Технико-экономическое обоснование габаритов пути

Согласно основным положениям об организации путевых работ, степень улучшения судоходных условий на отдельных реках и участках, а следовательно, и необходимый объем путевых работ устанавливают на основании технико-экономических расчетов путем сопоставления капиталовложений и эксплуатационных расходов в транспортный флот и в путевое хозяйство.

Технико-экономические расчеты производят:

на осваиваемых реках для определения наиболее экономичных габаритов пути, типов и состава транспортного флота;

на эксплуатируемых реках в целях обоснования габаритов пути для имеющегося транспортного флота, а при увеличении грузооборота —

для обоснования габаритов пути, типов судов и состава нового флота.

В обоих случаях исходят из грузооборота и транспортных возможностей рассматриваемой реки.

С улучшением судоходных условий, в частности, с увеличением габаритов судового хода, повышается провозная способность транспортного флота и снижаются затраты на перевозку грузов, но возрастает стоимость путевых работ — путевая составляющая транспортных издержек.

Грузооборот, определяемый характером и уровнем развития различных отраслей народного хозяйства районов, прилегающих к судоходной реке, а также состоянием и степенью развития других видов транспорта, определяется направлениями и сезонностью грузовых потоков, равно как и их корреспонденцией между пунктами отправления и назначения.

Расходы по транспортному флоту почти полностью зависят от размеров грузооборота; поэтому, чем больше существующий или ожидаемый грузооборот, тем вероятнее эффективность вариантов с большими глубинами (габаритами), обеспечивающими движение экономичных крупнотоннажных судов.

В состав издержек по транспортному флоту входят:

а)      так называемые движенческие затраты, т. е. расходы, связанные непосредственно с движением транспортных судов, исчисляемые на весь грузооборот или на 1 ткм перевозок;

б)      затраты по техническим или стояночным операциям (стоянки под погрузкой и выгрузкой, переучалка, смена тяги), подсчитываемые на весь грузооборот или на 1 т перевозок. Перечисленные издержки зависят от степени использования грузоподъемности судов, определяемой их осадкой, т. е. глубиной судового хода.

Размеры капиталовложений в путевые работы и эксплуатационных затрат на них определяют на основании материалов, характеризующих гидрологический режим реки (колебания уровня воды, скорости течения), продолжительность навигации и ширину судоходной трассы, грунт русла и др. По этим данным намечают варианты технических способов достижения или увеличения гарантируемых и дифференцированных глубин (габаритов пути) и рассчитывают объемы и стоимости путевых работ (капитальные и эксплуатационные расходы).
Основной транспортной характеристикой реки является её водность (расход воды), которая определяет габариты судоходной трассы в отдельные навигации и их периоды. Кроме того, габариты судоходной трассы зависят и от состава мероприятий, проводимых для улучшения судоходных условий.

Судоходством используются глубины, равные наибольшей осадке транспортных судов, увеличенной на запас воды (по Правилам плавания) под днищем судна.

Глубины, используемые судами различных типов, неодинаковы.

Средненавигационная глубина для определенного типа судна представляет собой среднеарифметическую величину фактических навигационных глубин. При этом глубины, большие указанной осадки с запасом под днищем, принимают равными этой глубине (осадка с запасом под днищем).

Навигационная провозная способность транспортного флота зависит от средненавигационных глубин, которые в многоводные навигации могут быть в 1,5—2 раза выше, чем в маловодные. Поэтому при производстве технико-экономических расчетов анализируют материалы водомерных наблюдений, характеризующие водность отдельных навигаций за многолетний период, чтобы с учетом этих факторов обосновать для расчетных гидрологических условий гарантированную глубину.

В маловодные навигации эффективность дноуглубительных работ выше, чем в многоводные, когда необходимость в увеличении транзитных глубин вообще может отсутствовать. Поэтому для установления эффективности землечерпания, проводимого большей частью в комплексе с выправлением, учитывают водность реки за 20—25 лет.

Задача такого исследования — определение средненавигационных глубин, используемых судоходством в навигации различной водности при расчетных гарантированных глубинах.

Образец графика, характеризующего величины средненавигационных глубин, используемых судами транспортного флота с наибольшей осадкой 350 см, при гарантированных глубинах от 135 до 225 см, приведен в правой части рис. 114.

Кривые средненавигационных глубин построены для 7 навигаций с обеспеченностью водности от 4 до 100% (за 25-летний период).

Из графика видно, что эффективность увеличения средненавигационных глубин уменьшается с понижением процента обеспеченности водности — чем многоводнее навигация, тем меньше приращение глубин в результате производства землечерпательных работ. Например, в самую неблагоприятную навигацию 1954 г. при увеличении гарантированной глубины с 135 до 225 см средненавигационные глубины возросли бы с 200 до 267 см; в навигацию 1939 г. — с 296 до 338 см. В навигацию, подобную навигации 1958 года, приращение глубин составляет всего лишь 8 см.

Рис. 114. График эффективности увеличения транзитной глубины для эксплуатации транспортных судов с осадкой 350 см

На графике приведена кривая средневзвешенных значений глубин, которая характеризует среднее приращение глубин за 25-летний период. По этой кривой рассматриваемые глубины увеличиваются с 316 до 345 см.

В левой части графика для рассматриваемого участка помещены кривые эксплуатационных расходов и капиталовложений по перевозке грузов на 1975 и 1980 гг. По этим кривым можно определить эксплуатационные расходы и капиталовложения, связанные с перевозкой указанных грузов в условиях навигаций с различными обеспеченностями водности и. с разными гарантированными глубинами. Например, в условиях маловодной навигации 1954 г. при увеличении гарантированной глубины с 135 до 225 см эксплуатационные расходы (для 1975 г.) сократятся с 11 900 тыс. руб. до 9 250 тыс. руб., а в условиях благоприятной навигации 1956 г. при гарантируемой глубине 225 см рассматриваемые затраты составляют всего лишь 7250 тыс. руб. Примерно в таком же соотношении изменяются капиталовложения на приобретение транспортного флота, необходимого для выполнения рассматриваемых перевозок в навигации с различными водностями.

Такие графики должны быть составлены для всех типов судов, эксплуатируемых на рассматриваемом участке реки, чтобы для расчетной водности навигации, устанавливаемой на основании анализа гидрологических материалов, определить на перспективу (в данном случае на 1975 и 1980 гг.) оптимальный вариант улучшения судоходных условий.

Технико-экономическое обоснование габаритов судового хода сводится к сопоставлению по их вариантам суммарных издержек на путевые работы и по транспортному флоту, которые зависят от глубин, ширин и радиусов закруглений судового хода. Оптимальным признается: а) вариант, в котором достигается минимум суммарных издержек как по капиталовложениям (единовременным затратам), так и по эксплуатационным расходам (ежегодным затратам), либо б) вариант, требующий больших капиталовложений, но обеспечивающий такую ежегодную экономию эксплуатационных издержек, благодаря которым «дополнительные» капиталовложения окупятся в экономически приемлемый срок.

Эффективность рассматриваемых вариантов улучшения судоходных условий определяется сроком окупаемости дополнительных капиталовложений, определяемых разностью затрат по сравниваемым вариантам.

Период времени, в течение которого окупятся дополнительные капиталовложения, можно определить по формуле

,                                     (49)

где    К1, Э1 — капиталовложения и эксплуатационные расходы по варианту, требующему больших капитальных и меньших эксплуатационных затрат;

К2, Э2 — те же показатели по варианту более экономичному по капиталовложениям, но требующему относительно больших эксплуатационных затрат.

Наиболее выгодный вариант определяется сопоставлением срока окупаемости Т, определенного по формуле (49), с нормативным сроком окупаемости Т0.

Если срок окупаемости Т больше нормативного срока Т0, то эффективным является вариант, требующий относительно меньших капиталовложений. И, наоборот, если срок окупаемости меньше нормативного срока Т0, то эффективным является вариант с большими капиталовложениями и меньшими эксплуатационными расходами.

Оптимальный вариант удобно устанавливать по комплексному показателю экономической эффективности СП (по приведенным затратам), который представляет собой сумму ежегодных эксплуатационных затрат (себестоимости) и капиталовложений, отнесенных к одному году нормативного срока окупаемости. Этот показатель может быть подсчитан для любого n-го варианта по формуле:

.                             (50)

Величину нормативного срока окупаемости Т0 для капитальных дноуглубительных работ транспортного и технического флота обычно принимают равной 10. В этом случае коэффициент экономической эффективности будет 0,1.

В табл. 12 помещены капиталовложения и эксплуатационные затраты по всему транспортному флоту, который требуется для выполнения перевозок на перспективу 1975 и 1980 гг. на рассматриваемом участке реки.

В табл. 13 помещены приведенные затраты.

Судоходные условия рассматриваемого участка могут быть улучшены проведением капитальных скалоуборочных работ и ежегодного эксплуатационного землечерпания на перекатах с песчаным руслом. Для выполнения последних работ необходимы капитальные затраты на приобретение технического флота.

Рассматриваемые затраты были определены, исходя из объемов скалоуборочных и землечерпательных работ, подсчитанных от проектного уровня.

Капиталовложения, эксплуатационные и приведенные затраты по путевым работам помещены в табл. 14.

Для приведенных затрат по транспортному флоту (транспортная составляющая) и затрат, связанных с улучшением судоходных условий (путевая составляющая), составлен график (рис. 115).

Рис. 115. Графическое определение оптимальной гарантированной глубины

Для определения оптимальной глубины нужно найти наименьшие значения сумм рассматриваемых затрат на 1975 и 1980 гг. Это сделано графически путем суммирования ординат кривых путевой и транспортной составляющих.
На 1975 г. оптимальная глубина получилась равной 185 см, на 1980 год - 195 см.

Графики (см. рис. 115) могут быть использованы для расчетов, связанных с организацией работы транспортного флота и для определения его состава в условиях расчетной водности, которая может зависеть от требований, предъявляемых к данному водному пути. По этим графикам может быть определен объем Капвложений на резерв транспортного флота для неблагоприятных по водности навигаций.
Кривые, относящиеся к навигациям с другими обеспеченностями водности, облегчают организацию перевозок, обеспечивающую эффективное использование транспортного флота при различных гидрологических условиях.