Bài viết Lựa chọn phương án tưới tối ưu hệ thống công trình thủy lợi nghiên cứu ứng dụng lý thuyết tối ưu để xây dựng bài toán lựa chọn phương án cấp nước tưới của hệ thống công trình cấp nước có hệ thống kênh tưới liên thông.
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TƯỚI TỐI ƯU HỆ THỐNG CƠNG TRÌNH THỦY LỢI Nguyễn Trọng Hoan Trường Đại học Thủy lợi GIỚI THIỆU CHUNG Cấp nước tưới cho nông nghiệp nhiệm vụ công ty Quản lý khai thác hệ thống cơng trình thủy lợi Việc đảm bảo nhu cầu dùng nước cho sản xuất nơng nghiệp theo thời vụ vùng với chi phí quản lý vận hành (QLVH) thấp mục tiêu phấn đấu công ty Quản lý khai thác hệ thống cơng trình thủy lợi Phương án cấp nước tưới tối ưu cho nông nghiệp trọng thời gian tới, thủy lợi phí chuyển sang giá nước cấp nước tưới theo đơn đặt hàng đơn vị dùng nước, địi hỏi có giải pháp để giảm chi phí QLVH, việc nghiên cứu lựa chọn phương án cấp nước tưới cho nơng nghiệp theo thời vụ hệ thống cơng trình thủy lợi cần thiết, đòi hỏi từ thực tế sản xuất kinh doanh Công ty QLKTcơng trình thuy lợi giai đoạn thời gian tới nước ta Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn cấp thiết nêu trên, tác giả nghiên cứu ứng dụng lý thuyết tối ưu để xây dựng toán lựa chọn phương án cấp nước tưới hệ thống cơng trình cấp nước có hệ thống kênh tưới liên thơng BÀI TỐN TỐI ƯU CHI PHÍ QUẢN LÝ VẬN HÀNH HỆ THỐNG CƠNG TRÌNH THỦY LỢI Bài toán đặt cần giải thực tế khu vực tưới cho nông nghiệp với diện tích rộng lớn, nhiều xã có diện tích tưới lớn có nhu cầu cấp nước tưới đồng thời thời gian định theo thời vụ Sự chậm trễ cấp nươc tưới thời vụ ảnh hưởng lớn đến thời vụ gieo trồng ảnh hưởng đến suất trồng Một phương án cấp nước tưới tối ưu cho nông nghiệp đóng góp có hiệu lớn cho cơng ty quản lý khai thác hệ thống công trinh thủy lợi Trong hệ thống cơng trình thủy lợi có nhiều cơng trình cấp nước (trạm cấp nước) như: trạm bơm, cống lấy nước, cơng trình phải đồng thời cấp nước cho diện tích tưới xã, cơng trình cấp nước đến xã có chi phí m nước khác Mục tiêu tốn tìm phương án cấp nước tưới cho xã vụ cho tổng chi phí QLVH thấp Phương án cấp nước tươi tối ưu cho nông nghiệp biện pháp giảm tổng chi phí QLVH, nâng cao hiệu thống thủy lợi Bài toán tối ưu cấp nước tưới cho nông nghiệp xây dựng dựa lý thuyết quy hoạch tuyến tính Hàm mục tiêu: n m F(x) = cij x ij j1 i1 Trong đó: - c ij : chi phí quản lý vận hành cơng trình cấp nước j tưới cho xã i (đồng/m3 nước); - xij : khối lượng nước trạm j cấp cho xã i Tìm khối lượng nước tưới xij để phương án cấp nước tưới có tổng chi phí quản lý vận hành nhỏ Với điều kiện biên: 1/ xij = (i = 1,2,3,…n ), tổng khối lượng nước tưới lượng nước có khả cấp từ trạm j; 432 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 2/ xij = bj (j = 1,2,3…m ), tổng khối lượng nước tưới lượng nước tưới mặt ruộng xã I; 3/ ai = bj , Tổng khối lượng nước từ trạm tổng lượng nước cần tưới đến mặt ruộng xã vùng; 4/ xij 0, khối lượng nước tưới khơng âm; (Phó Đức Anh , 2007); (Nguyễn Đức Nghĩa, 1999) TỐI ƯU CHI PHÍ QLVH CHO MỘT HỆ THỐNG CƠNG TRÌNH THỦY LỢI Khu vực tưới có 10 xã ký hiệu D1 … D10 xã có nhu cầu cấp nước khác theo hợp đồng, cấp nước tưới từ hệ thống thủy lợi có trạm cấp nước, ký hiệu T1 … T8, với chi phí quản lý vận hành tưới trạm cấp đến xã khác nhau, số liệu thể bảng 3.1 Bảng 3.1 Chi phí quản lý vận hành trạm cấp nước tới mặt ruộng xã Đơn vị tính: triệu đồng/1000m3 Xã Trạm D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 ( m3 ) T1 1.6 1,2 1,3 1.4 1.2 1,5 1.1 1,6 1,4 1,3 850 T2 1,2 1,.4 0.9 1,5 1,6 1,1 1,0 1,5 1,3 1.1 350 T3 1,5 1,6 1,2 0.8 1,6 1,4 1,5 0.9 1,1 1,3 120 T4 1,0 1,5 1,3 1.1 1.4 1.2 1.3 1,2 1,6 1,4 900 T5 T6 T7 T8 1,3 1.5 1,3 1,5 1,6 1,.2 1,6 1,1 1,2 1,1 1,2 1,5 1,6 1,5 1,2 0.9 1,3 1,4 1,6 1,3 1,5 0.8 0.9 1,5 1,5 1,5 1,3 1,1 1,1 1,2 1,6 1,5 1,5 1,3 1,4 0.8 1,6 1.4 1,5 1,3 880 450 980 250 bj (m3 ) 150 510 110 90 750 1100 900 670 320 180 4780 Bài toán: Bài toán viết dạng toán quy hoạch tuyến tính Hàm mục tiêu: Min1.6X11+1.2X12+1.3X13+1.4X14+1.2 X15+1.5X16+1.1X17+1.6X18+1.4X19+1.3 X110+1.2X21+1.4X22+0.9X23+1.5X24+1.6 X25+1.1X26+1.0X27+1.5X28+1.3X29+1.1 X210+1.5X31+1.6X32+1.2X33+0.8X34+1.6 X35+1.4X36+1.5X37+0.9X38+1.1X39+1.3 X310+1.1X41+1.5X42+1.3X43+1.1X44+1.4 X45+1.2X46+1.3X47+1.2X48+1.6X49+1.4 X410+1.3X51+1.6X52+1.2X53+1.6X54+1.3 X55+1.5X56+1.5X57+1.1X58+1.5X59+1.6 X510+1.5X61+1.2X62+1.1X63+1.5X64+1.4 X65+0.8X66+1.5X67+1.2X68+1.3X69+1.6 X610+1.3X71+1.6X72+1.2X73+1.2X74+1.6 X75+0.9X76+1.3X77+1.6X78+1.4X79+1.5 X710+1.5X81+1.1X82+1.5X83+0.9X84+1.3 X85+1.6X86+1.1X87+1.5X88+0.8X89+1.3 X810 Điều kiện biên: X11+X12+X13+X14+X15+X16+X17+X1 8X+X19+X110= 850 X21+X22+X23+X24+X25+X26+X27+X28 +X29+X210= 350 X31+X32+X33+X34+X35+X36+X37+X38 +X39+X310= 120 X41+X42+X43+X44+X45+X46+X47+X48 +X49+X410= 900 X51+X52+X53+X54+X55+X56+X57+X58 +X59+X510= 880 X61+X62+X63+X64+X65+X66+X67+X68 +X69+X610= 450 433 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 Bảng 3.2 Phương án cấp nước có tổng chi phí QLVH tối ưu X71+X72+X73+X74+X75+X76+X77+X78 +X79+X710= 980 X81+X82+X83+X84+X85+X86+X87+X88 +X89+X810= 250X11+X21+X31+X41+X51+X61+X71 +X81 =150; X12+X22+X32+X42+X52+X62+X72 +X82 =510 X13+X23+X33+X43+X53+X63+X73 +X83 =110 X14+X24+X34+X44+X54+X64+X74 +X84 =90 X15+X25+X35+X45+X55+X65+X75 +X85 =750 X16+X26+X36+X46+X56+X66+X76 +X86 =1100 X17+X27+X37+X47+X57+X67+X77 +X87=900 X18+X28+X38+X48+X58+X68+X78 +X88=670 X110+X210+X310+X410+X510+X610 +X710+X810=180 Cơng cụ tính tốn: Bài tốn giải phần mềm Lingo 16.0 Thông qua lý thuyết quy hoạch tuyến tính để xây dựng tốn giải vấn đề thực tiển quản lý chi phí QLVH hệ thống cơng trình thủy lợi Kết nghiên cứu xây dựng toán lựa chọn phương án cấp nước tưới tối ưu cho nông nghiệp theo thời vụ có tổng chi phí QLVH thấp Bài tốn giải phần mềm Lingo 16.0, kết tìm phương án tưới theo thời vụ có tổng chi phí QLVH nhỏ KẾT QUẢ TÍNH TỐN TÀI LIỆU THAM KHẢO KẾT LUẬN - Tổng chi phí phương án cấp nước tưới [1] Phó Đức Anh, Đặng Hữu Đạo (2007) – tối ưu: Phân tích Tối ưu hóa hệ thống, NXB F(x) = 5.197.000 đ; Nông nghiệp - Khối lượng cấp nước tưới từ trạm [2] Nguyễn Đức Nghĩa (1999), Tối ưu hóa – Quy hoạch tuyến tính rời rạc, NXB Giáo đến xã theo phương án tối ưu (Bảng 3.2) dục, Hà Nội 434 ... Nghĩa, 1999) TỐI ƯU CHI PHÍ QLVH CHO MỘT HỆ THỐNG CƠNG TRÌNH THỦY LỢI Khu vực tưới có 10 xã ký hiệu D1 … D10 xã có nhu cầu cấp nước khác theo hợp đồng, cấp nước tưới từ hệ thống thủy lợi có trạm... nghiên cứu xây dựng toán lựa chọn phương án cấp nước tưới tối ưu cho nơng nghiệp theo thời vụ có tổng chi phí QLVH thấp Bài tốn giải phần mềm Lingo 16.0, kết tìm phương án tưới theo thời vụ có... - Tổng chi phí phương án cấp nước tưới [1] Phó Đức Anh, Đặng Hữu Đạo (2007) – tối ưu: Phân tích Tối ưu hóa hệ thống, NXB F(x) = 5.197.000 đ; Nơng nghiệp - Khối lượng cấp nước tưới từ trạm [2]