить аналитически ручным счетом, но бо- лее целесообразно использовать ЭВМ. Стоимость подземной скальной выемки обычно зна- чительно дороже, чем открытой выемки канала в не- скальных и даже скальных грунтах, поэтому наиболее экономичные скорости течения воды в них находятся в пределах 4—6 м/с. Максимальная скорость течения во- 212
Таблица 11.1. Параметры напорных туннелей приплотинных и деривационных ГЭС ГЭС Река Мощность агрегата, МВт Напор, м* Расход макси- мальный, м3/с Длина туннеля, м Диаметр тун- неля, м Скорость те- чения, м/с Ингурская Ингури 260 404 325 450 15 300 9,5 6,35 Худонская » 245 190 151,9 166,7 445,6 6 5,9 Ереванская Раздан 22 299 87 62 2 700 4,4 4,08 Арзнинская » 24 121,8 69 147 4,2 5,05 * Над чертой — Яшах, под чертой — Нрасч. ды обязательно должна быть проверена по условиям ус- тойчивости работы системы туннель — уравнительный резервуар. Одним из условий устойчивости является требование, чтобы потери напора в туннеле Д/1Тун и в турбинном тру- бопроводе ДйТр были меньше одной трети статического напора 77ст: Д^тун Ч" Д^тр < ( V3) //ст- (11.4) В табл. 11.1 приведены данные по туннелям некото- рых гидроэлектростанций. Турбинный трубопровод приплотинной ГЭС разме- щается или в теле бетонной плотины (Братская, Усть- Илимская, Богучанская, Бухтарминская, Усть-Камено- горская, Днепрогэс-I и другие ГЭС) или на низовой грани станционной плотины (Красноярская, Саяно-Шу- шенская, Чиркейская ГЭС). Для трубопроводов приплотинных ГЭС необходимо учитывать потери напора не только по длине трубопро- вода, но и местные, которые могут влиять на выбор диа- метра трубопровода. Практика и теоретические исследо- вания, проведенные для Саяно-Шушенской ГЭС, показа- ли, что целесообразно выполнять трубопровод одинакового диаметра по всей длине. Для высоконапорных ГЭС с 213
мощными турбинами применяют сталежелезобетонный трубопровод. Несмотря на большую сложность выполне- ния расчета на прочность таких трубопроводов, удалось составить программу для ЭВМ по определению эконо- мичного диаметра трубопровода. Программа имеется в Ленинградском политехническом институте и была ис- пользована в проекте Саяно-Шушенской ГЭС. В табл. 11.2 приведены данные по трубопроводам некоторых при- плотинных ГЭС. Хорошее совпадение с принятыми значениями диа- метров трубопроводов дает формула <43 Я = 0,709-^5- м, (11.5) где М — мощность турбины, кВт; Н — напор нетто, м. Пример. Определим диаметр турбинного трубопровода Красно- ярской ГЭС: Мт=508 МВт; //=100 м. Тогда 508 0000,43 Оэк = 0,709---—г— = 10,096 = 10,1 м. 100°-® В осуществленном варианте .ГЭС диаметр трубопровода в ниж- нем сечении принят равным 10 М. Определим диаметр турбинного трубопровода для агрегата Брат- ской ГЭС: jVt—230 МВт; //=100 м. Тогда 232 0000'43 = 0,709------—— = 7,18 м. 100°’6э В осуществленном варианте ГЭС диаметр трубопровода в верх- нем и нижнем сечении перед входом в спиральную камеру принят равным 7 м (расхождение составляет около 2,6 %). Для условий Бухтарминской ГЭС при jVt = 75 МВт и Н= = 65 м диаметр трубопровода, определенный по упрощенной фор- муле, равен 5,86 м. Фактически принят водовод диаметром 5,6 м (расхождение составляет около 4,5 %). Металлические турбинные трубопроводы высокона- порных деривационных ГЭС. Турбинные трубопроводы высоконапорных ГЭС имеют большую длину, которая в 3—6 раз превышает статический напор. По условиям прочности, чем выше напор, тем больше должна быть толщина стенки трубопровода, следовательно, с увеличе- нием напора возрастают масса, стоимость и расчетные затраты по трубопроводу. При прочих равных условиях экономически выгодно с увеличением напора принимать меньший диаметр трубопровода. Например, на Гюмушс- кой ГЭС на р. Севан при напоре около 300 м длина тру- 214
Рис. 11.6. Определение расчетных параметров Н и L при выборе экономиче- ски выгодного диаметра D длинного трубопровода высоконапорной ГЭС I, 2, 3, 4 — анкерные опоры; 5 — здание ГЭС бопровода составляет около 900 м, а его диаметр в на- чале трубопровода принят равным Зм, ав конце—2,3 м. Длинный трубопровод обычно разбивают на участки, на границах которых ставят анкерные опоры (рис. 11.6). Для каждого участка на основе экономического расчета выбирают свой диаметр трубопровода. Плавный переход от одного диаметра к другому осуществляется в анкер- ной опоре. Для длинных трубопроводов ограничиваются учетом потерь напора по длине, местными потерями на- пора в этом случае можно пренебречь. Для металлического трубопровода можно составить аналитическую зависимость расчетных затрат 3 и стои- мости потерянной энергии П от напора Н и диаметра трубопровода D. Приравняв нулю первую производную d3/dD + d/7/dD = 0, (11.5) получим значение экономически выгодного диаметра для определенного участка. Вторая производная получается больше 0, поэтому условие (11.5) определяет минимум суммы: 3 + /7=min. При определении экономичного диаметра D3K прини- мается средний для участка напор Нср с учетом гидрав- лического удара. По этому напору ЯСр определяется средняя на участке толщина стенки бср. Масса, стоимость 215
Таблица 11.2. Параметры турбинных трубопроводов приплотинных и деривационных ГЭС ГЭС Река Мощность агрегата, МВт Максимальный расход агре- гата, м3/с Напоры, м* Диаметр трубо- провода D, м Максимальная скорость ВОДЫ V, м/с Саяно-Шушенская Енисей 640 374 194 222 7 9,7 Красноярская » 500 615 93 101 Две нитки по 7,5; после объе- динения — 10 6,9; после объ- единения — 7,8 Братская Ангара 230 254 100 106 7 6,6 Усть-Илимская 240 325 86 90 7,8 6,8 Богучанская » 340 580 65,5 70,8 9,5 8,2 Чиркейская Судак 250 168 170 250 5,5 7,1
Нурекская Вахш 300 Рогуггская » 600 Бухтарминская Иртыш 75 Усть-Каменогорская 85 Зейская Зея 215 Бурейская Бурея 340 Чарвакская Чирчик 150 Гюмушская Раздан 58 Над чертой — Ярасч, под чертой — Нтлк.
155 223 5 7,9 275 290 275 5,7 11,5 307 142 61 5 5,8 68 232 39,8 7,8 4,9 41,8 302 78,5 7,4 7 98,8 347 106 8,5 6,1 124 148X2 118 9 4,66 148 22,5 3 3,2 297,2 2,3 5,4
и расчетные затраты для данного участка будут пропор- циональны средней толщине и длине участков. Так как фактический напор на участке изменяется от некоторого значения Нилч в начале до HKQn в конце уча- стка (рис. 11.6), толщина стенки на участке по условиям прочности будет различной. Переход от одной толщины к другой осуществляется в соответствии с существующи- ми стандартами толщин листов стали, которые изменя- ются через 2 мм. 11.5. Обобщенные зависимости для выбора диаметра напорных водопроводящих сооружений ГЭС и ГАЭС Расчетные формулы для определения экономично- го диаметра /)эк приводятся в специальных курсах [9]. Нормативные сечения диаметра трубопровода и толщину его стенки необходимо принимать не меньше тех, кото- рые обеспечивают жесткость трубопровода (табл. 11.3). На верхнем участке трубопровода при максималь- ном расходе скорость течения воды составляет 3—4 м/с, а в конце трубопровода при большом напоре может до- стигать 8—11 м/с. При сравнительно небольшой разнице Таблица 11.3. Нормальный ряд диаметров металлических трубопроводов Условный внутренний диаметр £>0. м м Толщина стенки 6min- мм Условный внутренний диаметр Do, мм Толщина стенки 6min" ым Условный внутренний диаметр Do, мм Толщина стенки ®min’ мм 700 8 2700 10 6200 14 800 8 2800 10 6400 14 900 8 2900 10 6600 14 1000 8 3000 10 6800 14 1100 8 3200 10 7000 14 1200 8 3400 10 7500 14 1300 8 3600 10 8000 14 1400 8 3800 10 8500 14 1500 8 4000 • 10 9000 14 1600 10 4200 12 9500 14 1700 10 4400 12 10000 14 1800 10 4600 12 10500 16 1900 10 4800 12 11000 16 2000 10 5000 12 11500 16 1200 10 5200 12 12000 16 2200 10 5400 12 12500 16 2300 10 5600 12 13000 16 2400 10 5800 12 13500 16 2500 10 } 6000 12 14000 16 2600 10 218
Рис. 11.7. Определение экономически выгодного диаметра туннеля со стале- железобетонной облицовкой 1 — железобетон; 2 — металл в диаметрах трубопровода на смежных участках между анкерными опорами диаметр для этих участков принима- ют одинаковым, считая, что его изменение неизбежно повлечет за собой увеличение местных потерь напора. При напорах до 400—500 м для самого грубого прибли- жения можно воспользоваться эмпирической формулой (11.5), подставляя в нее максимальный для участка на- пор. Диаметры трубопроводов для ГАЭС должны быть больше, чем для ГЭС, так как потери напора в трубопро- водах ГАЭС имеют место как при турбинном, так и при насосном режиме работы. При одинаковом расходе воды диаметр трубопровода для ГАЭС будет примерно на 10 % больше, чем для ГЭС. Аналитическое решение задачи по определению экономически выгодного диаметра напорного водовода в общем виде может быть получено для туннельного водовода ГАЭС, имеющего комбинирован- ную сталежелезобетонную облицовку (рис. 11.7). Если не рассмат- ривать влияние уравнительного резервуара на диаметр туннеля и принять, что основными гидравлическими потерями в водоводе бу- дут потери на трение по длине, то дифференцируя выражение d3lclD+dn/dD=Q, получим значение экономически наивыгоднейше- го диаметра Рэи. Р^33 = 343п2 [(яг 4- 2)= «ск -Ь 4 (яг + 1) абет] + т2 . (Фн^н) &пас ПнПдвЛтр °аМ. [($7;) ,1т111.»)т.о*зам+ [о] &шва В формуле: // — полный динамический напор, равный Hq+AH, м; Пет — стоимость металлической облицовки, руб/т; аоет — стоимость бетонной облицовки, руб/м3; нСк — стоимость скальной выемки,
Рис. 11.8. Влияние параметров Q, //, Гпсп, in, аск, сбет'аметпа измене“ ние экономически выгодного диаметра энергетического водовода руб/м3; tn — отношение внутреннего диаметра туннеля к толщине бетонной обделки; Гисп — число часов использования установленной мощности; п— коэффициент., шероховатости стенок водовода; Q — расход, м3/с. Определим степень влияния переменных величин на значение Оэк. В качестве исходного принят вариант туннельного водовода ГЭС, имеющего бетонную обделку с металлической облицовкой, вос- принимающую 90 % полного напора Н. Максимальный расход ГЭС принят равным 250 м3/с при напоре 77= 100 м и числе часов ис- пользования установленной мощности Лтсп=2500 ч/год. Коэффи- циент шероховатости металлической облицовки п принят равным 0,011, коэффициент tn — 7, коэффициенты полезного действия тур- бины, генератора и трансформатора т)т'Пг'Птр = 0,85, тариф на отпус- каемую электроэнергию 6=0,01 руб/кВт-ч. Допускаемое напряжение на облицовку равно: [о] =800 кг/см2, умет=7,8 т/м3. Для исходного варианта принимаем: стоимость скальной выемки равной 20 руб/м3, обделки бетонной — 60 руб/м3, металлической 1000 руб/т. Анализируя влияние каждого параметра на величину диаметра туннеля Дэк, поочередно меняем значения входящих в формулу ве- личин: расхода Q — в диапазоне от 250 до 500 м3/с; Гисп от 2500 до 5000 ч/год; напоров — от 100 до 200 м; коэффициента шерохо- ватости облицовки п — от 0,011 до 0,018; коэффициента т — от 7 до 12; стоимости скальной выемки грунта «ск— от 20 до 60 руб/м3; бетонной обделки туннеля «бет— от 60 до 180 руб/м3 и металличе- ской облицовки Пет — от 700 до 3000 руб/т. Результаты проведенного анализа выражены графически (рис. 11.8). Из рисунка видно, что изменение рассмотренных величин по-разному влияет на диаметр туннеля Dd«. Наибольшее влияние оказывают: расход Q, напор И, стоимость металла для облицовки «ст, число часов использования установленной мощности Тисп и коэффициент шероховатости п. Изменение стоимости скальной выемки, бетонной обделки и ко- эффициента т практически не оказывает заметного влияния на из- менение диаметра туннеля Рэк и может варьироваться в широких диапазонах. Таким образом, при определении исходных значений парамет- ров, влияющих на определение диаметра энергетического водовода любого типа, наибольшее внимание должно быть обращено на при- нимаемые значения Q, 77, Гисп, п и стоимость металла «Ст. 220
11.6. Определение оптимальной величины врезки здания ГЭС и ГАЭС в береговой откос При проектировании деривационных ГЭС, ГАЭС или насосных станций с наземным расположением машинно- го здания во многих случаях возникает вопрос об эконо- мической целесообразности врезки этого здания в откос с целью уменьшения длины подводящего турбинного во- довода, сложного в изготовлении и монтаже на месте и по стоимости значительно превосходящего стоимость выемки грунта. Значение поставленной задачи возраста- ет по мере уменьшения крутизны откоса, так как одна и та же врезка по мере уполаживания приводит к все большему сокращению длины трубопроводов. На рис. 11.9 показаны варианты расположения здания станции, при которых изменяются: длина трубопроводов, глубина врезки, объем выемки и длина отводящего канала от здания станции. Вопрос об экономической целесообразности врезки машинного здания в откос в практике гидроэнергетиче- ского строительства возникает при проектировании низ- конапорных ГАЭС (типа Загорской, Кайшядорской), трубопроводы которых располагаются на сравнительно пологих склонах и имеют значительную протяженность, в 6—10 раз превышающую статический напор. В анало- гичных условиях проектируются насосные установки оро- сительных каналов, например, Иртыш — Караганда, Вол- га— Дон и др.), также часто располагаемые на пологих склонах местности. При изменении глубины врезки здания ГЭС необхо- димо учитывать изменение затрат по трубопроводу, вы- емке грунта и отводящему каналу. Так как процент от- числений на амортизацию по трубопроводу значительно больше, чем по земельно-скальным работам, варианты надо сопоставлять по величине расчетных затрат: 3 = = (£,н4-а)К, где а — эксплуатационный коэффициент, который можно принимать пропорциональным капиталь- ным вложениям, так как он представляет в основном от- числения на амортизацию. В трубопроводе скорость те- чения воды, а следовательно, и потери энергии больше, чем в отводящем канале, поэтому необходимо учитывать разность в стоимости потерянной энергии. На рис. 11.10 показаны затраты по трубопроводу Зтр и стоимость потерянной энергии /7тр, расчетные затраты 221
Рис. 11.10. Зависимость затрат по трубопроводу Зтр и стоимости по- терянной энергии П тр от варианта врезки 1 — оптимальная врезка с учетом ^в* ^тр« *отв • 2 — оптимальная врезка с учетом Кв, -^то’^отв • *об по выемке грунта для здания ГЭС Зв, затраты по отводящему каналу Зк и стоимость потерянной энер- гии в нем Пк. Минимум суммы перечисленных затрат — (Зтр 4- Птр) + Зв 4- Зк /7К (11.6) определит в первом приближении наивыгоднейшую глу- бину врезки здания ГЭС. При изменении длины трубопровода необходимо учи- тывать также изменение величины гидравлического уда- ра: с увеличением длины трубопроводов динамический напор повышается и соответственно увеличивается тол- щина стенок трубопровода. Так как абсолютное значе- ние врезки сравнительно невелико, разностью отметок расположения оси турбины можно пренебречь. При боль- шой длине отводящего канала необходимо также учиты- вать, что в сравниваемых вариантах здания станции рас- полагаются на разных отметках. Чтобы снизить расчетное значение гидравлического удара, возрастающего с увеличением длины трубопрово- да, необходимо удлинить время закрытия затвора (или направляющего аппарата турбины) Т3. Ограничение его 222
a) Рис. 11.11. Уменьшение длины трубопроводов приданием верхнему бассейну вытянутой формы в плане а — план примыкания трубопроводов к бассейну; б — разрез по примыканию; / —ДЯудбез канала; 2—с каналом; 3 — положение щитовой стенки бассейна по допустимой величине неравномерности хода агрегата Ап/п приводит к увеличению махового момента агрегата MD2, т. е. к утяжелению, а следовательно, и удорожанию агрегата. Это удорожание будет тем больше, чем длин- нее турбинный водовод, т. е. чем меньше величина врез- ки здания станции в береговой склон. Таким образом, при изменении длины турбинного тру- бопровода необходимо учитывать некоторое удорожание агрегата ДЗа (и частично его системы регулирования), что приводит (см. рис. 11.10) к изменению S32 и к сме- щению оптимальной врезки Д/ влево в сторону некоторо- го уменьшения длины трубопровода. Аналогичная задача возникает при проектировании верхних бассейнов ГАЭС. Придавая им вытянутую фор- му (рис. 11.11), добиваются сокращения необходимой длины напорных водоводов. Вытянутая часть бассейна представляет собой канал, одним концом соединяющий- ся с основной частью бассейна (оптимальная форма ко- торого круг), а другим — с водозаборным сооружением. Такая конструкция верхнего бассейна позволяет сместить его относительно откоса и повысить его устойчивость. Подобные конструкции бассейнов были применены на 22В
Киевской ГАЭС, а также на ГАЭС Montezic во Фран- ции, на которой длина канальной части бассейна состав- ляет около 500 м. Эпюра гидравлического удара для рассматриваемого случая приводится на рис. 11.11. Вопрос об устройстве соединительного канала и обо- сновании его длины решается на основе экономических расчетов, аналогичных выбору глубины врезки здания ГЭС в береговой откос. ГЛАВА 12. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТУРБИННОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ОТСАСЫВАЮЩИХ ТРУБ ГЭС 12.1. Выбор числа агрегатов При проектировании зданий ГЭС, ГАЭС и насосных станций необходимо решить вопрос о выборе числа агре- гатов. При установленных значениях мощности, напора и определенном режиме работы станции может быть принято различное число агрегатов, отличающихся еди- ничной мощностью, диаметром рабочего колеса и значе- ниями КПД. Из опыта проектирования многих станций известно, что с уменьшением числа устанавливаемых агрегатов, увеличением их единичной мощности и уменьшением размеров машинного здания уменьшается полная стои- мость строительства ГЭС. Однако наряду с этим единич- ные расценки на гидромеханическое оборудование, гид- рогенераторы зависят от числа изготовляемых однотип- ных агрегатов и с увеличением их числа уменьшаются, снижая их общую стоимость. Таким образом, при отсутствии каких-либо ограниче- ний по выбору числа требуемых агрегатов (например, связанных с максимальным весом крупных узлов или максимальной единичной мощностью изготовляемых агрегатов) вопрос о выборе их числа представляет собой технико-экономическую задачу, имеющую множество ре- шений. При изменении диаметра рабочего колеса DY изменя- ется абсолютное значение КПД турбины. Две рабочие характеристики ГЭС с различным числом агрегатов, со- вмещенных на одном графике, изображены на рис. 12.1. Энергетическая целесообразность осуществления того или иного варианта станции (по числу агрегатов) опре- 224
Ряс. 12.1. Эксплуатационная характеристика гидроэлектростанции с двумя (а) и пятью (б) гидроагрегатами и график суточной нагрузки ГЭС (<в) деляется по значению средневзвешенного КПД, которое можно подсчитать по нескольким характерным суточным графикам нагрузки по формуле ^ГЭС _ Лг 1ср.взв (12.1) Изменение значения т) сУ.взв приведет к изменению средней годовой величины вырабатываемой электроэнер- гии Э. Если при сравнении вариантов получены соотношения Э1>32 и К1<Кг» за абсолютно эффективный должен быть принят вариант 1, как имеющий меньшие капиталь- ные вложения и лающим большую выработку энергии. Если a оптимальный вариант определя- ют по минимуму приведенных затрат с учетом разницы в выработке электроэнергии 31§32+(31-Э2)зЭ1 (12.2) где 3i и 3? — приведенные затраты соответственно по первому и вто- рому вариантам, руб/год; Э — годовая выработка электроэнергия, кВт-ч; зэ — замыкающие затраты на электроэнергию, руб/кВт-ч. Число агрегатов для сверхмощных ГЭС определяется максимальной мощностью одного из них, которую можно получить на данном уровне развития техники. Подсчи- тывают число агрегатов гидроэлектростанции делением установленной мощности ГЭС на максимально воз- можную мощность агрегата. Так, на Волжской ГЭС име- ни XXII съезда КПСС установлены 22 агрегата с макси- 15—339 225
мальным для того времени диаметром рабочего колеса ПЛ-турбины, равным 9,3 м. В последующие годы для Саратовской ГЭС были изготовлены турбины с диамет- ром колеса 10,3 м. Установленные на Красноярской ГЭС 12 агрегатов с единичной мощностью по 500 МВт были также крупнейшими в мире. 12.2. Обоснование параметров турбин Быстроходные турбины без увеличения диаметра ра- бочего колеса пропускают больший расход воды и дают большую мощность и частоту вращения. Однако такие турбины необходимо устанавливать на более низком уровне и располагать подошву здания ГЭС на более низ- кой отметке. Быстроходные турбины дают экономию за- трат по оборудованию и увеличение затрат по зданию ГЭС, так как вследствие размещения его на более низ- ких отметках увеличиваются объемы земельно-скальных выемок и бетона по зданию гидроэлектростанции. Выбор типа турбины и обоснование ее параметров должны проводиться на основе технико-экономических расчетов. Из курса «Гидравлические машины» известно, что для радиально-осевой турбины (РО) используемый расход воды и мощность турбины принимаются предель- но допустимыми (на линии 5 % запаса мощности). Для разных типов радиально-осевых турбин в [42, с. 147] да- ны значения приведенного расхода воды* Qi, приведен- ной частоты вращения1 * ni и коэффициента кавитации о. Там же, на с. 144 даны соответствующие показатели для поворотнолопастных турбин. Диаметр рабочего колеса турбины Db м, определяем по формуле, известной из курса «Гидравлические ма- шины»: 9,81(4 (12’3> где vVr—номинальная мощность турбины, кВт; QTp—расчетный приведенный расход воды, м3/с, принимаемый для радиально-осевых турбин на линии 5 % запаса мощности; Нр — расчетный напор, м; 1 Приведенными считаются: расход воды и частота вращения nj турбины диаметром 1 м при напоре /7=1 м. 226
т]т — коэффициент полезного действия турбины при номинальной мощности и расчетном напоре; QT — расход турбины, м3/с, при но- минальной мощности и расчетном напоре. Полученное' по расчету значение диаметра округ- ляется до ближайшего номенклатурного диаметра [42, с. 139]. Частоту вращения п определяем по зависимости 1'нср , Унр Di ’-«ip Di (12.4) Принимается ближайшая синхронная частота враще- ния. Высоту отсасывания, м, определяем по формуле /fs= 10 ———----аН — 1,5, (12.5) s 900 где V — абсолютная отметка расположения турбины над уровнем моря; а — коэффициент кавитации; Н — напор, м; 1,5 — запас для гарантии бескавитационнои работы турбины, м. Откладывая высоту отсасывания Hs от минимального расчетного уровня нижнего бьефа (вверх— при положи- тельном значении Hs и вниз — при отрицательном), оп- ределяем отметку (высотное положение) расчетной пло- скости рабочего колеса. Зная высоту отсасывающей тру- бы турбины н толщину фундаментной плиты здания ГЭС, можно определить отметку основания здания. Не- обходимо помнить, что для радиально-осевых турбин с вертикальным валом расчетной считается нижняя плос- кость направляющего аппарата, а для поворотно-лопаст- ных турбин — ось поворота лопастей рабочего колеса; для радиально-осевых и поворотно-лопастных турбин с горизонтальным валом — горизонтальная плоскость, про- ходящая через верхнюю точку рабочего колеса турбины. Принимая тип турбины с большим приведенным рас- ходом воды, получим меньший диаметр Di рабочего ко- леса турбины, большую частоту вращения агрегата п, но при этом потребуется увеличить заглубление здания ГЭС. При нескольких вариантах тип турбины можно выби- рать по минимуму приведенных затрат 3=min, подсчи- танных по зданию ГЭС с оборудованием. Если тип тур- бины влияет на другие сооружения гидроузла (плотину, шлюз и т. п.), необходимо учесть это влияние. 15= 227
hTt = 10,35 Рис. 12.2, Изменение отметки дна отсасывающей трубы в зависимости от h и приведенного расхода гидротурбины У поворотно-лопастных турбин (ПЛ) заданную мощ- ность в ряде случаев можно получить, не меняя тип тур- бины, а изменив приведенный расход воды, диаметр ра- бочего колеса D{ и высоту отсасывания Hs. Ниже приводятся результаты расчета для турбины ПЛ-50, которая должна дать номинальную мощность 40 МВт при расчетном напоре 36 м. Максимальный на- пор турбины 45 м, минимальный — 30,4 м. Пользуясь универсальной характеристикой турбины, были рас- считаны три варианта QTp, которым соответствовали конкретные зна- чения а. Расчетом определены диаметры D{. При округлении их зна- чений до номенклатурных получим: #1 = 4 и Z)1=4,5 м. Приведен- ные расходы составили 1,31 и 1,01 м3/с, коэффициенты кавитации — 0,42 и 0,27. При этом высоты отсасывания Hs оказались отрицательными (—6,7 и —1,2 м). Высота отсасывающей трубы 1гт принята равной 2,3Z)i. В результате получены следующие параметры: = 4 м; п = 166,7 мин-1; /гт = 9,2 м; Hs =— 6,7 м; £>1 = 4,5м; п = 150 мин-1; /iT= 10,35 м; Hs=—1,2 м. Отметка днища \7Д отсасывающих труб может быть определе- на по формуле уд = уЯБ + Hs + 0,2085#! — /iT, 228
где \?НБ — отметка нижнего бьефа, его расчетный уровень 100 м; 0,2085 D) — превышение верха конуса отсасывающей трубы над осью, поворота лопастей рабочего колеса. Отметка днища трубы составила: для турбины Di — 84,1 м; для турбины jDj — 90,3 м. Рассмотренные варианты показаны на рис. 12.2. Подсчитав объем земельно-скальных и бетонных ра- бот по зданию ГЭС и стоимость оборудования (турбин, генераторов и др.), можно по минимуму приведенных за- трат определить экономически выгодный вариант. 12.3. Обоснование габаритов отсасывающей трубы Для каждого типа турбины существующими ведом- ственными нормами (ОСТ) рекомендуется отсасываю- щая труба определенных размеров, высоты h и длины L. Как правило, эти размеры находятся в пределах: по высоте — /г=2—2,6 Di, по длине — L=4—4,5 Di. Лишь в случаях проектирования подземных ГЭС и ГАЭС вы- сота трубы увеличивается до 4—5 Dh а длина — до 15—20 £>i, что связано со стремлением уменьшить общий объем скальной выемки за счет сохранения целиков- между смежными отсасывающими трубами. Однако при конкретном проектировании могут встретиться условия, при которых было бы целесообразно изменить рекомен- дуемые размеры либо в сторону их увеличения, либо не- которого уменьшения. Например, при расположении здания ГЭС на основании, у которого прочные скальные породы прикрыты толстым слоем аллювиальных отложе- ний, целесообразно применить более высокую отсасыва- ющую трубу, позволяющую все здание расположить на скальном основании. Если под песчаным основанием за- легают более слабые грунты, например торфянистые, целесообразнее уменьшить рекомендуемую высоту отса- сывающей трубы, что позволит, не вскрывая эти грунты, расположить все здание на однородном песчаном основа- нии. В некоторых случаях по конструктивным соображе- ниям длину трубы целесообразно увеличить, расположив на ней площадку для установки главных трансформато- ров и ряд вспомогательных помещений (рис. 12.3). Изменение длины или высоты отсасывающей трубы приводит к изменению площади ее выходного сечения и, как следствие, величины выходных потерь энергии aV|/2g и потерь напора в трубе (где — средняя ско- рость потока в выходном сечении отсасывающей трубы; 229
Рис. 12.3. Изогнутые отсасываю- щие трубы различной длины / — рабочее колесо турбины; 2 — трансформатор в рабочем поло- жении; 3—то же, при выкатке а — коэффициент Корио- лиса). При изменении па- раметров трубы изменя- ются КПД турбины, ее мощность и выработка энергии. Величина скоростного напора asV25 /2 g опреде- ляется при as=l. В дей- ствительности значение а5 достигает 1,5—3, т. е. фактическая величина потерян- ного скоростного напора значительно больше. Величина потерянной энергии может быть пересчитана на эквива- лентное количество топлива (угля, нефти), которое необ- ходимо для компенсации этой потерянной на ГЭС энер- гии. Пример. Рассмотрим ГЭС установленной мощности: Л\ст = = 4000 МВт, работающей при напоре Н= 100 м. Турбины гидро- станции оборудованы изогнутыми отсасывающими трубами высотой 2,6 D}. Длина стандартной отсасывающей трубы (измеряется от оси турбины до плоскости выходного сечения отводящего диффузора) равна 4,24 £\. В двух других вариантах длина трубы увеличена со- ответственно на 1,673 Di и 3,346 и составляет 5,913 Di и 7,586 D\. Величина потерянной энергии определяется по формуле ДМТ = 9,81фД/Л]7\ где А// — потерянный на выходе из трубы скоростной напор, умень- шенный на величину потерь на трение в более длинной трубе; Т— время использования установленной мощности, ч (7’=5000 ч/год). Количество необходимого для заменяемой ТЭС топлива опреде- лено при удельном расходе топлива &уд=0,3 кг/кВт-ч и замыкаю- щих затратах на топливо, равных 23 руб/т усл. топл. (табл. 12,1). Если иметь в виду, что стоимость различных видов органическо- го топлива за последнее время увеличивается, приведенное выше зна- чение стоимости топлива, необходимого для компенсации потерянной энергии (см. табл. 12.1), также должно быть увеличено. Итак, выбору длины и высоты принимаемой отсасы- вающей трубы должно уделяться серьезное внимание. Очевидно, рекомендуемые длина и высота трубы долж- ны рассматриваться как минимально допустимые, а целе- сообразность увеличения высоты или длины должна под- тверждаться экономическим анализом. В этом случае 230
Таблица 12.1. Стоимость топлива, необходимого для компенсации потерянной энергии в отсасывающих трубах Относительная длина трубы L/D^ Средняя скорость в выход- ном сече- нии отса- сывающей трубы, м/с Потерян- ный ско- ростной напор vy-ig, М, при 0С5 = 1 Необходимое количество топлива для компенсации потерянной энергии /И, т усл. топ. Стоимость необходи- мого топлива, 10,; руб. за 1 год эксплуа- тации за 50 лет эк- сплуатации в среднем за 1 год за 50 лет эксплуа- тации 4,24 3,66 0,68 47 400 2,37-106 1,09 54,5 5,91 2,44 0,3 21000 1,05-10° 0,483 24,15 7,59 1,83 0,17 11 850 0,593-10° 0,273 13,63 сравнения должны вестись сопоставлением двух вели- чин: дополнительных капиталовложений А/<, необходи- мых для увеличения размеров отсасывающей трубы, и стоимости дополнительно выработанной электроэнергии ДЭ. Очевидно, удлинение или увеличение высоты трубы будут целесообразны в том случае, если (Еп Л/< Д/7) с з' ЛЭ, (12.6) где з — замыкающие затраты на электроэнергию. Величина дополнительно вырабатываемой энергии определяется по формуле A3 = 9,8JQAAT, электро- (12.7) где Д/г — величина дополнительно используемого напора, полученно- го за счет увеличения площади выходного сечения трубы: Л, _ v5(l) а5 V5(2) М 2g 2g (1ю‘ где Vsfi) — средняя скорость в выходном сечении сравниваемой тру- бы; V5(2)—то же, удлиненной трубы или трубы увеличенной высо- ты; h w и 1г&2— потери на трение в отсасывающей трубе. ГЛАВА 13. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГЭС, ГАЭС И ПЭС 13.1. Определение экономической эффективности ГЭС Для определения экономической эффективности ГЭС обычно рассматривают два варианта развития энергоси- стемы: с ГЭС и с заменяемой, чаще всего тепловой кон- денсационной электростанцией (КЭС). Допускается непосредственное сопоставление ГЭС и КЭС, но с обяза- тельным учетом изменения режима работы других элек- 231
тростанций системы, которое ведет в основном к измене- нию структуры последних и расхода топлива на этих электростанциях. В зависимости от степени изменения режима работы системы определяется так называемый топливный эф- фект ГЭС, т. е. выясняется, какую экономию топлива в системе дает гидроэлектростанция. Соответственно опре- деляется удельная экономия топлива на 1 кВт-ч выра- ботки энергии ГЭС. При сравнении вариантов систем с ГЭС и КЭС для обеспечения одинакового уровня электропотребления мощность заменяемой КЭС может получиться дробной относительно числа ее агрегатов. Например, при установ- ленной мощности ГЭС— 1000 МВт для покрытия одина- кового максимума нагрузки системы с учетом разницы в аварийности агрегатов, расхода энергии на собствен- ные нужды и т. п. мощность заменяемой КЭС должна составить 1100 МВт. При установке на КЭС блоков по 300 МВт мощность ее составит 1200 МВт. При введении этой цифры в расчет будет явно завышена эффектив- ность ГЭС. В таких случаях подсчитывают удельные ка- питальные вложения &уд на 1 кВт установленной мощ- ности КЭС и в расчет вводят полные капиталовложения по заменяемой мощности МЭам = 1100 МВт=1100Х ХЮ3 кВт. Например, расчетные капиталовложения по заменяемой КЭС /<зам будут равны Кзам ~ куд Мам — ^уд' 1100-103 руб. Пример. Определим сравнительную эффективность ГЭС без уче- та п с учетом фактора времени. Гидроэлектростанция мощностью 1 млн. кВт может давать сред- негодовую выработку энергии 4,5 млрд. кВт-ч. Для ее постройки требуются капитальные вложения /<гэс =560 млн. руб., а для эксплуатации ежегодные издержки И гэс =10,4 млн. руб/год. Удельные капиталовложения составляют 560 руб/кВт. Определяем приведенные затраты Згэс ~ ^гэс “I" ^гэс = 0,12-560 + 10,4 = 77,6 млн.руб/год. Вместо ГЭС можно построить полупиковую конденсационную электростанцию на угле. Мощность КЭС (с учетом разницы в ава- рийности, расхода энергии на собственные нужды) составит 1,1 млн. кВт, а годовая выработка электроэнергии — 4,7 млрд. кВт-ч. Капитальные вложения оцениваются в 176 млн. руб., а ежегодные издержки — 86,2 млн. руб/год, в том числе расходы на топливо — 67,7 млн. руб/год. Удельные капиталовложения—160 руб/кВт. Определяем приведенные затраты *^КЭС ~ ^КЭС "Ь ^КЭС = 12-176 86,2 — 107,3 млн. руб/год. 232
Затраты по ЛЭП для ГЭС и КЭС примерно одинаковы, поэтому их не включаем в расчет. Определяем: коэффициент сравнительной эффективности „ икэс~игэс 86,2—10,4 1 ' V 1Т % ^ГЭС ^кэс 560 — 176 срок окупаемости дополнительных капитальных вложений ^гэс — ^КЭС 560— 176 7ок — т. ТА ~ од о «л А 5 лет<Тн; #КЭС ^гэс 66,2—10,4 коэффициент снижения приведенных ватрат = 3КЭС~^с„ = _107,3 — 77,6 ~ 9 Зкэс 107,3 экономию приведенных затрат 107,3 — 77,6 = 29,7 млн. руб/год; отношение приведенных затрат а = Згэс/Зкэс = 77,6/107,3 « 0,72 < 1. По всем показателям ГЭС получается экономически выгоднее КЭС. Аналогичный расчет проведем с учетом фактора времени. Срок строительства ГЭС — 6 лет, пуск первого агрегата — на 5-м году. Полная выработка электроэнергии — 4,5 млрд. кВт-ч — будет выда- ваться начиная с 7-го года от начала строительства. Для получения выработки электроэнергии в одни и те же годы КЭС начинают стро- ить на три года позже, чем ГЭС. Срок строительства КЭС — 3 года, пуск первого агрегата — на 2-й год, полная выработка энергии — начиная с 4-го года. При этом выработка электроэнергии по КЭС и ГЭС обеспечивается в одни и те же календарные годы. Затраты приводились к году пуска первого агрегата ГЭС, т. е. к 5-му году с начала строительства. В результате расчетов при ко- эффициенте приведения затрат £н.п = 0,08 получены приведенные к году т^5: капитальные вложения, млн. руб.: Агэс =641, /<кэс = 176,2;- приведенные ежегодные издержки, млрд, руб/год: /7ГЭС = 12,2,. #КЭС ~ 63,2; затраты, млн. руб/год: Згэс = 89,1, Зкэс =99,7. Аналогично предыдущему определяем: £ = (83,2 — 12,2)/(641 — 176,2) = 0,15 > £и; 7ОК = (641 — 176,2)/(83,2 — 12,2) = 6,5 лет < Тн; коэффициент снижения приведенных ватрат Р = (99,7 — 89,1)/99,7 = 0,106 > 0; 231
экономию приведенных затрат 99,7 — 89,1 = 10,6 млн. руб/год; отношение приведенных затрат а = 89,1/99,7 — 0,9 < 1. В этом случае ГЭС также оказалась экономически эффективнее КЭС, но ее показатели ухудшились по сравнению с расчетом без учета фактора времени. Таким образом, далее длительные сроки •строительства ГЭС по сравнению с КЭС ухудшают ее экономические показатели, что вполне закономерно. Для подтверждения этого не- обходимо проводить сравнительные экономические расчеты с учетом фактора времени. При расходе электроэнергии в размере 2 % на собственные нуж- ды с учетом потерь в трансформаторах себестоимость энергии составит: ГЭС игэс 10,4-ю«-100 crQr — ----= "ТС;.----~т;— «0,24 коп/кВт-ч. гэс 0,98Эгэс 0,98-4,5-10» Принимая по КЭС расход электроэнергии на собственные ды и на потери в трансформаторах в размере 5 %, определим стоимость энергии КЭС: якэс 86,2-10°-100 = ~0.95-4Д-10* =1’9 коп/кВт’4- нуж- себе- Величина С кэс является расчетной стоимостью, так как при ее определении расходы по топливу учитывались по замыкающим затратам в размере 40 руб/т усл. топ. при удельном расходе 0,36 кг/кВт-ч. Отметим, что производственная себестоимость электроэнергии всех тепловых электростанций Минэнерго СССР, включая атомные и теплоэлектроцентрали, составляет 0,8—1 коп/кВт-ч при сущест- вующих ценах на конкретное топливо, потребляемое теми или ины- ми электростанциями. Для ГЭС средняя себестоимость составляет 0,14 коп/кВт -ч. Для определения общей эффективности капиталовложений в ГЭС подсчитаем коэффициент рентабельности Эр. Для этого вос- пользуемся формулой Ц — ягэс — ЯЛЭп = —к-----------------• ЛГЭС “Г Ллэп Как было отмечено, К гэс =560 млн. руб., И гэс =10,4 млн. руб/год. Капитальные вложения в линии электропередачи Клэп ~ = 40 млн. руб., ежегодные издержки И лэп =2 млн. руб/год. В электроэнергетике стоимость продукции Ц, т. е. валовый до- ход от отпуска электроэнергии потребителям, определяется в основ- ном по двухставочному тарифу: ^ = 0,85(аЛН-^4 234
где а — плата за мощность, руб/кВт; N — мощность, используемая в пике графика нагрузки системы, кВт; Э — годовая выработка энергии, кВт-ч; 0 — плата за энергию, коп/кВт-ч. Коэффициент 0,85 учитывает расход- энергии на собственные нужды электростанции, потери в трансформаторах и линиях элек- тропередачи. Тарифы установлены на электроэнергию на шинах по- нижающих подстанций. Приближенное значение коэффициента рентабельности Эр опре- деляем, используя для суммарного отпуска электрической энергии двухставочный тариф, установленный для данной энергосистемы. Для рассматриваемого района а —42 руб/кВт, а 0=1,5 коп/ /кВт-ч. Значит, /(=110 млн. руб/год. Находим коэффициент рента- бельности 110—10,4—2 Эп =-------------« 0,16. р 560 + 40 Для энергетики норматив общей эффективности капитальных вложений не установлен. В 1979 г. по отдельным объединенным энергосистемам страны фактическая рентабельность (включая налог с оборота)1 составляла 6—9,1 %. Следовательно, рассматриваемая ГЭС рентабельна: Срок компенсации капитальных вложений за счет прибыли со- ставляет: т 560 4-40 Гкомп- п0_ 10>4_2 «6 лет. С учетом фактора времени приведенный коэффициент рента- бельности Эр будет меньше, а условный срок компенсации капи- тальных вложений больше, чем без учета фактора времени. Как бы- ло сказано (гл. 4), это объясняется тем, что при учете потерь «омертв- ления» капитальных вложений в период строительства приведенные капиталовложения К т получаются больше фактических К. С другой стороны, полная выработка электроэнергии ГЭС может быть полу- чена лишь после установки всех ее агрегатов. Поэтому при приве- дении капитальных вложений и стоимости энергии к году пуска пер- вого агрегата приведенная стоимость Ц хменьше стоимости Ц, опре- деленной jrio полной выработке энергии. Однако в рассматриваемом пщпшре Эр >0,1, что подтверждает экономическую эффективность Если тариф за мощность а=36 руб/кВт и за энергию 0= = 1 коп/кВт-ч, то /(==68,6 млн. руб/ год. Тогда Эр = 0,094 и ГКОмп= Ю,7 лет. Таким образом, при снижении тарифа за мощность с 42 до 36 руб/кВт и за энергию с 1,5 до 1 коп/кВт-ч, коэффициент рента- бельности уменьшился почти в 2 раза (с 0,!6 до 0,094) и соотг ветственно почти в 2 раза увеличился условный срок компенсации капитальных вложений (с 6 до 10,7 лет). Это свидетельствует о большом влиянии тарифа на рентабельность электростанции. 1 В тарифах на электроэнергию учитывается также налог с обо- рота. 235
Представляет интерес рост суммы капитальных вложений и еже- годных издержек по ГЭС и заменяемой КЭС. Для рассматриваемого примера при неизменных ценах и равенстве роста производительно- сти труда и заработной платы составляем табл. 13.1 и график 13.1. За период временной эксплуатации (годы 5-й, 6-й) и за 30 лет нор- мальной эксплуатации (годы с 7-го по 36-й) сумма ежегодных из- держек по ГЭС составила 322,8 млн. руб. Добавив к ней капиталь- ные вложения в размере 560 млн. руб., получим приблизительно 900 млн. руб. По заменяемой КЭС сумма ежегодных издержек (включая рас- ходы по топливу, подсчитанные по замыкающим затратам — 40 руб/т усл. топ.) определена в размере 2652,9 млн. руб. Добавив к ним капитальные вложения в размере 176 млн. руб., получим приблизи- тельно 2800 млн. руб. Разница суммарных расходов по КЭС и ГЭС составляет: 2800—900=1900 млн. руб., т. е. в три раза превосходит капитальные вложения в ГЭС — 560 млн. руб. Этот расчет имеет иллюстративное значение, так как он прове- ден без приведения разновременных затрат к одному году, без учета возможного изменения цен и тарифов и вместо цен на топливо при- няты замыкающие затраты — 40 руб/т усл. топ.). Экономия суммарных расходов, приведенная к году т=5, со- ставила: при £nn=0,08—Э у «440 млн. руб., а при £ип=0,05— «800 млн. руб. 236
Табл и ц а 13.1. Капитальные вложения и ежегодные издержки по ГЭС и заменяемой КОС Затраты Годы I Всего 1 1 2 3 4 1 5 1 6 7 1 8 1 9 1 10... ( 35 | 36 ГЭС Капиталовложе- 40 100 160 200 40 20 • 560 имя Ежегодные из- держки — — — —- 3 7,8 10,4 10,4 10,4 10,4... 10,4 10,4 322,8 Итого 40 140 300 500 543 570,8 581,2 591,6 602 612,4... 872,4 882,8 882,8 КЭС Капиталовложения — — — 50 75 51 — — — — — — 176 Ежегодные из- держки (без топ- — — — — 4,18 10,26 18,5 18,5 1,85 18,5... 18,5 18,5 569,44 лива) Топливо __ 15,2 37,26 67,7 67,7 67,7 67,7... 67,7 67,7 2083,46 Полные ежегодные издержки — — — — 19,38 47,52 86,2 86,2 86,2 86,2... 86,2 86,2 2652,9 Итого 50 144,38 242,9 329,1 415,3 501,5 587,7... 2742,7 2828,9 2828,9
При всех расчетах экономия получилась положительной: 1900, 440 и 800 млн. руб., но существенно различной. Потребность в топливе определялась в предположении, что для полупиковой КЭС (/(=500-?-130) удельный расход условного топ- лива на 1 кВт-ч в первые годы эксплуатации будет снижен за счет рационализации и улучшения режима работы КЭС от 0,36 до 0,3 кг. В расчетах принят средний за рассматриваемый период удельный расход условного топлива — 0,33 кг/кВт-ч. При нормальной экс- плуатации за рассматриваемый период в 30 лет суммарная потреб- ность в топливе составит более 45 млн. т усл. топ. Оно может быть сэкономлено в случае постройки гидроэлектростанции мощно- стью 1 млн. кВт. «При планировании капитальных вложений необхо- димо учитывать, что для замещения каждой тонны ус- ловного топлива необходимо вложить их в гидроэнерге- тику в 4 раза меньше, чем для такого же прироста добычи нефти и в 2 раза меньше, чем в угольную промыш- ленность. Это объясняется возобновляемостью гидро- энергоресурсов, возможностью поддерживать достигну- тый уровень энергодобычи без всяких затрат в противо- положность добыче органических видов топлива»1. 13.2. Определение экономической эффективности ГАЭС и ПЭС Особенностью гидроаккумулирующей электростанции (ГАЭС) кроме покрытия пиков электрической нагрузки в дневные часы суток является заполнение провалов на- грузки в ночные часы при работе ГАЭС в насосном ре- жиме. Это позволяет улучшить: режим работы крупных блоков КЭС и АЭС, которые не должны останавливать- ся в ночные часы, а также структуру электростанций энергосистемы, создавая предпосылки для повышения удельного веса в энергосистемах АЭС н крупноблочных базисных КЭС с наименьшими удельными расходами топлива. Кроме того, ГАЭС позволяет повысить качество электроэнергии в системе, что имеет весьма существен- ное значение. Таким образом, ГАЭС дают системный эффект, который должен учитываться в расчетах. Обычно сопоставляют два варианта развития энерго- системы: с ГАЭС и с заменяемыми электростанциями — полупиковыми КЭС, газотурбинными (ГТУ) и др. Пример. Сопоставим ГАЭС с ГТУ. ГАЭС имеет установленную мощность,- в турбинном режиме — 500 МВт, в насосном — 450 МВт. Выработка энергии ГАЭС—1-Ю9 кВт-ч, а энергия, потребляемая, 1 Плановое хозяйство, 1984, № 10, с. 73—77. 238
насосами, Э1{ — 1,43-10° кВт-ч. Капиталовложения ГАЭС: удель- ные— 220 руб/кВт, суммарные—110 млн. руб. Пользуясь данны- ми табл. 3.2 и 3.3 [30], определяем постоянные ежегодные издерж- ки по ГАЭС: Яност—2,5-106 млн. руб., без затрат на потребление энергии для насосов. Из двухставочного тарифа на энергию учиты- ваем только плату за электроэнергию р, которая в данном случае составляет 1 коп/кВт-ч. Плата за мощность исключается, так как в часы пиков нагрузки ГАЭС не потребляет, а генерирует энергию. Затраты на заполнение верхнего бассейна составляют, руб/год: Ззап.б = Р/Ю0Эн= 1/100-1,43-109 = 14,3-106. Полные затраты по ГАЭС составляют, руб/год: 5ГАЭС = ЕП К -1- # + Ззап.б = °> 12‘ 110* 106 + 2>5*106 + -|- 14,3-10° = 30- 10е. Согласно [30], в предварительных расчетах системный эффект ГАЭС Зреж может учитываться как экономия приведенных затрат по системе в размере 6 руб/год на 1 кВт насосной мощности, что составляет: 6-450-103=2,7-106 руб/год. Капитальные вложения в линии электропередачи оценены в раз- мере Клэп=7’106 РУб-, ежегодные издержки — Илэп = 0,35Х ХЮ6 руб/год. Отсюда Элэп = (0,12-7 + 0,35) 106= 1,19-106 руб/год. Сопоставимые затраты по варианту ГАЭС составят: 25ГАЭС = 5ГАЭС + 3ЛЭП 5реж = 30 + 1 • 19 — — 2,7 = 28,49 млн. руб/год. Заменяемая ГТУ должна иметь мощность Л/рТу =525 МВт и выработку электроэнергии около 1 млрд. кВт-ч. Удельные капитало- вложения по ГТУ составили 90 руб/кВт, следовательно, Кгту — = 90-525-103=47,25-10е руб. Постоянные ежегодные издержки составляют 10 % КГТУ , что дает: ЯПост = 0,10-47,254,72 млн. руб/год. Затраты на топливо при удельном его расходе 0,45 кг/кВт-ч и замыкающих затратах 64 руб/т усл. топ. составили: Зтоп = 0,45-64/1000-1.10» = 28,8- 10е руб/год. Так как ГТУ строят вблизи потребителей энергии, затраты на ЛЭП не учитываем. Полные затраты по ГТУ составят: ЗгтУ = 0,12К 4- Япост + Зтоп = 0,12-47,25 + 4,72 4- 4- 28,8 = 39,2 млн. руб/год. Так как S3 ГАЭС <3 гтУ , строительство ГАЭС считается эко- номически эффективным. При столь большой разнице в приведенных затратах учет фактора времени не может повлиять на полученный вывод. Общая эффективность капитальных вложений в ГАЭС ха- рактеризуется коэффициентом рентабельности д ^ТАЭС ^реж ^пост ^зар #<ЛЭП Р К ' К ЛГАЭС “Г А лэп 239
Стоимость электроэнергии ГАЭС определена по тарифам при плате за мощность а==36 руб/кВт и за электроэнергию р = = 1 коп/кВт-ч. В результате получаем: ДГАЭС = 0,85 (36.500- 103Ч- 1/100.1-10)9- 23,8-руб/год, отсюда 23,84- 2,7 —2,5— 14,3 — 0,35 0,08. Следовательно, и по показателю общей эффективности ГАЭС является рентабельной. Принимая расход энергии ГАЭС на собст- венные нужды и потери энергии в трансформаторах в размере 2 %, определяем стоимость энергии ГАЭС И + Ззар (2,5 4-14,3) I0M00 , _ , „ с — о------=-------------т—~™----------«1,72 коп/кВт-ч. ^ГАЭС ’°’98 0,98-109 Для ГТУ при расчете топлива по замыкающим затра- там расчетная стоимость энергии получается 4,46 коп/ /кВт • ч. В условиях СССР приливные электростанции (ПЭС) строят на Крайнем Севере на побережьях Баренцева^ Охотского и других морей, что предопределяет большие капитальные вложения и высокую себестоимость элект- роэнергии. Учитывая неравномерность работы ПЭС, ее эффективность целесообразно определять совместно с ГАЭС или гидростанцией, имеющей водохранилище для регулирования энергии ПЭС. Для очень крупных ПЭС мощностью в несколько мил- лионов киловатт может быть поставлен вопрос о созда- нии специальных производств на базе энергии ПЭС, на- пример производства водорода. 13.3. Экономика малых ГЭС Проектирование и строительство малых ГЭС в на- стоящее время получают все большее распространение во многих странах мира. Так, в десяти странах, включая КНР, Японию, Индию, ФРГ и др., насчитывается 130 тыс., в том числе в КНР — 90 тыс., в ФРГ — 30 тыс., в Индии — 2 тыс. малых ГЭС. Такая популярность ма- лых ГЭС вызвана целым рядом причин, из которых основными являются всевозрастающие стоимости всех видов органического топлива, интенсивное развитие гидроэнергетики в развивающихся странах, а также стремление использовать имеющиеся перепады уровней воды на неэнергетических гидроузлах, каналах и т. д. 240
Существует несколько классификаций малых ГЭС,, принятых в различных странах. Наибольшее распростра- нение получила следующая: Мощность, МВт МикроГЭС . <0,1 МиниГЭС . 0,1—1 Малая ГЭС 1—16 В нашей стране к малым ГЭС относятся гидроэлект- ростанции мощностью до 30 МВт, на долю которых, по данным института Гидропроект, приходится около 500 млрд. кВт-ч/год, или 24 % общего технического по- тенциала гидроэнергоресурсов СССР. По ориентировоч- ным данным, в 1982 г. в нашей стране в эксплуатации находились около 300 малых ТЭС с единичной мощно- стью до 10 МВт, суммарная мощность которых составля- ла около 600 МВт. По данным института Гидропроект, себестоимость энергии малых ГЭС находится в пределах 0,1—3,7 коп/кВт-ч. Наряду со строительством таких крупнейших гидро- электростанций, как Саяно-Шушенская мощностью 6400—7200 МВт, в нашей стране имеются благоприят- ные условия для строительства новых и восстановления многих законсервированных ранее малых ГЭС. Их стро- ительство целесообразно в следующих случаях: 1) для использования напора на существующих плотинах и во- дохранилищах, построенных для водоснабжения, ороше- ния и т. п.; 2) для использования перепадов уровней на ирригационных каналах; 3) для электроснабжения уда- ленных, изолированных районов с полной или частичной (на несколько месяцев) заменой работающих дизельных электростанций, потребляющих нефтяное топливо; 4) для совместной работы с другими электростанциями; 5) при комплексном использовании водных ресурсов малых и средних рек. Экономика малых ГЭС в значительной степени зави- сит от унификации их оборудования, типов зданий ГЭС и автоматизации процесса их эксплуатации. Большое значение для повышения их эффективности имеет сокра- щение сроков строительства. Рассмотрим определение технико-экономических по- казателей малых ГЭС при различных вариантах их пользования. 16—339 241
1. Использование малой ГЭС только в энергетических целях. Если гидростанция может работать только в те- чение нескольких месяцев в году (как, например, это имеет место в суровых условиях Крайнего Севера, Кам- чатки, высокогорных районах, где малые реки зимой полностью промерзают), их эффективность определяется экономией топлива Згэс Зтопл ’ где 3 затраты по ГЭС на ее строительство, оборудование и эксплуатацию1 *; ЗТОпл— замыкающие затраты на топливо, которое потребовалось бы израсходовать при отсутствии рассматриваемой ГЭС. Целесообразность строительства ГЭС должна быть проверена по условию ее рентабельности Зр = (Д-Ягэс)/Кгэс, где Ц — стоимость 1 кВт-ч, принимаемая по тарифам для данного района; ИуЭс—ежегодные издержки эксплуатации; /<гэс—капи- тальные вложения по ГЭС. Если малая ГЭС может заменить мощность и выра- ботку энергии альтернативной, например газотурбинной электростанции, ее эффективность определяется по ус- ловию _ 5гэс §з ’ где Зэ — приведенные затраты по заменяемой электростанции. В этом случае при определении коэффициента рента- бельности учитывают имеющиеся в тарифах данные по плате за мощность и потребляемую энергию. 2. Строительство малой ГЭС намечено для исполь- зования перепада уровней на построенных плотинах, водохранилищах или действующих ирригационных ка- налах. В этом случае капитальные вложения опреде- ляют по стоимости пристройки здания ГЭС к существу- ющей плотине или ирригационному каналу. Затем под- считываются ежегодные издержки по эксплуатации. Для расчета коэффициента рентабельности определяют по тарифам стоимость электроэнергии для ГЭС, дающих только сезонную выработку, и для ГЭС, работающих и в период прохождения годового максимума нагрузки в энергосистеме. 1 Малые ГЭС должны строиться в течение 1—1,5 лет, поэтому для них используется формула затрат (4.3). 242
3. Проектирование малой ГЭС в составе крупного ирригационного канала, другого водовода или при круп- ном водохранилище. В этом случае предполагается, что по длине канала или водовода имеются перепады уров- ней, которые могут служить для энергетического исполь- зования, т. е. строительства на них малых ГЭС. Для строительства малых ГЭС можно использовать также напор не энергетического гидроузла (например для оро- шения, водоснабжения и др.), образующийся при соору- жении водохранилищ. При этом используемый напор при известной величине расхода должен быть экономи- чески оправдан. На гидроэнергетику в этих случаях относят только выделимые затраты. Их определяют как разность капи- тальных вложений в водохозяйственный объект при на- личии и отсутствии ГЭС. Другими словами, на энергети- ку относят капитальные вложения, обусловленные удо- рожанием объекта, получающимся при постройке ГЭС. Соответственно подсчитывают ежегодные издержки по ГЭС и коэффициент рентабельности, по которому опре- деляют эффективность строительства ГЭС при данном водохозяйственном объекте. 4. Малая ГЭС в составе проектируемого комплексно- го водохозяйственного гидроузла местного значения на небольшой реке. Экономическая эффективность гидроузла определяется по коэффициенту рентабельности (см. гл. 8). Распределение затрат по ВХК между его участника- ми проводят либо по методу одинаковых коэффициентов рентабельности для всех участников ВХК, либо по мето- ду выделимых затрат. В последнем случае отнесенные на энергетику затраты представляют собой увеличение капиталовложений и ежегодных издержек комплекса при включении в него малой ГЭС. При выборе окончательного решения о строительстве малой ГЭС во всех рассмотренных выше случаях необ- ходимо особенно учитывать экономию органического топлива. Целесообразно снижение нормативной рента- бельности до 0,05 и ниже. Удешевление гидромеханичес- кого и электрического оборудования за счет его унифи- кации и стандартизации и другие меры позволят повы- сить экономичность малых ГЭС. 16* 243
ГЛАВА 14. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ 14.1. Общие положения В нашей стране построенные, строящиеся и намечен- ные к строительству насосные станции (НС) в количест- венном отношении значительно превосходят гидроэнерге- тические установки других типов: ГЭС, ГАЭС и ПЭС. Однако по единичной установленной мощности НС на- много уступают ГЭС и ГАЭС. Например, самая крупная Каховская НС имеет мощность 168 МВт с подачей .530 м3/с, а Саяно-Шушенская ГЭС будет иметь мощ- ность 6400—7200 МВт. Насосные станции имеют широкое применение. Их строят для: 1) орошения; 2) водоснабжения атомных и конденсационных электростанций, работающих на орга- ническом топливе; 3) технического, питьевого и пожар- ного водоснабжения ГЭС, ГАЭС; 4) промышленного и коммунального водоснабжения; 5) перекачки промыш- ленных и коммунальных стоков в системах водоочистки; 6) гидротранспорта полезных ископаемых: руды, угля и т. д. Графики водоподачи насосных станций различно- го назначения представлены на рис. 14.1. Массовое строительство насосных станций может дать весьма существенный экономический эффект, если их схемы, параметры сооружений и оборудования выбра- ны наиболее экономичными и удовлетворяют требовани- ям надежности и долговечности в работе. .Особое значение имеет оборудование насосных стан- ций, которое должно соответствовать последним дости- жениям в энергетическом машиностроении. В некоторых случаях, например в системах орошения, насосные стан- ции могут и должны строиться с учетом их работы в ре- жиме насосного аккумулирования энергии, для чего на НС должна предусматриваться установка обратимых аг- регатов. Такие агрегаты, как известно, могут работать как в насосном режиме, потребляя электрическую энер- гию, так и в турбинном, генерируя и отдавая ее в энер- госистему в часы пика электрической нагрузки. В эко- номически обоснованных случаях можно предусмотреть работу НС в режиме синхронного компенсатора для улучшения cos ср энергосистемы и поддержания необхо- димого напряжения в электрической сети. 744
Работа насосной станции в режиме ГАЭС возможна в месяцы отсутствия или снижения потребности в воде для орошения, а в отдельных случаях — в периоды оро- сительной нагрузки. Для работы насосной станции в режиме ГАЭС необ- ходимы верхний и нижний резервуары. Если водозабор для орошения осуществляется из реки, водохранилища или озера, отпадает необходимость в сооружении специ- ального нижнего резервуара. При преобразовании НС в ГАЭС значительная доля затрат может и должна отно- ситься на Минэнерго. Насосная станция в ряде случаев может выполнять функции потребителя—регулятора электрической на- грузки с остановкой в часы повышенного потребления электроэнергии в системе. В таком случае в остальные часы суток она должна давать повышенный расход воды, а это потребует увеличения установленной мощности НС и пропускной способности водоподводящих и водоотводя- щих устройств. При этом соответствующие капитальные вложения должны быть отнесены на Минэнерго и сниже- на оплата за потребляемую электроэнергию, так как в 245
Рис. 14.2. Продольные профили каналов а — Москва—Волга им. Москвы; и — Днепр—Донбасс; в — Иртыш—Караганда часы пика электрической нагрузки в энергосистеме на- сосная станция не работает. В нашей стране построены и строятся каскады насос- ных станций для орошения и водоснабжения. Уже по- строены: каскад из 22 НС канала Иртыш — Караганда с суммарной высотой подъема воды 475 м и суммарной мощностью НС 440 МВт; каскад из 12 НС первой очере- ди канала Днепр — Донбасс; семь насосных станций пер- вой очереди Каршинской оросительной системы (рис. 14.2) и др.; проектируются и начаты строительством кас- 246
кады с крупными насосными станциями каналов Вол- га— Урал, Дунай — Днепр, второй очереди Волга — Дон. При строительстве каскадов насосных станций боль- шой экономический эффект может быть получен при ти- пизации всех или большинства насосных станций и их оборудования. Особое значение имеет вопрос о строительстве ГЭС средней или малой мощности на оросительных каналах. Если насосная станция проектируется одновременно с выбором трассы канала, то при наличии перепадов уров- ней на канале необходимо рассмотреть вопрос об их энергетическом использовании для строительства гидро- электростанций. Использование насосных станций в режимах ГАЭС и синхронных компенсаторов, а также использование пере- падов на каналах для строительства гидроэлектростан- ций свидетельствует о широком народнохозяйственном подходе к использованию водных ресурсов страны. Для переброски части стока сибирских рек в Сред- нюю Азию и Казахстан должен быть построен канал дли- ной более 2000 км, рассчитанный на расход воды в 2000 м3/с. На такую же подачу должны быть запроекти- рованы и насосные станции. Технико-экономическое обо- снование типа и мощности насосов потребует коренного переустройства в насосостроении. В одном из вариантов переброски части стока северных рек в южные районы европейской части СССР предусмотрено строительство мощной НС — ГЭС — ГАЭС, которая помимо своего ос- новного назначения — перебрасывать сток с севера на юг в период половодья, сможет работать как гидроэлектро- станция с пропуском избыточных расходов реки-донора в естественном направлении, т. е. в Северный Ледовитый океан. В условиях, когда необходима работа в насосном и в турбинном режимах, станция может быть приспособле- на и для работы в режиме гидравлического аккумулиро- вания энергии. Решение таких крупных проблем, как территориаль- ное перераспределение стока в больших масштабах, строительство крупнейших каналов с насосными стан- циями и т. п., должно приниматься на основе глубокого анализа экономических, социальных и экологических ас- пектов. 247
Off водной канал Отбор 35204 352,62 357,34 350,11 i *0,000Iff 307,60 307.35 о‘0,000Iff 2.69,46 260,87 261,26 258,22„ /$55,76^252.72y P-0,17. 306,45 303.49^ ^ЗдЯО^ЩЮ (.--0,00015 283,55 283,46 1^2ff 5 28226 I 27^85/^.70 c ^0,00015 1 328.93 328,61 *327,73 J27J2 VpoSet/t боды при Q--/75 „Ос 246,5 /46,5 Водохранилище 1940 /? Амударья ^39,7^736^ . / ^3,0000'' ’^Z 77947 " Дно канала 20bb3 7373 20178 4552 375,54 375,41 Рис. 14.3, План (а) и продольный профиль (6) Кар ши нс кого магистрального канала
14.2. Технико-экономическое обоснование параметров насосных станций Основными параметрами насосной станции являются: расчетная подача воды Q, м3/с, расчетный напор Нр, ус- тановленная мощность Мес и число агрегатов. Расчетная подача воды определяется экономически обоснованной потребностью сельского хозяйства, про- мышленности, коммунального хозяйства городов и посел- ков. Так, применяемые нормы для орошения завышены, а это влечет за собой отрицательные последствия, напри- мер засоление орошаемых земель. Существующие нормы должны быть пересмотрены и изменены на основе ана- лиза практики орошения. Расчетная потребность в воде для орошения должна определяться по прогрессивным нормам полива и максимальной водоподаче Qmax с диф- ференциацией по водности лет, а в пределах года — по месяцам оросительного периода с учетом потребности в воде в остальные месяцы для промыва оросительной сети. Для орошения необходимо строить экономически обоснованный совмещенный график полива различных сельскохозяйственных культур. Для промышленного и коммунального водоснабжения особенно важно учесть изменение водопотребления в ре- зультате намечаемых к реконструкции или расширению промышленных предприятий, а также роста населения городов и поселков. С ориентацией на экономное расходование воды долж- на быть определена расчетная водоподача насосной станции, т. е. максимальный расход воды, м3/с, необхо- димый для орошения и водоснабжения. Расчетный напор определяется высотой подачи воды с учетом его потерь в водоподводящих и водоотводящих сооружениях. Если насосная станция проектируется для работы на закрытую напорную оросительную сеть, напор низко- и средненапорных НС в значительной мере будет опреде- ляться его потерями в распределительной сети. Поэтому при выборе расчетного напора НС необходимо прини- мать экономически обоснованную распределительную сеть. Оптимальный расчетный напор НС в таких случаях должен выбираться из условия °тн.с “Ь Зтсеть—> min, 249
где 3 тнх — расчетные затраты по насосной станции, включая стои- мость потребляемой энергии; 3 тсеть— расчетные затраты по распре- делительной сети. Установленная мощность НС определяется по числу и мощности ее агрегатов. Число рабочих агрегатов оп- ределяется по условию 3% ->min, а число резервных агре- гатов назначается по СНиП 11-52-74 и зависит от числа рабочих агрегатов и категории надежности НС: Число рабочих агрегатов Число резервных агрега- тов для НС категорий: 1 2—3 4—6 7—9 10 и более I . 2 2 2 3 4 II 1 1 2 3 4 III 1 1 1 2 3 Насосные станции для АЭС и КЭС, работающих на органическом топливе, в зависимости от схемы водо- снабжения относятся к I или II категории, для ороси- тельных систем — к II и III категориям. Число резервных агрегатов для НС оросительных систем обосновывается с учетом графика водоподачи и ремонта агрегатов. До- пускается не устанавливать резервные агрегаты, если продолжительность максимальной водоподачи Qmax^l— 1,5 мес. 14.3. Технико-экономическое обоснование сооружений и оборудования насосных станций Одним из основных сооружений насосной станции яв- ляется водозаборное устройство. Выбор оптимальной схе- мы водозабора и его конструкции для крупных насосных станций требует проведения лабораторных исследований на модели. Оптимальное решение принимается по крите- рию минимума расчетных затрат, в которые должны включаться затраты по самому сооружению и стоимость потерь электроэнергии, обусловленных потерями напора в водозаборном сооружении. По такому же критерию оп- ределяются оптимальная конфигурация всасывающей трубы, диаметр водоотводящего трубопровода, конструк- ция и габариты водовыпуска, если вода подается в от- крытый бассейн или канал. Исключительно большое значение имеет обоснование оптимального типа и параметров насоса и агрегатного блока. До настоящего времени даже для крупных насос- 250
ных станций с напорами до 20—25 м принимают осевой насос с вертикальным валом и осевым отводом воды от насоса, переходящим в коленчатый трубопровод. Макси- мальный диаметр рабочего колеса такого насоса состав- ляет 2,6 м. Профессором В. И. Виссарионовым предложена кон- струкция агрегатного блока для вертикального осевого насоса с диагональным отводом воды в спиральную ка- меру л далее в прямолинейный трубопровод. (В одном из вариантов блока им намечен осевой отвод воды в спи- ральную камеру и затем в прямолинейный трубопровод.) По расчетам В. И. Виссарионова применение вертикаль- ного осевого насоса со спиральной камерой дает умень- шение длины вала насоса в 2—2,5 раза, снижет общую строительную высоту здания НС на 7 значительно уменьшает вибрацию агрегата и упрощает его эксплуа- тацию. По аналогии с освоенными поворотно-лопастны- ми турбинами, диаметр которых превышает 10 м, допу- стимым диаметром насоса можно считать 8 м и более. При этом в несколько раз уменьшается число агрегатов и достигается значительная экономия объема работ и ка- питальных вложений по крупной насосной станции с большой водоподачей. Так, при существующей компоновке блоков для переброски 2000 м3/с расхода сибирских рек в Среднюю Азию и Казахстан не- обходимо установить 58 насосов с максимальным диаметром 2,6 м. Новая компоновка блока со спиральными камерами позволит огра- ничиться 6 насосами диаметром 8,5 м, которые обеспечат ту же по- дач)? 2000 м3/с [10]. При этом может быть получена весьма значи- тельная экономия по зданию и оборудованию НС. При напорах до 12—15 м экономически выгодно ус- танавливать капсульные насосные агрегаты с горизон- тальным валом. Так, на НС с напором 12—15 м и водоподачей Q = 1500 м3/с при существующей компоновке блока необходимо установить 56 верти- кальных насосов с предельным диаметром 2,6 м. Вместо них можно установить 6 капсульных агрегатов с горизонтальным валом и диа- метром насоса 7,5 м, что позволит уменьшить объем строительных работ примерно в 5 раз [10]. Для выявления полного экономического эффекта не- обходимо провести сопоставление по КПД агрегатов, для чего должны быть получены энергетические характерис- тики агрегатов п их блоков новой компоновки. Энергетическое машиностроение пока еще не освоило насосы больших диаметров, и поэтому проектировщики 251
не располагают заводскими энергетическими характе- ристиками крупных насосов. Приведенные выше данные показывают, что внедрять- новые компоновки блоков с крупными насосами эконо- мически целесообразно. 14.4. Экономическое обоснование оптимальных схем каскадов насосных станций систем орошения и водоснабжения Оптимизацию всего каскада насосных станций надо проводить по методу сравнительной экономической эф- фективности. Расход воды, т. е. подачу ее головной на- насосной станцией и отбор воды по длине канала и трубо- провода, считают заданными. Их определяют по прогрес- сивным нормам орошения земель и водопотребления про- мышленностью. Каскад НС может иметь комплексное назначение, например для водоснабжения промышлен- ных предприятий, городов и населенных пунктов и оро- шения. В каждом варианте каскада все сооружения и обо- рудование каждой насосной станции должны быть оп- тимальными. Каждый из сравниваемых вариантов каска- да НС должен быть также оптимальным, с одинаковой степенью надежности насосных станций и одинаковой степенью удовлетворения требований водопотребителей. Для каждого варианта каскада должны быть намече- ны оптимальная очередность строительства насосных станций и сроки постройки каждой из них. Если все варианты по социальным и экологическим условиям практически равнозначны, оптимальным счи- тается тот, который имеет минимум расчетных затрат, подсчитанных с учетом фактора времени. Критерий оптимальности можно представить в таком виде: 23r^-min’ (,4-о где т — год приведения затрат. В общем случае имеем: 23т=(3а+3„.с + 3каи)т> (14.2) где Зк— расчетные затраты по водозаборным сооружениям головной насосной станнин; Зн.с — то же, по насосным станциям с их водо- 252
подводящими и водоотводящими сооружениями, понижающими под- станциями и линиями электропередачи; Зкак — то же, по каналам. Если какие-либо сооружения, например водозаборные подстанции и линии электропередачи, остаются практи- чески одинаковыми, их затраты можно в расчет не вводить. Необходимо помнить, что исходные данные по объе- мам работ и их стоимости, а также по очередности и срокам строительства насосных станций не могут счи- таться абсолютно точными. Поэтому из вариантов с близкими минимальными значениями рекомендует- ся принимать вариант с меньшими затратами дефицит- ных материалов, трудовых ресурсов и т. д. Если в каком-либо варианте эффект ДЭф, получаемый потребителями, достигнут быстрее, его необходимо вы- честь из расчетных затрат этого варианта (см. § 10.3). Эффект от более ранней подачи воды на поля для орошения может быть определен по величине чистого до- хода, получаемого от сельскохозяйственной продукции. Если варианты каскада существенно различаются по социальным и экологическим последствиям, в каждом из них целесообразно определить ущерб по сравнению с лучшим вариантом. Подсчитанный ущерб, точнее его раз- ницу ДУщ, следует добавлять к расчетным затратам со- ответствующего варианта. В общем случае критерием оптимальности следует считать 2 3т — Д Зф -|- ДУЩ -> min. (14.3) Если ущерб не может быть выражен в рублях, его наличие должно быть учтено при качественной оценке вариантов. Перспективным следует считать метод многокритери- альной (многоцелевой) оптимизации. Его целесообразно применять в сложных случаях. Этот метод еще недоста- точно разработан в части экспертных оценок и поэтому может применяться в основном для выбора варианта среди практически равноэкономичных вариантов каскада насосных станций. Оптимизацию каскадов НС целесооб- разно проводить, используя ЭВМ. Вопросы применения автоматизированных систем проектирования насосных, станций и их каскадов изложены в § 18.4. 253
14.5. Определение экономической эффективности насосных станций Чаще всего для оценки эффективности насосной стан- ции используют: удельные капитальные вложения на 1 м3 годовой водоподачи, на 1 м3/с с максимальной водопода- чи и себестоимость 1 м3 воды. Такой элементарный рас- чет применяется по двум причинам: из-за отсутствия та- рифа для некоторых водопотребителей и значительных трудностей в определении чистого дохода от водоснаб- жения. Экономическую эффективность насосных станций на- до определять по показателям общей (абсолютной) эко- номической эффективности капитальных вложений. Наиболее простым методом можно считать определе- ние экономической эффективности по коэффициенту рен- табельности капитальных вложений. При этом следует придерживаться принципа определения эффективности по конечной продукции. Так, эффективность насосных станций, строящихся для орошения, должна была бы оп- ределяться по доходу, получаемому от увеличения уро- жайности сельскохозяйственных культур. Однако здесь имеются большие затруднения в объективном определе- нии прироста урожая, получаемого за счет орошения. Этот метод в той или иной степени может быть применен для определения экономической эффективности насосно- го орошения от небольших внутриколхозных и внутрисов- хозных насосных станций, строящихся за счет собствен- ных ресурсов. Коэффициент рентабельности капитальных вложений может быть подсчитан по формуле АЯ-Ян.с~Яо.с *И.С + ^о.с (14.4) где ДЯ— стоимость дополнительного урожая сельскохозяйственных культур, получаемых за счет орошения; /Сн е и Ко с—капитальные вложения, или стоимость сооружения, соответственно насосной стан- ции и оросительной сети открытого или закрытого типа, включая стоимость поливочных агрегатов; /7н.с = Сн.с; Ио с = Со.с — ежегод- ные издержки И, или себестоимость эксплуатации С, руб/год, соот- ветственно насосной станции и оросительной сети, включая эксплуа- тацию поливочных агрегатов и плату за электроэнергию для насосов. Определение экономической эффективности крупных насосных станций имеет свои особенности. Как известно, для таких оросительных систем амортизационные отчпе- 254
ления не включают в ежегодные издержки по эксплуата- ции. Однако для получения сопоставимых данных целесо- образно соблюдать общий порядок определения ежегод- ных издержек и себестоимости продукции, т. е. включать в расчет и амортизационные отчисления. Определенные трудности возникают и в определении доли урожая, получаемого за счет орошения, учитывая, что урожай сельскохозяйственных культур зависит так- же и от удобрений, агротехнических мероприятий и т. п. Для районных агропромышленных объединений (РАПО) можно рекомендовать определение экономической эф- фективности по конечной продукции, т. е. приросту уро- жая сельскохозяйственных культур. Для большинства оросительных систем, не входящих в РАПО, эффективность капитальных вложений, а при эксплуатации эффективность основных и оборотных фон- дов целесообразно определять по полезно используемо- му в сельском хозяйстве объему воды. Определять эффективность насосных станций и оро- сительных систем по объему водоподачи не рекоменду- ется, так как подача расчетного расхода воды, т. е. Qpacll=Qmax> в дождливый период приносит не пользу, а вред для орошаемых земель. Для крупных оросительных систем с насосной водоот- дачей рентабельность можно определять по формуле Ц И н.с #каи Кц.с ^кан (14.5) где Ц — стоимость полезно-используемого объема воды в сельском хозяйстве, подсчитываемая по замыкающим затратам на воду или по тарифам, если они будут введены; Кн.с— капитальные вложения в насосную станцию, включая водозаборное устройство, водовыпуск и понижающую подстанцию; Ккаа — капитальные вложения в маги- стральный канал; Ин.с и ИКМ1 — ежегодные издержки, включая амор- тизационные отчисления, соответственно по насосной станции и ка- налу и плату за электроэнергию для насосов. По (14.5) можно определять также и рентабельность капитальных вложений для насосной станции водоснаб- жения. В случае трубопроводного транспорта воды вмес- то /Скай и Якан надо в (14.5) подставить капитальные вложения и ежегодные издержки по трубопроводу. Для насосных станций систем водоснабжения кон- денсационных станций (АЭС и КЭС) ежегодные издерж- ки по НС, прудам-охладителям и т. п. входят в суммарные издержки электростанций и в себестоимость элек- 255
троэнергии. Поэтому для таких систем водоснабжения, включая насосную станцию, ограничиваются определени- ем удельных капитальных вложений на 1 м3 годовой во- доподачи и себестоимости 1 м3 воды и сопоставляют их с аналогичными показателями для АЭС и КЭС, работаю- щих на органическом топливе. ГЛАВА 15. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ МОРСКИХ ВОДНО-ТРАНСПОРТНЫХ И ДРУГИХ СООРУЖЕНИЙ 15.1. Основные положения и методы расчета Водный транспорт приобретает все большее значение в народном хозяйстве. Решениями партии и правитель- ства перед ним поставлены ответственные задачи: зна- чительное повышение его эффективности и экономично- сти строительства водно-транспортных сооружений, сни- жение стоимости и всемерное ускорение перевозок. Для водного транспорта имеют практическое значе- ние все рассмотренные выше экономические показатели: полные и удельные капиталовложения, издержки эксплу- атации, себестоимость перевозок, прибыль, срок окупае- мости и др. Водный транспорт разделен на два самостоятельных вида: речной и морской. Грузооборот морского транспорта растет из года в год. С 1975 по 1980 г. перевозки грузов морским флотом СССР увеличились с 192 до 250 млн. т в год. Среднегодо- вой прирост морских перевозок составляет около 8 % (перед второй мировой войной он не превышал 1,5%). Эта тенденция роста объема морских перевозок сохраня- ется в настоящее время, и для увеличения грузооборота открываются новые грузовые линии, связывающие раз- личные порты нашей страны и других стран; проектиру- ются и строятся суда все большего водоизмещения; по- являются суда нового типа, обеспечивающие ускорение погрузочно-разгрузочных операций, что позволяет сокра- тить время обработки судна в портах, снизить продолжи- тельность их простоев и увеличить время нахождения в пути, т. е. повысить степень использования судов по их прямому назначению — перевозке всевозможных грузов. Полный цикл судна состоит из времени нахождения 256
его в пути (доставка грузов в одном направлении и пере- ход в обратном без груза — под балластом или чаще с грузом, перевозимым во встречном направлении), време- ни ожидания в порту для постановки под погрузку и раз- грузку и времени, необходимого для самих погрузочно- разгрузочных операций. Сокращение последнего, как и увеличение скорости движения судов, имеет наибольшее значение для повышения эффективности морского и реч- ного грузового транспорта. Для этого был освоен вы- пуск судов с горизонтальной схемой погрузки и разгруз- ки (суда типа «ролкер»). При этой схеме все перевози- мые штучные грузы (в большинстве своем колесная тех- ника и контейнеры международного стандарта) достав- ляются на борт судна по специальной аппарели, откиды- вающейся в кормовой части судна, специальными погруз- чиками. Контейнеры загружаются на палубу судна су- довыми стрелами или контейнерными перегружателями. Нестандартные штучные грузы доставляются и перево- зятся судами типа «ролкер» на специальных платфор- мах-флетах, к которым груз прикрепляется на весь пери- од с момента поступления его в порт и до прибытия к месту назначения. Суда типа ЛО—ЛО обеспечивают по- грузку и разгрузку своими грузоподъемными средствами. Для этого судно оборудовано мощным крановым обору- дованием, способным в короткий срок загрузить и раз- грузить трюмы. Широкое распространение получили кон- тейнерные перевозки, осуществляемые на специальных контейнеровозах, погрузка и разгрузка которых прово- дится на специально оборудованных причалах. Для перевозки навалочных грузов используют суда- балкеры (в отечественной практике — углерудовоз), применение которых позволило снизить стоимость пере- возок почти в 2 раза. Для сокращения порожних рейсов в обратном направлении созданы суда типа ОБО (пере- возка насыпью руды и других грузов, обратным рей- сом— нефтепродукты в специальных емкостях; в отече- ственной практике — суда типа «навал — налив»), а так- же совершенно новый класс судов — лихтеровозы, при- способленные для перевозки плавучих контейнеров — барж, погружаемых на судно с воды и выгружаемых на воду судовыми кранами (суда типа «ЛАШ») в не обору- дованных глубоководными причалами портах. Большое народнохозяйственное значение имеет реч- ной транспорт, обеспечивающий перевозки внутри стра- 17—339 257
ны большого количества навалочных грузов и нефтепро- дуктов. Увеличение грузооборота и снижение себестои- мости перевозок речного транспорта достигаются освоением новых водных путей, увеличением судоходных глубин и применением новых типов судов большого во- доизмещения и с повышенной скоростью хода. Широкое применение в последние годы получили также суда типа «река — море» (сухогрузы и танкеры), осуще- ствляющие перевозки по Волге, Каме, Днепру, каналам Волго-Донскому, Москва — Волга, Волго-Балтийскому, Беломорско-Балтийскому с выходом в Черное, Каспий- ское, Балтийское, Средиземное и другие моря. Выбор типов, конструкций и размеров портовых со- оружений, судоходных шлюзов, их компоновки, материа- лов, используемых при их сооружении, и оптимальных способов их возведения проводится на основе технико- экономического сравнения всех возможных вариантов. В пределах настоящего курса рассматриваются прин- ципы решения некоторых экономических задач, возника- ющих при проектировании, строительстве и эксплуата- ции сооружений, обслуживающих водный транспорт. К основным транспортно-экономическим характерис- тикам порта относятся его грузооборот, пропускная спо- собность, судооборот и судоемкость. Грузооборот порта представляет собой общую массу грузов, проходящих через порт в обоих направле- ниях (вывоз и ввоз) за определенный отрезок времени, и измеряется в т/год, т/мес, т/сут. Если в порту произво- дится перевалка грузов на рейде с судна на судно (с мор- ских на речные или обратно), в грузооборот порта в ви- де отдельной статьи включаются и эти грузы. Грузообо- рот является основным показателем работы порта. В зависимости от него определяются категория порта и па- раметры его основных элементов, принимаются схемы пе- регрузочных работ и разрабатывается генеральный план порта. По видам грузов грузооборот портов общего назначе- ния имеет обычно очень неоднородную структуру, при этом номенклатура грузов, обрабатываемых в портах, все время расширяется. В качестве основных можно выде- лить: генеральные, или штучные; массовые — навалоч- ные, наливные и особорежимные (взрывоопасные, ре- фрижераторные и др.). Грузооборот порта непостоянен и может меняться в течение времени как по величине, так 258
и видам составляющих его грузов. Это зависит от изме- нения плана перевозок по стране в связи с общим разви- тием народного хозяйства и международной конъюнкту- рой. В нашей стране величина грузооборота для опреде- ленного порта с распределением его по основным видам грузов и их направлению устанавливается на ближайшее пятилетие в соответствии с общим планом развития на- родного хозяйства страны, что предопределяет планомер- ное и гармоничное развитие всех портов. Пропускная способность порта представ- ляет собой максимальное количество грузов, которое мо- жет быть переработано (перегружено) в порту за опре- деленный промежуток времени. Пропускная способность порта определяет его максимально возможный грузообо- рот и должна быть выше его расчетного значения. При определении пропускной способности порта исходят из условия минимальных потерь на простой судов флота, береговых сооружений и оборудования. Пропускная способность порта зависит от типа уста- новленного в порту оборудования, режима работы порта, продолжительности навигации, грузоподъемности судов, работы транспорта, обслуживающего порт, используе- мой механизации и технологии перегрузочных работ. Кроме того, пропускная способность порта в значитель- ной степени зависит от видов грузов и определяется для каждого из них в отдельности. Общая пропускная спо- собность порта равна сумме его пропускных способно- стей по отдельным видам грузов. Судооборот порта выражается числом судов, посеща- ющих порт за год, месяц или сутки. Судооборот порта складывается из суммы частных грузооборотов, которые определяют исходя из грузооборота порта по каждому виду грузов или однородной их группе и гру- зоподъемности расчетного судна. Судооборот порта Пс может быть вычислен по следующей формуле: ”-5ад' "sj> где Qi — грузооборот порта по данному виду грузов за рассматри- ваемый промежуток времени, т; Di — средняя грузоподъемность суд- на для данного вида грузов, т; pi — коэффициент использования грузоподъемности судов, зависящий от перевозимого груза: для тя- желых (руда, соль и т. п.) он может быть равен 1, для зерновых — 0,7—0,9 и т. д. Наименьшее значение коэффициент р, имеет при пе- ревозке легких грузов, например, хлопка, стекловаты и т. п. 17* 259
Грузоподъемность и размеры расчетных судов для каждого вида грузов устанавливают на базе технико- экономических расчетов исходя из минимальной себесто- имости перевозок грузов. При этом учитывают: грузообо- рот порта по данному виду грузов, дальность перевозки, стояночное время судов в порту, скорость их хода, а также влияние возможного увеличения осадки судов в порту и на подходе к нему, которое связано с ростом стоимости дноуглубительных работ. Для речных портов расчетные типы судов принимают в соответствии с установленными типами и водоизмеще- нием. Зная судооборот порта, можно определить требуемую судоемкость порта, т. е. количество единовременно раз- мещенных судов в порту. Если принять, что полное время стоянки судна в пор- ту в среднем составляет tn суток, общее число судо-суток за период навигации составит пс tn, а требуемая судоем- кость порта будет равна: т = (15.2) где N — число дней навигации; cti и аг— коэффициенты соответст- венно месячной и суточной неравномерности захода судов в порт. При проектировании порта пропускную судоем- кость следует принимать несколько больше вычисленной по формуле. Требуемая судоемкость порта может быть определе- на и на основе теории массового обслуживания, основан- ной на методах теории вероятности. 15.2. Сравнение вариантов рейдовых и портовых погрузочно-разгрузочных операций При развитии морского транспорта и освоении новых районов морского побережья необходимо решать вопрос о целесообразности строительства или глубоководного порта, или осуществления рейдовых операций, при кото- рых сооружаемый порт обеспечивает погрузочно-разгру- зочные операции только лишь малых судов, перевозящих грузы с большого судна, стоящего на рейде (рис. 15.1). Учитывая, что рассматриваемые варианты различа- ются между собой первоначальными капиталовложения- ми и необходимыми эксплуатационными расходами, срав- нение их должно проводиться по величине приведенных затрат 3, 260
Рис. 15.1. Рейдовые (л) и портовые (б) погрузочно-разгрузочные работы В варианте разгрузки судна на рейде величина пер- воначальных капиталовложений сравнительно невелика и определяется стоимостью судов, обеспечивающих пере- возку грузов от разгружаемого морского судна до берега и стоимостью портовых сооружений, обеспечивающих разгрузку. Величина эксплуатационных расходов в зна- чительной степени зависит от количества перерабатыва- емого груза и растет с его увеличением. Таким образом, и величина приведенных затрат 3^йд будет существен- но зависеть от количества перерабатываемого груза (рис. 15.2). При определении эксплуатационных расходов в рас- сматриваемом варианте необходимо учитывать возмож- ность неблагоприятных погодных условий, способных задержать эти работы, а также снижающих производи- тельность при их выполнении. Необходимо также иметь в виду, что при рейдовых погрузочно-разгрузочных опе- рациях удваивается число необходимых погрузок и вы- грузок, что в ряде случаев может привести к частичной порче грузов. При строительстве глубоководного порта, обеспечива- ющего разгрузку и погрузку морских судов, значительно возрастают необходимые первоначальные капиталовло- 261
Рис. 15.2. Сравнение расчетных за- трат при рейдовых и портовых по- грузочно-разгрузочных работах жения Кп, которые вклю- чают капиталовложения в строительство причаль- ных сооружений, волно- ломов, прикордонной территории, складов, транспортных путей и прочего оборудования порта. Величина эксплуа- тационных расходов по сравнению со стоимостью порто- вых сооружений в этом случае относительно невелика и в значительно меньшей степени, чем при рейдовых по- грузочно-разгрузочных операциях, изменяется при уве- личении объема перерабатываемого в порту груза. Зави- симость приведенных затрат Зп выражена кривой (см. рис. 15.2), которая имеет значительно более пологую форму, чем кривая Зр. Пересечение обеих кривых в точ- ке а указывает на то, что при определенном объеме пе- рерабатываемого в порту груза оба сравниваемых вари- анта по величине приведенных затрат равнозначны, т. е. 3р=3д. Если грузооборот рассматриваемого порта меньше ве- личины соответствующей точке а, то по значению приве- денных затрат более экономичным является вариант рей- довых погрузочно-разгрузочных операций, в противном случае, экономичным оказывается вариант глубоковод- ного порта. Если для вновь создаваемого морского порта в связи с незначительным по объему начальным грузооборотом, была принята рейдовая схема погрузочно-разгрузочных операций и известен годовой прирост грузооборота, то целесообразно установить оптимальный срок перехода на перегрузочные работы в глубоководном порту. Для этого исходя из необходимой продолжительности строительст- ва такого порта определяется срок начала строительно- монтажных работ по его сооружению. 15.3. Определение необходимого числа причалов и капиталовложений в строительство порта при известной величине его грузооборота Стоимость строительства порта прямо пропорциональ- на объему перерабатываемого груза и числу причалов, необходимых для обеспечения погрузочно-разгрузочных 262
работ на судах транспортного флота. Учитывая, что в портах одновременно происходят погрузка и разгрузка различных грузов (массовых, генеральных), рассмотрим поставленную задачу отдельно для одного вида перера- батываемых грузов. Обычно порт делится на ряд районов, каждый из ко- торых приспособлен для переработки определенного ви- да груза. В этом случае общая стоимость строительства порта определяется суммированием стоимости отдельных его районов. Причальный фронт торгового порта состоит из прича- лов основных (грузовых), а также предназначенных для обеспечения нормальной его работы и обслуживания судов торгового флота. К ним относятся причалы вспомо- гательные, для портофлота, технического флота и строи- тельной базы порта. Если в порту предусмотрено созда- ние судоремонтного предприятия, то сооружают специ- альные причалы, у которых располагаются ремонтируе- мые на плаву суда. Вспомогательные причалы предназ- начены также для стоянки судов транспортного флота в период производства на них операций, выполнение кото- рых у основных причалов порта нецелесообразно или даже невозможно (подготовка судов к приему груза, ремонту и т. п.). Рассмотрим задачу по определению числа основных грузовых причалов для одного из грузовых районов пор- та. Для этого необходимо определить пропускную спо- собность причала. Она выражается массой грузов, пере- рабатываемых на нем за определенный отрезок времени. Пропускная способность причала зависит от тех же фак- торов, что и пропускная способность порта, и устанавли- вается исходя из минимума капитальных вложений в сооружения, механизацию причала и флота и минимума эксплуатационных расходов по ним, т. е. минимума затрат. Различают суточную, месячную и годовую пропуск- ную способность причала. Суточная (средняя) пропускная способность причала Рсут, т, определяется по формуле Рсут = 24б/(/гр + /всп), (15.3) где 24 — число часов в сутках; G — грузоподъемность расчетного судна, т; /гр — продолжительность грузовых операций, ч; trp=G/Pc^'r здесь Рс.ч — судо-часовая норма погрузки или разгрузки для соот- ветствующих грузов, т/судо-ч; — продолжительность вспомога- тельных операций, ч. 263
Таблица 15.1. Пределы средних значений занятости причалов вспомогательными операциями по обработке морских судов, используемых на заграничных линиях при большом каботаже Грузы Дедвейт судна, тыс. т Продолжительность операций, ч, в период весенне-летний I осенне-зимний погрузка выгрузка | погрузка выгрузка Генеральные, 4—6,5 2,5—5 5—8,5 5-9,5 включая лесные Оборудование, 15—20 6,5—13 5—10 7,5-15 7,5—15 материалы Зерновые 6—10,5 5—10 6,5—12 8—15 Навалочные Наливные 50—300 4—6,5 6—9 3,5—6 6,5—11 5—8,5 7,5—11,5 6—10 8,5-14 >300 10,5 12 13 16 Под судо-часовой нормой понимается средняя масса груза определенного вида, которая может быть погру- жена (или выгружена) за 1 ч на судно данного типа, обслуживающее рассматриваемый вид грузоперевозок при оптимальном числе грузовых линий и современной организации труда. Пределы изменения судо-часовой нормы весьма значительны, т/судо-ч: от 20—30 — для небольших судов, предназначенных для перевозки гене- ральных грузов, до 4000—4200 и больше — для крупно- тоннажных балкеров. Для танкеров судо-часовая норма еще выше. Судо-часовая норма постепенно повышается. Это свя- зано с постоянным совершенствованием перегрузочного оборудования портов, повышением его производительно- сти, совершенствованием организации перегрузочных операций и обеспечением более ритмичного поступления грузов в порт и заходов в них судов. При определении ZDcn учитывают те вспомогательные операции, которые не могут быть совмещены с грузовы- ми (оформление прихода и отхода судна из порта, от- крытие и закрытие люков, швартовка и перестановка судов, раскрепление палубного груза, простой из-за не- предусмотренных задержек и т. п.). Значение /Всп зави- сит от грузоподъемности судов, их конструкции и осна- щенности механизмами, вида груза, характера операции (погрузка или разгрузка) и т. д. (табл. 15.1). 264
Месячная пропускная способность причала Рмес, тг определяется по формуле Рмес = ЗОР СуТ Кзан /Смет» (15.4)* ИЛИ ?мес = 720/Сэан Лмет/ (^гр /всп) • (15.5) где 30 и 720 — соответственно число суток или часов в месяце; Лзан — коэффициент занятости причала обрабатываемыми судами в течение месяца: 0,55—0,75 — для сухогрузных причалов, 0,45—0,5 — для наливных (нефтяных); /Смет — коэффициент использования рабо- чего времени причала по метеорологическим условиям, принимаемый' равным 0,75—0,95 в зависимости от климатических условий района расположения порта. Коэффициент Кзан учитывает простои причалов, свя- занные с неравномерностью прихода судов, и во многом: зависит от организации работы грузового флота и пор- тов. С улучшением работы последних значение коэффи- циента будет повышаться. Однако недостаточно обосно- ванное его завышение может привести к вынужденному простою судов на рейде в ожидании места причала, что во многих случаях, особенно при использовании совре- менных крупнотоннажных судов, еще более невыгодно,, чем простой причала (см. прил. 11). Значение f3aH определяют исходя из соотношения сто- имости причала, включающей стоимости причального сооружения, создания территории, прикордонных скла- дов, перегрузочного оборудования и т. п., и простоя суд- на с учетом числа его судо-заходов в месяц при наиболь- шей нагрузке. Месячную пропускную способность причала обычно используют для определения необходимого числа прича- лов и обеспечения заданного грузооборота района пор- та. Это позволяет учитывать сезонность перевозок неко- торых видов грузов в течение года (например, поступ- ление зерна, фруктов и др.). Годовая пропускная способность причала Ргод опре- деляется по формуле Ргод = п^Рсут /^зан /Смет//^мес ~ я^мес//Смес > (15.6)’ где п — число месяцев навигации в году; /<МОс — коэффициент ме- сячной неравномерности использования причала за период навига- ции, определяемый по фактическим данным для конкретного порта и груза; /Смес = /гФмес/Фт> где Qmcc — грузооборот причала в месяц наибольшей нагрузки, т;. Qt —годовой грузооборот причала, т; /Смес может быть равен 1— 1,5 и более. 26S
Годовая пропускная способность причалов для раз- личных видов грузов колеблется в значительных преде- лах: 120—250 тыс. т — для генеральных грузов (вклю- чая лесные); 600—900 тыс. т — для навалочных грузов при работе кранами и 1,5—2,5 млн. т — для наливных при использовании специализированных перегружате- лей; 3—5 млн. т и больше — для наливных грузов. Даль- нейшее совершенствование организации работ и пере- грузочных механизмов ведет к постепенному повышению этих показателей. Число грузовых причалов пПр района порта опреде- ляют по формуле Лпр = QtAec^(ЗОРСуТ /Сзан ^мет)» (15.7) Если оно оказывается дробным, его следует округ- лить до ближайшего целого числа. Если для округления требуется величина больше, чем 0,5, целесообразнее, при возможности, повысить пропускную способность прича- лов, увеличив на них число грузовых линий, или пере- дать часть грузооборота данного района порта другим районам. По рассчитанному числу необходимых причалов мож- но определить капитальные вложения в строительство рассматриваемого района порта, а затем, суммируя их по всем районам, получить суммарные капитальные вложения в строительство порта, рассчитанного на пе- реработку различных видов грузов: Спорта = Трайон порта • (15.8) В процессе проектирования порта должны быть ре- шены также вопросы о взаимном расположении причалов (рис. 15.3), типе причальных сооружений и др. Ре- шают их с учетом местных условий, необходимой глу- бины у причала и нагрузок на них. Расположение прича- лов на пирсе по схеме 1 (см. рис. 15.3) позволяет ис- пользовать обе его стороны и сконцентрировать большое число причалов на небольшом участке берега. Фронталь- ное расположение причалов (схема 2) — наиболее про- стое в исполнении и достаточно удобно для подхода су- дов. Для расчета необходимой длины причальных линий при расположении судов по схеме 2 принимают следую- щие расстояния между судами, м: Для судов длиной 65—100 м . 10 » » более 100 м 15 266
схема 1 схема 2 Рис. 15-3. Варианты расположения судов у причала морского порта Ориентировочная стоимость причальных сооружений приведена в прил. 12. 15.4. Экономическая эффективность освоения морских нефтегазовых месторождений Определение экономической эффективности развед- ки и разработки морских месторождений нефти и газа в районах континентального шельфа приобретает в на- стоящее время первостепенное значение. Наметившаяся 26F
тенденция к освоению глубоководных месторождений сопровождается значительным ростом капиталовложе- ний и эксплуатационных расходов в их разработку и обустройство. Месторождения нефти и газа по эффективности их разработки и вложенным затратам различаются между собой. В связи с этим основными задачами, предшеству- ющими освоению месторождения, являются: определение экономической целесообразности его освоения, выбор на- иболее экономичного варианта разработки и определение очередности ввода геологических структур в разработку. Имеющийся опыт разработки морских нефтегазовых месторождений позволил установить основные направле- ния работ, которые можно объединить в следующие группы: а) создание гидротехнических сооружений для разме- щения людей, необходимого технологического оборудо- вания и материалов, необходимых для бурения скважин и их эксплуатации; б) организация надежной связи нефтепромысловых объектов, расположенных на море, с базами обслужива- ния и обеспечения, располагаемыми на берегу; в) доставка продукции скважин на берег. На современном этапе освоения нефтегазовых место- рождений их разведка и разработка могут быть осущест- влены одним из следующих способов: 1) осушение дна моря засыпкой нефтегазоносной площади или постройка заградительной дамбы с после- дующей откачкой воды; 2) строительство индивидуальных оснований, на ко- торых возводятся единичные скважины или кусты скважин; 3) прохода скважин с передвижных судов или затоп- ленных барж; 4) строительство эстакад; 5) возведение намывных дамб или островов; 6) строительство подземных туннелей или шахт; 7) комбинированный метод: главным образом строи- тельство эстакад и индивидуальных оснований; 8) применение плавучих и полупогруженных буровых установок с подводным заканчиванием скважин; 9) проходка скважин с подводных аппаратов. 268
Количество эксплуатационных скважин в кусте, про- буриваемых с одной точки, в зависимости от геолого- технических показателей достигает 24—28. Для создания гидротехнических сооружений в виде стационарной платформы, приэстакадной площадки или плавучей буровой установки необходимы базы для изго- товления, сборки и изоляции конструкций и специальные плавсредства и механизмы для доставки и монтажа этих сооружений в заданную точку акватории. Чтобы со- здать надежную в эксплуатации конструкцию, необходи- мо решить вопросы инженерной геологии, учесть волно- вые, ветровые, сейсмические, ледовые динамические на- грузки, действующие на сооружение в течение всего периода эксплуатации, который составляет 20—30 лег. Кроме того, сооружение весь этот период должно иметь надежную защиту от коррозии. В период эксплуатации на любой нефтегазопромыс- ловый объект доставляются люди, оборудование, мате- риалы, необходимые для бурения и эксплуатации. В свя- зи с этим появляется необходимость в специальных су- дах обслуживания и обеспечения, портах и ремонтных заводах на берегу, культурно-бытовых комплексах на удаленных от берега акваториях. Для доставки продукции на берег и создания усло- вий бесперебойной работы скважин на море необходимы трубопроводы, уложенные под водой или над водой, ре- зервуарные парки, установки для подготовки нефти и залива ее в танкеры, компрессорные и насосные станции, сооружения для очистки воды и закачки ее в пласты. Для получения продукции скважин в течение всего периода их эксплуатации необходимо проведение ремонт- ных работ, выполняемых часто под водой. В условиях Каспийского моря нефтегазоносные струк- туры отличаются разнообразием условий их залегания: удаленность от берега 3—170 км, глубина моря — 10—200 м, интервалы залегания нефтегазоносных рай- онов— 1000—7000 м, площадь отдельного района — 0,2—25-Ю6 м2, начальный дебит газа и нефти одной скважины — 0,3—1,2 млн. м3/сут. Выбор наиболее рационального способа разработки нефтегазоносного района проводят сравнением расчет- ных затрат 3=ЕК-\~И по всем возможным вариантам. Критерием служит 3->min 269
Глубина моря, м Рис. 15.4. Зависимость относительной стоимости различных видов платформ от глубины воды / — осушение засыпкой, сооружение заградительных дамб с последующей откачкой воды; 2— строительство эстакад; 3 — применение плавучих и по- лупогружениых буровых установок; 4 — проходка скважин с подводных ап- паратов Эффективность освоения морских месторождений оценивается по коэффициенту общей экономической эффективности капитальных вложений. Для морских месторождений его рекомендуется подсчитывать по сле- дующей формуле: Е = Ряднп/К>0,1, (15.9) где Ря — оптовая цена 1 т нефти (по замыкающим затратам на мор- скую нефть — 60 руб/т); — среднегодовой дебит нефти, т/год; п — количество эксплуатационных скважин с одного основания, шт.; К— полные капиталовложения, руб. Если с месторождения одновременно получают нефть и газ, необходимо суммировать получаемый доход, оп- ределяемый как + (15.10) При определении коэффициента экономической эффек- тивности Е для ряда месторождений на акватории Кас- пийского моря было установлено, что его значения ко- леблются в пределах 0,32—0,65, что соответствует сроку компенсации капитальных вложений в 3,1—1,5 года. Эти значения значительно превосходят нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений по народному хозяйству, равный 0,12 (при сроке окупаемо- сти 8,3 года). 270
По зарубежным данным, разработка морского место- рождения при глубине воды 30, 180 и 300 м соответст- венно в 3, 6 и 12 раз дороже, чем разработка аналогич- ного месторождения, расположенного на суше, что дела- ет в ряде случаев разработку глубоководных месторож- дений экономически нецелесообразной. На рис. 15.4 приведена зависимость относительной стоимости различных типов платформ от глубины воды. Из этих данных видно, что стационарная платформа оп- равдана лишь при глубинах воды до 300—400 м. При больших значениях должны применяться различные ти- пы плавучих платформ. Стоимость возведения основания для освоения неф- тегазового месторождения намывным способом в 1,5— 2 раза меньше по сравнению со стоимостью любого дру- гого типа оснований. Эти намывные дамбы или площад- ки в разрезе представляют равнобедренную трапецию шириной по гребню 150—180 м с откосом 1 :3—1 : 5. ГЛАВА 16. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ РЕЧНЫХ ВОДНО-ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИИ 16.1. Основные положения Речной транспорт используется в основном для грузовых перевозок и приобретает все большее значение в обеспечении народнохозяйственных перевозок. Объем их постоянно растет, чему в значительной мере способ- ствуют низкие транспортные расходы и наличие раз- ветвленной сети водных путей. Кроме того, строительст- во судоходных каналов позволило соединить бассейны ряда рек и создать крупные водно-транспортные систе- мы, имеющие большое народнохозяйственное значение. Так, сооружение Волго-Донского (рис. 16.1) и Волго- Балтийского (рис. 16.2) каналов позволило создать в европейской части СССР крупнейшую водно-транспорт- ную систему, обеспечивающую перевозку народнохозяй- ственных грузов из бассейна Черного моря в Балтийское и с выходом в Каспийское море. Существующие суда класса «река — море» обеспечивают перевозку грузов в пределах Балтийского, Черного и Средиземного морей, а через судоходный Беломорско-Балтийский канал реч- ные суда имеют выход и в Белое море. Большие грузовые перевозки осуществляются по крупнейшим рекам Сибири: Оби, Лене, Енисею и их 271
Дон Условные обозначения == канал И шлюз ф плотина —------------судовой ход о насосная станция ® маян ►—и ремонтное заграждение Рис. 16.1. План (а) и продольный профиль (б) Волго-Донского канала им. В. И. Ленина
18—339 273 судоходный шлюз ] плотина Ф комплексный гидроузел <(<(<(— Севера-Двинская система Ряс» 16.2. План (а) и продольной профиль (б) Волго-Балтийского канала им. В. И. Л₽нцнд
многочисленным притокам. В ряде случаев речной тран- спорт является единственным видом, осуществляющим доставку грузов в отдаленные районы страны, где еще •отсутствуют автомобильные и железные дороги. Общая длина эксплуатируемых внутренних водных путей доведена в нашей стране до 145 тыс. км, в том числе искусственных — до 20 тыс. км. На созданных во- дохранилищах сооружены крупнейшие речные порты: Саратовский, Ульяновский, Казанский, Тольятти и др. Рост перевозок обеспечивается как за счет примене- ния все более быстроходных грузовых судов различного типа, так и за счет увеличения судоходных глубин, что позволяет использовать суда большей осадки и больше- го водоизмещения. С целью создания необходимых условий для плава- ния речным судам во многих случаях должны быть вы- полнены специальные работы по обеспечению необходи- мых глубин, возведены речные порты и причалы, по- строены шлюзы или судоподъемники в местах располо- жения гидроузлов. Так как решение этих задач может быть достигнуто различными путями (например, для обеспечения необходимых глубин можно провести дноуг- лубительные работы или построить водоподпорную пло- тину и шлюз), для сравниваемых вариантов должны про- водиться технико-экономические расчеты с целью выяв- ления наивыгоднейшего решения. Пассажирские перевозки на речном транспорте осу- ществляются в основном на местных, так называемых скоростных линиях, на которых используются быстро- ходные суда на подводных крыльях. Вместе с тем речной пассажирский флот широко используется для организа- ции водного туризма и отдыха, что предъявляет к нему определенные требования. Ниже приводится несколько задач, в которых даются обоснования решений, принимаемых при проектировании речных водно-транспортных путей. 16.2. Определение оптимальной глубины судоходного участка реки На многих реках навигация осуществляется при глу- бинах, определяемых бытовыми расходами. В маловод- ный период при их уменьшении происходит значитель- 274
ное уменьшение и бытовых глубин, по которым опреде- ляется максимально допустимая осадка судов. Увеличение минимальных глубин возможно различ- ными способами, например углублением дна землечер- панием или удалением порогов на отдельных участках русла реки. Увеличение минимальной глубины позволяет повысить допустимую осадку судов, их водоизмещение и, как следствие, уменьшить необходимое число судов, обеспечивающих заданный грузооборот. Выбор оптимальной для данного участка реки судо- ходной глубины проводят на основании специальных тех- нико-экономических расчетов. Для безопасного движения судов необходимы доста- точный слой воды, килевой запас глубины, расположен- ный между днищем судна в месте его наибольшей осад- ки и дном реки. Минимальная судоходная глубина определяется по формуле ^smin — котлах 4“ 4“ №>о 4" (16.1) где h3 — судоходная глубина на участке водного пути; Sc — макси- мальная осадка судна при нулевой скорости (на стоянке); ASC — минимальный килевой запас под днищем судна; ASO— увеличение осадки судна при движении; ASB — запас глубины на волну. Минимальный запас под днищем судна Д5С в зави- симости от характеристики грунта принимают равным, м: для мягких грунтов — 0,1; для скальных — 0,3. Уве- личение осадки судна при движении, связанное с распо- ложением движителей в кормовой части, составляет около 0,035 Vc (где Vc— максимальная скорость дви- жения судна), т. е. примерно 0,1 м при скорости движе- ния 10 км/ч. Запас глубины на волну Л8В принимается, равным 0,3 Лв в том случае, если О,ЗЛВ —ASc>0, (16.2) где hD — высота волны, м. Для каждого из рассматриваемых значений судоход- ной глубины определяют приведенные затраты 3. Они. складываются из затрат по обеспечению необходимых глубин и затрат по речному флоту, связанных с заменой типа и числа необходимых судов, вызванной изменени- ем судоходной глубины. Сравнивая несколько получен- ных значений глубины, выбирают то, при котором за- траты будут минимальны. 18* 275»
Глубина судового хода, см б) J 1W О 1200 irk? g юоо В>М 600 £ § < ЫО W it 200 150 155 160165 П0175 100105 Глубина судового хода, см Рис. 16.3. Зависимость капиталовложений К (с) и ежегодных издержек И (б) от глубины судового хода По мере увеличения грузооборота на рассматривае- мом участке реки затраты на поддержание судоходной глубины в первом приближении остаются без изменений, а затраты по флоту растут за счет увеличения числа су- дов, расходов на топливо и др. Фактически с увеличени- ем числа используемых на данном участке реки судов расходы на поддержание необходимой судоходной глу- бины также будут увеличиваться, так как сокращение продолжительности проведения судов потребует привле- чения большего числа дноуглубительных снарядов. В этом случае оптимальная глубина может изменить- ся и стать несколько большей. Знание темпов роста гру- зооборота на данном участке реки позволяет выявить динамику изменения объемов дноуглубительных работ Таблица 16.1. Технико-экономические характеристики речных грузовых судов и значения минимального навигационного запаса глубины Грузоподъем- ность. т Длина судна, м Осадка судна, м Навигационный запас глубины под днищем, м Скорость судна, км/ч 1000 70 1,8 0,3 17 1500 1800 2000 75 80 95 2 2,2 2,8 0,3 0,3 0,4 18 18 21 3500 110 3,2 0,5 23 5000 130 3,5 0,6 24 276
Продолжение табл. 16.1 Грузоподъем- ность, т Стоимость судна, тыс. руб. Себестоимость содержания судна, руб/сут при движении на стоянке 1000 300 320 120 1500 350 360 150 1800 370 400 180 2000 500 550 230 3500 750 700 280 5000 1000 850 350 и составить схему перспективного развития водного тран- спорта, т. е. определить необходимое увеличение судо- ходных глубин и дополнительное количество новых реч- ных судов большего водоизмещения и с большей осад- кой. На рис. 16.3 изображены зависимости судоходной глубины от капитальных вложений и годовых издержек в речной флот, а также необходимых для обеспечения заданных судоходных глубин и их поддержания в пери- од эксплуатации. Для каждого конкретного случая эти зависимости будут различны, что объясняется несхожи- ми местными условиями (геологией, топографией, шири- ной русла и судоходного пути, типом речных судов и др.). На определенном этапе развития водного транспор- та на данном участке водного пути может потребовать- ся шлюзование. 16.3. Сравнение вариантов дноуглубления и шлюзования для обеспечения необходимых судоходных глубин Увеличение грузооборота на речном транспорте свя- зано с применением судов, имеющих большую скорость хода и большее водоизмещение. По условиям неразмы- ваемости берегов рек, каналов и водохранилищ в насто- ящее время речными судами уже достигнута предельно допустимая скорость хода, поэтому основным путем по- вышения грузооборота являются увеличение числа су- дов и рост их водоизмещения. В свою очередь, дальней- шее увеличение водоизмещения приводит к более низкой осадке судна. Это в целом ряде случаев сопряжено с не- обходимостью искусственного повышения судоходных 271
3] Подпертый. бьеч> б л/. Шлюзодоние Дноуглубление1 Рис. 16.4. Схема обеспечения реч- ного судоходства путем дноуглуб- ления русла или шлюзования Рис. 16.5. Сравнение расчетных за- трат при дноуглублении и шлюзо- вании участка реки глубин. Их требуемые значения могут быть обеспечены либо проведением дноуглубительных работ (объемы Wu W2), либо шлюзованием данного участка реки, что дос- тигается строительством специальных гидроузлов, в со- став которых входят судоходные сооружения. На рис. 16.4 изображены оба возможных варианта. Иллюстрацией к сказанному является участок р. Волги ниже створа Горьковской ГЭС, на который не распространяется подпор нижерасположенной Волж- ской ГЭС имени В. И. Ленина. На этом участке реки от створа Горьковской ГЭС до места выклинивания кривой подпора водохранилища Волжской ГЭС необходимые судоходные глубины обеспечивались землечерпанием, для чего требовалось значительное число земснарядов и землечерпалок (разработка грунта и его транспорти- ровка в места отвала проводились с применением земле- сосов и пульповодов или механическими черпаками и отвозкой грунта шаландами). После строительства Че- боксарского гидроузла в районе выклинивания кривой подпора Волжской ГЭС, который распространяется до расположенной выше Горьковской ГЭС, судоходные глубины обеспечены на всем рассматриваемом участке реки и полностью отпала необходимость в дноуглуби- тельных работах. В результате постепенного (в течение ряда лет) подъема уровня воды в водохранилище Чебок- сарского гидроузла длина участка реки, на котором про- водили дноуглубление, постепенно уменьшалась и зем- лечерпание не потребовалось. Другим примером решения аналогичной задачи мо- жет служить Москва-река, на которой ниже г. Москвы построен ряд гидроузлов, обеспечивающих необходимые судоходные глубины. В эти гидроузлы не входят ГЭС — они являются чисто судоходными. Объем землечерпания W на неподпертых участках 278
рек, возрастающий с увеличением судоходных глубин, связан с ростом числа необходимых земснарядов и по- вышением их производительности. Это ведет к увеличе- нию стоимости земснарядов, пульповодов и другого не- обходимого оборудования, а также к росту затрат на топливо и электроэнергию, смазочные материалы, зара- ботную плату эксплуатационному персоналу, ремонты. Зависимость затрат, связанных с дноуглублением, от грузооборота речного флота графически изображается кривой Зугл (рис. 16.5), крутизна которой увеличивается по мере увеличения объема землечерпания W. Как было сказано выше, альтернативным вариантом дноуглублению является возведение водоподпорной пло- тины и судоходного шлюза, которые могут также вхо- дить в состав гидроузла комплексного назначения. Этот вариант обеспечения необходимых судоходных глубин отличается значительными первоначальными капиталь- ными вложениями Клл.шл и более низкими эксплуатаци- онными расходами. Величина Кпл.шл почти зависит от числа циклов шлюзования. Графически зависи- мость затрат, связанных с возведением водоподпорной плотины, и грузооборота флота изображается кривой Зпл (см. рис. 16.5). Точка в пересечениях кривых Зугл и Зпл соответствует величине грузооборота GB, при кото- ром приведенные затраты по дноуглублению и строи- тельству водоподпорной плотины с шлюзом будут оди- наковы. Следует отметить, что в качестве альтернативного варианта вместо сооружения судоходного шлюза может быть выбрана перевозка грузов сухопутным транспор- том. Для этого в пределах верхнего бьефа гидроузла должен быть построен речной порт, где поступающие грузы будут перегружаться на железнодорожный или автомобильный транспорт, доставляться им к нижнему бьефу и перегружаться там на речные суда. Для этого в пределах нижнего бьефа должен быть построен речной порт. Оптимальный вариант определяется технико-эко- номическим сравнением. При известных темпах роста грузооборота на пред- стоящий период и продолжительности строительства плотины и судоходного шлюза можно определить срок начала их строительства. Для этого влево от точки b (см. рис. 16.5) откладываем время, соответствующее про- 279
дол жительности строительства. Это позволит обеспе- чить возрастающий грузооборот всегда по наиболее эко- номичному варианту. Так как практически все строящиеся гидроузлы име- ют комплексное назначение, необходимо учитывать так- же дополнительный народнохозяйственный эффект, по- лучаемый от введения такого гидроузла в эксплуатацию, как это имело место, например, при строительстве Че- боксарского гидроузла . 16.4. Причальные сооружения речных гидроузлов Основными гидротехническими сооружениями речного порта являются его причальные сооружения, у которых производятся погрузочно-разгрузочные операции. Их конструкция, расположение, оборудование, класс капи- тальности, общая длина являются основными фактора- ми, определяющими эксплуатационные качества и про- пускную способность порта или рассматриваемого рай- она порта. По типу причальные сооружения подразделяются на стационарные и плавучие. Рассмотрим технико-экономи- ческое обоснование конструкций стационарного причала грузового речного порта. Особенностью причальных сооружений всех типов является то, что они работают в условиях значительных навигационных колебаний уровней воды, которые осо- бенно велики на свободных, незарегулированных реках и водохранилищах гидроузлов, при значительных ледо- вых воздействиях в период ледоставов и значительных временных нагрузках от действия перегрузочных меха- низмов и складируемых на территории причалов грузов (как штучных, так и массовых). Большое влияние на конструкции причалов оказывают также условия их со- оружения. Опыт проектирования и эксплуатации речных портов позволил определить основные типы причалов, примене- ние которых наиболее целесообразно в конкретных ус- ловиях (рис. 16.6): вертикальный (вариант I), откосные (варианты II и III) и комбинированные (варианты IV и V). Наиболее распространены вертикальные конструк- ции причалов, к которым суда подходят вплотную бор- том и могут швартоваться к ним в течение всей навига- 280
Рис. 16.6. Основные типы речных причальных сооружений Вариант ДГ Вариант Z
ции при всех возможных отметках уровня воды. Крано- вое оборудование, обслуживающее причал, при этом полностью используют вылет стрелы, обеспечивая за- грузку также автомобильного и железнодорожного тран- спорта без дополнительных перегрузок. Конструкция причала такого типа является, однако, наиболее слож- ной и требует значительных капиталовложений, так как должна рассчитываться на большие вертикальные и го- ризонтальные усилия. Вертикальные причалы, как правило, создают в пор- тах и пристанях, расположенных на судоходных кана- лах, подпертых бьефах водотранспортных соединений и гидроузлах с небольшими (до 2—3 м) колебаниями уровней воды. Вертикальный тип грузовых причалов в большинстве случаев целесообразен и в портах высших классов капитальности с большим объемом перегрузоч- ных работ, создаваемых на водохранилищах, озерах и свободных реках с относительно небольшой амплитудой колебаний навигационного уровня воды в 6—8 м. Причалы откосного типа, применяемые чаще всего при значительных колебаниях уровня воды в пе- риод навигации, значительно проще по конструкции, так как в основном требуют лишь укрепления спланирован- ного берегового откоса и обеспечения его устойчивости. Перегрузочные механизмы в этом случае должны иметь больший, чем для вертикальных причалов, вылет стре- лы, чтобы обеспечить разгрузку и загрузку судов при всех отметках уровней воды. Это требует более мощного кранового оборудования, а в некоторых случаях и до- полнительной перегрузки, если вылет стрелы не охваты- вает всей необходимой территории причала. Полувертикальные (вариант IV), полуот- косные (вариант III) и двухъярусные конст- рукции (вариант V) причалов обладают преимущест- вами вертикальных и экономичностью откосного типа причалов. На свободных реках с большой (свыше 8 м) ампли- тудой колебаний уровней воды и особенно при малой продолжительности стояния высоких ее уровней в ряде случаев (преимущественно для небольших портов при высоте причалов не более 10—12 м) целесообразен по- лу откосный и даже откосный тип причалов. Однако в настоящее время в крупных речных портах даже при значительных колебаниях уровней воды строят 282
причальные сооружения вертикального типа, так как они обеспечивают удобные условия механизации пере- грузочных работ и имеют меньшие эксплуатационные затраты. В новых портах вертикальные причалы строят- ся, например, высотой до 15 м, т. е. с учетом колебаний уровня воды в пределах 10—12 м. Выбор типа стационарного причального сооружения производят на основании технико-экономических расче- тов, в которых необходимо учитывать: перспективы раз- вития порта и увеличение его грузооборота, виды перера- батываемых у причалов грузов, используемую механиза- цию погрузочно-разгрузочных работ, схему транспортных путей и береговых сооружений (складов и др.), а также амплитуду колебаний уровня воды. Возможные ва- рианты сравнивают по приведенным затратам 3, со- стоящим из затрат по причальному сооружению, обору- дованию причала, обеспечивающему погрузочно-разгру- зочные операции, и транспорту. Оптимальным считается вариант, для которого затраты 3 с учетом дальнейшего расширения порта по мере увеличения грузооборота бу- дут минимальными. 16.5. Обоснование компоновки речного гидроузла с судоходным шлюзом При проектировании речных гидроузлов и определе- нии перечня входящих в него сооружений решают во- прос о необходимости строительства соответствующих су- доходны?; сооружений. В зависимости от величины соз- даваемого на гидроузле напора для обеспечения сквоз- ного судоходства может возникнуть необходимость в строительстве судопропускного сооружения шлюза или судоподъемника. Различают следующие типы шлюзов: одно- или многокамерные и одно- или двухниточные. Не рассматривая здесь вопрос о выборе типа самого судо- подъемного сооружения, определим условия необходи- мости включения ш-люза в состав сооружений гидроузла, обеспечивающего необходимый грузооборот, величина которого должна быть известна на настоящее время и перспективу. Если на реке, на которой намечено строительство гид- роузла, уже существует развитое судоходство, в состав сооружений гидроузла должен быть включен шлюз или судоподъемник. Необходимо определить тип судоходно- 283
го сооружения, его размер, пропускную способность и решить вопрос об источнике финансирования его строи* тельства. В результате строительства гидроузла и вхо- дящих в его состав судоходных сооружений возможны перспективный рост грузооборота, увеличение осадки, длины и тоннажа судов, что приведет к необходимости увеличить размеры судоходных сооружений (глубину подходных каналов, размеры камер шлюза или строи- тельство второй нитки). Необходимые на реконструкцию дополнительные капиталовложения выделяются ве- домством, эксплуатирующим судоходный путь. В процессе эксплуатации построенного гидроузла и образовавшегося водохранилища изменяются условия плавания судов. С одной стороны, за счет спрямления фарватера несколько сокращается водный путь (положи- тельный фактор); с другой — образование ветровых волн большой высоты, появление вынужденных простоев из- за штормовой погоды, приводящих к задержкам в до- ставке грузов, требуют постройки судов повышенной прочности, рассчитанных на более тяжелые условия пла- вания (отрицательный фактор). Разница капитальных вложений может быть положи- тельной (^доп.р.ф _г ^эаД.пут) Аускор > О (16.3) или отрицательной (Адоп.р.ф ^заД.пут) — ^ускор<0> (16.4) где /(доп.рф — дополнительные капиталовложения в речной флот; Лэад.пут — затраты, связанные с возможными задержками в пути; Хускор — экономия, получаемая за счет сокращения продолжительно- сти транспортирования. Формула (16.4) соответствует тому случаю, когда вы- игрыш от сокращения пути за счет следования по спрям- ленному фарватеру превышает дополнительные капи- тальные вложения, требуемые для усиления флота и свя- занные с возможными задержками его в пути из-за штормовой погоды. Если на реке до строительства гидроузла не было развито судоходство, а после строительства гидроузла, создания водохранилища (или каскада водохранилищ) и увеличения глубин появилась возможность организовать водный транспорт, необходимо экономически обосновать целесообразность строительства в составе сооружений гидроузла судоходного шлюза. Альтернативным вариан- 284
Новая железная дорога Существующая автодорога л ^водохранилище Судоходный иллюз Л 1д Ия Рис. 16.7. Альтерна- тивные варианты.' обеспечения грузо- оборота между пунк- тами .4 и В том в этом случае может быть железнодорожный или? автомобильный транспорт (рис. 16.7). Для обеспечения» необходимых перевозок необходимо либо построить ме- жду пунктами А и В новую железнодорожную дорогу, либо на участке АВС реконструировать уже существую- щую автомобильную дорогу, чтобы обеспечить по ней пе- ревозку возросших грузопотоков. Дорога должна иметь такую же пропускную способность, что и водно-транс- портный путь. Для определения экономической целесообразности строительства шлюза (или судоподъемника) необходи- мые затраты ЕпКсуд+#суд сравнивают с соответствую- щими затратами по альтернативному варианту. Первоначальные затраты на сооружение железнодо- рожной линии между пунктами А и В составят Аж.д. Эксплуатационные расходы, связанные с перевозкой гру- зов и содержанием дороги в исправном состоянии, опре- деляются величиной Дк.д. Если грузы намечается пере- возить по уже существующей автомобильной дороге ме- жду пунктами АВС, одновременно реконструкция ее, первоначальные затраты составят #авто, а эксплуатаци- онные расходы — Ию™. Варианты сравниваем по величине приведенных затрат 3, которые соответственно составят для транс- порта: 3 су ДОХ = £*Н К суд + ^Суд5 285
Зж.д. = Ен Аж.д 4- Завто = Еа Кдвто 4~ ^авто* Предпочтение должно быть отдано варианту, по ко- торому приведенные затраты минимальны. Если в дальнейшем предполагается увеличение гру- зопотока между пунктами А и В, необходимо учесть рас- ходы, связанные с реконструкцией транспортных путей по каждому из сравниваемых вариантов. Если оптимальным будет признан вариант строитель- ства судоходного шлюза, капитальные вложения и экс- плуатационные расходы по комплексному гидроузлу распределяют между участниками водохозяйственного комплекса пропорционально получаемому ими экономи- ческому эффекту. 16.6. Выбор типа судоподъемного сооружения В состав сооружений гидроузла в зависимости от пе- репада уровней между верхним и нижним бьефами, соз- даваемого для обеспечения судоходства, включают судо- подъемное сооружение. Применяют их в основном лишь для пропуска судов грузоподъемностью менее 5—Ю тыс. т, так как с увеличением грузоподъемности и размеров •судов значительно усложняются конструкции камер и механическое оборудование судоподъемников всех типов. Различают следующие типы судоподъемников: верти- кальные, продольные наклонные, поперечные наклонные или клиновые. Выбор определяется в каждом конкрет- ном случае с учетом следующих основных факторов: а) водоизмещения наибольшего расчетного судна; б) степени обеспеченности верхнего бьефа гидроузла водой, которая может быть использована для пропуска судов; в) величины преодолеваемого перепада уровней; г) амплитуды колебаний уровня воды в верхнем и нижнем бьефах гидроузла в навигационный период. Стоимости шлюзов и судоподъемников, а также экс- плуатационные расходы по ним существенно различают- ся, поэтому для выбора возможного варианта подъема судов сравнивают их по величине приведенных затрат 3=Ен/<4-Я. Сравнение вариантов судоходных шлюзов и судоподъемников показало целесообразность перехода на применение судоподъемников только при напорах бо- 286
лее 60—70 м, поэтому на всех гидроузлах, возведенных в СССР на равнинных реках при напорах до 40—60 м, применены одно- или многокамерные шлюзы. В услови- ях Красноярской ГЭС при напоре около 100 м впервые был применен судоподъемник наклонного типа с продоль- ной камерой. Для спуска камеры с судном в верхний бьеф и выхода из нее судна осуществляется поворот ка- меры на 180°. В зарубежной практике есть случаи применения су- доподъемников при напорах меньше 40—60 м. Выбор камеры для подъема судов (сухой или напла- ву) проводится также на основе технико-экономическо- го сравнения вариантов, при этом необходимо учитывать характеристики судов — их размеры, прочность корпу- са и др. ГЛАВА 17. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИИ И ВОДОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ 17.1. Основные задачи по снижению капиталовложений. Совершенствование конструкций и компоновки гидротехнических сооружений Снижение капитальных вложений является одним из: самых существенных факторов повышения эффективности гидротехнического строительства, так как в прямой зави- симости от капиталовложений находятся все основные экономические показатели гидротехнических сооружений, в том числе и сроки строительства гидроузлов. При боль- ших капиталовложениях и, следовательно, более дли- тельных сроках строительства происходит так называемое их замораживание. Анализ структуры капиталовло- жений показывает, что снижение должно осуществлять- ся как за счет применения более эффективных конструк- тивных решений сооружений, т. е. уменьшения объемов работ IFi, так и снижения единичных стоимостей работ сц. Последнее может быть достигнуто использованием более совершенных методов работ и механизмов. Решающими в достижении этих целей являются: со- здание централизованных предприятий и баз стройинду- стрии, обеспечение поточного строительства — каскадного 287
освоения рек, внедрение современной индустриализа- ции производства работ и повышение производительно- сти труда. Упорядочение отпускных цен на материалы, разработка новых, более экономичных технологических процессов, уменьшение числа рабочих на строительствах в конечном счете способствуют снижению стоимости ма- териалов и оборудования, что благоприятно отражается на суммарной стоимости строительства и должно приве- сти к существенному снижению необходимых капиталь- ных вложений. Сочетание этих мероприятий позволит обеспечить в будущем значительное снижение стоимо- сти строительства. Конструкции гидротехнических сооружений и их компоновка должны обеспечивать: надежную эксплуатацию и выдачу продукции в за- проектированном объеме (электроэнергию, воду для орошения, питьевого и промышленного снабжения, про- пускную способность транспортных сооружений) и с за- данными технико-экономическими показателями; строительную технологичность и максимальную инду- стриальность конструкций, т. е. минимум трудовых за- трат при строительстве; максимальное применение местных строительных ма- териалов; соблюдение необходимых требований экологии рай- она. Современное гидротехническое строительство харак- теризуется тенденцией к сооружению крупных высокона- порных гидроузлов с большими плотинами. В этом слу- чае общая компоновка гидроузла, его состав, производ- ственная база строительства и другие характеристики гидроузла определяются типом плотины. В то же время их выбор должен проводиться с учетом совокупности ха- рактерных для рассматриваемого района условий: кли- матических, гидрологических, геологических, топографи- ческих и др., а также ценообразования и социального развития районов. В СССР сооружаются плотины, стоящие в ряду наи- более высоких плотин мира. К ним относятся: Нурек- ская (самая высокая в мире), Ингурская, Саяно-Шушен- ская, Токтогульская, Чиркейская, Чарвакская и др. Для совершенствования конструкций гидротехнических со- оружений необходимо внедрение научно-технического прогресса в проектирование, исследование и строитель- 288
ство сложнейших сооружений с учетом всего комплекса природных условий в районах их возведения. За послед- ние десятилетия были разработаны и внедрены в практи- ку проектирования: методы динамических расчетов и экспериментальных исследований гидротехнических сооружений на сейсми- ческие нагрузки; комплексные методы расчета скальных оснований; совершенные методы расчета напряженного состоя- ния и устойчивости высоких и сверхвысоких плотин из местных материалов, а также их отдельных элементов с учетом явлений порового давления, технологии возведе- ния плотин и других факторов; новые виды геофизических и геомеханических иссле- дований скальных оснований гидротехнических сооруже- ний, позволяющие более полно оценивать их физико-ме- ханические свойства в крупных массивах в условиях ес- тественного залегания; модельные исследования плотин совместно с их осно- ванием, воспроизводящие все физико-механические и конструктивные особенности тела плотины, характери- стики основания и различные виды нагрузки; методы исследования гидравлики высокоскоростных потоков и их воздействия на сооружения; новые технологические схемы и механизмы для воз- ведения грунтовых и бетонных сооружений. Созданы также крупнейшие гидроагрегаты для ГЭС и усовершенствованы конструкции гидроэнергетических сооружений. Для возведения высоких бетонных плотин в суровых климатических условиях были разработаны методы рас- чета термонапряженного состояния бетонной кладки. Это позволило обосновать наиболее рациональные раз- меры блоков бетонирования, способы и степень охлаж- дения бетона в летний период и подогрева его зимой, обеспечивающие минимальное образование трещин в бе- тонной кладке. Указанные методы расчетов и исследований, основан- ные на применении вычислительной техники, позволяют в короткие сроки решать сложные задачи, рассматри- вать многочисленные варианты и выбирать надежные и оптимальные решения. При проектировании конструкций необходимо тща- тельно анализировать условия производства работ и вли- 19—339 289
яние новых решений на единичные стоимости работ, так как одно лишь уменьшение объемов работ, если оно не сопровождается упрощением конструкций и снижением их трудоемкости и материалоемкости, не всегда приво- дит к снижению общей стоимости строительства. Рациональное использование свойств материала со- оружения приводит к уменьшению объемов работ. На- пример, при соответствующих геологических и топогра- фических условиях применение арочных, многоарочных, контрфорсных и других плотин облегченного типа дает снижение объемов. Однако часто, особенно в районах с суровым климатом, возникают трудности в производстве работ из-за замены простого монолитного бетона на сложный тонкостенный армированный, увеличивается расход опалубки и др. Все это требует тщательного про- ектирования с детальной экономической оценкой. Так, при использовании расширенных швов в плотине Брат- ской ГЭС, несмотря на снижение объемов, не было до- стигнуто снижение стоимости и трудозатрат по сравне- нию с массивными плотинами. Напротив, сложные кон- фигурации профилей плотины привели к удорожанию опалубки, появлению трудоемких работ по очистке швов и др., затраты на которые свели к нулю экономию, до- стигнутую за счет снижения объемов работ. Из § 2.2 известно, что стоимость сооружения или его части выражается произведением ait где Wi — объемы работ в физических единицах; сц — стоимости еди- ницы работ, руб. Если при совершенствовании конструкций достигает- ся уменьшение объемов работ, но при этом происходит их усложнение, то общего эффекта по снижению стои- мости можно не достигнуть, так как будет возрастать стоимость ai. Наоборот, при применении более простых, технологичных в производстве работ конструкций, подда- ющихся широкой механизации, можно, даже увеличив объемы работ, получить значительное снижение общей стоимости и трудоемкости сооружений. Таким образом, для отыскания оптимальных по сто- имости конструкций необходима тесная увязка расчет- но-конструкторских работ, по разработке технологии строительства и определению его стоимости. 290
17.2. Оптимизация методов производства работ по возведению гидротехнических сооружений Ценообразование стоимости работ зависит от многих факторов, и в первую очередь от методов производства работ. Стоимость гидроузла в целом зависит от освоен- ности района, наличия производственной базы, жилья и других факторов. Если проанализировать сметы гидро- узлов по годам, то можно установить следующие соотно- шения стоимости основных сооружений (гл. 2 сводной сметы) и временных производственных зданий и соору- жений (гл. 8 сводной сметы), % к общей стоимости: Главы сводной сметы 1966—1970 1971—1975 1976—1980 2 52,1 50,4 49,5 8 13,9 15,6 18,7 Отсюда видно, что значительный удельный вес в об- щей стоимости гидротехнических сооружений составля- ют затраты на временные сооружения производственной базы. Если принять общий срок строительства за 100 %, то подготовительный период составит в среднем 30— 35%, строительство основных сооружений 55—56 %, за- вершение работ и сдача гидроузла в эксплуатацию 15— 10%. Отсюда видно, какое важное значение имеет со- вершенствование подготовительного периода, и самая радикальная мера — это осуществление планомерного ос- воения рек каскадным методом. Один из гидроузлов кас- када становится центром — пионерным пунктом, основ- ной базой для строительства других гидроэлектростан- ций. Наиболее характерный пример — Нарынский каскад. В настоящее время сдана в эксплуатацию Токтогуль- ская ГЭС, при строительстве которой в совершенно не- обжитом месте были созданы поселки, автоматизирован- ные гравийно-сортировочные и бетонные хозяйства и другие необходимые подсобные предприятия. С этих же баз рабочими, привозимыми из существующих поселков, за 4 г. была построена следующая ступень каскада — Курпсайская ГЭС, строятся Ташкумырская и Шамалды- сайская ГЭС. Планомерное, последовательное каскадное освоение рек даст минимум капиталовложений Киа с к за счет снижения затрат по гл. 8 сводной сметы «Времен- ные производственные здания и сооружения, необходи- мые для осуществления строительно-монтажных работ». Совершенствование методов производства работ дол- 19* 291
жно быть направлено на снижение трудоемкости, повы- шение механизации, уменьшение расходов дефицитных материалов, ускорение строительных работ. Показателя- ми при оптимизации будут: сц— единичные стоимости работ; пт — зарплата рабочих на единицу работ; Z7 рР — производительность труда в физических объемах, или трудоемкость на единицу работ; Ц, Л1, D — расходы со- ответственно цемента, металла и дерева на единицу ра- бот; 7 стр — продолжительность цикла работ, срок строи- тельства здания, сооружения, объекта гидроузла. Наиболее оптимальные показатели дают непрерывные поточные методы работ, при которых весь процесс вы- полняется комплексом взаимно увязанных механизмов. Так, за последние годы значительные усовершенство- вания достигнуты в технологии укладки бетона при воз- ведении массивных и облегченных бетонных и железо- бетонных плотин. Наиболее высокие показатели произво- дительности труда на укладке массивного бетона (без приготовления и транспортировки) достигнуты на стро- ительстве Токтогульской и Чиркейской ГЭС — 11— 13 м3/чел.-дн. (на Братской и Красноярской ГЭС — 2,5 м3/чел.-дн.). Еще более высокие показатели дает применение непрерывно-поточной конвейерной схемы ук- ладки бетона. По проекту Бурейской ГЭС такая схема повышает производительность труда до 20 м3/чел.-дн., т. е. количество рабочих, занятых на укладке бетона, может быть сокращено в 10 раз по сравнению с строи- тельством Братской и Красноярской ГЭС. Следует отметить, что при оптимизации методов ра- бот не всегда удается достичь снижения всех показате- лей. Так, при применении схемы подачи и укладки бетона бетононасосами достигается полная механизация и зна- чительное ускорение работ, но в то же время для бетоно- насосной укладки требуется более подвижная бетонная смесь с большим расходом цемента. Если нет специаль- ных ограничителей на содержание цемента по условиям термических процессов в бетоне, то такая схема подачи и укладки бетона вполне оправдана, если же выделены условия минимума расхода цемента, то нужно искать оп- тимальное решение механизации работ, обеспечивающее подачу жесткой бетонной смеси. За последние годы все большее распространение по- лучает строительство гидроузлов с плотинами из мест- ных строительных материалов, особенно в районах с су- 292
ровым климатом и в горной труднодоступной местности- Это можно объяснить снижением стоимости и уменьше- нием трудоемкости возведения плотин из местных мате- риалов, совершенствованием технологии земляных работ и применением высокопроизводительного землеройного и землевозного оборудования, а также метода сооружения плотин направленными взрывами. В вопросах ускорения строительства большое значе- ние принадлежит совмещению строительных работ, т. е. возможности одновременного ведения разных работ. На- пример, при строительстве плотины из местных материа- лов с противофильтрационным ядром из связных грунтов значительное время отводится на подготовку основания — снятие аллювия, зачистку, площадную цементацию, строи- тельство цементационной галереи и др. Пока не выпол- нены эти работы, отсыпку материала в плотину произво- дить нельзя. Проблема может быть решена либо перехо- дом к подземной галерее с цементацией из нее (и тогда появляется возможность совмещения всех работ, как это осуществлено на Нурекской ГЭС с плотиной высотой 300 м), либо созданием ядра методом цементации так; называемым бескотлованным способом. Технико-экономи- ческие показатели двух сравниваемых вариантов (пер- вый — несовмещенные работы и второй — совмещенные) различны. Капиталовложения в первом варианте меньше,- чем во втором: Ki<CK2, а срок строительства, наоборот, больше: >Т^, Если срок ввода ГЭС в эксплуатацию определяется сроком возведения плотины, то второй вариант можно считать эффективным при условии (см. § 10.3) Ен Е-2 *^доп -э Ец С £н Ki Hiу (17.1) где 5Доп — дополнительная выработка электроэнергии, получаемая за счет ускорения ввода ГЭС в эксплуатацию; зэ — замыкающие за- траты на топливо, руб/кВт-ч. Другим примером оптимизации методов производства работ может служить выбор формы поперечного сечения туннелей ГЭС. В крепких породах безнапорные и напор- ные туннели могут выполняться кругового очертания илгг коробкового сечения с прямыми стенами и днищем.. Последнее решение имеет значительные преимущества в производстве работ (упрощение конструкции дает сни- жение трудозатрат при проходке и бетонировании и, как следствие, ускоряет работы). Если коробковое сечение имеет меньшие капиталовложения, чем круглое, т. е. 293
то вопрос легко решается в его пользу. Однако при относительно слабых породах и больших напорах кар- тина будет обратная, т. е. и предпочтение может быть отдано круглому сечению. Если форма сечения туннеля и связанный с ней метод производства работ не влияют на срок ввода ГЭС в экс- плуатацию, задача решается нахождением минимума сум- марных затрат: 3 = К -j- стр z= min, где Тетр — срок строительства туннеля. 17.3. Эффективность пуска в эксплуатацию ГЭС при неполном напоре Высокоэффективные крупные гидроузлы комплексно- го назначения.с высокими плотинами характеризуются относительно длительными сроками строительства до пол- ного их завершения и большими капиталовложениями, которые «замораживаются» на период до ввода агрега- тов в эксплуатацию. Поэтому очень важно ускорить нача- ло работы агрегатов гидроэлектростанции еще в строи- тельный период. Опыт последних лет полностью подтвер- дил целесообразность поэтапного ввода агрегатов в круп- ных гидроузлах с бетонными плотинами. Так, были осуществлены вводы на Братской, Красноярской, Усть- Илимской, Зейской и других ГЭС с плотинами высотой около 100 м, а затем на ГЭС с бетонными плотинами вы- сотой свыше 200 м. Впервые в мировой практике удалось разработать и осуществить поэтапный ввод агрегатов при гидроузлах с плотинами из местных материалов: Нурекской, Чарвакс- кой, Колымской и Усть-Хантайской ГЭС. Это стало воз- можным благодаря совершенствованию гидротурбинного оборудования и более рациональному учету работы соору- жений в различные периоды эксплуатации. Установлено, что затраты на Красноярскую ГЭС к моменту ее завер- шения уже полностью окупились за счет выработки де- шевой электроэнергии, причем темп ввода агрегатов мощ- ностью 500 МВт каждый был очень высок; в 1967 г. — 1; в 1968 г. — 3; в 1969 г. — 4; в 1970 г. - 1 ив 1971г. — 2. На Зейской ГЭС с бетонной контрфорсной плотиной и турбиной диагонального типа, позволяющей работать агрегату при значительных колебаниях напора, первый 294
агрегат был введен: при напоре — 52 % расчетного, ка- питаловложениях— 55% полных, укладкой бетона — 1250 тыс. м3 (при общем объеме плотины 2800 тыс. м3), т. е. ГЭС начала давать продукцию при 50 % освоенных капиталовложений. Другим примером поэтапного ввода агрегатов может служить Нурекская ГЭС с плотиной из местных материа- лов высотой 300 м и полным объемом 56 млн. м3. Пуск первых трех агрегатов был осуществлен на неполном на- поре — 40 % расчетного, было уложено насыпи 20 % пол- ного объема плотины, а затраты по всем разделам сметы составили 47 % общей стоимости. Такой пуск комплекс- ного гидроузла позволил уже в процессе строительства получать дешевую электроэнергию от введенных агрега- тов и давать народному хозяйству эффект от использо- вания создаваемого плотиной водохранилища на нужды ирригации. Такая эффективность поэтапного ввода агре- гатов позволила полностью окупить дополнительные за- траты, связанные с установкой потребовавшихся для Ну- рекской ГЭС временных рабочих колес и водоприемников. На Чарвакском комплексном гидроузле первые агре- гаты и первая очередь водохранилища были введены при 51 % освоенных капиталовложениях по гидроузлу. На Са- яно-Шушенской ГЭС первые агрегаты с временными ра- бочими колесами были введены при напоре 60 м, или 31 % расчетного, что позволило, не дожидаясь достижения про- ектной высоты плотины и полного напора, в течение 7 лет временной эксплуатации выработать 56 млрд. кВт-ч электроэнергии. Конечно, пуск агрегатов на пониженном напоре в вы- соконапорных гидроузлах требует дополнительных затрат на установку временных рабочих колес агрегатов и вре- менных сооружений, водоприемников, водосбросов и т. п. Однако эти затраты полностью и в короткий срок окупа- ются. Кроме того, при рациональном проектировании ука- занные затраты могут быть сведены к минимуму. Так, применение диагональных турбин позволяет отказаться от временных рабочих колес (Зейская, Колымская ГЭС), применение высоконапорного гидромеханического обору- дования дает возможность не делать многоярусных водо- приемников и водосбросов или значительно уменьшить число ярусов. Штрабление профиля плотин практически всех типов (разного типа бетонных и плотин из местных материалов) дает значительное снижение пусковых объ- 295
емов работ, а следовательно,, и капиталовложений, необ- ходимых для начала эксплуатации гидроузла. Для обоснования целесообразности поэтапного ввода агрегатов на промежуточных напорах необходимо выпол* нить энергоэкономические расчеты, которые заключаются в определении дополнительной энергии Эдоп, получаемой за счет поэтапного ввода агрегатов, и дополнительных вложений пускового комплекса Д Якоыпл. Эффективность поэтапного ввода агрегатов определяется по условию АКномпл 2Д#к0мпл Зэ ^Доп’ (17.2) где ЗДИкомпл — дополнительные издержки, связанные с поэтапным луском агрегатов и их эксплуатацией. Большое значение имеет определение замыкающих за- трат на электроэнергию зэ и суммарного эффекта ЭЭф от получаемой дополнительной энергии Эдоп. Так как в ре- зультате поэтапного ввода агрегатов ускоряется ввод гид- ротехнического сооружения, общий эффект Ээф может оп- ределяться по формуле •^эф — 3Э Здоп А^КОМпл 2#КОМПЛ • (17.3)- Учитывая большую эффективность ввода в эксплуа- тацию ГЭС при неполном напоре, в проекте должна пре- дусматриваться возможность поэтапного ввода агрегатов- Иногда в проекте строительство гидроузлов разбивают на очереди, т. е. на какие-то законченные части объекта, на- пример, гидроузел делят на очереди по напорам, или мощности, шлюзы — по ниткам, порты — по причалам и т. д. Это может быть вызвано требованиями потреби- теля, например, при строительстве ГЭС в изолированном и отдаленном районе рост потребления электроэнергии -определяет ввод мощности очередями; иногда мощность крупной ГЭС превышает потребности и ГЭС целесообраз- но вводить очередями (Средне-Енисейская и Туруханская ГЭС). Иногда при строительстве крупных гидроэнергети- ческих объектов возникают трудности с подготовкой ложа или наполнением водохранилища из-за необходимости да- вать попуски на нужды сельского хозяйства (Токтогуль- ская ГЭС), тогда объекты вводятся очередями. При про- ектировании водно-транспортных сооружений рост тран- спортных перевозок может определять постепенный (по очередям) ввод объектов — отдельных ниток шлюзов, по- вышение напора на шлюзы и др. В этих случаях все .экономические показатели определяют по очередям. В 296
сооружениях I очереди необходимо предусматривать вы- полнение всех объемов работ, позволяющих вести работы по следующим очередям, причем следует отметить, что- с точки зрения максимального использования возможно- стей строительного коллектива и производственной базы,г повышения эффективности капиталовложений строитель- ство очередей предпочтительно вести, не прерывая строй- ку. ГЛАВА 18. ПРИМЕНЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДЛЯ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО ОБОСНОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ, ИХ СООРУЖЕНИИ И ОБОРУДОВАНИЯ 18.1. Назначение систем автоматизированного проектирования (САПР) Применение вычислительной техники позволяет про- водить всесторонний глубокий анализ возможных вариан- тов решения технической задачи и выбирать экономиче- ски наивыгоднейший вариант — с кратчайшими сроками- и при минимальных затратах труда. Применение ЭВМ позволяет использовать новые методы обоснования пара- метров сложных технических объектов в условиях частич- ной неопределенности исходной информации. Такие объ- екты имеют множество взаимосвязанных параметров, а аналитические зависимости для и?; оптимальных значений' вообще отсутствуют. Применявшиеся ранее аналитиче- ские зависимости для экономически наивыгоднейших значений параметров соответствуют локальному оптиму- му для какого-либо одного параметра при фиксированных’ значениях других, с ним взаимосвязанных. Преимущества применения ЭВМ для технико-эконо- мического обоснования параметров можно показать на примере выбора экономически наивыгоднейших парамет- ров турбинного трубопровода высоконапорных дериваци- онных ГЭС- При ручном счете выбор экономически наи- выгоднейших диаметров трубопровода на участках между анкерными опорами производят по условию минимума суммы затрат по трубопроводу 3 и стоимости потерянной энергии /7. Для приближенных расчетов имеются форму- лы [9], в которых задаются значениями повышения дав- ления в трубопроводе ДР при гидравлическом ударе. Но АР зависит от диаметра трубопровода, точнее, от скоро- 297
сти течения воды в нем и от продолжительности закрытия Лак регулирующего органа турбины. В свою очередь, от значения Лак зависят повышение частоты вращения аг- регата и в итоге — необходимый маховой момент MD2t т. е. масса гидрогенератора М. Применение. ЭВМ позволяет учесть все эти взаимоза- висимости и в результате расчета определить диаметр трубопровода, распределение давления по длине трубо- провода, толщины оболочки и их изменение в зависимо- сти от давления, допустимые значения Лак и MD2. Рас- чет проводится по принципу: человек—машина—человек, т.е. в диалоговом порядке, с применением дисплея, когда промежуточные решения контролируются человеком и при необходимости вносятся соответствующие коррек- тивы1. Значительным преимуществом использования ЭВМ является возможность применения творческого подхода к выбору взаимосвязанных параметров трубопровода, си- стемы регулирования турбины, допустимого повышения частоты вращения агрегата при сбросе нагрузки и необ- ходимой массы гидрогенератора. При ручном счете в та- кой постановке затрачивается в сотни раз больше вре- мени и во многих случаях расчет трудно завершить. В проектных организациях Минэнерго СССР широко используют средства вычислительной техники для реше- ния отдельных задач проектирования ГЭС и ГАЭС. В качестве примера можно привести расчет турбинно- го трубопровода Саяно-Шушенской ГЭС. В техническом проекте этой ГЭС был принят сталежелезобетонный тру- бопровод диаметром, м: на верхнем участке — 8, на сред- нем — 7,5, на нижнем — 7. В техническом проекте счита- лось, что все внутреннее давление воды должна воспринимать стальная оболочка, а при ее разрыве — железобетонный кожух с пониженными коэффициентами запаса. Составленная программа расчетов позволяет про- вести на ЕС-1022 совместную оптимизацию параметров трубопровода: число и длину участков, диаметр трубопро- вода на каждом участке, углы конфузорности при перехо- де от одного диаметра к другому, а также характеристи- ки трубопровода в поперечном сечении — марки стали, 1 Программа такого расчета на ЭВМ ЕС—1022 имеется в Ленин- градском политехническом институте; применяется в курсовом проекте водопроводящего тракта ГЭС и занимает всего 20 мин машинного времени. 298
Таблица 18.1. Технико-экономические показатели вариантов турбинных трубопроводов Саяно-Шушенской ГЭС № п. п. Экономический показатель Вариант Экономи- ческий эффект (вар. I— вар. II) I (техни- ческий проект) ; П (расчет на ЭВМ) 1 Масса стальной оболочки, тыс. т 4,18 2,32 1,86 2 Капитальные вложения по тру- бопроводу» тыс. руб. 1778 937 841 3 Расчетные затраты по трубо- проводу, тыс. руб/год Расчетные затраты по потерян- ной мощности и энергии, тыс. руб/год 213 , 112,5 100,5 4 254,7 211,1 34,6 5 Суммарные расчетные затраты (стр. 3+стр. 4), тыс. руб/год 458,7 323,8 135,1 проценты армирования железобетонного кожуха,, толщины внутренней стальной оболочки. Оптимизация проводилась не по отдельным участкам, а для всего тру- бопровода с учетом изменения нестационарности процес- сов, например повышения давления при гидравлическом ударе. Прочность рассчитывали по методу предельных состояний с учетом совместной работы стальной оболочки и арматуры железобетонного кожуха. Оптимизационная задача решалась с применением метода динамического’ программирования. В результате расчетов, была доказана целесооб- разность применения на всей длине турбинного трубопро- вода постоянного диаметра 7,5 м, что и было принято Гидропроектом. Сравнительные показатели по вариантам технического проекта, полученные в результате расчетов на ЕС-1022, приведены в табл. 18.1 (для одного трубопро- вода, а на Саяно-Шушенской ГЭС — их десять). 18.2. Основные положения САПР В настоящее время разрабатываются системы автома- тизированного проектирования гидроэнергетических объ- ектов в целом (САПР ГЭО). Они представляют органи- зационно-техническую систему, состоящую из комплекса средств автоматизации проектирования с участием чело- века. 29%
Рис. 18.1. Техническое обеспечение АРМ Комплекс средств автоматизации проектирования включает в себя методическое, лингвистическое, матема- тическое, программное, техническое, информационное и организационное обеспечения. Общение человека со сред- ствами вычислительной и организационной техники осу- ществляется через автоматизированное рабочее место проектировщика (АРМ). Структурная схема АРМ без средств оргтехники показана на рис. 18.1. В ее состав вхо- дят : техническое обеспечение, местная операционная си- стема, местное математическое и программное обеспече- ние. АРМ состыковано через каналы связи с главным про- цессором ЕС ЭВМ. Существенное значение в САПР имеет математическое обеспечение. Его содержанием являются алгоритмы чис- ленных моделей геосистемы: рельефа местности, геологии, гидрогеологии, гидрологии, почв, растительного покрова, метеорологических условий; а также имитационные моде- ли гидравлических, электромеханических процессов; тех- нических условий работы сооружений и оборудования; подсчета объемов работ, производства работ; сметно-фи- нансовых расчетов и т. п. В состав информационного обеспечения САПР должны входить три машинных банка данных: исходной, нормативно-справочной и отчетной информации. В банке исходной информации сосредоточены данные по моделям геосистемы, характеристикам участков водо- 300
хозяйственного комплекса, техническим ограничениям на параметры объекта и т. д. Банк нормативно-справочной информации содержит технические нормативы, удельные стоимостные показа- тели по отдельным видам работ, монтажу оборудования, шифр глав сводной и локальных смет по объектам и т. п. Система автоматизированного проектирования объек- тов позволяет определить оптимальные технико-экономи- ческие и конструктивные параметры плотин бетонных, гравитационных, арочных, из местных материалов; водо- проводящих трактов ГЭС, ГАЭС и НС; судоходных шлю- зов; бассейнов аккумулирования ГАЭС, зданий ГЭС и НС, их оборудования и т. д. Разрабатываются подсисте- мы САПР для выбора оптимальных параметров гидроуз- лов, разбивки на ступени использования реки и т. п. Экономическое обоснование принимаемых решений входит в САПР всех перечисленных выше задач. Эти за- дачи и их решение должны включаться в специальные учебные курсы: «Гидротехнические сооружения», «Ис- пользование водной энергии», «Гидроэлектрические стан- ции», «Гидроэнергетические установки», «Водные пути и порты». В частности, в курсы «Гидроэлектрические станции» и «Гидроэнергетические установки» входит рас- смотренная выше задача по выбору оптимальных пара- метров трубопровода совместно с выбором времени за- крытия регулирующего органа турбины и махового мо- мента гидрогенератора. Большие возможности имеются в использовании ЭВМ для решения вопросов организации строительства гидро- энергетических объектов и комплексных водохозяйствен- ных объектов, при выборе оптимального размещения всех сооружений строительства, оптимальных методов произ- водства строительных и монтажных работ, оптимизации пропуска строительных расходов воды, перекрытия русла реки, пускового комплекса объекта. 18.3. Технологические линии проектирования Технологические линии проектирования (ТЛП) явля- ются основным звеном проектирующей системы. Функци- онально они объединяют в себе все виды обеспечения САПР и регламентируют деятельность отдела проектного института в период проектирования сооружения. Объеди- 301
некие нескольких ТЛП в подсистему зависит от сложив- шейся структуры проектного института и опыта проекти- рования. Наличие в отделе нескольких ТЛП, объединен- ных в подсистему, определяет степень автоматизации проектных работ. ТЛП создаются для различных стадий проектирова- ния. Рассмотрим состав ТЛП по определению и анализу сметной стоимости строительства ГЭС при внестадийном проектировании. Данная ТЛП носит название «ПРО- ГНОЗ»1 и входит в состав комплексной автоматизирован- ной подсистемы составления сметной документации «КОМПАС», которая разработана рядом проектных ор- ганизаций Госстроя СССР. При разработке математического, программного и ин- формационного обеспечения ТЛП «ПРОГНОЗ» использо- ваны укрупненные показатели стоимости УПС ГЭС-84 и укрупненные сметные нормы для внестадийного проекти- рования. Перечень позиций смет и анализ стоимости стро- ительства проведены на основе «Набора ресурсов на 1 миллион рублей строительно-монтажных работ для гидро- энергетического строительства», разработанного Гидро- проектом. Укрупненная структурная схема ТЛП «ПРОГНОЗ» представлена на рис. 18.2. Программный модуль 1-й пред- назначен для печати титульного листа каталога УПС; 2-й организует печать шапки каталога УПС на каждой странице и очередного показателя УПС; 3-й обрабатыва- ет и печатает УПС; 4-й обрабатывает и печатает разделы 1—15 УПС СЧПС-78; 5-й вычисляет и печатает коэффи- циенты перехода от базисных цен, заданных в банке НСИ, к местным ценам, зависящим от района строительства объекта; 6-й распечатывает каталог местных цен и УПС, заданных для данного объекта; 7-й определяет стоимость каждой позиции локального расчета стоимости; 8-й оп- ределяет общую стоимость по сводному расчету; 9-й осу- ществляет по заданному признаку выборку материальных ресурсов для анализа необходимого количества строи- тельных материалов. Все программные модули ТЛП «ПРОГНОЗ» обраща- ются за необходимой информацией в банки данных. Вы- 1 Разработана Ленинградским отделением института Гидропроект им. С. Я. Жука совместно с ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. 302
вызов модулей управляющей программой Обращение к банку данных и библиотеке программ Рис. 18.2. Структурная схема ТЛП «Прогноз» 1~9 ~ программный модуль; 3 — порядковый номер ТЛП в подсистеме; Ц — порядковый номер подсистемы «КОМПАС» в САПР 303
зов для отработки того или иного модуля осуществляется управляющей программой. ТЛП «ПРОГНОЗ» обеспечивает автоматизированный выпуск следующих документов: 1) каталога укрупненных показателей стоимости, при- вязанных к местным условиям строительства, по номен- клатуре УПС ГЭС-84; 2) локальных расчетов стоимости по форме № 3 инст- рукции СН 202-81*; 3) объектных расчетов стоимости по форме № 2 инст- рукции СН 202-81*; 4) сводного расчета стоимости по форме № 1 инструк- ции СН 202-81*; 5) необходимую потребность в материально-техниче- ских ресурсах для ГЭО. Аналогично формируются и другие ТЛП. В зависимо- сти от назначения они могут содержать сложные програм- мные комплексы по расчетам гидравлических, электроме- ханических и других процессов, а также различного рода оптимизационные задачи. 18.4. Автоматизированное проектирование инженерной защиты от затопления Накопленный опыт технико-экономического обоснова- ния мероприятий в верхнем и нижнем бьефах гидроузлов, а также развитие вычислительной техники позволяют на- чать переход к автоматизированному проектированию этого раздела проекта. В то же время разработка и внедрение системы автоматизированного проектирования водохранилищ и нижних бьефов — трудная задача, так как комплексный гидроузел, водохранилища и нижние бьефы являются сложными системами и представляют со- бой совокупность чрезвычайно большого и разнообразно- го числа объектов, организационно-хозяйственных и при- родоохранных мероприятий. Функциональная часть этой подсистемы САПР состо- ит из ТЛП по подготовке водохранилищ и нижних бьефов гидроузлов; инженерной защиты обектов от затопления и подтопления; организационно-хозяйственных и мелио- ративных мероприятий в сельском хозяйстве; переустрой- ства населенных пунктов, промышленных предприятий, дорог, линий связи, линий электропередачи и других со- оружений; лесосводки, лесоочистки и переустройства 304
объектов лесной промышленности; рыбохозяйственного* освоения и мероприятий по сохранению естественных не- рестилищ; воднотранспортного использования водохра- нилищ и нижних бьефов гидроузлов; других мероприятий по предупреждению, восстановлению или компенсации возможных нарушений в хозяйстве и природе. САПР разрабатывается очередями — по отдельным функциональным подсистемам — по мере развития обес- печивающей части и прежде всего методической и инфор- мационной подсистем. Первоочередной задачей является разработка нормативных документов, регламентирующих: 1) требования отраслей (объектов) народного хозяйства к водному режиму поверхностных и подземных вод; 2) природоохранные ограничения (количественные и ка- чественные) ; 3) оценку дополнительных единовременных и текущих затрат в хозяйство и природу в условиях созда- ния водохранилищ и изменения водного режима рек в нижних бьефах гидроузлов. В настоящее время осуществляется автоматизирован- ное проектирование инженерной защиты территории от затопления. Программами подсистемы в автоматическом режиме определяется положение дамб обвалования, вы- бирается оптимальный по объемам работ вариант конст- рукции дамбы, оценивается прочность, формируется циф- ровая модель дамбы, выполняются гидрогеологические расчеты дрен и гидравлические расчеты дренажной сети и нагорных каналов. В результате работы подсистемы на графостроитель выводятся продольные профили дамбы по оси и примыканиям ее со стороны верхнего и нижнего бьефов, поперечные сечения, планы, объемы насыпи и срезки грунта по пикетам, схемы дренажной сети, про- дольные и поперечные сечения нагорных каналов. При проектировании дамб на ЭВМ готовность чертежей до- стигает 80 %, остальное выполняет проектировщик: пла- нирует съезды с дороги дамбы, проектирует врезки дамб на участках расчетной переработки берегов, искусствен- ные сооружения и др. 18.5. Система автоматизированного обоснования оптимальных параметров каскада насосных станций Крупные водохозяйственные системы, включающие в себя каскады насосных станций, сложны в управлении и 20—339 305
требуют значительных затрат на строительство и эксплу- атацию. Повышение требований к проектированию дан- ных систем создает предпосылки использования точных методов обоснования параметров их сооружений и обо- рудования. Углубленная разработка и сокращение сроков выпол- нения проектов сложных водохозяйственных систем воз- можны только при автоматизации проектирования, т. е. при систематическом применении ЭВМ в процессе про- ектирования и научно обоснованном распределении функций между специалистом и ЭВМ. Человек должен решать задачи творческого характера, а ЭВМ — задачи, которые можно сформулировать в форме алго- ритмов и решить более эффективно с помощью ма- шин. Такой подход позволяет снять упрощения и предполо- жения, неизбежные при традиционных методах проекти- рования. Формализация и алгоритмизация могут применяться на всех этапах проектирования объектов водохозяйствен- ного строительства, начиная от разработки научных и ин- женерных основ проекта до выпуска проектно-конструк- торской документации. При автоматизации проектирования НС следует ори- ентироваться на комплексную разработку проекта каска- да НС как единой сложной системы с привлечением ме- тодов анализа, синтеза и оптимизации параметров соору- жений и оборудования. В социальном и технико-экономическом аспекте САПР должна обеспечивать более высокий качественный или количественный эффект по сравнению с существующей практикой проектирования. Уровень автоматизации характеризуется степенью формализации процесса проектирования в виде алгорит- мов и программ для ЭВМ. По мере развития и совершен- ствования этой системы на ЭВМ будет пере- кладываться все большее количество операций. САПР должна быть развивающейся во времени и открытой, позволяющей легко включать в нее новые методы и средства. Каскады НС являются сложными системами со многи- ми параметрами и большим числом связей с водохозяй- ственными системами, потребителями, обслуживающими отраслями и с окружающей средой. Процесс определения 306
параметров каскада НС можно представить в виде слож- ной многоуровневой иерархической системы1. На первом уровне оптимизируются состав и основные параметры водопроводящего тракта, определяется место- положение НС и всех водопроводящих сооружений, а также устанавливаются внешние параметры насосных станций. При работе НС на открытый канал такими па- раметрами являются расчетный расход и геометрический напор, при работе на напорную систему — напор в точке подключения водовода НС к напорной системе. На втором уровне определяются основные функцио- нальные параметры оборудования и сооружений НС с учетом всех взаимосвязей. На третьем уровне оптимизируются параметры эле- ментов оборудования и сооружений. Нижний уровень предусматривает дальнейшую дета- лизацию, а именно оптимизацию отдельных частей узлов и деталей. На верхнем уровне используются наименее детализированные и углубленные математические моде- ли, отображающие объект проектирования. На каждом нижерасположенном уровне степень детализации и точно- сти математических моделей возрастает. При наиболее простой схеме водоподачи (при индивидуальных НС) ко- личество уровней иерархии снижается. Иерархии и структуре этих задач должны соответст- вовать иерархия и структура информации как исходной,, так и обменной между уровнями оптимизации. Обоснова- ние параметров начинается с верхнего уровня и ведется сверху вниз. Результаты решения задачи на каждом уров- не, кроме их основного назначения — выбора оптималь- ных параметров элементов оборудования и сооружений каскада НС, выступают в качестве обратной внешней ин- формации для решения задачи на следующем уровне, т. е. организуется итерационный процесс обоснования опти- мальных параметров каскада НС. Проектирование такой системы также рекомендуется вести с нарастающей сложностью, углублением и детали- зацией математических моделей, отображающих объект проектирования, уточняя исходную информации* (рис. 18.3). Процесс проектирования НС, как правило, состоит из трех этапов: технико-экономическое обоснование, проект, 1 Предложено проф. В. И. Виссарионовым. 20* 307
Рис. 1S.3. Иерархия математических моделей и обмен информацией при обос- новании параметров сооружений и оборудования каскада НС рабочие чертежи. Для каждого из этих этапов использу- ются математические модели НС, различные по глубине и детальности проработки. Достоинством иерархического принципа является воз- можность разложения сложной задачи большой размер- ности на задачи приемлемой сложности меньшей размер- ности, которые поддаются решению с помощью имеющих- ся методов и средств. Иерархический подход к проектированию сложных во- дохозяйственных объектов и модульный принцип позво- ляют САПР развиваться во времени и включать в себя новые модули. САПР каскада ПС следует рассматривать как подсистему (или элемент) САПР водохозяйственной 308
или энергетической системы, в свою очередь, являющихся подсистемами отраслевых автоматизированных систем «Вода» или «Энергия». Внедрение САПР каскада НС проводится поэтапно. Организация внедрения должна обеспечивать свобод- ный переход с одного этапа на другой. Система автоматизированного обоснования парамет- ров каскадов НС была проверена на практике при раз- работке проектов конкретных водохозяйственных систем. Например, в институте Ленгипроводхоз совместно с Ле- нинградским политехническим институтом им. М. И. Ка- линина при разработке проекта Бурлипской оросительной системы был реализован первый этап автоматизирован- ного проектирования каскада НС. Этот проект предусмат- ривает подпитку р. Бурлы из Новосибирского водохрани- лища. Для целей ирригации, пополнения и рассолонения озер, имеющих рыбопромысловое значение, и охраны при- роды по магистральному каналу в бассейн р. Бурлы не- обходимо перебросить воды 30—35 м3/с. Строительство намечено осуществлять в несколько очередей. Задача первого этапа проектирования состояла в тех- нико-экономическом обосновании трассы системы во- доподачи, местоположения водозабора, состава и •основных параметров сооружений и оборудования кас- када НС. Техническая база (ЭВМ среднего быстродействия), а также малый лимит времени на проектирование потребо- вали использования эвристических принципов. Были уч- тены предварительные проработки к этому проекту, а так- же опыт проектирования аналогичных объектов. Число рассматриваемых вариантов зависело от количества варь- ируемых параметров и диапазона изменения каждого из них. Например, местоположение водозабора рассматри- валось в пяти вариантах, в каждом из которых трасса ка- нала соответственно изменяла свое положение (рис. 18.4, а). Число НС в каскаде варьировалось от одной до шести. При детерминированном графике водоподачи Q.=f(t) была рассмотрена возможность установки на НС верти- кальных насосных агрегатов: осевых ОПВ2-1Ю с расчет- ными напорами 7/^=104-15 м; осевых ОПВЗ-1Ю с Нр~ = 184-23 м; центробежных 1200В-6,3/63. Банк экономической информации был сформирован на основе тщательного анализа экономических данных с учетом действующих нормативных документов. 309
В) М I'M €) насосная станция А водовыпуск /к Сорос ное сооружение. Рис. 18.4. План (а) и продольный профиль трассы водоподачи Бурлинской водохозяйственной системы по варианту B-II-1 (б) и по варианту B-I-5 (в) / — трубопровод; 2 — канал 310
Результаты решения всех вариантов задачи выводи- лись на ЭВМ в табличной форме. В качестве примера на рис. 18.4, в показаны вариан- ты трассы (ВЛ1-1 и В-1-5) с нанесением местоположения зданий НС, водозаборов и ступеней МК. В варианте B-II-1 каскад НС состоит из трех ступеней. Каждая станция оснащена шестью насосными агрегата- ми. На станциях № 1 и 3 установлены центробежные на- сосы 1200В-6,3/63, а на станции №2 — осевые ОПВ2-ПО с Нр—12 м. Вариант В-1-5 представляет собой каскад из четырех НС, каждая из которых оборудована шестью агрегатами. На НС № 1 установлены осевые насосы ОПВ2-110 с Яр = «15 м, а на НС № 2, 3, 4 — осевые ОПВЗ-1Ю. Вариант В-1-5 по сравнению с вариантом B-II-1 обес- печивает расчетное снижение затрат на 12 %. Реализация первого этапа автоматизированного про- ектирования каскада НС позволила в сжатые сроки рас- смотреть значительное число вариантов и выбрать наибо- лее экономичное решение и перейти ко второму этапу про- ектирования. РАЗДЕЛ IV. ОРГАНИЗАЦИЯ И ЭКОНОМИКА ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА ГЛАВА 19. ОРГАНИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ И ПЛАНИРОВАНИЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА 19.1, Общие принципы управления гидротехническим строительством Гидротехническое строительство является одной из отраслей капитального строительства, которое относится к сфере материального производства, поскольку его про- дукцией являются законченные и готовые к эксплуатации объекты. Управление строительством, как и всем материальным производством в СССР, осуществляется на основе общих принципов и задач: единства политического и хозяйствен- ного руководства; демократического централизма в уп- равлении хозяйством; производственной специализации и 311
территориального размещения хозяйственных органов; единоначалия в управлении производством и обществен- ного контроля; материальной и моральной заинтересован- ности в развитии производства. Организация управления гидротехническим строитель- ством имеет свои особенности, отличные от организации управления другими отраслями строительства. Они вы- званы спецификой и сложностью крупного гидротехниче- ского строительства. Для гидротехнического строительства характерны все основные принципы и методы организации социалистиче- ского производства. Вместе с тем ему присущи некоторые специфические черты, обусловленные характером строи- тельной продукции. Прежде всего продукция гидротехни- ческого строительства неподвижна и может использовать- ся лишь там, где она создается; основанием зданий и со- оружений служит земля. Вместе с тем орудия труда, применяемые в строительстве, мобильны и находятся в постоянном движении. Завершив работу на одной строи- тельной площадке, трудовые коллективы строителей пе- ремещаются на другие. Это предопределяет своеобразие организационных форм управления, требует правильного территориального размещения и планомерной загрузки строительных организаций. Такие условия продик- тованы необходимостью свести к минимуму потери времени, материальных и денежных ресурсов при пе- ребазировании строителей с одной стройки на дру- гую. Гидротехническое строительство связано с решением важнейших проблем народного хозяйства по электрифи- кации, транспорту и водному хозяйству. Оно в гораздо большей степени, чем другие виды строительства, зави- сит от местных условий и поэтому в меньшей мере подда- ется типизации и унификации. При гидротехническом строительстве приходится выполнять большие объемы ра- бот с применением мощных средств механизации, тре- бующих, в свою очередь, наличия специальных кадров. В связи с этим основное крупное гидротехническое строительство сосредоточено в общесоюзных организа- циях. Строительно-монтажные работы в гидротехническом строительстве (как и в любом виде строительства) в ор- ганизационном отношении осуществляют различными способами (рис. 19.1): 312
Рис* 19.1. Организация подрядного способа ведения строительно-монтажных работ хозяйственным, при котором строительные работы вы- полняются собственными силами предприятий и хозяйст- венных организаций, осуществляющих капитальные вло- жения; подрядным, при котором работы осуществляются спе- циальными строительными и монтажными орга- низациями (подрядчиками) по договорам с заказчи- ками. Хозяйственный способ ведения работ не обеспечивает условий для создания постоянно действующих строитель- ных организаций, так как строительные организации соз- даются каждый раз заново и ликвидируются по оконча- нии строительства. Все это не способствует индустриали- зации, специализации, повышению эффективности строительства и созданию постоянных высококвалифици- рованных кадров. При подрядном способе, наоборот, на основе догово- ров с заказчиками все строительные и монтажные работы выполняют специально созданные для этой цели строи- тельные и монтажные организации. При этом обеспечи- 313
вается взаимный контроль заказчика и подрядчика, что способствует более эффективному расходованию средств на капитальное строительство. Наличие постоянных спе- циализированных строительных и монтажных организа- ций при подрядном способе работ обеспечивает система- тическое накопление опыта и повышение уровня индуст- риализации; создание постоянных кадров рабочих, инженерно-технических и административных работников необходимой квалификации и необходимое оснащение организаций строительной техникой. В настоящее время подрядный способ строительства является преобладающим. Крупное гидротехническое строительство осуществляется только таким способом. Подрядная строительная организация может привле- кать к выполнению специальных строительных и монтаж- ных работ другие специализированные организации, на- зываемые в этом случае субподрядными. 19.2. Органы управления гидротехническим строительством Общая схема управления гидротехническим строитель- ством представлена на рис. 19.2. Главным государственным органом управления строи- тельством является Совет Министров СССР (Совмин СССР), осуществляющий руководство всем народным хо- зяйством. Центральным органом, регламентирующим ос- новные направления развития строительства, является Государственный комитет СССР по делам строительства (Госстрой СССР)* Государственный плановый комитет СССР (Госплан СССР) осуществляет планирование на- родного хозяйства на основе пропорционального развития всех его отраслей. Развитием науки и техники в СССР руководит Государственный комитет СССР по науке и технике (ГКНТ СССР). Народное хозяйство снабжается материальными ресурсами через Государственный коми- тет СССР по материально-техническому снабжению (Гос- снаб СССР). Общесоюзные строительно-монтажные ми- нистерства и министерства-заказчики подчиняются непо- средственно Совету Министров СССР, а по соответствую- щим вопросам — Госстрою СССР, Госплану СССР, Гос- снабу СССР и ГКНТ СССР. Гидротехническое строительство сосредоточено в ос- новном в общесоюзных специализированных министерст- 314
Рис. 19.2. Основные органы управления строительством в СССР ствах и ведомствах, осуществляющих это строительство подрядным способом. При этом Министерство энергетики и электрификации СССР (Минэнерго СССР) осущест- вляет строительство гидроэлектростанций, водохранилищ комплексного назначения, каналов, а также крупнейших сооружений для водоснабжения промышленных пред- приятий и городов; Министерство транспортного строи- тельства (Минтрансстрой) строит речные и морские транспортные сооружения; союзно-республиканское Ми- нистерство мелиорации и водного хозяйства СССР (Минводхоз СССР) сооружает водохозяйственные си- 315
стемы и водохранилища. Это—центральные организа- ции-подрядчики *. Заказчиками по строительству энергетических пред- приятий — гидроэлектростанций, гидроузлов комплекс- ного назначения, в которых преобладающее значение име- ет энергетика, являются организации Минэнерго СССР. Объекты морского и речного водного транспорта строят- ся по заказам Министерства морского флота и мини- стерств речного флота союзных республик. Заказчиками, по водохозяйственным объектам являются советы мини- стров союзных республик. Указанные министерства и ведомства (заказчики и подрядчики) осуществляют разработку планов развития соответствующих отраслей строительства, проектирова- ние и необходимую научно-исследовательскую работу по проектируемым и возводимым сооружениям. Министерства-подрядчики ведут строительные и мон- тажные работы. Они осуществляют руководство подбо- ром и распределением инженерно-технических кадров в строительных, проектных и научно-исследовательских ор- ганизациях, организуют подготовку и обучение рабочих кадров и решают другие вопросы по обеспечению разви- тия отрасли строительства, порученной министерству. Для осуществления этого министерства имеют в своем, составе: а) специализированные производственные главные управления и подчиненные им общесоюзные специализи- рованные и территориальные объединения, тресты, уп- равления строительством; б) проектные и научно-исследовательские организа- ции; в) организации по изготовлению специального обору- дования и ремонту механизмов и транспортных средств; г) базы строительной индустрии; д) органы обеспечения строительства материалами и средствами механизации; е) управления по вопросам кадров, труда и заработ- ной платы. 1 Минэнерго СССР осуществляет общее руководство энергетическим хозяйством СССР и кроме строительства указанных сооружений строит атомные и тепловые электростанции и линии электропереда- чи. Минтрапсстрой осуществляет также строительство сооружений железнодорожного и автомобильного транспорта и метрополитенов. 316
Для рассмотрения и утверждения планов и проектов развития регионов и схем использования рек в мини- стерствах образованы научно-технические советы. Старейшим и крупнейшим в стране является Главное управление по строительству гидроэлектростанций — Главгидроэнергострой, созданное в 1934 г.*. Строительные и монтажные работы в гидротехниче- ском строительстве главки (объединения) министерств осуществляют силами специализированных строительно- монтажных организаций. Основные их задачи, как и всех строительных организаций, заключаются: в выполнении строительно-монтажных работ в соответствии с утверж- денными планами этих работ, обеспечении высокого их качества, постоянном совершенствовании техники и орга- низации работ, обеспечении систематического повышения производительности труда, снижении себестоимости и по- вышении рентабельности строительства. Для их осущест- вления строительные организации приобретают необхо- димые материальные ресурсы, ведут финансовые расчеты с другими организациями. Строительные организаций имеют необходимые производственные базы строительной индустрии. Строительные организации, кроме производственно- технической, снабженческо-сбытовой и финансовой дея- тельности, осуществляют также подбор и подготовку кад- ров, повышение их квалификации, заботятся о культур- но-бытовом обслуживании рабочих, инженерно-техниче- ских работников и служащих. Строительные организации по гидротехническому строительству являются самостоятельным юридическим лицом, т. е. имеют право осуществлять хозяйственные опе- рации, соответствующие их задачам, и несут полную от- ветственность по своим обязательствам. Правовое поло- жение государственных строительных организаций опре- деляется соответствующими постановлениями. Образова- ние строительных организаций по гидротехническому строительству осуществляется приказами министров (ру- ководителей ведомств). В последние годы партией и пра- вительством принят ряд мер, направленных на дальней- шее повышение роли хозрасчетных строительных органи- * В 1962 г. в связи с ростом гидроэнергетического строительства оно было разделено на два главка: Главвостокгидроэнергострой и Главгидроэнергострой, а в 1981 г. преобразовано в Союзгидро- энергострой. 317
заций в народном хозяйстве, расширение их хозяйственной самостоятельности и усиление ответственности за вы- полнение государственных планов. Основными структурными подразделениями строи- тельно-монтажных организаций в гидротехническом строительстве являются тресты и управления строитель- ством. Эти организации можно классифицировать по сле- дующим признакам: характеру взаимоотношений с заказчиком и между собой — генподрядные, т. е. выполняющие весь комплекс работ или осуществляющие строительство сооружений в целом по договору с заказчиком; субподрядные — выпол- няющие отдельные виды работ или отдельные здания и сооружения по договору с генподрядчиком; виду выполняемых работ — общестроительные, специ- ализированные; объему выполняемых работ. От него зависят: струк- тура треста, его штатное расписание, должностные окла- ды управленческого персонала. По объему выполняемых работ тресты делят на категории. Чем крупнее трест, как показывает опыт, тем планомернее его загрузка, а следо- вательно, тем выше рентабельность его работы и произ- водительность труда. В крупном гидротехническом строительстве большое распространение получили специальные управления строительством и территориальные тресты. Так, в Мин- энерго СССР имеется 30 общестроительных трестов и уп- равлений по гидроэнергетическому строительству. На- пример, специальное управление по строительству Братской ГЭС — Братскгэсстрой, осуществляющее строи- тельство Братской, Усть-Илимской, Богучанской ГЭС и других крупных промышленных объектов в этом регионе; тресты по строительству гидроэлектростанций в Грузин- ской ССР — Грузгидроэнергострой; в Таджикской ССР — Таджикгидроэнергострой и др. В Минэнерго СССР имеются общесоюзные специали- зированные субподрядные тресты: по монтажу и изго- товлению металлических конструкций и оборудования — Гидромонтаж и Спецгидроэнергомонтаж; по работам электромонтажным — Гидроэлектромонтаж; укрепитель- ным, буровзрывным и туннельным — Гидроспецстрой; тидромеханизированным — Гидромеханизация. При подрядном способе ведения строительно-монтаж- ных работ для осуществления функций заказчика орга- 318
низуется дирекция строящегося водохозяйственного объ- екта (например, дирекция строящейся Саяно-Шушенской ГЭС). Дирекция назначается министерством (ведомст- вом), которому выделены капитальные вложения на дан- ный объект. Дирекция строящегося водохозяйственного объекта обязана обеспечить строительство проектно-смет- ной документацией, финансированием в соответствии с государственным планом капитальных вложений и стро- ительно-монтажных работ, а также основным оборудо- ванием, проводить приемку и оплату работ, выполненных строительной организацией. Дирекция ведет подготовку водохозяйственного объекта к эксплуатации и осуществ- ляет временную эксплуатацию при его поэтапном вводе. Для выполнения этйх обязанностей дирекция имеет пра- во заказывать проектным организациям проектно-смет- ную документацию, вести контроль за ходом и качест- вом строительно-монтажных работ и осуществлять дру- гие хозяйственные операции. Взаимоотношения заказчика и подрядной строитель- ной организации в гидротехническом строительстве опре- деляются «Правилами о подрядных договорах по строи- тельству», утвержденными Советом Министров СССР. Договоры обычно заключают на весь период строительства до его окончания (генеральный договор) и на годовой объем строительно-монтажных работ, при- чем обычно с одной строительной подрядной организаци- ей, выступающей как генеральный подрядчик (например,. Братскгэсстрой, Красноярскгэсстрой). Система управления гидротехническим строительст- вом непрерывно совершенствуется. 29 апреля 1984 г. ЦК КПСС и Совет Министров СССР приняли постановление «Об улучшении планирования, организации и управления капитальным строительством», в котором предусматри- ваются специальные меры по улучшению организацион- ной структуры управления строительством, укрупнении* строительно-монтажных организаций и предприятий строительной индустрии. 19.3. Планирование гидротехнического строительства Планомерное пропорциональное развитие народного хозяйства является orhhm из важнейших и решающих преимуществ социалистического строя. Крупное социали- стическое производство может развиваться только на 313
•основе централизованного планового руководства, на ос- нове единого народнохозяйственного плана. При плани- ровании социалистического хозяйства обеспечиваются со- блюдение требований закона пропорционального разви- тия отдельных отраслей и правильное размещение производительных сил по экономическим районам стра- ны. Государственный план является основой ведения со- циалистического хозяйства. Он связывает в единое целое все отрасли народного хозяйства и все экономические рай- оны страны. После утверждения он приобретает силу го- сударственного закона. По периодам, охватываемым планами, планирование делится на перспективное (длительные планы) и текущее. Единство этих планов—важный принцип планирования. Порядок разработки планов капитального строитель- ства. Планирование гидротехнического строительства осуществляется в соответствии с общими принципами и порядком, установленным для планирования капитальных вложений в народном хозяйстве страны. В настоящее время установлен такой порядок, при котором центр тя- жести в планировании перенесен на места — строитель- ство, предприятие, в экономические районы и союзные республики. Основой планирования теперь являются пла- ны, разрабатываемые непосредственно на предприятиях. В их составлении активно участвуют коллективы пред- приятий и строек, партийные, советские и профсоюзные •органы, и это, естественно, позволяет наиболее полно учесть в планах местные условия и предложения широких масс трудящихся. Составление планов снизу осуществляется исходя из контрольных цифр, установ- ленных государственным планом экономического и соци- ального развития СССР. В нем одним из главнейших раз- делов является план капитального строительства. Этот план должен быть увязан с другими разделами народно- хозяйственного плана и предусматривать наиболее ра- циональное и эффективное использование материальных и финансовых ресурсов, выделяемых на строительство. В его состав входят планы: капитальных вложений, про- ектно-изыскательных работ, строительного производства и развития мощностей строительно-монтажных организа- ций. Схема организации планирования представлена на рис. 19.3. План капитальных вложений определяет 320
Рис. 19.3. Организация разработки государственного пятилетнего плана в строительстве расширенное воспроизводство основных фондов и слу- жит основой планирования строительства как отрасли материального производства. При планировании гидро- технического строительства, в первую очередь, устанав- ливают лимиты капитальных вложений и строительно- монтажных работ. Лимит — это ресурсный показатель по отрасли, предельная величина капитальных вложе- ний К (в том числе строительно-монтажных работ S) на запланированный ввод в действие мощностей, пред- приятий, объектов и создание нормативных заделов. Планирование капитальных вложений в гидротехни- ческое строительство осуществляется: а) в территориаль- ном разрезе—по союзным республикам и экономиче- 21-339 321
ским районам; б) по отраслям — энергетика, водное хозяйство, транспорт и др.; в) по назначению — объекты производственного и непроизводственного назначения (жилищное, коммунальное и культурно-бытовое строи- тельство); г) по структуре — строительно-монтажные, проектные работы, оборудование и др. В планах предусматриваются два основных показа-- теля: а) капитальные вложения и б) ввод в действие производственных мощностей и сооружений (основных фондов). Ведущим органом в планировании является Госплан СССР. Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР «Об улучшении планирования, организации и управления капитальным строительством» (1984 г.) Гос- плану СССР, министерствам и ведомствам СССР и со- ветам министров союзных республик поручено при раз-: работке планов капитального строительства обеспечить: направление капитальных вложений прежде всего на осуществление мероприятий, связанных с внедрением в народное хозяйство новейших научно-технических до- стижений, на техническое перевооружение и реконструк- цию действующих предприятий, комплексное развитие сырьевых (энергетических) и перерабатывающих от- раслей; сбалансированность лимитов капитальных вложений и строительно-монтажных работ с финансовыми и мате- риальными ресурсами, а также с мощностями строи- тельно-монтажных организаций в целом по министерст- вам и ведомствам и в территориальном разрезе с целью сооружения предприятий и объектов в соответствии с нор- мами продолжительности строительства. Достижение сбалансированности плана строительст- ва и его материально-технического обеспечения — одна из главнейших задач плановых органов. Решению ее по- могает внедрение в планирование новейшей счетно-вы- числительной автоматизированной техники, которая позволяет осуществлять многовариантность планов и выбирать оптимальное решение. Министерствам и ведомствам, осуществляющим строительно-монтажные работы, согласно указанному постановлению, предложено разрабатывать заблаговре- менно в составе пятилетних планов раздел по развитию производственных мощностей строительно-монтажных организаций и предприятий промышленности строитель- 322
ных материалов, а Госплану СССР предусматривать вы- деление на эти цели необходимых капитальных вло- жений. Основой всех планов служат пятилетние планы основ- ных направлений экономического и социального разви- тия СССР с прогнозом на 10 лет. На их базе составля- ются пятилетние планы с разбивкой по годам. Кроме того, согласно постановлению 1984 г. мини- стерства и ведомства СССР и советы министров союз- ных республик представляют в Госплан СССР до 1 ап- реля года, предшествующего планируемому, предложе- ния по конкретизации заданий на планируемый год по важнейшим стройкам производственного назначения. Госплан СССР при формировании планов определяет в апреле года, предшествующего планируемому, лимиты подрядных работ по строительным министерствам в це- лом и в территориальном разрезе с учетом имеющихся мощностей подрядных организаций и перспектив их раз- вития в планируемом периоде с целью обеспечить выпол- нение на данной территории намечаемых объемов строи- тельно-монтажных работ и, в первую очередь, по важ- нейшим стройкам. Для ускорения строительства установлены особые правила начала строительства новых объектов. В них в частности, принято, что: а) объем капитальных вложений и строительно-мон- тажных работ по всем стройкам должен определяться в планах на весь период строительства с разбивкой по годам; б) до начала строительства новых сооружений долж- на быть закончена разработка всей проектной докумен- тации, а также выполнены необходимые подготовитель- ные работы (строительство подъездных дорог, жилых поселков, базы строительной индустрии и т. п.). Все вновь начинаемые строящиеся и реконструируе- мые объекты в зависимости от их значения включаются в соответствующие планы развития народного хозяйст- ва СССР, союзных республик, министерств и ведомств. Это включение оформляется титульным списком, т. е. составлением перечня строящихся объектов. Перечни вновь начинаемых строек, утверждаемые в пятилетних планах, являются основой для разработки планов проектно-изыскательских работ, развития мощ- 21* 323
ностей строительных организаций и баз строительной индустрии. При составлении перечней и титульных списков поль- зуются следующими понятиями: стройка; очередь строи- тельства; пусковой комплекс; объект в составе стройки; объект, не входящий в состав стройки, а также новое строительство; расширение и реконструкция; вновь на- чинаемая стройка; переходящая стройка; вводимая стройка; незавершенное строительство. Стройка — это совокупность зданий и сооружений или объектов, строительство, расширение, реконструк- ция которых осуществляются, как правило, по единой проектно-сметной документации (при сооружении объ- ектов гидроэнергетики — это гидроэлектростанция и др.; в водном хозяйстве — гидроузел, ирригационный канал, насосная станция; в водном транспорте — судоходный канал, речные и морские порты, причалы, шлюзы и др.). Очередь строительства — это часть объекта строи- тельства, состоящая из групп зданий, сооружений и устройств, ввод которых в эксплуатацию обеспечивает выпуск продукции или оказание услуг, предусмотренных проектом (при сооружении гидроэлектростанций — это ввод на неполном напоре и др.; в водном хозяйстве — ввод части водохранилища; в водном транспорте — час- ти канала, нитки шлюзов и т. п.)« Пусковой комплекс — это совокупность объектов (или их частей) производственного и непроизводственного назначения, обеспечивающих выпуск продукции или ока- зание услуг, предусмотренных проектом (например, аг- регат гидроэлектростанции и др.). Объект строительства — это каждое отдельно стоящее здание или сооружение с оборудованием и со всеми относящимися к нему подсобными и вспомогательными сооружениями и устройствами, предусмотренными про- ектом на его строительство (плотины, здание ГЭС, шлю- зы, каналы, причалы и др.). Вновь начинаемая стройка — строительство нового или расширение, реконструкция действующего предприя- тия, которое предусматривается в плановом периоде; переходящая стройка — строительство, которое намече- но продолжить в плановом периоде на основании утвер- жденной проектно-сметной документации. В перечнях вновь начинаемых строек производствен- ного назначения устанавливаются задания по вводу в 324
действие мощностей (с разбивкой по годам пятилетки), а также лимиты капитальных вложений и строительно- монтажных работ на пятилетку в целом. Перечни утверждают в следующем порядке: по важнейшим стройкам — Советом Министров СССР по представлению Госплана СССР; по стройкам сметной стоимостью 4 млн. руб, и вы- ше— министерствами и ведомствами СССР и советами министров союзных республик по согласованию с Гос- планом СССР и строительными министерствами; по стройкам сметной стоимостью менее 4 млн. руб. — непосредственно министерствами и ведомствами СССР и советами министров союзных республик или в поряд- ке, ими установленном. На основе указанных перечней строек, лимитов ка- питальных вложений и строительно-монтажных работ, проектов, смет и норм продолжительности строительст- ва 1 разрабатывают титульные списки с разбивкой в них заданий по годам. Титульные списки составляют по установленной форме отдельно на вновь начинаемые и переходящие объекты. В них указывают задания по вво- ду в действие мощностей объектов и основных фондов, а также капитальные вложения и строительно-монтаж- ные работы (по исполнителям). Титульный список является неизменным плановым документом на весь период строительства. На его основе должны осуществляться планирование, финансирование и материально-техническое обеспечение строек. В ти- тульные списки могут включаться только те стройки, которые обеспечены на 15 апреля года, предшествующе- го планируемому, заказными спецификациями на обо- рудование, приборы, кабельные и другие изделия и на 1 июля — проектно-сметной документацией и рабочими чертежами на работы планируемого года. Включение стройки в титульный список есть одно- временно разрешение на ее осуществление; до составле- ния титульного списка проводится предварительная про- верка экономической эффективности каждой стройки, соответствия намечаемого строительства разработанной схеме развития и размещения отраслей народного хозяй- 1 Поскольку большинство строек гидротехнического строительства являются уникальными и для них не установлены нормы продол- жительности строительства, срок строительства очереден и объек- та в целом определяется по проекту. 21а—339 325
ства и промышленности, а также схеме развития и раз- мещения производительных сил по экономическим рай- онам и союзным республикам. Титульные списки строек жилищного, коммунально- го, культурно-бытового назначения, объектов просвеще- ния, здравоохранения, торговли и общественного пита- ния независимо от их сметной стоимости утверждают в порядке, устанавливаемом министерствами и ведомст- вами СССР, советами министров союзных республик, которым выделяются капитальные вложения на указан- ные цели. В практике планирования гидротехнического строи- тельства (вернее, строительного производства) состав- ляются также внутрипостроечные титульные списки, в которых капитальные вложения, строительно-монтаж- ные работы и другие показатели стройки получают даль- нейшую конкретизацию по отдельным объектам строи- тельства. Эти списки состоят из нескольких разделов, в которых приводится перечень всех объектов производ- ственного назначения, жилищного, культурно-бытового строительства и т. д. Утверждают их по поручению ми- нистерств и ведомств директора предприятий-заказчи- ков после предварительного согласования с генподряд- чиком. В соответствии с постановлением ЦК КПСС и Сове- та Министров СССР от 12 июля 1979 г. «Об улучшении планирования и усилении воздействия хозяйственного механизма на повышение эффективности производства и качества работы» в пятилетних и годовых планах мини- стерствам и ведомствам, осуществляющим строитель- но-монтажные работы, а также строительно-монтажным организациям в составе показателей по строительному производству должны утверждаться общий и выполняе- мый собственными силами объем товарной строитель- ной продукции (ТСП). Министерства и ведомства-заказ- чики должны утверждать задания по объему товарной строительной продукции также подведомственным орга- низациям-заказчикам. В объем товарной строительной продукции включа- ется сметная стоимость строительно-монтажных работ по сдаваемым заказчикам предприятиям, их очередям, пусковым комплексам и объектам, подготовленным к вы- пуску продукции или оказанию услуг, например, агре- гатам гидроэлектростанции, очередям водохозяйствен- 326
ных плотин, участкам причальных стенок и др. Это наиболее прогрессивная форма планирования, направ- ленная на повышение эффективности капитальных вло- жений и ускорёние ввода объекта в эксплуатацию. Она создает объективные условия для усиления экономиче- ской эффективности каждого участника строительного процесса. Объем товарной строительной продукции утвержда- ется в проектах очередей, объектов, пусковых комплек- сах. Порядок планирования товарной строительной про- дукции определяется специальными методическими ука- заниями Госплана СССР, разработанными с участием Госстроя СССР, Минфина СССР, Стройбанка СССР и ЦСУ СССР. ГЛАВА 20. ФИНАНСИРОВАНИЕ И КРЕДИТОВАНИЕ ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА 20.1. Система финансирования План капитального строительства после утвержде- ния должен быть обеспечен не только проектно-сметной документацией, материальными и трудовыми ресурсами, но и денежными. Система финансирования и кредитования капиталь- ных вложений состоит из правил, определяющих состав и методы аккумуляции средств, предназначенных на ка- питальные вложения; порядок их предоставления строй- кам и строительным организациям; состав кредитных учреждений, которые осуществляют финансирование капитальных вложений, а также контроль за капиталь- ным строительством и расходованием средств. Эта си- стема должна способствовать рациональному использо- ванию средств, выделяемых на капитальное строитель- ство, повышению их эффективности. В ее основу положены такие принципы, как планово-целевой харак- тер финансирования, непрерывность финансирования и кредитования и др. Планово-целевой характер финанси- рования означает, что финансируются или обеспечива- ются долгосрочным кредитом только стройки, включен- ные в государственный план капитальных вложений и имеющие утвержденные титульные списки и проектно- сметную документацию. Финансирование строек осуществляется в пределах сметной стоимости каждого объекта. Ассигнования и фи- 21 а* 327
нансирование капитальных вложений имеют строго це- левое назначение и не могут использоваться на другие нужды, в частности на образование и пополнение соб- ственных оборотных средств. Для наиболее рациональ- ного расходования средств, выделяемых на строитель- ство, состав источников и методы финансирования капи- тальных вложений изменяются с учетом конкретных задач, стоящих на данном этапе развития социалистиче- ской экономики. Финансирование и кредитование капитальных вло- жений во все отрасли народного хозяйства (за исклю- чением сельского хозяйства) в нашей стране возложено на Всесоюзный банк финансирования капитальных вло- жений (Стройбанк СССР). Действующие предприятия обслуживаются Госбанком СССР. Финансирование раз- вития сельского хозяйства осуществляет Сельхозбанк СССР. Стройбанк СССР осуществляет финансовый контроль за правильным использованием капитальных вложений; выполнением программы ввода в действие производст- венных мощностей и основных фондов, плана сдачи то- варной строительной продукции, планов капитального строительства, заданий по снижению себестоимости строительно-монтажных работ; за соблюдением проект- но-сметной документации, плановой и финансовой дис- циплины и за укреплением хозяйственного расчета. Фи- нансирование капитальных вложений организуется на основе «Правил финансирования» и «Правил о подряд- ных договорах по строительству», обязательных как для банков, так и для всех предприятий и строек. Для осу- ществления этих функций Стройбанк СССР имеет раз- ветвленную сеть своих отделений во всех союзных рес- публиках и экономических районах страны. Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР «Об улучшении планирования, организации и уп- равления капитальным строительством» (1984 г.) пре- дусмотрено повысить роль Стройбанка СССР и Госбан- ка СССР в обеспечении эффективного использования капитальных вложений, концентрации их на пусковых и важнейших стройках, выполнения заданий по вводу в действие производственных мощностей и основных фон- дов, сокращения объемов незавершенного строительства. Вводятся дополнительные меры, направленные на улуч- шение экономического стимулирования выполнения и 328
перевыполнения плановых заданий, системы кредитова- ния, непрерывного финансирования строек, повышение рентабельности и ликвидацию убыточности строитель- ных организаций. Непрерывное финансирование строек осуществляется в пределах сметной стоимости. По мере исчерпания го- довых ассигнований строительным организациям предо- ставляется кредит. Источники финансирования капитальных вложений складываются из средств государственного бюджета, долгосрочного кредита, прибыли, амортизационных от- числений и внутренних ресурсов предприятий и хозяй- ственных организаций. В среднем по строительству сред- ства из государственного бюджета составляют около 40%, собственные средства предприятий—до 50 %, а долгосрочный кредит — 8—10%. В гидротехническом строительстве удельный вес бюджетных средств особен- но высок и достигает 90%. К собственным средствам предприятий относят: прибыль; амортизационные отчис- ления, предназначенные на полное восстановление ос- новных фондов; средства фонда развития производства, фонда социально-культурных мероприятий и жилищно- го строительства и прочие источники (различные отчисления от прибыли и других доходов, разрешенные действующим законодательством и направляемые на капитальные вложения в соответствующих отраслях про- мышленности). Порядок финансирования строительства зависит от способов ведения строительно-монтажных работ. При подрядном способе заказчик является титулодержате- лем и распорядителем всех ассигнований на капиталь- ное строительство. Он поручает выполнение всех строи- тельно-монтажных работ генеральному подрядчику. Для осуществления расчетов при подрядном способе работ банки открывают заказчикам счет финансирования ка- питальных вложений (так называемый контокоррентный счет), а подрядчикам — расчетный счет. При хозяйственном способе строительства, учитывая обычно небольшие объемы работ, финансирование осу- ществляется в меру фактически выполненных работ и по элементам затрат. Эта система, как и сам хозяйст- венный способ, малоэффективна. 329
20.2. Система кредитования и организация расчетов в строительстве. Новые формы оплаты в строительстве. Выполнение работ «под ключ» В последние годы все большее распространение полу- чает кредитная система финансирования строительства. Кредитование — это предоставление банком хозяйствен- ным организациям на заранее фиксированный срок определенной суммы денежных средств с обязательным возвратом их и уплатой за пользование кредитом уста- новленного процента. Кредит, как известно, при социа- лизме представляет собой систему экономических взаи- моотношений, назначение которой — осуществить моби- лизацию и плановое перераспределение временно свободных денежных средств предприятий, организаций и населения. Кредит применяется социалистическим го- сударством для формирования и распределения ссудно- го фонда. Основные принципы кредита: планово-целевой ха- рактер, возвратность, срочность и обеспеченность. Такое кредитование повышает эффективность капитальных вложений и используется государством для повседнев- ного банковского контроля за ходом выполнения органи- зациями производственных и финансовых планов. Взи- мание процентов за кредит, применение льгот и санкций стимулируют лучшее использование его строительными организациями. Особенно возрастает роль кредита при выполнении работ «под ключ». В процессе строительства и по его окончании произ- водятся расчеты за выполненные работы между заказ- чиком и подрядчиком, между банком и организациями, участвующими в строительстве. Правильная организа- ция и укрепление финансов строительных подразделений зависят от непрерывного кругооборота их средств, что обеспечивается своевременной оплатой выполненных строительно-монтажных работ. Совершенствование форм расчетов за строительно-монтажные работы шло в на- правлении стимулирования быстрейшего завершения работ и сдачи готовых объектов в эксплуатацию, соблю- дения сметной стоимости, снижения стоимости работ. В настоящее время применяются три системы опла- ты работ: за выполненные отдельные виды работ, при которой 330
выполненные объемы работ оплачиваются по действую- щим расценкам (ЕРЕР и др.). Это наиболее старая и мало прогрессивная форма оплаты работ. При этой фор- ме подрядчик объективно не заинтересован в скорейшем завершении строительства даже отдельного объекта, а, наоборот, стремится выполнять наиболее дорогие, но малотрудоемкие работы в ущерб другим технологически необходимым работам; за товарную строительную продукцию. Это более прогрессивная форма оплаты. При небольшой стоимости и малом сроке строительства объекта оплата осущест- вляется по завершению строительства, причем подряд- чик получает средства полностью по смете, включая и часть непредвиденных расходов, например надводные строения шлюзов и др. При более длительных сроках и больших стоимостях сооружений их строительство раз- деляют на очереди или пусковые комплексы, определяе- мые по технологии возведения сооружений. Разбивка на пусковые комплексы и очереди выполняется в проекте. Стоимость определяется по смете, включая непредвиден- ные расходы; оплата за полностью законченные строительством и сданные в эксплуатацию предприятия или строительст- во «под ключ». Это наиболее совершенная форма взаи- морасчетов, дающая подрядной организации объектив- ную возможность участвовать в снижении фактических затрат на строительство. В связи с новой формой рас- четов Стройбанк СССР разработал и утвердил в 1980 г. Положение о строительстве предприятий (сооружений) «под ключ». Это положение устанавливает наиболее со- вершенную форму организации строительства и расче- тов за товарную строительную продукцию — строитель- ство предприятий за счет кредита, предоставляемого Стройбанком СССР подрядным строительно-монтажным организациям в размере полной сметной стоимости строительства предприятия со сдачей готового предприя- тия заказчику «под ключ». Ресурсами кредитования подрядных организаций призваны служить средства, высвобождающиеся у за- казчиков в связи с переходом на расчеты «под ключ». Размер этих средств должен соответствовать лимитам капитальных вложений, установленным заказчику в пя- тилетием и годовых планах. Стройбанк СССР выдает строительным организациям кредит на незавершенное 331
строительство в пределах планового срока строительст- ва. Ставка за пользование кредитом в этом случае со- ставляет 0,5 % годовых. По истечении плановых сроков строительства кредитование продолжается, но за поль- зование ссудой взимаются 4 % годовых. Такой порядок кредитования обеспечивает непрерывность финансиро- вания капитальных вложений на основе титульных списков в течение всего периода строительства в преде- лах суммы, предусмотренной утвержденной сметой. При перевыполнении плана капитального строительства в данном году финансирование строек должно осущест- вляться за счет кредита, выдаваемого в соответствии с планом кредитования. Применение дифференцирован- ных процентных ставок за пользование кредитом в за- висимости от хода выполнения программы работ и соблюдения сроков строительства предприятий или со- оружений повышает материальную ответственность под- рядчика за обеспечение ввода в действие производствен- ных мощностей и объектов в установленные сроки. Экономия по сравнению со сметой, достигнутая при строительстве «под ключ», зачисляется в фонд экономи- ческого стимулирования строительно-монтажной орга- низации. Постановлением «Об улучшении планирования, орга- низации и управления капитальным строительством» для дальнейшего совершенствования хозяйственного ме- ханизма намечено осуществить в виде опыта строитель- ство в различных отраслях крупных сооружений «под ключ», имея в виду, что при этом повышается матери- альное стимулирование подрядных строительных орга- низаций за счет разницы между сметной и фактической стоимостью строительства. В гидроэнергетике такой эксперимент осуществляет- ся на строительстве Байпазинской ГЭС на р. Вахш (ни- же приводятся данные об этом эксперименте). Внедря- ется этот метод и на строительстве Бурейской ГЭС в Амурской обл. и Курейской ГЭС в Красноярском крае. Строительство Байпазинской ГЭС осуществляет трест Таджик- гидроэнергострой Минэнерго СССР в опытном порядке за счет кре- дита банка в размере полной сметной стоимости со сдачей закон- ченной строительством ГЭС «под ключ». Строительство начато в 1980 г., в 1984 и 1985 годах введены три агрегата с установленной мощностью каждый по 150 тыс. кВт, всего на ГЭС предусмотрено 4 агрегата по 150 тыс. кВт. Трест Таджикгидроэнергострой пр№ пял на себя функции заказчика. Такая инициатива была вызвана 332
тем, что весьма негативно складывалась работа заказчика и в пер- вую очередь с поставкой оборудования. Поэтому, как только вышло Положение о строительстве предприятий (сооружений) «под ключ», Таджикгидроэнергострой предложил строить Байпазинскую ГЭС по этому прогрессивному методу. Минэнерго СССР согласилось с пред- ложением коллектива гидроэнергостроителей, и с 1 января 1981 г. функции подрядчика и заказчика были возложены на трест Тад- жикгидроэнергострой. Трехлетний опыт строительства показал эко- номическую эффективность работы методом «под ключ». Так, впер- вые в практике гидроэнергетического строительства пуск первого аг- регата крупной ГЭС осуществлен на четвертый год строительства, хотя, как правило, намечается на седьмой-восьмой год. Таким обра- зом, успешно решена главная и основная задача — сдача объектов в срок и досрочно. Кроме того, достигнут второй, равный по значи- мости результат, значительно повысилось качество выполняемых строительно-монтажных работ за счет оперативного принятия наи- более рациональных проектных решений и повышения ответственно- сти и усиления требовательности к субподрядным организациям, а также к заводам — изготовителям оборудования и проектным орга- низациям. Этому способствует то, что трест сам заказывает рабочие чертежи, оборудование и специальные материалы, увязывает планы возведения электростанции с реальными финансовыми и материаль- ными возможностями. Исходя из сбалансированности возможностей производственно-технической базы с потребностями стройки, трест планирует объемы работ. Во взаимоотношениях с проектными орга- низациями, заводами — изготовителями оборудования, металлокон- струкций и сборного железобетона, транспортными и снабженчески- ми организациями широко используется принцип «Рабочей эстафе- ты»1. Четырехлетний опыт сооружения Байпазннской ГЭС «под ключ» подтвердил целесообразность применения этого метода на крупных стройках. Повышение взаимной требовательности привело к повышению качества проектов, повысило авторитет проектных решений и дисцип- лину их исполнения. Одной из особенностей строительства соору- жений «под ключ» является повышение заинтересованности строи- телей в достижении конечных результатов. Для этого Положением предусматривается передача всех сэкономленных в ходе строитель- ства средств подрядным строительным организациям. За счет этих средств могут осуществляться расширение производства и улучше- ние социальных и бытовых условий коллектива. Это стимулирует повышенную заинтересованность в снижении затрат и сокращении сроков строительства, а все вместе способствует соблюдению ста- бильности утвержденной сметной стоимости строительства. В результате принятых рациональных проектных решений сокра- щены затраты на временные здания и сооружения. Например, уда- лось отказаться от сооружения временных ЛЭП 35 кВт за счет до- срочного ввода в строй постоянной ЛЭП 220 кВт. Проектом преду- сматривались сооружение моста через р. Вахш и реконструкция дорог на подходе к ГЭС. Недостатком этого решения было то, что 1 Новое движение, предусматривающее прямую связь стройки с поставщиками оборудования и дающее большой экономический эффект. Впервые было применено на строительстве Нурекской ГЭС и затем получило широкое распространение на других стройках. 333
в отдельные периоды подъезд к стройплощадке затруднялся, а иног- да прекращался совсем. Вместо моста был построен транспортный туннель по правому берегу реки, напрямую к стройплощадке. За- мена моста туннелем потребовала сократить габариты генератора. Уменьшение габаритов и массы отдельных элементов ротора гидро- генератора позволило применить серийно изготовляемые монтажные краны грузоподъемностью 160 т (вместо кранов грузоподъемностью 320 т, изготовляемых по индивидуальным заказам). Замена кранов позволила уменьшить высоту машинного зала и уменьшить расход материалов на подкрановые пути. Все работы велись независимо друг от друга, что позволило ускорить ввод первого агрегата на один год. Общий экономический эффект только от этих двух предложе- ний превысил 1,5 млн. руб. Такова подтверждаемая практикой эко- номическая эффективность сооружения ГЭС методом «под ключ». ГЛАВА 21. ЭКОНОМИКА ИНДУСТРИАЛИЗАЦИИ И КОМПЛЕКСНОЙ МЕХАНИЗАЦИИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА 21.1. Главные направления технического прогресса в гидротехническом строительстве Основой технического прогресса в строительстве яв- ляются индустриальные методы работ или превращение строительства в высокомеханизированную сборочную площадку деталей, изготовляемых индустриальным, за- водским методом. Гидротехническое строительство, связанное с особы- ми условиями работы сооружений в водной среде, необ- ходимостью получения водонепроницаемых конструк- ций, отличающееся их массивностью, различием при- родных условий, в которых они возводятся, в вопросах индустриализации по сравнению с другими отраслями строительства имеет характерные особенности. Если по комплексной механизации работ гидротех- ническое строительство уже давно находится на очень высоком уровне, то этого нельзя сказать о сборности конструкций, внедрение которой связано с конструктив- ными трудностями и экономической нецелесообразнос- тью сборных конструкций в высоконапорных сооруже- ниях. В то же время внедрение мощной механизации, сосредоточение на одной площадке больших объемов работ позволяют возводить монолитные конструкции поточными индустриальными методами с минимальными трудовыми затратами и в кратчайшие сроки, поэтому в 334
гидротехническом строительстве развиваются два на- правления индустриализации работ: внедрение поточных индустриальных методов бетон- ных и земляных работ; внедрение сборных конструкций из бетона, железо- бетона и других материалов (особенно для низконапор- ных гидротехнических сооружений, верхних строений ма- шинных залов, шлюзов, береговых портовых сооружений и Др.). За последние годы созданы новые типы сборных гид- ротехнических сооружений и усовершенствованы моно- литные конструкции за счет их обжатия и большего ис- пользования несущих способностей пород основания и материалов конструкций. Так, в гидроэнергетическом строительстве затраты металла на 1 кВт установленной мощности доведены до 30 кг, в то время как на ТЭС они достигают 50, а на АЭС — 80 кг. Большое распрост- ранение в гидротехнике получили сборно-монолитные конструкции. В них основной каркас (форма) сооруже- ний создается из сборных конструкций (часто даже с включением рабочей арматуры сооружения), затем кар- кас омоноличивается. Важное значение для внедрения сборности имеют т и п и з а ц и я и унификация кон- струкций. Жилые поселки и производственные предприятия временного назначения, возводимые при сооружении во- дохозяйственных объектов, должны быть инвентарными передвижными или сборно-разборными (их выполняют с несущими конструкциями из металла). Жилые посел- ки и производственные здания постоянного назначения экономически целесообразнее возводить из сборных уни- фицированных деталей и блоков. Для этого в стране создаются базы строительной индустрии с заводами по производству железобетонных и металлических конст- рукций и ремонтными предприятиями. Повышение уровня индустриализации требует, в свою очередь, внедрения прогрессивной технологии ра- бот, передовых методов организации строительства и новых эффективных материалов. Все это в комплексе составляет новую технику строительства. 335
21.2. План внедрения новой техники. Механизация работ и ее планирование Пятилетний и ежегодно разрабатываемый общегосу- дарственный план внедрения новой техники состоит из разделов: а) внедрение новых строительных материалов; б) внедрение новых машин и механизмов (изготов- ление и внедрение опытных образцов и головных пар- тий) ; в) внедрение новых технологических процессов; г) комплексная механизация и автоматизация стро- ительных процессов; д) важнейшие научно-исследовательские работы; е) исследовательские, проектные и изыскательские работы; ж) экспериментальные и опытно-показательные ра- боты; з) типовое проектирование; и) работы по обобщению отечественного и зарубеж- ного опыта. План важнейших научно-исследовательских и проект- ных работ должен направлять научно-исследователь- ские и проектные организации на решение главных про- блем строительства. В последние годы значительное развитие получили крупномасштабные эксперименты — строительство опытных сооружений или отдельных их фрагментов. Часто эти сооружения становятся не толь- ко опытными, но и опытно-показательными, на которых организуется обучение кадров прогрессивным методам строительства. Для такого строительства большое зна- чение имеет постановка натурных наблюдений за соору- жениями с установкой в них большого количества конт- рольно-измерительной аппаратуры. Применяется показатель уровня (коэффициента) ин- дустриализации, определяющего отношение стоимости всех сборных конструкций (железобетонных, металли- ческих и др.) и эффективных материалов к общей стои- мости строительно-монтажных работ. Остановимся более подробно на двух основных воп- росах индустриализации: механизации работ и внедре- нии новых технологических процессов и материалов. Применяются такие понятия, как механизация, комп- 336
лексная механизация работ и уровни механизации и комплексной механизации. Механизированным называется процесс, в котором основные строительные операции выполняются меха- низмами, а комплексно-механизированным — в котором все технологические операции, входящие в его состав, выполняются системой машин. Уровень механизации рмех оценивается отношением объема механизированных работ к общему объему ра- бот, %: Рмех = (^мех/И' общ) 100 %, (21.1) где М/мсх и ^общ — объем соответственно механизированных работ и общий в натуральном выражении. Уровень комплексной механизации работ рк.мех опре- деляется аналогичным показателем, %: Рк.мех ~ О^к.мех/^общ) ЮО %, (21.2) где 1^н.мех, №общ — объем соответственно комплексно-механизиро- ванных работ и общий в натуральном выражении. Уровень комплексной механизации, естественно, всегда меньше или равен уровню механизации работ. При планировании механизации общий объем работ в отличие от проектов и смет и оплаты работ определя- ется не в профильных объемах сооружений, а в так на- зываемых рабочих объемах, включающих все вспомога- тельные операции, перекидки и повторные разработки, предусмотренные технологическим планом. Например, для земляных работ учитываются вскрышные работы, дополнительные перекидки грунта (предусмотренные технологией работ), выполняемые экскаватором или бульдозером, и т.п. В государственном плане механи- зации задаются уровни механизации основных работ и годовые директивные нормы выработки основных механизмов. Для гидротехнического строи- тельства ввиду широко применяемой механизации ра- бот установлены повышенные уровни механизации и комплексной механизации (табл. 21.1). Достигнутый уровень механизации и комплексной механизации в гидротехническом строительстве должен, несомненно, повышаться по мере внедрения новых ин- дустриальных, высокомеханизированных методов работ. Уровень механизации земельно-скальных, бетонных и монтажных работ должен быть доведен до 100 %, соот- ветственно может быть повышена комплексная механи- 337
Таблица21.1. Уровни механизации и комплексной механизации основных работ, достигнутых в гидротехническом строительстве, % (средние показатели)__________________________________________ Виды работ Уровень механизации работ комплексной ме- ханизации работ Земляные и земельно-скальные Бетонные: 99,7 98 приготовление бетона 99,8 98,6 укладка » Погрузочно-разгрузочные1: 98,5 97 сыпучие грузы 98 — штучные » 90 -— цементы 78 — Монтаж строительных конструкций (сборные железобетонные и металли- ческие) 100 96 1 Для погрузочно-разгрузочных работ в настоящее время планирует- ся только механизация работ. зация этих работ. Особенно необходимо повышение ме- ханизации погрузочно-разгрузочных работ, которая яв- но отстает от требований экономичного строительства и улучшения условий труда рабочих. Если учесть, например, что годовой объем земельно- скальных работ в гидротехническом строительстве со- ставляет около 300 млн. м3, а 1 °/о выполняемых вручную работ составит уже 3 млн. м3, то становится очевидным значение борьбы за повышение уровней механизации. По данным Минэнерго СССР, в настоящее время в гид- ротехническом строительстве на земляных работах, вы- полняемых вручную (около 1 % общего объема работ), занято столько же рабочих, сколько на остальных меха- низированных работах (99—98 % от общего объема ра- бот), а выработка на ручных работах в 20 раз меньше, чем выработка рабочих-механизаторов. С целью всемерного сокращения ручных работ уста- новлено ежегодное планирование предельных объемов ручных работ, выполняемых в строительстве, причем планирование ведется на 1 млн. руб. строительно-мон- тажных работ. Так, в гидроэнергетическом строительст- ве в 1984 г. установлены следующие предельные значе- ния объемов ручных работ: земляные работы — 337 м3; погрузочно-разгрузочные — 349,2 т; бетонные — 3,4 м3; штукатурные — 720 м2. 338
Большое значение имеют внедрение автоматизации строительных процессов, применение радио- и телеуп- равления в строительстве. Уже сейчас автоматизация широко внедряется на заводах строительной индустрии, а в дальнейшем распространится непосредственно на строительные процессы на стройплощадке. В гидротехни- ческом строительстве уровень автоматизации приготов- ления бетона достиг 92%, а приготовления раствора — 68%. Необходимо отметить, что в большинстве случаев внедрение автоматизации требует нового подхода к про- ектированию всего технологического процесса строи- тельства, перехода на поточные непрерывные методы работы. Годовые директивные нормы выработки устанавли- ваются для землеройных машин на 1 м3 вместимости ковша экскаватора или скрепера и определяют среднюю годовую производительность в тыс. м3 на 1 м3 вмести- мости. В гидротехническом строительстве планируются и до- стигнуты следующие годовые нормы выработки: а) для экскаваторов с ковшами вместимостью свыше 0,35 м3— 120—140 тыс. м3 на 1 м3 вместимости ковша; б) для мелких экскаваторов с ковшами вместимос- тью до 0,35 м3—70—80 тыс. м3 на 1 м3 вместимости. Планируются также нормы выработки для скрепе- ров, бульдозеров, кранов и других механизмов. Соответственно плановым показателям предусмотре- на общегосударственная ежеквартальная отчетность по механизации работ (отчетная форма 1-НТ). Весьма показательно отражают уровень механизации работ энерговооруженность рабочего и механовооружен- ность строительства. Энерговооруженность Лэ на одного рабочего опреде- ляется по следующей формуле: = Л^двигМ» (21.3) где Лодвиг — мощность всех двигателей, имеющихся на строительст- ве, кВт; п — число рабочих. Механовооруженность строительства &мех определя- ется по формуле ^мех ~ ^мех/^стр, (21-4) где SMex — стоимость всех механизмов, машин и транспортных средств строительства, руб.; 5СТр — годовой объем строительно-мон- тажных работ, руб. 339
Таким образом, механовооруженность определяет стоимость средств механизации, приходящуюся на еди- ницу стоимости ( обычно 1 млн. руб.) всех выполняе- мых строительно-монтажных работ. 21.3. План внедрения новых материалов и новых технологических процессов В плане новой техники обычно предусматривается внедрение новых материалов, например для гидротехни- ческого строительства: жестких малоцементных бетонов, предварительно напряженных конструкций, позволяю- щих экономить остродефицитные материалы, а также внедрение легких алюминиевых конструкций и др. Кро- ме этого, задаются план поточного полносборного строи- тельства, показательного и опытного строительства, уровни сборности, технико-экономические показатели и снижение трудовых затрат. Необходимо более подробно остановиться на опреде- лении уровня сборности железобетонных конструкций для гидротехнического строительства. Обычно сборность определяют либо соотношением стоимости, либо соотно- шением объемов сборных элементов и общего объема работ: по стоимости *С6 = (5сб/5обт) 100 %; (21.5) по объему *сб = (^сб/^обт) ЮО % , (21.6) где 5Сб и УГсб — соответственно стоимость н объем сборных элемен- тов; Зобш и №Общ — соответственно общая стоимость и объем всех работ. Специфика работы гидротехнических сооружений при эксплуатации определяет необходимость омоноличива- ния сборных элементов, причем омоноличивающий бетон укладывают в условиях, отличных от обычной укладки бетона, без опалубки и необходимой подготовки блоков, т.е. в условиях, обеспечивающих индустриальные ме- тоды работ. Поэтому объем омоноличивания №Ом впол- не обоснованно можно отнести к сборным элементам, и тогда числитель формулы (21.6) будет выглядеть: 1^сб+^Ом. Экономическими расчетами установлено, что в массивные гидротехнические конструкции (флютбеты, рисбермы, понуры, нижнюю подводную часть плотин и 34t
зданий ГЭС) бетон и железобетон целесообразнее укла- дывать на месте, так как эти работы легко поддаются механизации и могут быть выполнены индустриальными методами. В этом случае для получения реальной кар- тины сборности сооружения целесообразно из общего объема вычесть указанный объем работ, обозначив его W^gc. Получим формулу для определения сборности гид- ротехнического строительства *сб.г.с = !v7C6±IL0M 100 %. (21.7) "общ — "ос Следует обратить внимание, что применение сборных конструкций и формула (21.7) характерны для низко- напорных гидротехнических бетонных и железобетонных сооружений. Для высоконапорных сооружений в насто- ящее время разработаны методы механизации работ, позволяющие получить монолитные конструкции более дешевыми и менее трудоемкими. Это, однако, не может служить правилом, так как в отдельных случаях даже для высоконапорных сооружений может оказаться целе- сообразным применение сборных конструкций, а для низ- конапорных, наоборот, — монолитных. 21.4. Методы определения технико-экономических показателей механизации и индустриализации Народнохозяйственный эффект, получаемый от внед- рения механизации и индустриализации, определяется следующими показателями: 1) стоимостью работ; 2) тем- пом работ; 3) удельными расходами электроэнергии, ме- талла и других ресурсов при производстве работ; 4) тру- доемкостью работ, или производительностью труда; 5) сроком окупаемости дополнительных капитальных вложений; 6) улучшением условий труда рабочих; 7) по- вышением качества возводимых сооружений. Экономический анализ предлагаемых новых реше- ний по механизации и индустриализации работ должен ответить, по существу, на два вопроса: насколько техни- чески прогрессивно и экономически выгодно данное ре- шение и должно ли оно быть принято к внедрению; ка- кова величина эффекта, который получит народное хо- зяйство от внедрения этого мероприятия. 22—339 341
Перед внедрением новой техники проводят технико- экономическое обоснование выбора наилучшего вариан- та. Для этого в соответствии с инструкцией СН 509-78* проводят расчет эффективности новой техники и изобре- тений, размера премий за создание и внедрение новой техники. Кроме того, инструкция позволяет отразить по- казатели экономической эффективности в нормах, нор- мативах и показателях планов строительных организа- ций, объединений, министерств и ведомств и совершен- ствовать ценообразование. К новой технике относятся впервые реализуемые в строительстве результаты науч- но-исследовательских и проектно-конструкторских работ, содержащие изобретения и другие научно-технические достижения, а также новые или более совершенные ком- поновочные и конструктивные решения, орудия и пред- меты труда, технологические процессы производства, способы организации производства и труда. Использова- ние указанных научно-технических достижений, преду- сматриваемое планами развития науки и техники на всех уровнях управления, должно обеспечивать повышение технического уровня и улучшение технико-экономичес- ких показателей строительства или решение социальных задач, включая охрану окружающей среды. Решение о целесообразности создания и внедрения в строительстве новой техники принимается на основе эко- номического эффекта, определяемого на годовой объем производства новой техники в расчетном году (годового экономического эффекта). Годовой экономический эф- фект новой техники представляет собой суммарную эко- номию всех производственных ресурсов (живого труда, материалов, капитальных вложений), которую получает народное хозяйство в результате производства и исполь- зования новой техники и которая в конечном счете вы- ражается в росте национального дохода. Иногда бывает очень трудно дать количественную оценку предлагаемых мероприятий, и тогда проводится всесторонняя качественная их оценка. Годовой экономический эффект рассчитывается сопо- ставлением приведенных затрат по заменяемой (базо- вой) и новой технике. * «Инструкция по определению экономической эффективности ис- пользования в строительстве новой техники, изобретений и ра- ционализаторских предложений». 342
Для внедрения новой техники, как правило, необходи- мы капитальные вложения, которые обеспечивают рост общественного производства. Капитальные вложения оценивают по коэффициенту экономической эффективно- сти, который должен быть не ниже нормативного. При сравнении учитывают длительность строительства водо- хозяйственного комплекса и ввода в эксплуатацию новой техники. Различные виды механизмов и машин сравнивают не только по указанным показателям, но и по себестоимо- сти единицы строительных работ, стоимости оборудова- ния и машин, трудоемкости работ или по другим коли- чественным или качественным показателям. Годовой эко- номический эффект ЭЭф от применения различных видов машин, если ни в одном из вариантов не требуется до- полнительных капитальных вложений, определяют по формуле Заф = У (аТб - а'еб) + E„ ($°б - S?6), (21.8> где V—годовой объем работ; а“си в'*6 —себестоимость единицы работ для рассматриваемых вариантов, руб; S06 — стоимость машин, механизмов, участвующих в выполнении работ, руб. Показатель трудоемкости работ является весьма ва- жным, причем при уменьшении числа необходимых ра- бочих Дпр следует учитывать экономию в капитальных вложениях на строительство поселков для строительных кадров ДКб, в среднем равную: ДЛб == 12500Дпр, руб, (21.9) где 12500 — средний размер капитальных вложений в жилищное и социально-культурно-бытовое строительство в расчете на одну семью рабочего, руб. Важной характеристикой эффективности внедрения новых технологических процессов и поточных методов работ является показатель фактора времени. Установление нормативных показателей для опреде- ления эффективности внедрения новой техники не озна- чает, однако, что все варианты и объекты, дающие мень- шую эффективность, должны быть отброшены. Они дол- жны быть также оценены по другим качественным пока- зателям. 22* 343
ГЛАВА 22. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ СНАБЖЕНИЕ ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА 22.1. Общие положения Успешное выполнение производственной программы, своевременный ввод объектов в эксплуатацию, качество строительно-монтажных работ и экономические показа- тели работы строительно-монтажных организаций во многом зависят от материально-технического снабжения. Строительство вообще, а гидротехническое строитель- ство особенно, является крупным потребителем продук- ции и услуг большинства отраслей народного хозяйства. Достаточно напомнить, что стоимость материалов и де- талей в общей стоимости гидротехнических работ со- ставляет более 50 % • Можно также сказать, что вся дея- тельность строительных организаций состоит в том, что они перерабатывают продукцию других отраслей и пре- вращают ее в важнейшую для народного хозяйства про- дукцию— основные фонды производственного и непро- изводственного назначения. Подсчитано, что в СССР строительство потребляет, %: всех строительных мате- риалов—80—90; пиломатериалов—40; проката черных и цветных металлов — около 20; продукции машиностро- ения— около 10 и т. д. При проектировании гидротехнических сооружений выбирают наиболее рациональные средства механизации, оптимальные для данных условий материалы и конст- рукции, устанавливают потребность в механизмах и ма- териалах, определяют транспортную схему доставки этих материалов. Соблюдение принятой в проекте системы материально-технического снабжения обеспечивает необ- ходимое качество работ, сдачу объекта в намеченные сроки и с хорошими экономическими показателями. Для гидротехнического строительства необходимы: а) материалы массового использования (цемент, ме- талл, лесоматериалы и др.) и нерудные материалы (пе- сок, гравий, камень, щебень и др.); б) изделия и полуфабрикаты (стеновые материалы, сборные железобетонные конструкции, металлические и арматурные конструкции, электротехнические изделия и др.); в) строительные машины и механизмы, средства тран- спорта и малой механизации и др.; 344
г) электроэнергия, вода, топливо, пар, сжатый воздух и др. Эти потребности удовлетворяют предприятия про- мышленности, строительной индустрии и собственные производственные предприятия строительства по выпус- ку материалов и изделий. Существуют три формы снабжения строительства ма- териальными ресурсами: 1) фондированное; 2) центра- лизованное и 3) децентрализованное. Фондированное снабжение обеспечивает строительст- во по плану материально-технического снабжения, ут- вержденному в государственных планах развития народ- ного хозяйства, и применяется только для снабжения наиболее важными и дефицитными материалами и обо- рудованием. К ним относятся: металл, цемент, лес, ши- фер, трубы, кабельные изделия и некоторые другие, а также механизмы (экскаваторы, автомобили, бульдозе- ры и тракторы, скреперы и др.). Другие, менее дефицитные материалы и механизмы поставляются централизованно по плану, утверждаемому министерством или ведомством. Поставка материалов и изделий из местных ресурсов и с предприятий строитель- ной индустрии осуществляется децентрализованно. 22.2. Обоснование потребности в материальных ресурсах на стадии проектирования и строительства и организация материально- технического снабжения Определение необходимых материальных ресурсов для гидротехнического строительства начинается с про- ектирования. В состав проекта обязательно входят рас- четы и сводные ведомости требующихся материалов, конструкций и полуфабрикатов, необходимых механиз- мов, машин и транспортных средств. Потребности в них определяют как в целом на весь период строительства, так и по годам на основе принятого в проекте срока строительства и календарного графика финансирования и выполнения строительно-монтажных работ. Проект яв- ляется основным обосновывающим документом для вы- деления необходимых строительных материалов, обору- дования, механизмов и других материальных ресурсов. Ежегодная потребность в ресурсах оформляется за- явками строительства. В них проектные расчеты по ма- 345
термальным ресурсам уточняются с учетом изменивших- ся условий строительства, выпуска новых строительных материалов и механизмов, правил поставки и т.п. Основой для составления заявок наряду с проектной документацией являются план строительно-монтажных работ в денежном выражении и набор физических объ- емов работ, составленный на основе плана. По физиче- ским объемам и проектным (плановым) удельным нор- мам расхода материалов определяют, их потребность в предстоящем году. Например, для расчета необходимо- го количества цемента надо знать объемы бетонных и железобетонных работ (с разбивкой на марки бетона и железобетона) и удельные расходы цемента по маркам. Расчет потребности в механизмах, строительных маши- нах и транспортных средствах производят на основе пла- на механизации работ, содержащего годовые объемы механизированных работ WMex и нормы годовой выработ- ки (производительности) механизмов на единицу их мощности (для землеройных механизмов — емкости) q. Общая требуемая производительность механизмов т оп- ределяется по формуле (м3/ч, т/ч, м3 вместимости ков- ша экскаватора или скрепера): m = W^!q. (22.1) Обычно на начало планируемого года строительство имеет несколько механизмов производительностью /Пналич. Дополнительная потребность определяется с уче- том наличного парка, невозможности поступления всех новых механизмов в начале года и в то же время необ- ходимости выполнения годового объема работ. Послед- нее требование учитывается коэффициентом неравномер- ности ^Нерав^1. Обычно этот коэффициент принимается равным 2, т. е. считается, что механизмы поступают рав- номерно в течение всего года. С учетом указанных усло- вий дополнительная потребность в механизмах тдоп оп- ределяется по формуле ^доп — (т ^налич) ^нерав» (22.2) Расчет по физическим объемам дает возможность бо- лее точно определить необходимые материальные ресур- сы по каждой отдельной стройке. Однако подсчет раз- личных физических объемов в целом по отрасли очень трудоемок, поэтому для планирования материальных ре- сурсов разработаны и широко применяются нормы рас- хода фондируемых материалов (в том числе для некото- 346
рых механизмов) на 1 млн. руб. строительно-монтажных работ. Нормы составляют на основе данных, взятых из наиболее характерных, экономичных проектов, состав- ленных для объектов, называемых объектами-представи- телями. Норма определяется делением общей потребно- сти в материалах на суммарную стоимость строительно- монтажных работ. Если использовать эти нормы в целом для отдельной отрасли или крупной строительной орга- низации, т. е. когда в процессе строительства находится большое количество объектов с разными стадиями раз- вития работ (подготовительный период, полное разверты- вание и завершение работ), то они будут правильно от- ражать общую потребность в ресурсах. Использовать же указанные нормы для отдельной стройки можно толь- ко при детальном анализе состояния работ или как пред- варительные расчеты, так как средние за весь период строительства нормы расхода материалов могут значи- тельно отличаться от конкретной годовой потребности. В гидротехническом строительстве установлено суще- ственное различие норм для сооружений, возводимых на скальных и нескальных основаниях (табл. 22.1). Необходимо иметь в виду характерную экономичес- кую особенность норм расхода материалов на 1 млн. руб. строительно-монтажных работ: при снижении стои- мости работ и повышении индустриализации строитель- ства нормы расхода увеличиваются, так как при этом возрастает удельный вес стоимости материалов. При пе- реходе в 1984 г. на новые сметные нормы и цены с по- вышающим коэффициентом по гидротехническому стро- ительству, равным в среднем 1,2, нормы снижаются на эту же величину. С помощью указанных норм планируют производст- во и распределение материалов по отраслям промышлен- ности и строительства. С целью улучшения системы материально-техничес- кого снабжения проводится планомерная работа по со- вершенствованию норм расхода материалов с учетом прогресса и изменения ценообразования в строительстве. Центральными органами по планированию снабже- ния материальными ресурсами являются Госплан СССР и Госснаб СССР (Государственный комитет СССР по материально-техническому снабжению). Общее руковод- ство материально-техническим снабжением народного хозяйства СССР возложено на Госснаб СССР, который 347
£ Таблица 22.1. Средние нормы расхода основных материалов для гидротехнического строительства (на 1 млн. руб. 00 строительно-монтажных работ) Наименование сооружений Металл, т Цемент, т Лес, м8 всего в том числе на сборный железо- бетон монолитный железобетон стальные конструкции прочие работы Г идроэлектр ©станции с бетонной плотиной на основаниях: мягких 753 216 380 92 65 2206 1052 скальных 485 30 228 169 58 3190 787 с плотинами из местных материалов для горных условий 383 40 121 164 58 1464 622 с открытой деривацией 270 1 23 135 66 46 1019 864 с арочными плотинами 401 13 218 108 62 3836 753 Причалы с конструкцией: из железобетонного шпунта 871 708 71 73 19 1430 267 из металлического шпунта 507 245 ПО 134 18 778 315 из массивов 104 41 37 9 17 2244 195 Образование территории и дноуглуб- ление 69 42 4 6 17 107 232 Другие объекты морских торговых портов 242 147 22 45 28 1332 346
является не только планирующим, но и хозяйственным органом. В министерствах и ведомствах организуются главные управления материально-технического снабже- ния (главснабы), которые на местах имеют районные конторы материально-технического снабжения. На круп- ных строительствах организуются конторы и управления материально-технического снабжения (комплектации). Система материально-технического обеспечения по- строена с учетом переноса наибольшего количества хо- зяйственных операций по снабжению на места и перехо- да к комплектации строительства всеми необходимыми материалами и изделиями в соответствии с графиками работ на объектах. Строительные организации в соот- ветствии с государственным планом финансирования составляют заявки на фондируемые материалы, меха- низмы п оборудование, а также на материалы и обору- дование централизованных поставок. Эти заявки прове- ряются и обобщаются по трестам и главкам в виде сводных заявок и направляются по фондируемым мате- риалам в Госплан СССР и Госснаб СССР, которые со- ставляют план материально-технического снабжения по стране с учетом обеспечения баланса производства и по- требления. Далее Госснаб СССР выдает ведомствам фондовые извещения, на основе которых составляются спецификации и разнарядки на поставку материалов и ме- ханизмов заводами-поставщиками и план отгрузки по- требителям. План отгрузки материалов оформляется договором между поставщиком и потребителем. Кроме составления заявок (их составляют совместно технический, плановый отделы и отдел-контора матери- ально-технического снабжения строительства), оформле- ния договоров и их реализации снабженческие органи- зации занимаются заготовительными, складскими и экс- педиторскими операциями. 22.3. Снабжение строительства с производственных баз и предприятий строительства В гидротехническом строительстве большую часть ма- териалов поставляют на строительство предприятия стро- ительства. Эти предприятия можно разделить на две группы: 349
1) технологически связанные с основными работами на стройке и обслуживающие одну строительную пло- щадку (бетонное хозяйство, арматурные заводы, поли- гоны для изготовления гидротехнических железобетон- ных конструкций, а также базы снабжения и др.); 2) обслуживающие несколько строек и расположен- ные вне площадки данного строительства (карьеры ме- стных материалов, ремонтные, деревообрабатывающие предприятия, заводы железобетонных конструкций об- щего назначения и др.). Строительство предприятий первой группы осущест- вляется за счет разд. А сводного сметного расчета (см. гл. 2), а предприятий второй — или за счет специальной сметы на развитие базы стройиндустрии, или, при ло- кальном расположении строительства и невозможности использовать эти предприятия в дальнейшем, также за счет разд. А сводного сметного расчета. При наличии нескольких объектов — потребителей продукции разви- тие баз строительной индустрии предполагает долевое участие, закладываемое в сметах этих объектов. Большое значение для развития материально-техни- ческой базы строительства имеет постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР «Об улучшении пла- нирования и усилении воздействия хозяйственного меха- низма на повышение эффективности производства и ка- чества работы» от 12 июля 1979 г. Выдвигая требование обеспечить сбалансированность планов капитального строительства с материально-техническими ресурсами, постановление обязывает советы министров союзных и автономных республик, исполнительные комитеты крае- вых, областных и городских Советов народных депута- тов составлять и утверждать сводные перспективные планы производства местных строительных материалов, конструкций и полуфабрикатов с учетом необходимого развития и реконструкции предприятии материально- технической базы строительства. Успешное выполнение планов капитального строи- тельства возможно при опережающем темпе развития промышленности строительных материалов п конструк- ций по сравнению с ростом объемов строительно-мон- тажных работ. В качестве показателя уровня этого опережающего развития используют коэффициент соотно- ся
шения среднегодовых темпов прироста продукции про- мышленностью и объема строительно-монтажных работ (22.3) S где г — коэффициент опережения; S — среднегодовой темп прироста объема строительно-монтажных работ, %; t — среднегодовой темп прироста уровня потребления валовой продукции промышленности строительных материалов и конструкций на единицу строительно- монтажных работ, %. Анализ фактических соотношений за последние го- ды показывает, что коэффициент г составляет в целом по строительству 1,4—1,8. Производительность (мощность) предприятий строи- тельной индустрии должна быть всесторонне экономиче- ски обоснована в проекте. Завышение мощности приво- дит к перерасходу денежных средств, отставанию с вводом предприятия и усложнению его эксплуатации; за- нижение мощности может привести к дефициту матери- алов в процессе строительства и нарушению заданного темпа строительных работ. Порядок определения мощности предприятий устанав- ливается соответствующими инструкциями. Можно, для примера, отметить следующие основные положения для выбора мощности производственных предприятий в гид- ротехническом строительстве. Производительность бетонного завода, как правило, определяется по среднемесячной интенсивности (за теп- лый период времени года) укладки бетона и рассчиты- вается исходя из трехсменной работы в течение 21 ч в сутки. Вместимость складов цемента и заполнителей при круглогодичной их доставке устанавливается в зависи- мости от дальности возки и вида транспорта в пределах от 10—15 до 30—40 % расчетной месячной потребности в материалах. При сезонной работе транспорта или сор- тировочных устройств на предприятиях по добыче за- полнителей емкость складов определяется исходя из обеспечения бесперебойной круглогодичной укладки бе- тона с заданной интенсивностью. Производительность предприятий до добыче заполнителей определяется ис- ходя из их круглогодичной работы и среднемесячной по- требности в наиболее напряженный год. Производительность ремонтных предприятий устанав- ливают по расчетному среднегодовому количеству машин за два-три года строительства. Монтажные базы проек- 351
тируют из расчета объема наиболее интенсивного по монтажным работам квартала. Вместимость баз матери- ально-технического снабжения устанавливается для ма- териалов складского хранения, поступающих отдельными партиями, не свыше двухмесячной потребности в наибо- лее напряженный год строительства. Для массовых строительных и технических материалов открытого хра- нения при их круглогодичном поступлении вместимость складов устанавливается на 5—10-дневную или 20—30- дневную (при дальней перевозке) потребность. Важным этапом обеспечения экономичного строи- тельства является борьба за экономное расходование материалов, уменьшение потерь, ограничение примене- ния остродефицитных материалов, использование отхо- дов производства. Например, широкое внедрение при бе- тонных гидротехнических работах специальных добавок в жесткие бетонные смеси с целью повышения их удобо- укладываемости, применение золы-уноса в качестве за- менителя цемента дают значительную экономию цемен- та и денежных средств. Вся эта работа регламентируется техническими пра- вилами по экономному расходованию дефицитных мате- риалов в строительстве. Строительные организации пред- ставляют ежеквартально отчеты по расходу материалов и топлива с подробным анализом состояния работы по их экономии. В отчетах указывают остатки материалов, конструкций, изделий на конец отчетного периода, кото- рые затем учитывают при вновь выделяемых фондах строительству на поставку соответствующих материалов, конструкций и изделий. Одним из средств совершенствования системы мате- риально-технического снабжения и комплектации строи- тельства является повышение уровня планирования и управления процессом снабжения на основе широкого применения современных экономико-математических ме- тодов и средств вычислительной техники. С их помощью устанавливаются оптимальные связи между поставщи- ками и потребителями, обеспечивающие максимальное использование производственных мощностей поставщи- ков и максимальное удовлетворение спроса потребителей при минимальных затратах на перевозку материа- лов и конструкций. Это позволяет быстро и точно про- извести расчеты для наиболее рациональной организа- ции обращения огромных масс материальных ценностей. 352
Составление в короткие сроки оптимальных планов или принятие оптимальных решений при постоянно меняю- щихся условиях хозяйствования способствует выявлению и использованию значительных народнохозяйственных резервов. Экономико-математические методы и ЭВМ широко используются для решения возникающих при разработ- ке планов материально-технического снабжения и опе- ративном управлении этим процессом плановых и тех- нико-экономических задач: определение потребности в материальных ресурсах и их распределение по потреби- телям; прикрепление потребителей к поставщикам; пла- нирование и размещение заказов; составление оптималь- ных технологических комплектов; автоматизированный учет и отчетность по поставкам материалов; определе- ние оптимального размера запаса материалов на скла- де, а также технологических задач — раскрой листовых материалов с минимальными отходами и многие другие. В ряде крупных строительных гидротехнических под- разделений накоплен значительный опыт использования экономико-математических методов и средств вычисли- тельной техники для решения задач по оптимальному планированию и управлению системой материально-тех- нического снабжения. Например, в Братскгэсстрое, трес- те Таджикгидроэнергострой, институте Оргэнергострой и др. созданы специальные вычислительные центры и раз- рабатываются математические модели для специальных условий гидротехнического строительства. ГЛАВА 23. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ И ОПЛАТА ТРУДА В ГИДРОТЕХНИЧЕСКОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ 23.1. Общие положения Эффективность трудовых затрат в процессе произ- водства определяет производительность труда. Уровень производительности труда в гидротехническом строи- тельстве, так же как в любой другой отрасли материаль- ного производства, определяется затратами рабочего времени на строительных работах или выработкой про- дукции за единицу времени в расчете на каждого работ- ника. Повышение производительности труда означает снижение затрат рабочего времени, что, в свою очередь, приводит к возможности производить больше продукции 353
в расчете на каждого работника, увеличивать его выра- ботку за единицу времени. Повышение производительности труда означает эко- номию не только живого труда, но и уменьшение затрат прошлого, овеществленного труда, что определяет луч- шее использование основных фондов (строительных ме- ханизмов, машин и оборудования), уменьшение удель- ных затрат сырья, материалов, энергии, ускорение тем- пов роста и увеличение массы общественного продукта и национального дохода. Строительство — одна из наиболее трудоемких отрас- лей народного хозяйства. Доля живого труда в затратах на строительно-монтажные работы значительно выше, чем в промышленности (в 1,6 раза), а темпы роста про- изводительности труда ниже. Это объясняется специфи- кой строительства и, в первую очередь, необходимостью вести сложные, трудоемкие, разнообразные работы в ус- ловиях открытой строительной площадки. Повышение производительности труда в строительстве имеет важ- нейшее народнохозяйственное значение, так как способ- ствует ускорению работ и ввода в действие новых основ- ных фондов, а также снижению стоимости строительства. За годы послевоенных пятилеток производительность труда в промышленности и строительстве значительно возросла (1940 г. условно принят за единицу): 1940 1960 1965 1970 1975 1980 Промышленность Строительство 1 3 3,7 1 2,9 3,7 4,9 6,6 7,7 4,5 5,8 6,4 В 1980 г. производительность труда в строительстве была выше уровня 1940 г. в 6,4 раза. Это позволило су- щественно снизить трудоемкость строительно-монтажных работ. Если в 1950 г. для выполнения строительно-мон- тажных работ на сумму 1 млн. руб. требовалось 342 ра- бочих, то в 1980 г. — только 73 рабочих. Доля живого труда в структуре затрат на строитель- но-монтажные работы под влиянием роста производи- тельности труда постоянно уменьшается. Так, с 1965 по 1980 г. удельный вес основной заработной платы рабо- чих в себестоимости строительно-монтажных работ со- кратился с 16,5 до 14,1 %, а доля суммарных расходов строительных организаций на заработную плату умень- шилась в среднем по строительству с 34 до 32 %. Одна- ко достигнутый уровень производительности труда яв- 354
ляется недостаточным, он отстает от уровня, который возможен при максимальном использовании современной техники и рациональной организации строительного про- изводства. За одиннадцатую пятилетку рост производи- тельности составил 13,4%, что несколько меньше, чем было запланировано. В «Основных направлениях экономического и соци- ального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года» намечено повысить производительность труда в строительстве на 15—16 %. 23.2. Методы измерения производительности труда в строительстве Для планирования и учета производительности тру- да в строительстве применяют два основных показа- теля: а) затраты рабочего времени на производство едини- цы продукции (трудоемкость производства продукции); б) выработка продукции за единицу отработанного времени. Трудоемкость производства продукции определяет затраты рабочего на единицу физического объема соот- ветствующих строительно-монтажных работ. Фактичес- кую трудоемкость определяют делением произведенных затрат рабочего времени на выполненный объем работ. При проектировании и планировании применяются пока- затели нормативной п планируемой трудоемкости. Нор- мативную трудоемкость определяют на основе действу- ющих производственных норм времени на отдельные строительные процессы, а плановая трудоемкость, как правило, предусматривает перевыполнение действующих производственных норм за счет осуществления намечае- мых мероприятий по экономии затрат труда на произ- водство продукции. Выработка продукции за единицу отработанного вре- мени определяется на одного работающего (включая инженерно-технических работников и служащих), заня- того на строительно-монтажных работах, а также в под- собных производствах строительства (без учета рабочих и другого персонала обслуживающих хозяйств). Иногда в строительных организациях наряду с выработкой на 355
одного работающего рассчитывают выработку и на од- ного рабочего, которая получается более высокой. Различают: часовую, дневную (сменную), месячную, квартальную и годовую выработку. Из них годовая вы- работка наиболее полно отражает влияние всех факто- ров, в том числе климатических условий и использова- ние кадров в течение года (число рабочих дней в году). Выработка может определяться либо в денежном выра- жении (по сметной стоимости выполненных строитель- но-монтажных работ), либо в натуральном выражении (кубических метрах земляной выемки, бетонной кладки и т.п.). В планировании чаще применяют выработку в денежном выражении; она является обобщающим, хотя и не лишенным недостатков показателем производитель- ности труда. При планировании деятельности строительной орга- низации применяют выработку на одного работающего в денежном выражении, а для характеристики произво- дительности труда отдельных рабочих — выработку в на- туральном выражении, которую затем сопоставляют с нормативной. Выполнение норм выработки рабочим да- ется в процентах. Так же, как и для трудоемкости, различают норма- тивную, плановую и фактическую выработку. Использование показателей выработки в натураль- ном выражении позволяет относительно правильно оце- нивать достигнутый уровень производительности труда путем определения затрат труда в данном конкретном производственном процессе, причем эти показатели наи- более точно отражают производительность труда брига- ды или отдельного рабочего. Трудоемкость и выработка в натуральных показате- лях характеризуют уровень организации, степень меха- низации и индустриализации производства, интенсив* ность труда и другие факторы, определяющие произво- дительность. Однако чтобы оценить влияние на нее каж- дого отдельного фактора, необходим тщательный анализ. Так, по отчетным данным Минэнерго СССР, в гидротех- ническом строительстве наблюдается неуклонный рост выработки на одного рабочего в год: 1980 1985 Земляные работы, м3 . 21760 26100 Укладка бетона, м3 . . 287 342 Монтаж конструкций, т 304 364 356
Однако эти цифры не определяют многочисленных факторов, повлиявших на указанный рост. Например, по* бетонным работам это могли быть изменения конструк- тивных решений бетонных сооружений — переход от стро- ительства низконапорных железобетонных конструкций на нескальном основании к массивным (слабоармиро- ванным) бетонным высоконапорным конструкциям Hat скальном основании, изменение количественного и каче- ственного состава парка механизмов, лучшая организа- ция труда. Так, на строительствах ГЭС на Волге при содержании армату- ры в бетоне 60—30 кг/м3 средневзвешенная трудоемкость, чел.-дн., на подачу и укладку 1 м3 бетона составляла 0,21; на строительстве Братской ГЭС при содержании арматуры 2,3 кг/м3 — 0,14 и менее (хотя климатические и другие условия на Братской ГЭС сложнее); на строительстве Токтогульской ГЭС — всего 0,08. Показатели в натуральном выражении не отражают затрат прошлого труда в производственном процессе — расход материалов, износ механизмов и других основ- ных фондов, поэтому они не могут служить мерилом сбе- режения полных затрат общественного труда и оценкой экономической эффективности производственного про- цесса. Например, применение крупных землеройных ме- ханизмов на работах с небольшими объемами, несораз- мерных с производственной мощностью этих механизмов, хотя и приведет к повышению производительности тру- да рабочих, непосредственно занятых на этих работах, но может вызвать общее удорожание работ. Показатель годовой выработки в денежном выраже- нии позволяет в какой-то степени учесть и соизмерить затраты труда (в том числе и прошлого), оценить влия- ние на них отдельных факторов, упрощает планирование и учет трудовых затрат, поэтому он широко использует- ся в системе народного хозяйства как основной показа- тель. Однако и этот показатель не свободен от недостат- ков, особенно при использовании его в строительстве. Абсолютные величины выработки в денежном выра- жении не всегда можно непосредственно сопоставлять как показатели степени организации труда на строитель- стве, так как они зависят от вида и структуры строи- тельно-монтажных работ. Это объясняется различной ма- териалоемкостью продукции, т. е. различным удельным весом стоимости строительных материалов, деталей и конструкций в сметной стоимости строительных работ. 357
Чем выше материалоемкость, тем больше показатель вы- работки работающего, и наоборот. Например, выработ- ка на одного рабочего на бетонных работах на строитель- стве одной нз ГЭС была примерно на 38 % выше, чем на другой ГЭС, поэтому при оценке по выработке следо- вало бы считать и производительность труда на первом 'Строительстве на 38 % выше, чем на втором. В действи- тельности анализ показал, что увеличенная выработка на первом строительстве является следствием примене- ния более дорогих заполнителей (с большими расхода- ми на транспортировку материалов до площадки), а •фактическая производительность труда на этих строи- тельствах была примерно одинаковой. Кроме того, существующая оценка производительно- *сти труда не позволяет в полной мере установить эф- фект от развивающейся индустриализации строительст- ва. Хотя выработка на одного рабочего, находящегося на стройплощадке, при этом резко возрастает, вместе с тем она не отражает в необходимой мере дополнитель- ных затрат труда, связанных с производством конструк- ций на предприятиях. Академиком С. Г. Струмилиным был предложен ме- тод оценки выработки по «чистой продукции», под кото- рой понимается разность между сметной стоимостью строительно-монтажных работ и затратами на все мате- риалы, строительные конструкции и детали, топливо, электроэнергию, а также амортизацию основных фондов. "Предлагалось также оценивать выработку по «условно .чистой продукции», для определения которой из смет- ной стоимости исключались затраты только на основные материалы, детали и конструкции. Этими предложения- ми сделана попытка освободить показатель выработки в .денежном выражении (называемый иногда «метод вало- вой продукции») от факторов, не влияющих на произво- дительность труда в строительстве. В табл. 23.1 показано, как по мере роста объемов бетонных работ по основным „сооружениям изменялись показатели годовой выработки на одного рабочего, если их определять разными мето- дами. Анализ показателей таблицы подтверждает данные о непрерывном росте производительности труда по мере развития строительства и прямую зависимость выработ- ки от роста бетонных работ по гидроузлу. В то же время из таблицы видно, насколько условное представление о «358
Таблица 23.1 Показатели роста годовой выработки рабочего’ на строительстве крупной ГЭС Показатель Годы 1-й 1 | 2-й 3-й 4-й Годовая выработка, определенная по методу, %: «валовой продукции» 100 131 157 17Я «условно чистой продукции» 100 120 132 J46 «чистой продукции» 100 128 139 153- Годовой объем бетона, уложенно- го в основные сооружения, тыс. м3 — — 486 1274 росте производительности труда дает оценка ее по мето- ду «валовой продукции». В одиннадцатой пятилетке все промышленные пред- приятия использовали для определения уровня и динамики производительности труда показатель «норма- тивной чистой продукции» (НЧП). Процесс его внедре- ния в строительстве проходит несколько сложнее, чем в промышленности. Предстоит выделить показатель НЧП во всех сметных нормативах: укрупненных сметных нор- мах, прейскурантах на строительстве зданий и сооружен ний, единичных расценках по видам работ, а также в нормах накладных расходов и других лимитированных затратах. Госстрой СССР рекомендует в состав нового- показателя, который в строительстве называют «норма- тивной условно чистой продукцией» (ПУЧП), включать: основную заработную плату и затраты по эксплуата- ции строительных машин и механизмов — берется из. прямых затрат, определяемых по сборникам ЕРЕР, цен- никам на монтаж оборудования, прейскурантам на строи- тельство зданий и сооружений; основную и дополнительную заработную плату адми- нистративно-управленческого персонала строительно- монтажных организаций; дополнительную заработную, плату рабочих, основная заработная плата которых уч- тена в сметных прямых затратах; основную и дополни- тельную заработную плату, входящую в некоторые статьи накладных расходов; отчисления на социальное страхо- вание всех перечисленных категорий работников — бе- рутся из накладных расходов, определяемых по действу- ющим нормам в процентах от прямых затрат или основ- ной заработной платы рабочих; 35$
плановые накопления, определяемые по установлен- ной среднеотраслевой норме в процентах от выделенной из прямых затрат основной заработной платы рабочих по эксплуатации строительных машин и механизмов. В связи с указанными трудностями НУЧП внедряется на отдельных стройках в виде эксперимента. Для анализа уровня и динамики производительности •необходимо сопоставить показатели выработки как в •стоимостном, так и в натуральном выражении с показа- телями выполнения норм выработки. Темп роста выра- ботки определяют сравнением показателя выработки в данном (анализируемом) периоде с показателем выра- ботки предшествующего периода (года), принятого за 'базу (базисный период). В результате сравнения этих /показателей определяют индекс производительности труда, выражаемый в виде коэффициента или в процен- тах. 23.3. Планирование производительности труда в строительных организациях Плановые задания строительной организации по про- изводительности труда являются планом по труду. План по труду разрабатывается на весь объем строительно- монтажных работ в целом по строительству и отдельным объектам на плановый год и на отдельные кварталы го- да. В составе общего государственного планового зада- ния, устанавливаемого каждой строительной организа- ции, содержатся конкретные задания по труду и зара- ботной плате: плановая выработка и средняя заработная плата на одного работающего, лимиты численности рабо- тающих и фондов их заработной платы. Плановые зада- ния должны предусматривать всемерное повышение вы- работки на основе дальнейшей индустриализации строи- тельства и улучшения его организации. На основе этих заданий строительная организация разрабатывает свой план по труду, который утверждается в составе всего стройфинплана. План по труду перед его утверждением обязательно широко обсуждается рабочими и служащи- ми с участием общественных организаций. Определение показателей выработки и численности рабочих. Для расчета показателей по труду необходимы исходные данные, учитывающие конкретные условия .360
деятельности строительной организации на планируемый период: физические объемы работ, сметная стоимость единицы работ и общая стоимость планируемого объема работ (так называемый набор физических объемов ра- бот). Эти данные определяют на основе проектно-смет- ной документации, конкретного календарного графика работ и государственного плана строительно-монтажных работ на планируемый период. Для расчета численности рабочих предварительно оп- ределяют плановую трудоемкость предстоящих работ — общее число человеко-дней, необходимых для выполне- ния работ. Трудоемкость определяют по имеющимся в каждой строительной организации конкретным калькуля- циям затрат труда на соответствующие виды работ, со- ставленным по нормам и расценкам на строительные работы. При этом количество рабочего времени должно устанавливаться с учетом ожидаемого перевыполнения действующих норм выработки. При отсутствии кальку- ляций для определения плановой потребности рабочего времени могут быть использованы сметные нормы затрат труда, приведенные в IV ч. СНиП, сборниках ЕРЕР и ценниках на монтаж оборудования, с внесением соответ- ствующих поправок на конкретные условия. Далее необходимо определить среднесписочное число рабочих, для чего устанавливается нормальное число вы- ходов на работу одного рабочего в плановом году со- ставлением баланса его рабочего времени. Этот баланс имеет примерно следующий вид: Общее число календарных дней в году . 365 В TOiM числе нерабочие дни: праздничные ... 6 выходные .... 52 Итого.. .... 58 Число рабочих дней в году 307 В том числе неявки: отпуска.............................................. 14 болезни, выполнение общегосударственных и общественных обязанностей........................................ 7 Итого 21 Число выходов в днях £Вых 286 23—339 361
Плановая численность рабочих определяется по фор- муле Тр трудоемкость в человеко-днях Пг}~-----=---------------------------= число рабочих. /ВЬ1Х число выходов в днях (23.1) Среднесписочная численность инженерно-технических работников и служащих (ИТР) принимается по утвер- жденному штатному расписанию. Годовая выработка на одного работающего а, руб./ /чел., исчисляется делением сметной стоимости строи- тельно-монтажных работ на среднесписочную числен- ность работающих, занятых на строительно-монта?кных работах и в подсобных производствах: сметная стоимость всех работ а =-----------------------------. (23.2) число рабочих 4- ИТР -р служащих Планирование производительности труда и определе- ние плановой численности работающих в строительных организациях осуществляются по выработке (в денежном выражении) на базе опытно-статистических данных за прошедшие годы по работам аналогичного характера с учетом изменения структуры, объемов работ и организа- ционных мероприятий, направленных на повышение про- изводительности труда. Переход на укрупненные сметные нормы и расценки позволит более широко применять указанный метод, причем в гидротехническом строитель- стве такими обобщенными исходными данными должны служить нормативные затраты труда на выполнение еди- ницы объема сооружений и комплексов работ, а также зданий и сооружений в целом. 23.4. Основы организации труда и пути повышения его производительности Правильная организация труда обеспечивает наибо- лее высокую его производительность, позволяющую осу- ществить строительство водохозяйственного объекта в заданные сроки с необходимыми технико-экономически- ми показателями. Организация труда зависит от многих факторов: а) качества проекта; б) правильной организа- ции всей системы административного управления строи- тельством; в) технической оснащенности строительства; г) своевременной разработки конкретных заданий рабо- 362
Рис. 23.1. Схема распределения рабочего времени на строительной площадке чим; д) квалификации рабочих и руководителей; е) бы- товых условий работников и др. На рис. 23.1 показано распределение рабочего време- ни рабочего на строительной площадке — возможные производительные затраты и встречающиеся в практике потери времени. По данным наблюдений, средние потери рабочего времени в строительстве составляют 6—12 %, а полезные и необходимые затраты — соответственно 94— 88%. Правильная организация труда должна обеспечи- вать сведение к минимуму потерь времени, а также снижение его затрат на технические перерывы, подготови- тельные и вспомогательные операции. Особенно недопу- стимы простои рабочих по вине строительства и вследст- вие нарушений трудовой дисциплины. Своевременный анализ фактического распределения рабочего времени и разработка мероприятий, исключающих его потери, по- зволяют значительно улучшить использование рабочего времени на строительстве. В условиях плановой социалистической экономики имеются большие возможности для повышения произво- дительности труда. Важную роль в этом играет научная 23= 363
организация труда — НОТ. Важнейшими путями повы- шения производительности труда в строительстве явля- ются: дальнейший технический прогресс, улучшение организации производства и труда, укрепление строитель- ства постоянными квалифицированными кадрами, повы- шение материальной заинтересованности работников в результатах своего труда, массовое социалистическое со- ревнование и внедрение опыта передовиков и новаторов производства. К наиболее прогрессивным формам организации труда относятся комплексные бригады, объединяющие рабочих различных профессий, занятых выполнением одно- временно протекающих строительных процессов и нахо- дящихся в непосредственной организационной взаимоза- висимости. Например, на бетонных работах в гидротехни- ческих сооружениях могут быть применены комплексные бригады, выполняющие все виды работ: подготовку блоков к бетонированию, установку арматуры и опалуб- ки, транспортировку, приемку и укладку бетонной смеси в сооружения. Еще более прогрессивной формой являются комплекс- ные бригады законченной строительной продукции, рабо- тающие по методу бригадного подряда. Они применяют- ся главным образом на объектах жилищного и культур- но-бытового строительства, где одной бригаде может быть выдан аккордный наряд по определенному комп- лексу работ целого жилого дома. Укрупненные специали- зированные бригады применяются чаще всего на специ- альных видах строительных работ. Все указанные разновидности производственных бригад могут быть хозрасчетными, если наряду с аккорд- ным или аккордно-премиальным нарядом на производ- ство работ бригаде выделяются определенные материаль- но-технические ресурсы по установленным производствен- ным нормам. За экономию материалов хозрасчетным бригадам выплачивают премии. 23.5. Нормирование и оплата труда В строительстве труд рабочих нормируется установ- лением норм времени и норм выработки. Нормой времени называется время, установленное на производство единицы продукции в человеко-часах (на 1 м3 грунта, бетона и т. п.). 364
Нормой выработки называется количество продук- ции, которое должно быть произведено рабочим в едини- цу времени. В строительстве применяют, как правило, единые нормы времени на общестроительные и монтажные рабо- ты, которые утверждаются в качестве обязательных для применения на стройках всех министерств и ведомств. Эти нормы утверждаются Госстроем СССР и Государст- венным комитетом по труду и заработной плате по со- гласованию с ВЦСПС. Нормы на отдельные специальные виды работ, приме- няемые, например, только в гидротехническом строитель- стве, утверждаются соответствующими министерствами и ведомствами по согласованию с центральным комитетом соответствующего профсоюза. На отдельные редко встре- чающиеся строительные и монтажные работы, не вошед- шие в состав единых норм, могут разрабатываться так называемые местные нормы, которые должны быть ут- верждены начальником строительства или управляющим трестом и применяться только в этих строительных орга- низациях. Нормы в зависимости от степени сложности строи- тельного процесса подразделяются на операционные (для отдельных элементов и операций работ), укрупнен- ные и комплексные (для комплекса законченного про- цесса работ). Норма времени обычно складывается из затрат рабочего времени на основные и вспомогательные работы, подготовку и заключительные операции, на от- дых и технологические перерывы (см. рис. 23.1). Непрерывность прогресса в строительстве вызывает необходимость периодического пересмотра норм време- ни. Работа по техническому нормированию труда в строительстве осуществляется централизованно. Для этого в министерствах и ведомствах созданы централь- ные нормативно-исследовательские бюро (ЦНИБ), име- ющие непосредственно на стройплощадках нормативно- исследовательские станции (НИС). Общее руководство разработкой норм в строительстве в нашей стране осу- ществляется Госстроем СССР. Активное участие общест- венности в разработке норм повышает качество разраба- тываемых нормативных документов. Заработная плата при социализме — это выраженная в денежной форме часть национального дохода, поступа- 365
ющего в личное потребление рабочих и служащих в соот- ветствии с количеством и качеством затраченного труда. Распределение по труду обеспечивает материальную заинтересованность членов общества в результатах про- изводства, стимулирует рост производительности труда, повышение квалификации работников, усовершенствова- ние техники производства. Такое распределение играет также большую воспитательную роль, приучает людей к социалистической дисциплине, делает труд всеобщим и обязательным. Личная материальная заинтересованность работников становится реальной силой подъема произ- водства только при условии, если обеспечивается непо- средственная зависимость между заработком работника и результатами его труда. Система оплаты труда в СССР построена на следу- ющих основных принципах: а) высококвалифицирован- ный, сложный труд оплачивается выше, чем простой, ма- локвалифицированный; б) труд работников на наиболее важных и трудных участках производства оплачивается выше, чем на менее важных и трудных участках; в) со- блюдается сознательное условие опережения роста про- изводительности труда по сравнению с ростом заработ- ной платы. По мере роста производительности общественного труда и национального дохода заработная плата в усло- виях социализма постоянно растет. Так, среднемесячная заработная плата рабочих и служащих в народном хо- зяйстве в 1984 г. составила 185 руб. и увеличилась по сравнению с 1970 г. почти в 1,5 раза. Предусматривается дальнейшее расширение ряда льгот по заработной плате: увеличение надбавок за стаж работы в отдаленных восточных районах, повышение районных коэффициентов к заработной плате и т. д. ЦК КПСС и Совет Министров СССР, учитывая боль- шое народнохозяйственное значение капитального строи- тельства, провели ряд мер по увеличению заработной платы строителей, по уровню которой работники этой от- расли вышли на одно из первых мест по сравнению с другими отраслями. Так, среднемесячная заработная плата одного работающего в строительстве составила в 1980 г.—202,3 руб., а в 1984 г.—207,2 руб., что выше за- работной платы одного работающего в народном хозяй- стве на 12%. Еще выше среднемесячная заработная плата персонала, занятого непосредственно на строи- 366
тельно-монтажных работах: в 1984 г. она составила 221,6 руб. В строительстве задача правильной организации за- работной платы решается с помощью технического нор- мирования труда, тарифной системы и рациональных форм оплаты труда. Если технически обоснованные нормы позволяют оп- ределить количество труда, то с помощью тарифной си- стемы оценивают его качество. Для этого дифференциру- ют размеры заработной платы с учетом разницы между трудом квалифицированным и неквалифицированным, тяжелым и легким. Основу тарифной системы составля- ют тарифные сетки, тарифные ставки, тарифно-квалифи- кационные справочники. Шкала соотношений в оплате труда различных групп (разрядов) рабочих составляет тарифную сетку. Эти соотношения выражаются тарифными коэффициентами в оплате труда при единой шести разрядной тарифной сет- ке для строительных рабочих: Разряд Тарифный коэффициент 1 1 2 1,126 3 1,267 4 1,427 5 1,603 6 1,804 Тарифные ставки определяют размер оплаты рабочих за единицу времени: за час (часовые тарифные ставки), за день (дневные тарифные ставки), за месяц (месячные тарифные ставки). Для строительных рабочих установ- лены часовые тарифные ставки (при 7-часовом рабочем дне), коп.: Разряд 1 2 3 4 5 6 Часовые тарифные ставки 43,8 49,4 55,5 62,5 70,2 79 При исчислении заработной платы работников гидро- технических и других строительных организаций, распо- ложенных в северных районах страны, Восточной Сиби- ри, на Дальнем Востоке, а также в отдельных районах Урала, Западной Сибири, Казахстана и Средней Азии с 367
тяжелыми природно-климатическими условиями, приме- няются районные коэффициенты в пределах 1,15—2. Для работников, занятых на стройках, расположенных в вы- сокогорных районах, а также в пустынных и безводных местностях, эти коэффициенты повышаются дополни- тельно на 10—40%. При применении указанных район- ных коэффициентов новые тарифные ставки не создают- ся, а коэффициенты применяются к сумме заработной платы (включая премии) в размере не выше 300 руб. в месяц. Тарификация рабочих, т. е. присвоение им разряда, осуществляется на основе Единого тарифно-квалифика- ционного справочника (ЕТКС) с обязательной пробой работ. Формы заработной платы. В гидротехническом строи- тельстве применяются две основные формы заработной платы рабочих — сдельная и повременная, сочетающиеся в ряде случаев с различными видами премий. Наиболее распространена сдельная оплата труда, при которой рабочий получает заработную плату за факти- чески выполненный объем работ исходя из установлен- ных сдельных расценок. В настоящее время 90 % строи- тельных работ оплачивается сдельно. При сдельной оплате расчетным документом, по ко- торому определяется сумма заработной платы рабочего, является производственное задание — наряд, содержа- щее: описание заданных работ и их объемы, нормы вре- мени и расценки, сумму заработной платы, систему оп- латы труда, а также сроки начала и окончания работ. Наряд должен быть выдан до начала работ. При прямой сдельной оплате каждая единица выра- ботанной продукции оплачивается по одной и той же сдельной расценке независимо от общего количества про- изведенной продукции и степени выполнения норм. Ин- дивидуальная сдельная расценка определяется перемно- жением нормы времени на тарифную ставку. Разновидностью прямой сдельной оплаты является аккордная оплата труда, при которой оплата произво- дится за установленный комплекс работ, выраженный в единицах измерения готовой продукции на определенной стадии производства. Главное преимущество аккордной оплаты труда по сравнению с прямой сдельной заклю- чается в том, что рабочие четко представляют объем за- дания и сроки его выполнения и могут легко подсчитать 368
свой заработок. В связи с этим в строительстве наиболее приемлемой является аккордная оплата труда. На особо важных объектах и видах работ в соответ- ствии с действующим положением руководители строи- тельных и монтажных организаций имеют право вводить сдельно-премиальную или, как ее принято называть, аккордно-премиальную систему оплаты труда. В этом случае в аккордном наряде устанавливается срок окон- чания всего объема работ по данному наряду. При вы- полнении его в установленный срок или досрочно сверх заработной платы, установленной в наряде, выплачива- ется премия в размере от 0,5 до 3 % за каждый процент сокращения нормативных затрат труда. Аккордная оплата труда получает все большее рас- пространение. Так, на гидротехнических строительствах Минэнерго СССР ею охвачено до 50 % рабочих-сдельщи- ков, в основном объединенных в комплексные и укруп- ненные специализированные бригады. В практике строительства применяется выдача инди- видуальных нарядов каждому рабочему и более прогрес- сивная система коллективного наряда на звено или бригаду. В последнем случае общая сумма заработка зве- на или бригады за весь расчетный период слагается из итоговых сумм по всем сдельным нарядам, выполненным звеном или бригадой. Полученная общая сумма распре- деляется между отдельными членами звена (бригады) пропорционально времени, отработанному каждым рабо- чим, и его тарифной ставке. Бригадир работает совместно со всеми рабочими и ему доплачивается за руководство бригадой 2 % суммы заработной платы бригады, но не более 50 руб. в месяц при непременном условии выполне- ния норм всей бригадой. При повременной форме оплаты труда зарплату на- числяют за фактически отработанное время по тарифной ставке, соответствующей разряду рабочего. Эта форма оплаты применяется только на работах, трудно поддаю- щихся нормированию, так как при применении ее не ус- танавливается прямой зависимости между выработкой и заработком рабочего. В целях усиления материальной заинтересованности рабочих в повышении производительности труда, улуч- шении качества, сокращении сроков строительства и снижении себестоимости работ кроме указанной сдель- но-премиальной системы оплаты труда применяется 369
премирование рабочих за экономию основных строитель- ных материалов, сохранность сборных конструкций, ввод в действие в срок и досрочно объектов и производствен- ных мощностей. Премиальное поощрение рабочих может также применяться при повременной оплате. Оплата труда руководящих, инженерно-технических работников и служащих строительных организаций про- изводится по месячным должностным окладам. Для них введена единая система оплаты труда независимо от ве- домственной подчиненности. Управляющие, главные ин- женеры трестов, начальники и главные инженеры управ- лений, главные специалисты, начальники отделов и сек- торов получают оклады в соответствии с группой строи- тельства. Таких групп три. Они зависят от годового объема работ, выполняемого строительством. Остальным работникам установлены единые оклады в зависимости от опыта, трудового стажа, объема и сложности работ. При исчислении заработной платы ИТР и служащим при необходимости также применяют районные коэффициен- ты. Наряду с системой должностных окладов в строи- тельстве применяется единая система премирования ру- ководящих, инженерно-технических работников и слу- жащих за ввод в действие в срок и досрочно объектов, производственных мощностей и окончание отдельных тех- нологических процессов, а также за внедрение новой тех- ники. 23.6. Значение социалистического соревнования в строительстве Повышение технического и культурного уровня и рост социалистической сознательности кадров создают пред- посылки для широкого развития социалистического со- ревнования— движущей силы экономического развития общества. Наиболее массовой формой организации соревнова- ния на предприятиях и стройках является индивидуаль- ное и бригадное соревнование. Отдельные рабочие, звенья и бригады соревнуются за лучшие показатели по выполнению норм выработки и других заданий, за вы- полнение и перевыполнение своих социалистических обя- зательств. Большое распространение получило в строи- тельстве соревнование по профессиям. Наряду с индиви- 370
дуальным и бригадным соревнованием все большее значение приобретает в строительстве соревнование це- лых участков, управлений, трестов и более крупных кол- лективов. Во Всесоюзном социалистическом соревновании по отраслям строительства участвует большинство строи- тельных организаций. Его итоги подводятся ежеквар- тально соответствующими органами управления строи- тельством совместно с ВЦСПС. Условия Всесоюзного со- циалистического соревнования учитывают конкретные требования к каждой отрасли производства и направля- ют внимание трудящихся на борьбу за улучшение ка- чественных и количественных показателей. Для успешного развертывания социалистического со- ревнования требуются своевременное доведение до рабо- чих конкретных производственных заданий, широкая гласность соревнования и периодическая проверка хода выполнения взятых обязательств, своевременное п пра- вильное подведение итогов. ГЛАВА 24. СЕБЕСТОИМОСТЬ СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНЫХ РАБОТ 24.1. Общие положения Себестоимость строительной продукции является важ- нейшим качественным показателем работы строительных организаций. Она определяется затратами (в денежной форме) на производство строительных работ. В себесто- имость включаются перенесенные на строительную про- дукцию затраты прошлого труда, входящие составной частью в амортизацию средств механизации, а также в стоимость материалов, конструкций и других материаль- ных ресурсов и затраты труда строителей (заработная плата). Себестоимость строительно-монтажных работ выра- жается суммой денежных затрат на весь комплекс работ, выполненных за определенный период времени, т. е. оп- ределяет фактическую стоимость работ в отличие от про- ектной сметной их стоимости. Для характеристики уров- ня себестоимости принято сравнивать ее со сметной стоимостью работ, которая представляет собой цену про- дукции строительной организации, или общественно не- обходимую стоимость работ. 371
~ затраты на строительные материалы и детали; — зарплата строительно-монтажных рабочих; — расходы на эксплуатацию машин и механизмов; — прочие прямые затраты; - накладные расходы Рис. 24.1. Примерная структура себестоимости строительных работ в гидро- техническом строительстве Для сопоставимости этих показателей из сметной сто- имости следует исключать плановые накопления, т. е. учитывать сметную себестоимость работ. В связи с тем что внедрение достижений научно-тех- нического прогресса создает условия для снижения (в процессе строительства) затрат труда, материальных и денежных ресурсов, а следовательно, и для снижения цен и тарифов по сравнению с заложенными в сметы до на- чала строительства, строительным организациям ежегод- но устанавливается плановая себестоимость строительно- монтажных работ. Плановая себестоимость должна быть меньше сметной себестоимости на величину установлен- 372
кого на планируемый период задания по ее снижению. Так, в Основных направлениях экономического и соци- ального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года предусмотрено задание по снижению себе- стоимости строительных работ в целом по строительству на 4—5 % против смет в ценах 1984 г. Примерная структура фактических затрат на строи- тельно-монтажные работы в гидротехническом строи- тельстве представлена на рис. 24.1. Структура себестоимости работ не остается неизмен- ной. Она зависит от уровня механизации, трудоемкости и материалоемкости работ. С повышением уровня инду- стриализации строительства возрастает удельный вес материалов, затрат на эксплуатацию машин при соответ- ственном снижении доли заработной платы рабочих, за- нятых непосредственно на строительной площадке, и до- ли накладных расходов. С увеличением доли сложных и трудоемких работ с относительно низкой механизацией работ (например, сооружение туннелей с небольшой пло- щадью поперечного сечения в сложных инженерно-геоло- гических условиях) удельный вес зарплаты и накладных расходов возрастает. 24,2. Планирование себестоимости Основной задачей планирования себестоимости работ является обеспечение задания по ее снижению по срав- нению со сметной себестоимостью. Это задание устанавливается в процентах расчетным путем с учетом предусмотренной проектом структуры работ, сложившихся условий производства работ и до- стигнутого в предыдущий период снижения себестоимо- сти. Исходными документами для расчета плановой себестоимости являются смета на производство работ, смета накладных расходов с полной раскладкой по эле- ментам затрат, а также программа и структура работ, планы по труду, механизации работ, материально-техни- ческому снабжению, прибыли и др. Снижение плановой себестоимости по сравнению со сметной обеспечивается внедрением мероприятий по ра- ционализации методов выполнения строительно-монтаж- ных работ, повышению производительности труда, т. е. мероприятий, обеспечивающих сокращение живого и овеществленного труда. 373
Уровень себестоимости строительно-монтажных работ определяют следующие основные факторы: объем и структура работ, выполняемых организа- цией; уровень организации работ; производительность труда; продолжительность строительства объектов; уровень индустриализации строительства; уровень механизации и автоматизации работ; уровень использования строительных машин и приме- нения экономичных типов машин; потери и отходы материалов, их единичная стои- мость; размер накладных расходов. Следует обязательно учитывать и объективные фак- торы, например, изменение ценообразования, отклонения конкретных производственных возможностей организа- ции от условий, принятых в сметных расчетах. При расчете себестоимости необходимо учитывать взаимное влияние этих показателей, помнить, что сниже- ние одного из них может привести к увеличению другого. Все фактические показатели по приведенному переч- ню за предшествующий планируемому период тщательно анализируются. Для крупных строительно-монтажных организаций рост объемов работ по сравнению с предыдущим годом приводит к снижению себестоимости за счет сокращения доли накладных расходов — условно-постоянных расхо- дов, не зависящих от объема выполняемых работ. При увеличении объема работ и переходе строительной орга- низации в следующую группу по оплате руководящих работников доля затрат на содержание административ- но-хозяйственного персонала возрастает не прямо про- порционально объему работ. Уменьшается также доля затрат на монтаж, демонтаж и доставку строительных машин, оплату труда рабочих-повременщиков и др. Плановая себестоимость работ на год 5Пл, тыс. руб., для строительной организации, министерства или ведом- ства определяется по формуле 5цЛ = 5СМ — [(5пр.а 4~ 5накл.р) &Пл.н 4" 5сниж1 4" 5комп» (24.1) где 5см — сметная стоимость работ, выполняемых собственными си- лами и в планируемый период, тыс. руб.; 5 пр.» —сметный размер прямых затрат, тыс. руб.; 5Накл.Р — сметный размер накладных расходов, тыс. руб.; Лпл-и — коэффициент, определяющий размер 374
плановых накоплений (равен 0,08); SChh>k — планируемое снижение себестоимости строительно-монтажных работ, тыс. руб.; 5комп — компенсация, выплачиваемая сверх сметной стоимости строительно- монтажных работ (расходы на передислокацию, надбавка за разъ- ездной характер работ, увеличение цен и тарифов по сравнению со сметными и др.), тыс. руб. 24.3. Рентабельность строительной организации Выполненные строительно-монтажные работы заказ- чик оплачивает по сметным ценам, включая плановые накопления. Поэтому соблюдение размера расходов в пределах сметной себестоимости уже обеспечивает строи- тельной организации прибыль в сумме плановых накоп- лений (по нормам, действующим с 01.01.84 г.—8%). Если расходы строительной организации не превышают плано- вой себестоимости работ (т. е. сметной стоимости с уче- том задания по ее снижению), она получает плановую прибыль. Дальнейшее снижение расходов обеспечивает получение сверхплановой прибыли. Соотношение расходов и доходов организации пред- ставляет собой одну из экономических характеристик ее деятельности и свидетельствует об уровне ее рентабель- ности. Прибыль П от реализации товарной строительной продукции определяется по формуле П = D — Яс, (24.2) где D — валовой (суммарный) доход или полная стоимость оплачен- ных заказчиком работ и затрат строительной организации по сдан- ным объектам, пусковым комплексам, очередям; Ис — фактические издержки (затраты) строительной организации на производство этих работ. Коэффициент рентабельности для всех уровней управления строительством (строительных управлений, трестов, объединений, главных управлений, министерств) определяется как отношение прибыли к стоимости стро- ительно-монтажных работ, выполненных собственными силами на сданных в эксплуатацию объектах, комплек- сах, очередях. Отношение прибыли П к сметной стоимости работ Вс характеризует эффективность использования государст- венных средств, выделенных на выполнение строительно- монтажных работ по сданным объектам и оплаченных .заказчиком, %: 5р = (П/Вс) 100. (24.3) 375
Коэффициент рентабельности, определенный как от- ношение прибыли к себестоимости строительно-монтаж- ных работ, %, Эр.ф = ШИъ 100, (24.4) может характеризовать эффективность использования средств, фактически затраченных на производство работ строительной организации. В среднем по подрядным организациям страны уро- вень рентабельности в 1984 г. составил 11,4% себестои- мости строительно-монтажных работ, а по гидроэнерге- тическому строительству — 11,7%. Влияние на себестоимость изменения структуры стро- ительно-монтажных работ по сравнению с предшеству- ющим периодом, т. е. изменения материалоемкости и трудоемкости работ на стадии планирования можно учи- тывать по формуле 2 si^sl S = ~^—п--------’ (24-5) 100 2 S„- 100 2 5/2 i i где Sa — фактическая стоимость работ г-го вида строительства в предшествующем году, млн. руб.; Si2 — сметная стоимость работ i-ro вида на планируемый год, млн. руб.; AS< — экономия от снижения себестоимости строительно-монтажных работ по i-му виду строи- тельства, % к сметной стоимости. Самое значительное влияние на снижение себестои- мости строительно-монтажных работ оказывают уровень механизации работ, степень сборности сооружений, при- менение более совершенной технологии и организации работ, т. е. факторы, обеспечивающие рост производи- тельности труда. Если производительность труда растет быстрее, чем средняя заработная плата, то доля зарпла- ты в себестоимости уменьшается. Снижение себестоимо- сти работ по сравнению с предшествующим периодом за счет превышения темпов роста производительности тру- да над темпами роста основной заработной платы рабо- чих можно определить по формуле, %: AS, = a, (1 - -°-+3ср "I, (24.6) 100 + 77J ) где ат — доля основной заработной платы рабочих в сметной стоимо- сти работ предшествующего периода, %; Зср — расчетный рост сред- 376
ней заработной платы рабочих, %; 77расчетный рост производи- тельности труда, % *• Повышение производительности труда и сокращение доли заработной платы рабочих в себестоимости работ могут вызвать увеличение других затрат. Так, повыше- ние уровня механизации отдельных видов работ сопро- вождается увеличением затрат на эксплуатацию машин. Рост уровня сборности зданий и сооружений, примене- ние прогрессивных конструкций могут вызвать повыше- ние затрат на материалы. Существенное влияние на себе- стоимость работ оказывает сокращение продолжительно- сти строительства, что создает возможности для сниже- ния административно-хозяйственных расходов, затрат на содержание пожарно-сторожевой охраны и по другим статьям накладных расходов, а также условно-постоян- ных расходов. Снижение себестоимости в результате сокращения сроков строительства можно определить по формуле Л«дт = “у-п(1 *--^-)> <24-7) где а у.п— доля условно-постоянных расходов, зависящих от про- должительности строительства объектов, в % к сметной стоимости (практически 45—50 %); Л — нормативная, или фактическая про- должительность строительства в предшествующий период; Т2 — пла- нируемая продолжительность строительства объекта. Экономия затрат от применения более экономичных машин рассчитывается по формуле, руб.: ASCM = IF(ai-fl2), (24.8) где W — годовой объем, выполняемый машинами; at и а2— себе- стоимость единицы работ при использовании старых и новых машин. ГЛАВА 25. ОСНОВНЫЕ ФОНДЫ СТРОИТЕЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ 25.1. Состав и структура основных фондов Для осуществления любого производственного про- цесса необходимы люди и средства производства. Сред- ства производства состоят из средств труда (инстру- мент, механизмы, машины, оборудование и т. п.) и пред- метов труда (в строительстве — это материалы, конструкции и детали, неустановленное оборудование). 1 Жинкин Г. Н. и др. Экономика железнодорожного транспорта и строительства. — М.: Транспорт. 1983, с. 396. 24—339 377
Рис. 25.1. Классификация основных фондов строительной гидротехнической организации В социалистическом хозяйстве экономическое различие средств и предметов труда находит свое выражение в разделении средств производства на основные и оборот- ные производственные фонды. Основные фонды строительной организации в зависи- мости от назначения делятся на производственные и не- производственные (активная и пассивная части основ- ных фондов). Их состав и примерная структура для ги- дротехнических организаций приведены на рис. 25.1. Непроизводственные основные фонды не участвуют непосредственно в процессе производства, они предна- значены для бытового и культурного обслуживания стро- ителей. Оборотные производственные фонды также можно подразделить на две группы. К первой группе относят- ся так называемые производственные запасы; неустанов- 378
ленное оборудование, конструкции, детали, материалы и топливо. Ко второй группе — средства, вложенные в не- завершенное производство и прочие затраты в производ- стве. В структуре оборотных фондов за последние годы произошли существенные изменения, доля фондов пер- вой группы снизилась с 89 % в 1965 г. до 28 % в 1984 г. при соответствующем увеличении фондов второй группы. Оценка основных фондов в строительстве произво- дится в натуральных и денежных показателях. Нату- ральные показатели позволяют получить представление о количественном составе основных фондов, их техниче- ской характеристике, сроках службы. В денежной фор- ме основные фонды оцениваются либо по первоначальной стоимости, т. е. по затратам на приобретение, транспор- тировку, установку и монтаж (для механизмов и обору- дования) и на строительство (для зданий и сооружений), либо по остаточной стоимости (первоначальная стои- мость за вычетом износа). В связи с тем что основные фонды приобретаются в разное время по действующим в это время ценам, для их оценки в сопоставимых ценах через определенные промежутки времени (примерно через 10 лет) произво- дится единовременная переоценка фондов. Она прово- дится во всесоюзном масштабе в действующих на мо- мент переоценки ценах. Одним из показателей, определяющих эффективность использования основных фондов, является показатель фондоемкости строительной продукции (отношение сред- негодовой стоимости основных производственных фон- дов к годовому объему строительно-монтажных работ). Повышение фондоемкости неизбежно, т. е. от него зависит повышение производительности труда. Этот показа- тель характеризует потенциальные возможности органи- зации. Вместе с тем следует добиваться снижения фон- доемкости строительства за счет повышения фондоотда- чи основных производственных фондов. Фондоотдача — величина, обратная фондоемкости. Она определяется отношением годового объема строи- тельно-монтажных работ к среднегодовой стоимости ос- новных производственных фондов. Чем выше показа- тель фондоотдачи, тем эффективнее используются фон- ды. 24* 379
25.2. Воспроизводство основных фондов Основные фонды строительной организации в процес- се производства изнашиваются (морально и физически). Физический износ происходит как в результате интенсив- ной работы основных фондов, так и под влиянием сил природы. По мере физического износа основные фонды постепенно утрачивают свою стоимость и переносят ее на создаваемый продукт. Основные производственные фонды (средства труда) участвуют в производственном процессе длительное вре- мя и переносят свою стоимость на создаваемые сооруже- ния не сразу, а постепенно, по мере их износа. Оборотные производственные фонды (предметы тру- да) участвуют в производственном процессе только один раз и расходуются целиком, при этом их стоимость пол- ностью переносится на создаваемые сооружения. Износ основных производственных фондов в процес- се их эксплуатации возмещается денежными отчисле- ниями (амортизацией), которые и дают возможность постепенно переносить стоимость фондов на стоимость созданной с их помощью продукции. Амортизация вклю- чается в себестоимость строительно-монтажных работ. Строительными организациями делаются отчисления в специальный амортизационный фонд. Одна часть этого фонда в установленных государством размерах оставля- ется в распоряжении строительной организации для фи- нансирования капитального ремонта и модернизации ос- новных фондов без права расходования на другие по- требности. Другая часть амортизационного фонда поступает в плановом порядке на финансирование капи- тальных вложений для замены выбывших основных фон- дов новыми. Как показывает опыт, морально устаревшие, малоэф- фективные строительные машины и оборудование целе- сообразно заменять новыми, более совершенными либо модернизировать их, поддерживать основные фонды в рабочем состоянии. Правильная техническая эксплуатация, своевремен- ный и качественный ремонт (планово-предупредитель- ный, средний и капитальный) позволяют поддерживать основные фонды в рабочем состоянии. В процессе капи- тального ремонта может быть произведена их модерниза- 380
ция (повышение технического уровня и экономических показателей). Размер ежегодных амортизационных отчислений за- висит от стоимости и срока службы основных фондов и определяется как отношение полной суммы амортизаци- онных отчислений за весь период эксплуатации основных фондов до их полного физического или морального изно- са к расчетному числу лет их службы. В соответствии с действующими инструкциями пол- ная сумма амортизационных отчислений определяется по формуле Д = К + РК —ОС, (25.1) где К — первоначальная стоимость приобретения или возведения ос- новных фондов; Рк — сумма затрат на капитальный ремонт и мо- дернизацию за весь период эксплуатации; ОС — остаточная или лик- видационная стоимость основных фондов на момент их выхода из строя (за исключением расходов по их ликвидации). В настоящее время для всех отраслей народного хо- зяйства действуют нормы амортизации, дифференциро- ванные для различных видов основных фондов в зависи- мости от срока службы и условий эксплуатации. 25.3. Уставный фонд строительной организации Для обеспечения производственной деятельности и развития производства в распоряжение подрядных орга- низаций предоставляются материальные и денежные ре- сурсы, составляющие уставный фонд строительной орга- низации. Уставный фонд состоит из основных (основные фонды) и оборотных средств (оборотные производствен- ные фонды и фонды обращения). Оборотные средства постоянно находятся в движении и призваны обеспечи- вать непрерывность производственного процесса и реали- зации продукции. Фонды обращения представляют собой стоимость не- оплаченной готовой строительной продукции (стадия расчетов), а также денежные средства и дебеторскую за- долженность заказчиков. Они совершают непрерывный кругооборот — вначале переходят из сферы обращения в сферу производства — превращаются из денежной формы в производственные запасы, далее они расходуются в процессе производства и по мере превращения в продукцию (бетонные, земля- ные и другие работы) в результате оплаты выполненных 381
работ совершают переход из сферы производства в сфе- ру обращения — вновь приобретая денежную форму, опять затрачиваются на образование в производственные запасы для того, чтобы опять превратиться в производ- ственные запасы. Производственные запасы должны соз- даваться лишь в строго определенных, необходимых, ус- тановленных нормами размерах. Важнейшим фактором улучшения использования обо- ротных средств является ускорение их оборачиваемости,, которая представляет собой соотношение между стоимо- стью строительно-монтажных работ, принятых и опла- ченных заказчиком, и средней суммой оборотных средств, за данный период. Чем выше оборачиваемость средств,, тем большее количество материальных ценностей вклю- чается в производство, тем меньше необходимые размеры производственных запасов. Характеристиками оборачиваемости оборотных средств служат скорость оборотов, т. е. их число и про- должительность (оба эти показателя планируются). Предположим, что за год строительная организация вы- полнила строительно-монтажных работ на сумму 50 млн. руб. при средней сумме оборотных средств 10 млн. руб. Тогда число оборотов, которые совершают эти средства,, будет равно 50: 10=5 оборотов в год, а продолжитель- ность одного оборота составит 360 дней: 5=72 дня. Ес- ли продолжительность одного оборота будет замедлена до 90 дней, тогда средства сделают только 4 оборота, а для выполнения того же объема работ потребуется обо- ротных средств уже на 25 % больше, т. е. 12,5 млн. руб. При увеличении числа оборотов до 7 в год оборотных средств потребуется уже всего 7,15 млн. руб. Эти приме- ры показывают, что излишек материальных ресурсов- замедляет оборачиваемость оборотных средств. По источникам образования оборотные средства де- лятся на собственные, или приравненные к ним, и заем- ные. К заемным средствам относятся авансы заказчика н краткосрочные банковские кредиты. Собственные обо- ротные средства подрядной организации составляют примерно 9—16 % общего их объема и формируются за счет прибылей строительных организаций, поступления средств от вышестоящих организаций и ассигнований и& государственного бюджета. 382
ГЛАВА 26. ХОЗЯЙСТВЕННЫЙ РАСЧЕТ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ 26.1. Общие положения Основные черты хозяйственного расчета — важней- шего метода социалистического хозяйствования — мо- гут быть сформулированы следующим образом: соизмере- ние в денежной форме затрат и результатов хозяйствен- ной деятельности; возмещение расходов на производство продукции за счет доходов от ее реализации; ис- пользование материальных стимулов для усиления от- ветственности и заинтересованности строительных орга- низаций и их участников в рациональном использовании имеющихся у них ресурсов и повышении рентабельности работы. Основные принципы хозяйственного расчета: 1. Окупаемость затрат на производство и рентабель- ность предприятий. Сдавая заказчикам выполненные ра- боты по сметной стоимости, подрядные гидротехнические строительные организации возмещают произведенные расходы на производство работ и обеспечивают опреде- ленную рентабельность, а экономическая эффективность выявляется в итоговом показателе работы — в прибыли или убытке. 2. Хозяйственно-оперативная самостоятельность и материальная ответственность в работе. Хозрасчетная подрядная (субподрядная) гидротехническая строитель- ная организация самостоятельно распоряжается выде- ленными ей средствами, имеет государственный план и договоры с заказчиками, приобретает необходимые стро- ительные материалы, комплектует кадры строительных рабочих и служащих, организует производство работ и сдает их заказчику. Материальная ответственность предприятия за не- полное и несвоевременное выполнение обязательств, при- нятых на себя, предполагает применение штрафных и экономических санкций за нарушение договорных ус- ловий. 3. Контроль рублем за деятельностью строительных организаций и их производственных звеньев. Расходы находятся в прямой зависимости от доходов. Финансо- вое состояние и платежеспособность зависят от деятель- ности самих организаций: чем больше прибыль, тем больше возможностей у строительной организации для 383
увеличения оборотных средств и финансирования пре- дусмотренных по плану капитальных вложений. Матери- альная заинтересованность в выполнении планов строи- тельства и повышении доходности обеспечивается в гид- ротехническом, как и в других видах строительства, созданием специальных фондов. 26.2. Формы хозяйственного расчета В строительном хозрасчете могут быть выделены три формы хозяйственных связей: внешние — с заказчиками, субподрядчиками, постав- щиками и т. п., а также с банковской системой и бюдже- том; внутритрестовские — между подразделениями, нахо- дящимися на самостоятельном балансе строительного или монтажного треста; внутрипостроечные — между строительно-монтажны- ми управлениями с подчиненными им участками прора- бов и мастеров, а также с бригадами. Организация хозяйственного расчета при внешних взаимоотношениях подрядных организаций в основном определяется особенностями ценообразования, расчетов и договорных отношений в строительстве, системой фи- нансирования капитальных вложений и кредитования строительных организаций, а также действующим поряд- ком их материально-технического обеспечения. На полном хозяйственном расчете находятся строи- тельно-монтажные организации, на которые распростра- нено «Положение о социалистическом государственном производственном предприятии». Эти организации осу- ществляют производственно-хозяйственную деятельность в соответствии с государственным планом, получают из единого государственного фонда в свое распоряжение необходимые производственные фонды и оборотные сред- ства. Они самостоятельно распоряжаются ими, заключа- ют хозяйственные, в том числе подрядные, договоры, при- обретают (покупают) необходимые средства производст- ва, комплектуют кадры рабочих и служащих, организуют производство работ и т. д. В настоящее время в гидротехническом строительст- ве основной производственной единицей является трест или крупное управление строительства. Экономические взаимоотношения их с непосредственно подчиненными им строительными управлениями, строительно-монтаж* 384
ними подразделениями, специальными передвижными формированиями, конторами или управлениями матери- ально-технического снабжения, подсобными и вспомога- тельными производствами, а также экономические взаи- моотношения этих подразделений между собой называют внутритрестовским хозяйственным расчетом. Его особен- ностью является большая организационная самостоя- тельность трестовских подразделений (в территориаль- ных трестах), обусловленная их территориальной разоб- щенностью и удаленностью друг от друга. Например, трест Таджикгидроэнергострой построил на р. Вахш Головную, Перепадную и крупнейшую Нурекскую ГЭС и ведет там же, на р. Вахш, строительство трех следую- щих гидроэлектростанций: Рогунской, Байпазинской и Санктудинской, а также строительство Таджикского алюминиевого завода, использующего энергию этих гид- роэлектростанций. Гидроэлектростанции расположены в горной местности на большом расстоянии друг от друга и связаны только горными автодорогами. Внутрипостроечный хозрасчет является углублением полного хозрасчета и распространяется на организацион- но обособленные низовые производственные подразделе- ния (участки старших производителей работ, мастеров, бригад), которые не имеют самостоятельного расчетного счета в банке, законченного бухгалтерского учета и са- мостоятельного баланса. Оперативно-хозяйственная самостоятельность низо- вых производственных звеньев ограничивается рамками своей строительной организации, поэтому внутрипостро- ечный хозрасчет участков тесно связан с системой опера- тивно-производственного планирования. В строительстве наиболее прогрессивной формой ор- ганизации труда в хозрасчетных бригадах является ме- тод бригадного подряда, впервые примененный бригадой Героя Социалистического Труда Н. А. Злобина. В гидро- техническом строительстве осуществляется успешное развитие и расширение этого метода. Анализ деятельно- сти бригад, работающих по этому методу, показывает его высокую эффективность: сокращается продолжи- тельность строительства в среднем на 20—22 %, возрас- тает производительность труда на 20—25 %, снижается себестоимость строительно-монтажных работ на 4—6 %, своевременно и досрочно вводятся объекты в эксплуата- цию, улучшается их качество. 385
26.3. Фонды экономического стимулирования Новая система экономического стимулирования на- правлена на создание объективных условий для получе- ния максимальной отдачи от каждого участника строи- тельного производства, включая проектировщиков и научных работников. Для создания таких условий и рас- ширения прав строительных организаций образуются специальные фонды экономического стимулирования: материального поощрения, социально-культурных меро- приятий и жилищного строительства, развития производ- ства, а также единый фонд развития науки и техники. В значительной своей части фонды экономического сти- мулирования создаются за счет прибыли. Фонд материального поощрения направлен на поощ- рение всех участников строительства и образуется на ос- нове стабильных нормативов, утверждаемых в пятилет- них планах в размерах, дифференцированных по годам пятилетки. В годовых планах фонд материального поощ- рения определяется по утвержденным стабильным нор- мативам и фондообразующим показателям, в качестве которых используют, как правило, рост производитель- ности труда и сумму прибыли, или, исходя из особенно- стей деятельности строительно-монтажных организаций, экономию от снижения себестоимости строительно-мон- тажных работ. Особенно повышаются отчисления в фонд материаль- ного поощрения при перевыполнении заданий по росту производительности труда. В этом случае нормативы от- числений в фонд материального поощрения увеличива- ются в 3 раза, а нормативы отчислений в этот фонд от суммы прибыли — в 1,5 раза. Кроме прибыли для формирования фонда материаль- ного поощрения используются и другие источники: сред- ства заказчиков для премирования работников за ввод в действие в срок и досрочно производственных мощно- стей и объектов; сумма премии, выплачиваемая рабочим по фонду заработной платы; часть прибыли, полученная строительно-монтажными организациями при сокраще- нии против утвержденных норм сроков ввода производ- ственных мощностей и объектов и др. Фонд социально-культурных мероприятий и жилищ- ного строительства устанавливается в пятилетием плане по годам в размере 40 % фонда материального поощре- 386
ния, образуемого за счет отчислений от прибыли. При- быль — единственный источник образования этого фонда. Фонд развития производства образуется за счет от- числений от прибыли по установленным нормативам и от амортизационных отчислений, предназначенных для полного восстановления основных фондов, в размере 10—50 %. В этот же фонд направляют также часть •средств, полученных за счет сокращения сроков ввода в действие производственных мощностей. Единый фонд развития науки и техники создается за счет отчислений от плановой прибыли по нормативу, ус- тановленному министерству в государственном пятилет- ием плане экономического и социального развития. Кро- ме того, в единый фонд может быть направлена часть дополнительной прибыли от реализации новой высоко- эффективной техники. Эффективность экономического стимулирования в значительной мере зависит от правильного использова- ния фондов. Средства фонда материального поощрения, формируемые за счет отчисления от прибыли, расходу- ются: на премирование рабочих, руководящих, инженер- но-технических работников, служащих и других категорий работников по установленным премиальным систе- мам, в том числе по итогам социалистического соревно- вания; на единовременное поощрение работников, отли- чившихся при выполнении особо важных производствен- ных заданий; на выплату вознаграждения работникам за общие итоги работы треста (управления строительст- вом); на оказание единовременной материальной помо- щи работникам. Направления расходования средств фон- да поощрения определяются администрацией строитель- ных организаций совместно с профсозной организацией. Фонд социально-культурных мероприятий и жилищ- ного строительства расходуется на улучшение культур- но-бытового и медицинского обслуживания работников; на строительство жилых домов, клубов, спортивных со- оружений; капитальный ремонт жилых домов и культур- но-бытовых помещений, а также на долевое участие других предприятий в совместном строительстве крупных сооружений. Фонд развития производства предназначается для финансирования затрат на техническое перевооружение производства (внедрение новой техники, механизацию и автоматизацию, модернизацию строительных и дорож- 387
ных машин и оборудования), обновление основных про- изводственных фондов, совершенствование организации производства и труда, а также на другие мероприя- тия, обеспечивающие рост производительности труда, сокращение продолжительности строительства, снижение себестоимости и улучшение качества строительной про- дукции и т.п. Если в фондах развития производства не- достаточно средств для осуществления мероприятий по новой технике и других мероприятий по совершенствова- нию производства, трестам (управлениям строительства) могут быть представлены банками долгосрочные ссуды. Единый фонд развития науки и техники (ЕФРНТ) используется на финансирование научно-исследователь- ских, опытно-конструкторских, технологических и опыт- ных (экспериментальных) работ по обеспечению техни- ческого прогресса в строительстве, работ по подготовке и освоению новых и модернизированных видов продук- ции, повышению их качества, освоению и внедрению но- вой техники. ГЛАВА 27. АНАЛИЗ ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СТРОИТЕЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ 27.1. Учет хозяйственной деятельности и отчетность строительных организаций Совершенствование деятельности строительных орга- низаций может быть осуществлено только на основе эко- номического анализа, исходными материалами для кото- рого служат данные учета и отчетности. В гидротехническом строительстве, как и в других отраслях народного хозяйства, применяются три вида- учета: статистический, бухгалтерский, оперативный. Статистический учет характеризует направления и темпы развития хозяйственных процессов, отражая их количественную и качественную характеристики. Бухгалтерский учет отражает хозяйственные и фи- нансовые операции, при которых происходит движение (оборот) материальных и денежных средств в процессе социалистического воспроизводства. Главной особенно- стью бухгалтерского учета является обязательная доку- ментация всех хозяйственных операций, причем опера- ции, не зафиксированные в первичном документе, не находят отражения в бухгалтерском учете. Бухгалтер- 388
ский учет ведется преимущественно в денежном выраже- нии, но в нем используются и натуральные показатели. Данные бухгалтерского учета обобощают в сводном бухгалтерском документе — балансе, который периодиче- ски (раз в месяц) составляют во всех строительных орга- низациях. Бухгалтерский учет обеспечивает полное отра- жение в денежном выражении всех хозяйственных опе- раций, состояние и использование средств, выявляет финансовые результаты работы строительных организа- ций (прибыль и убытки). Баланс составляют в виде двусторонней таблицы, отображающей на определенный момент в денежном выражении все средства хозяйства, результаты его дея- тельности и источники поступления средств. Баланс состоит из двух разделов: актива и пассива. В активе показывают средства хозяйства по их составу и разме- щению, т. е. чем располагает строительство, а также убытки. В пассиве — источники средств, за счет которых финансировались средства хозяйства, в том числе при- быль. Следовательно, при одних и тех же средствах не- равенства в балансе быть не может. При ведении теку- щего учета равенство актива и пассива обеспечивается применением в бухгалтерии диграфического (двойного) метода записей. Оперативный учет — это способ наблюдения и конт- роля за отдельными сторонами хозяйственной деятель- ности непосредственно в процессе производства с целью оперативного воздействия на этот процесс, например, контроль за работой строительных машин, соблюдением графиков производства работ и т. п.; при этом использу- ются различного рода графики, данные, полученные по телефону, и др. На основе данных учета составляется статистическая, бухгалтерская и оперативно-техническая отчетность. От- четность строится по видам деятельности и отраслям народного хозяйства (промышленности, строительству, сельскому хозяйству, транспорту и т. д.). Отражая отрас- левые особенности, отчетность содержит во всех случаях показатели, характеризующие выполнение государствен- ного народнохозяйственного плана отраслью, строитель- ными организациями. В зависимости от распростране- ния, важности и назначения отчетность подразделяется на общегосударственную (для всех ведомств и отраслей народного хозяйства), внутриведомственную (для данно- 389
го ведомства) и междуведомственную (для экономически связанных между собой ведомств). По срокам представ- ления отчетность делится на периодическую, или теку- щую (ежедневную, пятидневную, декадную, месячную, квартальную, полугодовую) и годовую. Центральной организацией в стране по вопросам уче- та и отчетности является Центральное статистическое управление СССР (ЦСУ СССР). Табель отчетности, оп- ределяющий виды и сроки ее представления, утвержда- ется Советом Министров СССР или по его поручению ЦСУ СССР. 27.2. Основные направления анализа деятельности строительной организации Деятельность строительной организации характеризу- ется рядом указанных в предыдущих параграфах эконо- мических показателей, изучение которых и составляет со- держание анализа. Основным методом экономического анализа этой деятельности является сопоставление до- стигнутых результатов с планом и нормативами, с уров- нем прошлого периода, а также с показателями работы, достигнутыми другими строительными организациями. Обычно анализируются следующие важнейшие эконо- мические показатели: 1) выполнение плана по вводу объектов в действие; 2) выполнение плана капитальных вложений и объема строительно-монтажных работ; 3) выполнение физических объемов работ; 4) выполнение технологических графиков работ на объектах; 5) выполнение плана технического развития (внедре- ние индустриальных методов строительства, новой тех- ники, механизации работ и использования строительных машин и механизмов); 6) выполнение плана по труду и заработной плате; 7) себестоимость строительно-монтажных работ, при- быль и рентабельность строительной организации; 8) финансовое состояние строительной организации (оборачиваемость оборотных средств, платежеспособ- ность и платежная дисциплина). Итоги работы строительной организации отражаются в годовом балансовом отчете. Он содержит отчетные данные и анализ деятельности организации по всем по- 390
казателям. Отчет рассматривается на балансовой комис- сии вышестоящей организации. В ее решении даются оценка по всем направлениям деятельности строительной организации и утверждение мероприятий по ее улучше- нию. Представляет интерес изучение и сравнение отдель- ных технико-экономических показателей строительства с зарубежными данными. Использование передового зару- бежного опыта позволяет совершенствовать строитель- ство. ГЛАВА 28. СДАЧА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ В ЭКСПЛУАТАЦИЮ 28.1. Основные требования при сдаче в эксплуатацию. Оценка качества строительно-монтажных работ По окончании строительства водохозяйственные объ- екты (гидротехнические сооружения) сдаются в эксплуа- тацию. Приемку осуществляет Государственная комис- сия, назначаемая инстанцией, утвердившей проект. По особо важным объектам комиссию назначает Совет Министров СССР. Правительственные комиссии прини- мали Братскую и Красноярскую ГЭС, Волго-Балтийский канал и другие уникальные сооружения. В состав комис- сии включаются высококвалифицированные специалисты отрасли по вопросам строительства и эксплуатации, представители генподрядной и субподрядных организа- ций, заказчика, главный инженер проекта, представите- ли Госплана СССР, Госстроя СССР, ГКНТ СССР, Стройбанка СССР, профсоюзных органов, а также пред- ставители органов, контролирующих охрану окружающей среды, и др. Комиссия дает оценку качественную и по стоимости построенным сооружениям и установленному оборудова- нию и должна установить: 1) соответствуют ли построенные сооружения про- екту; 2) фактические параметры, достигнутые при времен- ной эксплуатации сооружения; 3) технико-экономические показатели сооружений; 4) фактическую (инвентарную) стоимость сооруже- ний и ее соответствие проектной сметной стоимости. 391
Гидротехнические сооружения должны обеспечивать необходимую надежность при эксплуатации, для этого их испытывают при заданных параметрах (например, при заполненном до проектной отметки водохранилище, работающих водосбросных сооружениях и т. п.). Соору- жение должно быть выведено на проектную мощность (производительность): гидроэлектростанция — на уста- новленную мощность и выработку электроэнергии, канал судоходный — на проектную пропускную способность, ирригационный — на расчетный расход и т. п. В процессе строительства осуществляются непрерыв- ный контроль качества работ и приемка отдельных за- конченных сооружений. Для этого проверяются техниче- ские характеристики и показатели сооружений, уста- новленные в проекте. С этой целью в гидротехнические сооружения при строительстве закладывается контроль- но-измерительная аппаратура. Техническая инспекция строительства под наблюдением заказчика и автора про- екта проверяет качество подготовленных оснований, бе- тона (соответствие его марок, по прочности, морозостой- кости и водонепроницаемости проектным) металлоконст- рукции и др. Оценка качества возведенных сооружений дается комиссией, состоящей из представителей заказ- чика, генподрядчика, проектной организации. В случае необходимости привлекаются научно-исследовательские организации. Для этого на крупных ответственных соору- жениях создаются специальные научно-исследователь- ские подразделения, которые ведут наблюдения за со- стоянием сооружений в процессе строительства и времен- ной эксплуатации. Если допущено низкое качество работ, они или не- полностью оплачиваются, или совсем не оплачиваются до приведения их к проектным параметрам. Стоимость всех переделок, допущенных подрядчиком, не оплачива- ется, а относится на убытки строительства. Оценки, дан- ные комиссией по отдельным работам, объектам, соору- жениям, учитываются затем при приемке объекта в це- лом Государственной комиссией. Качество оценивают по трехбалльной системе: отлично (5 баллов)—работы выполнены с особой тщательностью, в полном соответствии с рабочими чер- тежами, СНиП, другими нормативными документами, заданной технологией и сданы с первого предъявления; хорошо (4 балла) — работы выполнены в полном со- 392
ответствии с рабочими чертежами, СНиП и другими нор- мативными документами, заданной технологией и сданы с первого предъявления; удовлетворительно (3 балла) — работы не приняты с первого предъявления из-за несоответствия требованиям проектов и СНиП, потребовались дополнительные затра- ты рабочего времени, материальных и финансовых ре- сурсов для достижения результатов, предусмотренных проектом и СНиП. С учетом показателей качества проектного решения, строительных материалов, изделий и конструкций и ка- чества выполненных строительно-монтажных работ Го- сударственная комиссия принимает решение о присвое- нии построенному объекту категории качества. В соот- ветствии с рекомендациями Госстроя СССР таких кате- горий три: высшая, первая и вторая. Как и во многих других отраслях народного хозяйст- ва, в строительстве разрабатывают и внедряют комп- лексные системы управления качеством строительной продукции (КСУКСП). Это совокупность организацион- ных, технических, экономических и социальных меропри- ятий, направленных на обеспечение оптимального уровня качества строительной продукции на стадии проектиро- вания, при изготовлении строительных материалов, кон- струкций на предприятиях стройиндустрии и при произ- водстве строительно-монтажных работ строительными организациями. Ряд сторон управления качеством гидротехнического строительства выходит за пределы треста (управления строительством), поэтому КСУКСП должны разрабаты- ваться и внедряться также у заказчиков, в плановых ор- ганизациях, у проектировщиков, субподрядчиков, постав- щиков, в транспортных организациях и т. д., а также в главных управлениях (всесоюзных объединениях) мини- стерства. Далее создается единая отраслевая система управления качеством гидротехнического строительства в каждом министерстве. 28.2. Технико-экономические показатели законченных работ и объектов При приемке объекта в эксплуатацию Государствен- ная комиссия устанавливает так называемую инвентар- ную стоимость сооружения, которая представляет собой 25—339 393
разность фактической сметной стоимости и фактических возвратных сумм. Кин = Ффакт ^Сфакт* На основе инвентарной стоимости сооружений опре- деляют все остальные экономические показатели по ме- тодике, указанной выше, с учетом распределения по от- раслям водохозяйственного объекта (в случае его комп- лексности) в соответствии с народнохозяйственным эффектом, получаемым в данной отрасли. При приемке сооружения смета закрывается и определяется остаток или перерасход сметного лимита. При строительстве методом «под ключ» весь остаток сметного лимита поступает генподрядчику и распределя- ется затем в соответствии с действующими инструкция- ми и положениями о строительстве «под ключ». Если комиссия вынесет решение о проведении допол- нительных работ, повышающих производительность или надежность сооружений, а также улучшающих его тех- нико-экономические показатели, необходимо определить эти объемы работ, например повышение расчетного на- пора, а следовательно, увеличение мощности и выработ- ки ГЭС, увеличение пропускной способности шлюза и др. Далее составляют смету на эти работы и определяют источник финансирования или за счет остатка основной сметы, или открытием нового титула на выполнение до- полнительных работ. По окончании крупного гидротехнического строитель- ства для обобщения опыта и ознакомления широкого круга инженерной общественности с результатами стро- ительства составляют и издают технические отчеты. Их подготавливают во время всего периода строительства, используя учет и отчетности, данные наблюдений за по- ведением сооружений. Затраты, связанные с составлени- ем отчета, финансируются по смете на строительство объекта.
S ПРИЛОЖЕНИЯ * Приложение 1 Затраты по главам сводного сметного расчета стоимости строительства гидротехнических сооружений (% стоимости строительно-монтажных работ по гл. 2 сводного сметного расчета) Номер главы Наименование главы Структура затрат, % к итогу Для строек в районах европейской части страны, Сев. Кавказа горной мест- ности, Сред- ней Азии, Кавказа, Закавказья Сибири, Казахстана приравненных к районам Крайнего Севера I 2 3 4 5 6 7 1 Подготовка территории строи- СМР* — 90, про- 5 5 4 4 тельства чие—10 3 Объекты подсобного и обслу- СМР —80, 2 2 2 2 4 живающего назначения Объекты энергетического хо- оборудование — 20 СМР — 90, 1 1 2 2 зяйства оборудова- ние — 10 4.1 Внешние линии передач По расчету в соответствии с проектом 5 Объекты транспортного хозяй- СМР-95, обору- 4 1 1 7 1 5 1 ства и связи дование— 5 1 5.1 Внешние подъездные дороги По расчету в соответствии с проектом (для каналов — дорога вдоль 5.2 канала) Линии дальней связи т< ) же 6 Наружные сети и сооружения СМР-95, обору- 1 1 1 1 водоснабжения, канализации, теплоснабжения дование — 5 7 Благоустройство и озеленение СМР-100 1 1 1 1 территории
Продолжение прил. 1 1 1 1 3 1 4 5 6 7 8 Временные здания и сооруже- ния, включая их разборку Временные поселки строителей Временные дороги Перевозка рабочих СМР-100 16 16 21 23 8.1 8.2 8.3 : По расчету в соответствии с проектом То же 9 Прочие работы и затраты СМР-45, прочие — 55 11 и 15 17 9.1 Зимние удорожания работ По НДЗ ** - 84, % от СМР, гл. 1—8 9.2 Дополнительные затраты на транспортирование привозных материалов Подвижной характер работ — По Указанию к применению ЕРЕР-84, % от СМР гл., 1—8 9.3 По расчету в соответствии с проектом 9.4 Льготы для работающих в рай- онах, приравненных к Крайне- му Северу — По расчету 10 Содержание дирекции и ав- торский надзор Прочие — 100 0,6 0,6 0,6 0,6 11 Подготовка эксплуатационных То же 0,1 0,1 0,1 0,1 12 13 кадров Проектные и изыскательские работы Работы и затраты по созданию водохранилища » 9 9 По отдельн 10 ым расчетам 10 * — строительно-монтажные работы. ** — нормы дополнительных затрат. При м еч а н и е. Под двухзначными тнвах по соответствующим главам и определяемые дополнительно. номерами (4.1, 5.1, 8.1 и т. д.) указаны затраты, не учтенные в норма-
П риложение 2 Распределение затрат внутри отдельных глав сводного сметного расчета стоимости строительства гидроузлов, % общей сметной стоимости № главы Строительные работы Монтажные работы Оборудование Прочие затраты 1 90 10 3 70 10 20 — 4 85 5 10 — 5 90 5 5 — 6 90 5 5 — 7 100 5 — — 8 100 0 — — 9 40 0 — 55 10 — — 100 11 — — — 100 12 — — — 100 Примечание. По гл. 9 затраты по зимним удорожаниям, до- полнительному транспорту привозных материалов, определяемые расчетами 9.1 и 9.2, распределяются следующим образом, -%: строи- тельные работы — 90; монтажные работы— 10; по расчетам 9.3; 9.4; 9.5 и 9.6 — относятся к прочим; по расчетам 9.1 и 9.2 — определяют в % от СМР суммы гл. 1—8 сводного сметного расчета стоимости. Приложение 3 Распределение затрат внутри отдельных глав сводного сметного расчета стоимости строительства портов, % общей сметной стоимости № главы Строительные работы Монтажные работы Оборудование Прочие затраты 1 95 5 3 65 10 20 5 4 75 10 15 — 5 85 5 10 — 6 85 5 10 — 7 95 5 — — 8 95 5 — — 9 70 5 — 25 10 — — — 100 11 — — -— 100 12 — — — 100 Примечание. Аналогично примечанию в ярил. 2. 397
Приложение 4 Распределение затрат внутри отдельных глав сводного сметного расчета стоимости строительства мелиоративных систем, % общей сметной стоимости № главы Строительные работы Монтажные работы Оборудование Прочие затраты 1 95 5 3 65 10 20 5 4 85 5 10 — 5 85 5 10 — 6 90 5 5 — 7 95 5 — — 8 90 10 — — 9 70 5 — 25 10 — .— — 100 11 — — 100 12 — — — 100 Примечание. Аналогично примечанию в прил. 2 Приложение 5 Нормы амортизационных отчислений по энергетическим и водохозяйственным сооружениям, %___________________ Вид сооружения, оборудования На полное восстановле- ние (ренова- цию) На капи- тальный ремонт Всего Здания ГЭС и ГАЭС бетонные и железо- 1 0,09 1,09 бетонные: руслового несовмещен- ного, совмещенного и бычкового типов, приплотинные и подземные здания ГЭС ГЭС приливных 1 0,14 1,14 Гидротехнические сооружения 1. Плотины при крупных гидро- станциях: бетонные гравитационные и мас- 1 0,05 1,05 сивно-контрфорсные из местных материалов тонкостенные, бетонные (ароч- 1 0,06 1,06 ные, многоарочные, контрфорс- ные) тоннели 2. Плотины (кроме плотин при 1 0,6 1,6 крупных гидростанциях) железо- бетонные, бетонные и каменные 3. Массивные водосливы и водо- 1 0,09 1,09 приемники бетонные и железобе- тонные 398
Продолжение прил. э Вид сооружения, оборудования На полное восстановле- ние (рено- вацию) На капи- тальный ремонт Всего 4. Тонкостенные водосливы, от- стойники, акведуки, лотки, дюке- ры и прочие водопроводящие со- оружения, рыбопропускные и ры- бозащитные сооружения (бетон- ные и железобетонные) 5. Напорные трубопроводы и урав- нительные резевуары: 1 0,14 1,14 металлические 1 0,27 1,27 железобетонные 1 0,14 1,14 6. Деривационные каналы, напор- ные бассейны ГЭС и ГАЭС 1 0,12 1,12 7. Берегозащитные и берегоукре- пительные сооружения железобе- тонные, бетонные и каменные 8. Речные причальные сооруже- ния деревянные, эстакады, речные набережные, больверки 3,35 1,2* 4,55 4 2,3 6,3 9. Гидротехнические сооружения деревянные (включая здания) 3 1,8 4,8 10. Шлюзы судоходные железобе- тонные и бетонные, судоподъем- ники 1 0,3* 1,3 11. Каналы судоходные 0,65 0,4** 1,05 12. Все виды регулировочных (вы- прямительных) сооружений 10 2 12 13. Водохранилище при земляных плотинах 1,35 — 1,35 1<4. Плотины прудов земляные с креплением откоса и без крепле- ния 1 0,9 1,9 15. Дамбы ограждающие земля- ные без облицовки 1 1,6 2,6 16. Гидротехнические водохозяйст- венные сооружения на каналах (шлюзы-регуляторы, мосты-водо- воды, перепады, быстротоки, кон- сольные перепады, дюкеры, в том числе стальные, акведуки, водосли- вы, каменные, бетонные и железо- бетонные) 2,5 1,3 3,8 17. Гидротехнические сооружения на межхозяйственных и внутрихо- зяйственных каналах, деревянные 8 3,2 11,2 18. Оградительные сооружения земляные, бетонные и железобе- тонные, металлические и деревян- ные 2 1,2 3,2 399
Продолжение прил. 5 Вид сооружения, оборудования На полное восстановле- ние (рено- вацию) На капи- тальный ремонт Всего 19. Плотины и дамбы земляные (кроме плотин и дамб при круп- ных гидростанциях и прудах) и речные оградительные сооруже- ния 1,3 0,4 1,7 20. Шлюзы судоходные деревян- ные и смешанной конструкции, а также плотины деревянные 2 1,7 3,7 21. Водоприемные сооружения для открытых источников, включая крепления береговой полосы (для целей водоснабжения) Оборудование 2 2,4 4,4 1. Гидроагрегаты всех типов с ком- плектующим и вспомогательным оборудованием 2 0,9 2,9 2. Силовое электротехническое обо- рудование и распределительные устройства (электрооборудование открытых и закрытых распредели- тельных устройств, выключатели, реакторы, шины, измерительные трансформаторы, изоляторы, сило- вые трансформаторы, распредели- тельные шины и сборки со всей ап- паратурой, преобразователи и дру- гое оборудование) 3,5 2,9 6,4 3. Электротехническое оборудова- ние и оборудование распредели- тельных устройств ГЭС 3,3 2,5 5,8 * Для Главводпути Минречфлота РСФСР к норме амортизацион- ных отчислений на капитальный ремонт применяется коэффициент 1,18. * * То же, коэффициент 1,6. П р и м е ч а н ия: 1. По гидроэнергетическим сооружениям круп- ных гидростанций (плотинам, глухим дамбам, водосбросным соору- жениям и водозаборам) нормы амортизационных отчислений разра- ботаны для I и II классов капитальности сооружений. Для сооруже- ний III класса капитальности к общей норме амортизационных от- числений применяется коэффициент 1,15, для сооружений IV клас- са— 1,25. К крупным относятся гидростанции мощностью 25 тыс. кВт и более; к III классу — мощностью от 50 до 300 тыс. кВт; к IV клас- су — мощностью 50 тыс. кВт и менее. 2. Для ГЭС с суммарной стоимостью гидроагрегатов менее 1,5 млн. руб. и энергетических гидротурбинных установок, использую- щих жидкое газотурбинное топливо, к норме амортизационных от- числений на капитальный ремонт^ применяется коэффициент 1,2. 400
Приложение 6 Удельная численность персонала на тепловых электростанциях, чел/МВт [30] Число агрегатов Мощность агрегата, МВт ТЭС на угле ТЭС на газе Эксплуата- ционный персонал Ремонт- ный пер- сонал Всего Эксплуата- ционный персонал Ремонт- ный пер- сонал Всего 8 300 0,26 0,5 0,76 0,15 0,38 0,53 4 500 0,3 0,52 0,82 — — — 6 500 0,25 0,45 0,7 — — • — 8 500 0,23 0,41 0,64 — — — 4 800 0,22 0,42 0,64 0,12 0,31 0,43 6 800 0,17 0,38 0,55 0,1 0,27 0,37 8 800 0,17 0,37 0,54 0,09 0,27 0,36 Примечания: 1. Штатные коэффициенты промышленно-про- изводственного персонала ТЭС, работающих на мазуте, на 20 % больше, чем работающих на газе. 2. В первый период эксплуатации ТЭС (для газо-мазутных электро- станций— 18 мес, для угольных — 24 мес.) после ввода блоков уста- навливается дополнительная численность персонала в размере 10 % от нормативной. Приложение 7 Удельная численность персонала на атомных электростанциях [30] Мощность АЭС, МВт Количество шт.,Xтип реактора Удельная численность персо- нала, чел/МВт всего промыш- ленно- производ- ственного в том числе эксплуатационного 4000 4 X ВВЭР-1000 0,64 0,24 6000 6ХВВЭР-1000 0,52 0,19 6000 бхРБМК-1000 0,89 0,32 6000 4ХРБМК-1500 0,76 0,28 Приложение 8 Укрупненные нормативы удельных капитальных вложений на строительство оросительных систем (кроме рисовых) на период 1986—2000 гг., руб/га [30] Союзные республики и экономические районы 198G—1990 гг. 1991—2000 гг. РСФСР Нечерноземная зона 3460 3670 Центрально-Черноземный 3490 3700 Поволжский 3740 3960 401
Продолжение прил. 8 Союзные республики и экономические районы 1986—1990 гг. 1991—2000 гг. Северо-Кавказский 3730 3950 Западно-Сибирский 3800 4030 Восточно-Сибирский 3580 3790 Украинская 3500 3710 Белорусская 3320 3520 Узбекская 4170 4380 Казахская 3920 4150 Грузинская 4370 4630 Азербайджанская 4280 4540 Молдавская 4130 4380 Киргизская 5240 5550 Таджикская 5610 5950 Армянская 6300 6680 Туркменская 3610 3830 Примечание. Предварительный индекс пересчета в цены, вве- денные с 1 января 1984 г. — 1,18. Кроме того, учитывают капитальные вложения на освоение орошаемых земель, которые, по данным [5], составляют 1000—1500 руб/га. По данным Гидропроекта, капиталь- ные вложения на освоение орошаемых земель и сельскохозяйственное строительство совместно составляют 3000—6000 руб/га. Приложение 9 Укрупненные нормативы удельных капитальных вложений на строительство осушительных систем на период 1986—2000 гг., руб/га Союзные республики и экономические районы 1986—1990 гг. 1991—2000 гг. Открытые каналы Закрытый дренаж Открытые каналы Закрытый дренаж РСФСР Центрально-Черноземный Северо-Западный Поволжский Западно-Сибирский Восточно-Сибирский Дальневосточный Украинская . Белорусская Литовская, Латвийская, Эс- тонская Грузинская 800 1120 840 1350 1360 1920 1010 1290 1390 1460 1510 1560 1690 3310 1460 1560 1290 2860 890 1250 940 1510 1520 3150 ИЗО 1440 1560 1630 1690 1750 1890 3710 1640 1750 1440 3200 Пр и м еч а ни е. Предварительный индекс пересчета в цены, вве- денные с 1 января 1984 г.,— 1,2. Кроме того, учитывают капитальные вложения на освоение осушаемых земель, которые, по данным [5], составляют около 1000 руб/га. 402
Приложение 10 Основные технико-экономические характеристики судов транспортного флота (в ценах до 1980 г.) Тоннажные Дедвейт*, Тип силовой Скорость, Расчетная группы тыс. т установки узлы стоимость, млн. руб. 1 2 3 4 5 Сухогрузные суда универсального назначения До 2000 т 1,1 две 9 0,7 1,4 две 11,5 0,7 1,5 две 13 2,4 4000—6000 4,4 ппм 13,6 1,1 4,5 две 14,5 3,8 6000—9000 8,1 две 15 2,6 8,6 две 15 9,5 9000—13 000 11,2 две 16,8 3 12,6 две 17,7 7,1 13,8 две 18 7,4 13 000 и более 16,2 ПТУ 18,4 9,6 14,2 две 18,7 3,5 16 ПТУ 23 10 Суда для перевозки навалочных грузов 2000—6000 4,8 ппм 11 1,1 7000—10 000 7,2 две 14,5 2,2 9,8 две 14,3 2 12 000—15 000 15 две 15 5,6 20 000—25 000 25 две 16 7,6 35 000—40 000 45 две 16 11,2 Лесовозы 1000—2000 1,8 две 13 2,8 10 000—12 000 11,5 две 16,5 7,7 Танкеры 13000—6000 4,4 две 14,3 1,6 10 000—16 000 15 две 16,6 4,7 30 000—35 000 30,7 ПТУ 18,7 8,6 ; 35 две 17,9 4,5 403
Прод о лжение прил. 10 Тоннажные группы Дедвейт*, тыс. т Тип.силовой установки Скорость, узлы Расчетная стоимость, млн. руб. 1 2 3 4 5 40 000—60 000 49,4 ГТЗА 17,1 11,2 49,8 ПТУ 17,8 11,2 ' 80 000—100 000 80 ПТУ 16 14,8 100 ПТУ 16 16,9 * Дедвейт — водоизмещение судна с учетом полезного груза и посто- янного оборудования (без топлива и пр.). Примечание. ДВС — двигатель внутреннего сгорания; ПТУ — паротурбинная установка* ППМ — паропотребляемый меха- низм; ГТЗА— главный турбозубчатый; агрегат (две турбины через зубчатую передачу на один гребной вал). i Приложение 11 Экономические показатели содержания Судов транспортного флота для I тарифного пояса Тип судна: водоизмещение, тыс. т Расчетная стоимость, : тыс. руб. Расходы по содержанию, судна, руб/сут на ходу I на стоянке 1 без груза Конт ейн ер овозы: 4800 30700 2260 34000 2086 18712 1822 9585 Суда с горизрнтальной погруз- кой: 9020 32980 17200 35800 8100 32290 5613 10623 Лихтеровозы: 19510 36890 16440 58000 6630 28239 5190 8834 Рефрижераторы: 5500 10140 9220 13460 4860 7660 3120 4380 Автомобилевозы: 4040 5580 6300 7380 2520 4620 2160 2750 Суда смешанного плавания: 5000 3570 3319 1924 404
Продолжение прил. 11 Тип судна: водоизмещение, тыс. т Расчетная стоимость, тыс. руб. Расходы по содержанию} судна, руб/сут на ходу | на стоянке без груза Лесовозы: 7040 5430 .2810 1960 14920 8660 4245 2845 Танкеры: 1970 1960 1245 1100 304800 57500 21870 19170 Суда для перевозки сжижен- ных газов: 91300 161000 74200 62600 Примечание. I тарифный пояс — Черноморско-Азовский, Бал- тийский, Каспийский бассейны. Для остальных бассейнов следует при- нимать следующие поправочные коэффициенты: дальневосточный — 1,14; северный (южнее Полярного круга) — 1,05; северный (севернее Полярного круга) — 1,21. Приложение 12 Капиталовложения в причальные сооружения грузового порта Экономический показатель причала Уголь Лес Контейнеры порт погрузки 1 порт выгрузки Порт погрузки порт выгрузки 1 порт 1 погрузки порт выгрузки Капиталовложения в 1 пог. м причальной стенки, тыс. руб. 3 2,7 2,8 3 2,7 2,8 Капиталовложения причала (без стоимости причальной стенки), тыс. руб. ' 4500 3500 4000 3700 3500 3300 Эксплуатационные расходы по грузовым работам (без расходов на амортизацию причальной стенки), тыс. руб/год 350 400 500 550 200 230 Нормы отчислений от стои- мости причальной стенки на амортизацию, % 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 405
406 Приложение 13 Отраслевые удельные капиталовложения в строительство морских торговых портов на перспективу (в рублях на тонну прироста грузооборота) Бассейн Всего В том числе грузооборот генеральные грузы грузы общепортовое хозяйство сухогрузный смешанный лесные навалоч- ные жидкие В целом по ММФ 14,8 10,7 18 25 4,9 1,5 1,2 Черноморско-Азовский 9,6 7,2 16,6 17,1 3,9 1,5 1,8 Балтийский 13,9 9,5 17,2 17,1 5,9 2,6 1,3 Каспийский 11,6 4,2 16,6 17,4 9,1 0,7 0,7 Северный (южнее Полярного круга) 17,6 — 16,8 19,8 5,1 0,8 — Северный (севернее Полярного круга) 13,8 — 23 23,8 5,7 1 — Дальневосточный 23,4 15 24 23,6 5,8 1,6 2,6 0. Сахалин 26,5 25,8 28 29,2 7,7 1,4 2,2 П-ов Камчатка 27,3 27 39 40,7 10,7 1,9 2,5
Приложение 14 Удельные капитальные вложения в строительство пассажирских рай- онов, объектов общепортового назначения, специализированных баз и районов обслуживания транспортного флота Наименование специальных служб и районов морского флота Единица измерения Удельные капитало- вложе- ния, всего В том числе в строи- тельно- монтажные работы в обору- дование Пассажирские районы даль- него и туристического пла- вания с пассажирооборотом до 150 тыс. чел. в год руб/чел 32,4 26,4 6 Береговые объекты обще- портового назначения, спе- циализированные базы и районы обслуживания транспортного флота с гру- зооборотом порта, млн. т: до 12 руб/т 2,8 2,5 0,3 ДО 10 » 2,9 2,6 0,3 до 8 » 3,1 2,8 0,3 до 5 » 3,8 3,3 0,5 до 3 » 5 4,4 0,6 Приложение 15 Укрупненные показатели стоимости зданий и сооружений морских портов Наименование и характеристика объектов Объем работ, единица измерения Стоимость объема работ, тыс. руб. Удельный вес строительно- монтажных работ, % Образование акватории порта без перевозки грунта 1000 м3 1,5 100 Образование территории пор- та 1000 м3 1 100 407
Продолжение прил. 15 Наименование и характеристика объектов Объем работ, единица измерения Стоимость объема работ, тыс. руб. Удельный вес строительно- монтажных работ Причальные сооружения же- лезобетонные: набережные-эстакады из предварительно напряжен- ных призматических свай с глубиной у кордона, м: 100 ПОГ. М 11,5 265 100 8,25 215 100 6,5 оболочки диаметром 1,6 м: То же 190 100 11,5 320 100 8,25 245 100 6,5 200 100 набережные из уголкового профиля с внешней анкеров- » кой: 11,5 300 100 8,25 240 100 6,5 215 100 Набережные больверка из железобетонных оболо- чек диаметром 1,6 м: 11,5 360 100 8,25 230 100 6,5 из железобетонного шпунта: » 180 100 11,5 350 100 8,25 260 100 6,5 230 100 Набережные из правильной массивной кладки (бетонной): П,5 430 100 8,25 300 100 6,5 260 100 Пирсы нефтенамывные с глу- биной у кордона 11,5 м 250 100 Пассажирский железобетон- ный пирс шириной 17 м и глу- биной 11,5 м 570 100 408
Продолжение прил. 15 Наименование и характеристика объектов. Объем работ, единица измерения Стоимость объема работ, тыс. руб. . Удельный вес строительно- монтажных работ, % Оградительные сооружения: волноломы и молы из камен- ной наброски высотой, м 610 100 11 610 100 20 1650 100 То же, с железобетонной над- стройкой, м, 11 510 100 20 1450 100 Берегоукрепление откосов бе- тонными плитами 60 100 Склады: 1-этажные портовые 500 М2 30 90 с открывающейся крышей 21 690 м2 820 93 4-этажные 25 000 м2 1300 91 Морские вокзалы: пассажирский павильон на 60 чел. 700 м8 15 90 пассажирский павильон на 400 чел. 1100 м3 350 95 Перегрузочное оборудование: портальный кран грузоподъ- емностью, т: 10 10 шт. 106 25 236 — мостовой кран грузоподъ- емностью Ют шт. 190 — Спецустановки для переработ- ки: комплект угля 6900 руды 6600 — калийной соли 2550 Железнодорожные пути под- крановые 1 1 км 50—80 100 26—839 409
Замыкающие затраты на топливо * Район Топливо Северо-Запад РСФСР Энергетический уголь Центр Центрально-Черноземный район То же Северный Кавказ » Среднее Поволжье » Нижнее Поволжье » Северный Урал » Южный Урал » Ростовская об л. » Западная Украина и Молдавия » Белоруссия, Литва » Латвия, Эстония » Грузия » Армения, Азербайджан » Северо-Восточный Казахстан » Южный Казахстан »
Приложение 16 Затраты, руб./т усл. топ. Затраты, руб./т усл. топ.** 1986—1990 гг. 1996—2000 гг. 1986—1990 гг. 1996—2000 гг. 37 49 42 54 36 48 41 53 35 — 40 — 34 46 37 51 32 46 35 49 34 46 39 49 28 42 31 49 27 42 34 49 33 45 40 52 35 47 41 53 37 — 42 — 38 — 43 —— 35 47 38 50 37 48 40 51 18 23 — — 20 24 — —
to Продолжение прил. 16 Район Топливо Затраты, руб./т усл. топ. Затраты, руб./т усл. топ. 1966—1990 гг. 1996—2000 гг. 1986—1990 гг. 1996—2000 гг. Красноярский край Канско-Ачинский уголь 10 13 — ‘— Туркмения То же 23 35 30 42 Узбекистан 25 36 32 43 Киргизия 28 36 35 43 Таджикистан 25 37 32 44 Северо-Запад, Центр Дизельная фракция нефтепродуктов 65 80 — — Поволжье, Урал То же 65 80 — — Украина, Молдавия » 66 80 — — Северный Кавказ, Закавказье » 65 80 — — 1И * Щавелев Д. С., Федоров М. П., Семенов М. В. Технико-экономические венных и гидроэнергетических объектов и систем. — Л.: ЛПИ, 1984, с. 69. ** Затраты на природный газ. основы проектирования водохозяйст-
Приложение 17 Тарифы на электрическую энергию*, отпускаемую промышленным и приравненным к ним потребителям с присоединенной мощностью 750 кВт и более Энергоуправления и районы Плата за 1 кВт максимальной нагрузки, руб./кВт в год Плата за 1 кВт-ч электроэнергии. коп/кВт-ч Иркутскэнерго, Красноярскэнер- го, Таджикэнерго 30 0,25 Кузбассэнерго, • Новосибирскэнер- го, Томскэнерго, Павлодарэнерго, Алтайэнерго 33 0,5 Куйбышевэнерго, Саратовэнерго, Татарэнерго, Волгоградэнерго, Воррнежэнерго, Грозэнерго, Баш- кирэнерго, Пермэнерго, Сверд- довйэнерго, Челябэнерго, Kaipa- гандаэнерго 36 0,9 Мосэнерго, Ленэнерго, Горэнерго, Костром аэнерго, Липецкэнерго, Севказэнерго, Томскэнерго, Дне- проэнерго,Донбассэнерго, Харь- ковэнерго, Узбекская ССР 36 1 Туркменэнерго, Барнаулэнерго, Бурятэнерго 36 1,1 Карелэнерго, Колэнерго 39 0,9 Тюменьэнерго, Удмуртэнерго, Ки- ровэнерго, Оренбургэнерго, Це- линэнерго, Южказэнерго, Алма- Атаэнерго, Кустанайэнерго 39 1,1 Ивэнерго, Мордовэнерго, Орел- энерго, Пензаэнерго; Рязаньэнерго, Тамбовэнерго, Ульяновскэнерго, Чувашэнерго, Ярэнэрго, Белгород- энерго, Курскэнерго, Киевэнерго 39 1,2 412
Продолжение прил. 17 Энергоуправления и районы Плата за 1 кВт максимальной нагрузки, руб/кВт в год Плата за 1 кВт-ч электроэнергии, коп/кВт-ч Брянскэнерго, Калининградэнер- 42 1,5 го, Смоленскэнерго, Дагэнерго, Красно дарэнерго, Ростовэнерго, Ставропольэнерго,г " еЛьвовэнерго, Одессаэнерго, Азербайджан, Ар- мения, Грузия^ Киргизия, Латвия, Литва, Эстония, Запказэнерго, Молдавэнерго Читаэнерго, Хабаровскэнерго 45 1,2 Комиэнерго..^ /г 45 1,5 Амурэнерго 48 1,9 Дальэнерго 48 2,2 Якутскэнерго, Сахалинскэнерго -— 6,0 — 9,0 * Щавелев Д. С. и др. Технико-экономические основы проекти- рования водохозяйственных и гидроэнергетических объектов и си-: стем. —Л.: ЛПИ, 1.984, с. 68.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Основная 1. Основы водного законодательства Союза ССР и союзных рес- публик. — М.: Юрид. лит., 1972. — 29 с. 2. Основные положения энергетической программы СССР на длительную перспективу. — М.: Политиздат, 1984, с. 32. 3. Продовольственная Программа СССР на период до 1990 го- да.— Правда, 1982, 27 мая. 4. Постановление ЦК КПСС и СМ СССР от 23 октября 1984 г. «О долговременной программе мелиорации, повышении эффективно- сти использования мелиорированных земель в целях устойчивого наращивания продовольственного фонда страны». — Собр. постанов- лений правительства СССР, 1984, № 32. 5. Коренной вопрос экономической политики партии: Доклад тов. М. С. Горбачева на совещании по ускорению научно-техничес- кого прогресса. — Правда, 1985, 12 июня. 6. Гидроэнергетика и комплексное использование водных ре- сурсов СССР / Под ред. П. С. Непорожнего. — М.: Энергия, 1980. — 372 с. 7. Губин Ф. Ф., Куперман В. Л. Экономика водного хозяйства и гидроэнергетического строительства. — М.: Стройиздат, 1965. — 302 с. 8. Зузик Д. Т. Экономика водного хозяйства. — 4-е изд. — М.: Колос, 1(984. — 400 с. 9. Гидроэлектрические станции / Под ред. Ф. Ф. Губина и Г. И. Кривченко. — 2-е изд. — М.: Энергия, 1980. — 368 с. 10. Гидроэнергетические установки / Под ред. Д. С. Щавеле- ва.— 2-е изд. — М.: Энергия, 1981. — 517 с. 11. Смирнов П. Н., Горюнов Б. Ф., Курлович Е. В., Лева- чев С. Н., Сидорова А. Г. Порты и портовые сооружения. •— М.: Стройиздат, 1979. — 607 с. 12. Михайлов А. В., Левачев С. Н. Водные пути и порты.— М.: Высшая школа, 1982. — 224 с. 13. Охрана водных ресурсов / Бородавченко И. И., Зару ба- ев Н. В., Васильев Ю. С. и др. — М.: Колос, 1979.—247 с. 14. Эффективность капитальных вложений: Сборник утверж- денных методик. — М.: Экономика, 1983. — 126 с. Дополнительная а) инструктивно-справочная 15. Инструкция о составе, порядке разработки, согласования и утверждения проектно-сметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений (СН 202—81*). — М: Стройиз- дат, 1981. —95 с. 16. Инструкция по определению экономической эффективности капитальных вложений в развитие энергетического хозяйства (ге- нерирование, передача и распределение электрической и тепловой энергии). — М.: Энергия, 1973. — 56 с. 414
17. Инструкция по определению экономической эффективности капитальных вложений в орошение, осушение и обводнение паст- бищ (методика) —М.: Минводхоз, 1982. — 35 с. 18. Методика определения экономической эффективности при- менения новой техники в народном хозяйстве (проект). — Вопросы экономики, № 5, 1984, с. 142—152. 19. Малюгин В. И., Ефремов С. А., Рейнин С. И. и др. Справоч- ник по сметному делу в строительстве.— М.: Стройиздат, 1977.— т. I, с. 384; т. 2, с. 351. 20. Методика (основые положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техни- ки, изобретений и рационализаторских предложений. — М.: Эконо- мика, 1977. — 46 с. 21. Сборник укрупненных показателей стоимости для обосновы- вающих материалов строительства ГЭС и ГАЭС (УПС ГЭС-84).— М.: Минэнерго, 1984. — 64 с. 22. Справочник. Мелиорация и водное хозяйство: ч. I. Эконо- мика. — М.: Колос, 1984. — 254 с. 23. Справочник. Мелиорация и водное хозяйство: ч. II. Строи- тельство / Под ред. Л. Г. Балаева. — М.: Колос, 1984. — 344 с. б) комплексное использование водных ресурсов 24. Зарубаев Н. В. Комплексное использование и охрана водных ресурсов. — Л.: Стройиздат, 1976. — 224 с. 25. Гидротехнические сооружения комплексных гидроузлов / Под ред. П. С. Непорожнего. — М.: Энергия, 1973.— 288 с. 26. Положение о порядке использования водных ресурсов во- дохранилищ СССР. — М.: Минводхоз, 1979. — 36 с. 27. Румянцев А. М. Комплексное использование водных ресур- сов в социалистических странах. — М.: Энергия, 1975. — 208 с. 28. Замахаев В. С., Озиронский С. Л. и др. Использование во- ды в народном хозяйстве (экономические проблемы). — М: Энер- гия, 1973. — 104 с. 29. Вендров С. Л., Дьяконов К- Н. Водохранилища и окружаю- щая природная среда. — М.: Наука, 1976. — 136 с. в) гидроэнергетика 30. Основные положения по определению экономической эф- фективности гидроэнергетических объектов. — М.: Гидропроект, 1981- — 171 с. 31. Бабурин Б. Л., Файн И. И. Экономическое обоснование гидроэнергостроительства. — М.: Энергия, 1975.— 121 с. 32. Щавелев Д. С., Федоров М. П., Семенов М. В. Технико- экономические основы проектирования водохозяйственных и гидро- энергетических объектов и систем. — Л.: ЛПИ им. Калинина, 1984. — 72 с. 33. Гидроэнергетика / Под ред. В. И. Обрезкова. — М.: Энер- гия, 1981. — 605 с. 34. Турк Б. И., Минаев А. В., Карелин В. Я. Насосы и насосные станции: Учебник для вузов. — М.; Стройиздат, 1977.— 296 с. 415
35. Васильев Ю. С., Хрисанов Н. И. Экологические аспекты гидроэнергетики. — Л.: Изд-во ЛГУ, 1984. — 248 с. 36. Прузнер С. Л., Златопольский А. Н., Некрасов А. М. Эко- номика энергетики СССР. — М.: Высшая школа, 1978. — 471 с. 37. Паркер А. Проектирование производства работ и определе- ние стоимости строительства гидроузлов: Пер. с англ. — М.: Энер- гия, 1977. — 247 с. г) водный транспорт 38. Баев С. М., Обухов С. А. Методы оценки эффективности экономических решений на морском транспорте. — М.: Транспорт, 1969. — 142 с. 39. Бланк Ш. П., Митаишвилм А. А., Легостаев В. А. Экономи- ка внутреннего водного транспорта. — М.: Транспорт, 1983.— 463 с. д) автоматизированные системы 40. Комплекс общеотраслевых руководящих методических мате- риалов по созданию АСУ и САПР/ГК СССР по науке и технике.— М.: Статистика, 1980. — 120 с. 41. АСУ в строительстве: Учебное пособие/Под ред. А. И. Смирнова. — Л.: Стройиздат, 1980.—224 с. 42. Кривченко Г. И. Гидравлические машины. — М.: Энергоиз- дат, 1983. — 320 с.
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ Автоматизация проектирования 299, 304 Амортизация — нормы 69 — отчисления 60, 66, 381 Анализ хозяйственной деятель- ности 388, 390 Антропогенное воздействие 95 Баланс — бухгалтерский 389 — водный 128 — конечной продукции 128 Водное хозяйство — комплексы 28 — объекты 30 — система 27 --- бассейновая 27 ---Единая 25 --- региональная 26 — структура 25 Водопользователи 29 Возвратные суммы 45 Выбор — решений Ю9 — типа судоподъемника 274 — числа агрегатов 224 Динамика — издержек 84 — капиталовложений 82, 84 — ущербов 165 — эффективности 82 Доход — валовый 375 — чистый 33, 114 Заработная плата 60, 365 Затраты — замыкающие 296 — приведенные 80 — распределение 133, 159 — расчетные 77 — суммарные 117 Издержки — ежегодные 33 --- эксплуатации 59 — приведенные 79 Капиталовложения — общие 129 — отраслевые 129 — приведенные 77 — сопутствующие 129 — удельные 32 Коэффициент — рентабельности 87, 131, 234. 239 — снижения расчетных затрат 131 — сравнительной экономичес- кой эффективности капиталь- ных вложений 71, 130 Кредитование 330—333 Лимит 321 Материально-техническое снаб- жение 344 Метод — ведения строительно-монтаж- ных работ — выбора решений 109 — измерения производитель- ности труда 91 — определения экономической эффективности капитальных вложений ---общей 89 --- сравнительной 71 — подрядный 313 — хозяйственный 313 Накопления 50 Налог с оборота 115 Оплата труда 353 Оптимизация — многоцелевая 94 — производства работ 291 — судоходной глубины 274 Организация — проектирования 36 — управления 311 Охрана природы 98—107 Планирование — себестоимости 373 — строительства 311, 319 Платежная матрица ПО Прибыль 89, 375 Производительность труда 353, 360. Расходы — накладные 49 — непредвиденные 70 — транспортные 49 Расценки — единые единичные 48 — индивидуальные 48 Реконструкция 201 417
Рекреация 166 Ремонт — капитальный 60 — текущий 65 Реновация 60, 66 Рентабельность 87, 375 Себестоимость — строительно-монтажных ра- бот 371 — укрупненные показатели 53 — электроэнергии 234 Смета — состав 43, 50 — стоимость 52 — типовая номенклатура 50 Социалистическое соревнова- ние 370 Стоимость 46 Структура сметной стоимости 46 Суммы — возвратные 59 — финансирования 57 Тариф 121 Технико-экономическая оценка природноохранных мероприятий 104, 105 Технико-экономические — показатели 341, 393 — расчеты 36 Технико-экономическое обосно- вание — водопроводящих сооруже- ний 205,. 209, 211 — водосбросов 186 — водотранспортных сооруже- ний 256, 271 — водохранилищ 191, 199 — гидроузлов 75 — насосных станций 244 — плотин 184 Титульный список 323 Управление строительством 311 314 Упрощенные способы определе- ния сметной стоимости 52, 56 Ущербы 164 Фактор времени 76 Финансирование строительства 327 Фонды — заработной платы 368 — оборотные 378 — основные 377 — стимулирования 386 Хозяйственный расчет 383 Цена базисная 54 Экология 94 Экономика — индустриализации строитель- ства 334 — комплексного использования воды 127 — комплексной механизации 342 — специальных объектов и си- стем 146 — энергетических комплексов 146 Экономическая эффективность капитальных вложений — борьбы с наводнениями 161 —- водоснабжения 121, 123 — ГАЭС 238 — ГЭС 231 -----малых 240 — комплексных водохозяйст- венных объектов 129 — мелиорации 114—119 — морских нефтегазовых мес- торождений 267 — общая 86 — отраслевых водохозяйствен- ных объектов 113 — ПЭС 238 — речного транспорта 123 — рыбного хозяйства 125 — сравнительная 71 Эффект — социально-экономический 99 — экологический 99 — территориально-технологиче- ского объединения 151 418
ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие 3 Введение . 6 Раздел I. Основы технико-экономических расчетов ... И Глава 1. Водное хозяйство, гидротехнические сооружения, во- дохозяйственные объекты и их экономические показатели . П 1.1. Развитие гидротехнического и водохозяйственного строи- тельства в СССР ...........................................Н 1.2. Структура водного хозяйства в СССР....................25 1.3. Основные технико-экономические показатели гидротех- нических сооружений и объектов............................29 1.4. Организация проектирования и задачи технико-эконо- мических расчетов ........................................36 Глава 2. Сметная стоимость объектов и капитальные вложения 42 2.1. Понятие о сметах и сметной стоимости. Объем финанси- рования, возвратные суммы, капитальные вложения . 42 2.2. Структура стоимости строительно-монтажных работ. Определение сметной стоимости по единичным расцен- кам ......................................................46 2.3. Состав сметной документации. Типовая номенклатура смет......................................................50 2.4. Упрощенные способы определения сметной стоимости строительства ............................................52 Глава 3. Ежегодные издержки эксплуатации и себестоимость продукции водохозяйственных объектов 59 3.1. Структура издержек эксплуатации.......................59 3.2. Расходы на заработную плату эксплуатационного пер- сонала ....... 60 3.3. Расходы на материалы . . 64 3.4. Расходы на текущий ремонт 65 3.5. Амортизационные отчисления .......................... 66 3.6. Расходы на охрану водохозяйственного объекта 70 3.7. Непредвиденные расходы ...............................70 Глава 4. Сравнительная экономическая эффективность капи- тальных вложений.............................................71 4.1. Показатели сравнительной экономической эффективно- сти капитальных вложений и область их применения . 71 4.2. Учет фактора времени в технико-экономических расче- тах ......................................................76 4.3. Динамика сравнительной эффективности водохозяйст- венных объектов ..........................................82 Глава 5. Общая (абсолютная) и многоцелевая эффективность капитальных вложений ........................................86 5.1. Общая (абсолютная) экономическая эффективность капитальных вложений...................................86 5.2. Многоцелевая эффективность водохозяйственных объек- тов . . .90 Раздел II. Экономика водохозяйственного строительства Глава 6. Особенности экономического обоснования объектов н систем водного хозяйства ..................................94 6.1. Воздействие водохозяйственных объектов на природ- ную среду ................................................94 419
6.2. Основные положения технико-экономической оценки природоохранительных мероприятий ..........................98 6.3. Выбор решений при частично определенной технико- экономической информации ..............................107 Глава 7. Определение экономической эффективности капитало- вложений в отраслевые водохозяйственные объекты . 113 7.1. Общие положения .................................... 113 7.2. Мелиорация (орошение и осушение) земель . . 114 7.3. Гидроэнергетика . 119 7.4. Водоснабжение...................................... 121 7.5. Речной транспорт ............................... . 123 7.6. Рыбное хозяйство.....................................125 Глава 8. Экономика комплексного использования водных ре- сурсов .................................................. 127 8.1. Структура водохозяйственных комплексов (ВХК) . 127 8.2. Экономическая эффективность капиталовложений в во- дохозяйственный комплекс..................................129 8.3. Распределение затрат ВХК между ..водопользователями 133 Глава 9. Экономика специальных водохозяйственных объектов и систем ................................................. 146 9.1. Экономика энергетических комплексов с объединенной водной системой......................................... 146 9.2. Технико-экономическое обоснование территориального перераспределения стока ..................................154 9.3. Экономическая эффективность борьбы с наводнениями 161 9.4. Экономическое обоснование рекреационного использова- ния водохранилища ...................................... .166 Раздел III. Экономика гидроузлов, энергетических и водохо- зяйственных сооружений ... . . 169 Глава 10. Технико-экономическое обоснование типа и пара- метров плотин и гидроузлов..................................169 10.1. Основы технико-экономического сравнения вариантов гидротехнических сооружений . . . . . . 169 10.2. Сравнение приплотинной, деривационной и комбиниро- ванной схем ГЭС . ... . . 173 10.3. Выбор створа гидроэнергетического узла .... 175 10.4. Основы технико-экономического выбора варианта пло- тины и оптимальных параметров водосбросов . . 184 10.5. Технико-экономическое обоснование мероприятий по водохранилищу и нижнему бьефу гидроузлов . . 191 10.6. Экономическое обоснование нормального подпорного уровня (НПУ) и полезной емкости водохранилища гидроэнергетического и комплексного водохозяйствен- ного объекта ..............................................199 10.7. Задачи реконструкции и модернизации объектов . . 201 Глава 11. Технико-экономические расчеты водопроводящих сооружений ГЭС и ГАЭС.......................................205 11.1. Общие положения.....................................205 11.2. Экономическое обоснование формы водоприемника ГЭС или ГАЭС ..................................................207 1.3. Сравнение само- и несаморегулирующихся деривацион- ных каналов ...............................................209 11.4. Основы экономического обоснования параметров водо- проводящих сооружений ГЭС . . « . . . 211 420
11.5. Обобщенные зависимости для выбора диаметра напор- ных водопроводящих сооружений ГЭС и ГАЭС . . 218 11.6. Определение оптимальной величины врезки здания ГЭС и ГАЭС, в береговой откос...........................221 Глава 12. Технико-экономическое обоснование турбинного обо- рудования и отсасывающих труб ГЭС . . . . 224 12.1. Выбор числа агрегатов..............................224 12.2. Обоснование параметров турбин......................226 12.3. Обоснование габаритов отсасывающей трубы . 229 Глава 13. Определение экономической эффективности ГЭС, ГАЭС и ПЭС............................................... .231 13.1. Определение экономической эффективности ГЭС.. . . 231 13.2. Определение экономической эффективности ГАЭС и ПЭС . . .................................238 13.3. Экономика малых ГЭС ...............................240 Глава 14. Технико-экономическое обоснование и определение эффективности насосных станций . . . . 244 14.1. Общие положения....................................244 14.2. Технико-экономическое обоснование параметров насос- ных станций ........................................ 249 14.3. Технико-экономическое обоснование сооружений и обо- рудования насосных станций..............................250 14.4. Экономическое обоснование оптимальных схем каска- дов насосных станций систем орошения и водоснаб- жения ..................................................252 14.5. Определение экономической эффективности насосных станций.................................................254 Глава 15. Технико-экономические расчеты морских водотран- спортных и других сооружений................... . . 256 15.1. Основные положения и методы расчета................256 15.2. Сравнение вариантов рейдовых и портовых погрузоч- но-разгрузочных операций . . .............260 15.3. Определение необходимого числа причалов и капитало- вложений в строительство порта при известной вели- чине его грузооборота ..................................262 15.4. Экономическая эффективность освоения морских неф- тегазовых месторождений.................................267 Глава 16. Технико-экономические расчеты речных водо- транспортных сооружений . . . ... 271 16.1. Основные положения.................................271 16.2. Определение оптимальной глубины судоходного участ- ка реки ............................................... 274 16.3. Сравнение вариантов дноуглубления и шлюзования для обеспечения необходимых судоходных глубин 277 16.4. Причальные сооружения речных гидроузлов . . , 280 16.5. Обоснование компоновки речного гидроузла с судо- ходным шлюзом .................................... ... 283 16.6. Выбор типа судоподъемного сооружения . . . 286 Глава 17. Повышение эффективности строительства гидротех- нических сооружений и водохозяйственных объектов . . 287 17.1. Основные задачи по снижению капиталовложений. Совершенствование конструкций и компоновки гидро- технических сооружений .................................287 17.2. Оптимизация методов производства работ по возведе- нию гидротехнических сооружений . . . 291 421
17.3. Эффективность пуска в эксплуатацию ГЭС при непол- ном напоре.....................................................................294 Глава 18. Применение автоматизированных систем проектиро- вания для технико-экономического обоснования параметров водохозяйственных объектов, их сооружений и оборудования 297 18.1, Назначение систем автоматизированного проектирова- ния (САПР)...........................................297 Г8.2. Основные положения САПР.....................299 18.3. Технологические линии проектирования .... 301 18.4. Автоматизированное проектирование инженерной за- щиты от затопления 304 18.5. Система автоматизированного обоснования оптималь- ных параметров каскада насосных станций . 305 Раздел IV. Организация и экономика гидротехнического строи- тельства .... ... . . Глава 19. Организация управления и планирования гидротех- нического строительства .....................................311 19.1. Общие принципы управления гидротехническим строи- тельством .....................................................................311 19.2. Органы управления гидротехническим строительством 314 19.3. Планирование гидротехнического строительства . . 319 Глава 20. Финансирование и кредитование гидротехнического строительства ............................................. 327 20.1. Система финансирования...............................327 20.2. Система кредитования и организация расчетов в строи- тельстве. Новые формы оплаты в строительстве. Вы- полнение работ «под ключ»............................330 Глава 21. Экономика индустриализации и комплексной меха- низации гидротехнического строительства .....................334 21.1. Главные направления технического прогресса в гид- ротехническом строительстве....................................................334 21.2. План внедрения новой техники. Механизация работ и ее планирование ...............................................................336 21.3. План внедрения новых материалов и новых техноло- гических процессов ............................................................340 21.4. Методы определения технико-экономических показате- лей механизации и индустриализации .... 341 Глава 22. Материально-техническое снабжение гидротехничес- кого строительства ..........................................344 22.1. Общие положения................................344 22.2. Обоснование потребности в материальных ресурсах на стадии проектирования и строительства и организация материально-технического снабжения .... 345 22.3. Снабжение строительства с производственных баз и предприятий строительства ................................349 Глава 23. Производительность и оплата труда в гидротехни- ческом строительстве .... . .... 353 23.1. Общие положения.....................................353 23.2. Методы измерения производительности труда в строи- тельстве .................................................355 23.3. Планирование производительности труда в строитель- ных организациях ........................................ 360 23.4. Основы организации труда и пути повышения его производительности . . , 362 422
23.5. Нормирование и оплата труда......................364 23.6. Значение социалистического соревнования в строитель- стве ...............................................370 Глава 24. Себестоимость строительно-монтажных работ . 371 24.1. Общие положения...................................371 24.2. Планирование себестоимости..........................373 24.3. Рентабельность строительной организации . . . 375 Глава 25. Основные фонды строительной организации . . 377 25.1. Состав и структура основных фондов..........377 25.2. Воспроизводство основных фондов.............380 25.3. Уставный фонд строительной организации ... 381 Глава 26. Хозяйственный расчет в строительстве .... 383 26.1. Общие положения.............................383 26.2. Формы хозяйственного расчета................384 26.3. Фонды экономического стимулирования .... 386 Глава 27. Анализ хозяйственной деятельности строительной организации . .....................................388 27.1. Учет хозяйственной деятельности и отчетность строи- тельных организаций..................................388 27.2. Основные направления анализа деятельности строи- тельной организации..................................390 Глава 28. Сдача гидротехнических объектов в эксплуатацию 391 28,1. Основные требования при сдаче в эксплуатацию. Оцен- ка качества строительно-монтажных работ . . . 391 28.2. Технико-экономические показатели законченных работ и объектов . . . . . 393 Приложения . 395 Список литературы 414 Предметный указатель 422 Учебник Дмитрий Сергеевич Щавелев Максимилиан Федорович Губин Владимир Леонович Куперман Михаил Петрович Федоров ЭКОНОМИКА ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО И ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОГО СТРОИТЕЛЬСТВА Редакция литературы по организации управления строительством Зав. редакцией П. И. Филимонов Редакторы Т. Е. Розанова, Ю. М. Шифман Мл. редактор И. В. Машеро Внешнее оформление художника А. Г. Моисеева Технический редактор 6. С. Москвина Корректор Г. Г. Морозовская ИБ № 3414 Сдано в набор 29.10.85. Подписано в печать 28.05.86. Т-06673. Формат 84Х1081/з2. Бумага тип. № 1. Гарнитура «литературная». Печать высокая. Усл. печ. л. 22.26. Усл. кр.-отт. 22,21. Уч.-изд. л. 23,61. Тираж 7200 экз. Изд. № AI-353. Заказ № 339. Цена 1 р. 10 к. Стройиздат, 101442, Москва, Каляевская, 23а Владимирская типография Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли 600000, ". Владимир, Октябрьский проспект, д. 7