Водохозя́йственная систе́ма, совокупность расположенных на территории водного объекта гидротехнических сооружений, гидромеханического оборудования, измерительных приборов и оснащения, объектов энергетической и транспортной инфраструктуры, технических средств регулирования и управления, возведенных для целевого водозабора и оптимальной эксплуатации природных водных ресурсов.

Типы водохозяйственных систем

По определению ГОСТ (ГОСТ 17.1.1.01-77) водохозяйственная система – это связанные между собой водные объекты, гидротехнические, водопроводные, канализационные и другие сооружения, предназначенные для обеспечения рационального использования и охраны вод. По основному назначению водохозяйственные системы подразделяют на осушительные, осушительно-увлажнительные, оросительные, оросительно-обводнительные, оросительные на местном стоке, лиманные, рисовые, оросительные на сточных водах, противопаводковые, противоэрозионные, противоселевые, польдерные, дренажные, городского, сельского и промышленного водоснабжения, а также системы для гидроэнергетики, пожаротушения, нефтегазодобычи, водного транспорта, лесосплава, рыбного хозяйства, городской инфраструктуры, рекреации, здравоохранения т. д.

Развитие функциональной предназначенности водохозяйственных систем

Исторически концепция развития водохозяйственных систем определялась цивилизационной функцией. По мере развития цивилизации происходило освоение новых отраслей деятельности, расширение общественного производства и жизненного пространства, формирование новых навыков водопользования, возникновение технологичных способов транспортировки и совершенствование методов очистки воды. В результате социум неуклонно повышал потребление пресных вод для разнообразных нужд, увеличивал объёмы потребляемых водных ресурсов из естественных источников. Проблемы водопользования решались за счёт универсализации функций водохозяйственных систем.

В современной экономике сообразно функциональной предназначенности отраслевые водохозяйственные системы имеют в своём составе инвариантные технологические узлы. В состав водохозяйственных систем входят водохранилища, каналы и трубопроводы различного назначения, мелиоративные машины и устройства, водораспределительные системы технического снабжения промышленных предприятий и электростанций, системы очистки и сброса сточных, коллекторно-дренажных вод.

Основным элементом водохозяйственных систем являются комплексные гидроузлы.

Объекты управления водохозяйственными системами

Управление водохозяйственной системой осуществляется на базе планирования и диспетчеризации. Объектами управляющих воздействий являются головной гидроузел на реке или водохранилище, регулирующие сооружения на транзитной, водораспределительной и водоотводных сетях.

Как объект управления водохозяйственная система может обслуживать одного потребителя, при этом стремятся оптимально использовать водные ресурсы с технико-экономической точки зрения и с учётом ограничений экологического характера. Задачи водохозяйственного производства остаются прежними в случае обслуживания системой нескольких потребителей. На таких объектах планирование и управление определяется фактором соблюдения справедливого и оптимального баланса интересов предприятий-водопользователей на основе максимизации экономического эффекта от совместного использования водных ресурсов и минимизации негативного воздействия на окружающую среду.

Характерной особенностью водохозяйственной системы является наличие факторов многообразного взаимодействия с окружающей средой, в том числе вероятность негативного влияния на экологическое состояние водного объекта при эксплуатации, которую необходимо учитывать и корректировать.

По мере роста потребностей в пресной воде и решения мировой проблемы дефицита пресноводных ресурсов объективной тенденцией является укрупнение и объединение существующих водохозяйственных систем в агрегацию внутрибассейновых и межбассейновых комплексов. К такому роду объектов относится система гидроузлов и водохранилищ, расположенных в одном или нескольких речных бассейнах, гидравлически связанных между собой и созданных или объединённых в целях оптимальной эксплуатации водных ресурсов предприятиями-водопользователями. В России примером объединённой системы является Волжско-Камский каскад ГЭС, суммарный полезный объём водохранилищ которого составляет около 80 км³. При экономической целесообразности водохозяйственная система может объединять несколько рек одного бассейна при наличии гидравлической связи между ними. Примером служит Московская водохозяйственная система, которая включает 14 гидроузлов и водохранилищ на Волге, Москве-реке, Вазузе и канале имени Москвы.

Задачи водохозяйственных систем

Классификация водохозяйственных систем производится по следующим признакам: морфологическим, функциональным и информационным.

Морфологически водохозяйственная система подразделяется на иерархические уровни по территориальному признаку. Иерархичность проявлена в водохозяйственной системе России, которая структурно объединяет межрегиональные системы, последние, в свою очередь, состоят из бассейновых и региональных систем. Внутри бассейнов выделяются водохозяйственные районы и участки.

К функциональным задачам водохозяйственных систем относят: извлечение из источника водных ресурсов в требуемых объёмах, транспортировка воды к локации потребителя, водоподготовка, плановое водораспределение между потребителями, сбор и утилизация сточных вод, а также подготовка их для повторного использования, восстановление водности природных объектов.

Полиморфная структура технологических элементов водохозяйственной системы предопределяет наличие больших информационных потоков между ними. Управление информационными потоками осуществляется службой эксплуатации и организацией мониторинга технического состояния элементов системы.

Иерархическая структура, наличие большого числа разнородных функциональных элементов, рассредоточенных на значительной территории, многообразие производственных операций, использование цифровых технологий для обработки информационных потоков и управления большими базами данных – отличительные черты современных водохозяйственных систем.