MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC - CHƯƠNG 2 QUANT LÝ CUNG CẦU TRONG CẤP NƯỚC ppt

1 10/14/2010 1 TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM Khoa KTXD - Bộ mơn KTTNN PGS. TS. NGUYỄN THỐNG E-mail: nthong56@gmail.com or nthong56@yahoo.fr Web: //www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong Tél. (08) 38 640 979 - 098 99 66 719 10/14/2010 2 NỘI DUNG MƠN HỌC Chương 1. Chất lượng, ht. phân phối nước & thiết bị. Chương 2. Quản lý cung - cầu trong cấp nước. Chương 3. Mơ hình hố & thiết kế ht. cấp nước. Chương 4: Phân tích mạng lưới cấp nước. Chương 5: Nước va trong đường ống chảy có áp. Chương 6. Quy hoạch hệ thống thóat nước. Chương 7. Mơ hình hố & thiết kế ht. thốt nước. Chương 8. Thốt nước vùng triều. Chương 9. Quản lý vận hành ht. cấp và thốt nước. Phần mềm SWMM & EPANET MẠNG LƯỚI CẤP THỐT NƯƠ Ù C 10/14/2010 3 NỘI DUNG Th ực hành 1: Mơ hình dự báo nhu cầu nước dùng với p/p Hồi quy tuyến tính Thực hành 2: Mơ phỏng mạng lưới cấp nước với EPANET. Thực hành 3: Mơ phỏng mạng lưới thốt nước với SWMM. Thực hành 4: Mơ phỏng thủy lực với HEC- RAS MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 1: Chất lượng, hệ thống phân phối & thiết bò PGS. Dr. Nguyễn Thống 10/14/2010 4 CHƯƠNG 2 QUẢN LÝ CUNG-CẦU TRONG CẤP NƯỚC Nội dung: - Tính toán & dự báo dân số - Dự báo nhu cầu sử dụng nước - Quản lý cầu trong hệ thống cấp nước - Quản lý cung trong hệ thống cấp nước. MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước PGS. Dr. Nguyễn Thống 10/14/2010 5 MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước PGS. Dr. Nguyễn Thống 10/14/2010 6 TÍNH TOÁN & DỰ BÁO DÂN SỐ Để có thể ước lượng tốt sự biến đổi dân số vùng khảo sát, người kỹ sư có thể có các nguồn dữ liệu như sau: - sự điều tra dân số trên quy mô toàn quốc; - số liệu liên quan đến người nhập và xuất trên quy mô quốc gia và quy mô vùng; - thống kê liên quan đến trẻ sơ sinh và chết; - kế hoạch đô thò hóa, nhờ đó chúng ta biết được mật độ dân cư hiện tại và từ đó ước lượng mật độ dân cư có thể cho khu quy hoạch. MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước PGS. Dr. Nguyễn Thống 2 10/14/2010 7 MÔ PHỎNG SỰ GIA TĂNG DÂN SỐ • Trong một môi trường hữu hạn, có kể đến các điều kiện xã hội, kinh tế, thực phẩm sự biến động của dân số có thể mô phỏng tương tự như số lượng các vi trùng sống trong một môi trường giam hãm ở đó nguồn thực phẩm là giới hạn. •    có thể sơ đồ hóa sự biến thiên như sau: MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước PGS. Dr. Nguyễn Thống 10/14/2010 8 (a): chu kỳ ban đầu gia tăng gần như tuyến tính (b): chu kỳ gia tăng nhanh chóng (c) : chu kỳ gia tăng chậm (d): chu kỳ giảm PGS. Dr. Nguyễn Thống (a) (b) (c) (d) T Dân số MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước Tương tự như Chu kỳ sống của một sản phẩm trong xã hội ! ! Xác định giai đoạn phát triển của khu vực    p/p dự báo thích hợp 10/14/2010 9 PGS. Dr. Nguyễn Thống Thời gian Dân số Hiện tại, t 0 Ngoại suy MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước NGOI SUY TỪ ĐỒ THỊ 10/14/2010 10 SO SÁNH SỰ TĂNG TRƯỞNG DÂN SỐ TỪø NHIỀU THÀNH PHỐ • Với phương pháp này, chúng ta sẽ so sánh đường cong biểu thò sự gia tăng dân số cho thành phố mà chúng ta muốn ứớc lượng số dân cư trong tương lai với dân cư của các thành phố khác đã có dân cư tương tự trong quá khứ.    phải bảo đảm rằng tất cả các thành phố dùng để so sánh phải có các đặc tính về kinh tế, xã hội tương tự trong chu kỳ ở đó dân số tương ứng với dân số cho thành phố đang nghiên cứu. PGS. Dr. Nguyễn Thống MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 11 So sánh với các Thành phố tương tự PGS. Dr. Nguyễn Thống t 0 T Dân số t 0 +5 t 0 +10 t 0 +15 Dự báo Tp. Y: 65,70,75,80 Tp. Z: 75,80,85,90Tp. Z: 75,80,85,90 Hiện tại MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 12 ƯỚC LƯNG TRÊN CƠ SỞ GIA TĂNG SỐ HC (Giai đoạn đầu) Gia tăng dân số số học P khi suất gia tăng, dP/dt, của dân số nghiên cứu là hằng số.    P: dân số ; t: thời gian; K a : hằng số tăng trưởng PGS. Dr. Nguyễn Thống .hsK dt dP a == ∫∫ = 2 1 2 1 t t a P P dtKdP    ( ) 1212 ttKPP a −=− MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 3 10/14/2010 13 ƯỚC LƯNG TRÊN CƠ SỞ GIA TĂNG SỐ HC Hằng số tăng trưởng K a sẽ được xác đònh nhờ vào các số liệu quan trắc trong quá khứ. Dự báo: P n = P 2 + K a (t n -t 2 ) trong đó: • t n : thời điểm chúng ta muốn ước lượng dân số; PGS. Dr. Nguyễn Thống MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 14 • P n : dân số ước lượng cho thời điểm t n ; • P 2 : dân số tại thời điểm t 2 .    Sự ước lượng dân số theo phương pháp này thích hợp với các thành phố đã phát triển ổn đònh.    Thông thường đây là trường hợp của các khu nằm trong môi trường nông nghiệp. PGS. Dr. Nguyễn Thống MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 15 ƯỚC LƯNG DÂN SỐ TRÊN CƠ SỞ GIA TĂNG THEO CẤP SỐ NHÂN • Gia tăng dân số theo cấp số nhân P khi suất gia tăng, dP/dt, của dân số nghiên cứu sẽ tỷ lệ với dân số. •    • K g : hằng số tăng trưởng theo cấp số nhân. PGS. Dr. Nguyễn Thống PK dt dP g = ∫∫ = 2 1 2 1 t t g P P dtK P dP    ( ) 1212 )()( ttKPLnPLn g − = − MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 16 Ước lượng dân số tại thời điểm t n sẽ được tính từ công thức: Ngoài ra, chúng ta cũng có thể trình bày sự gia tăng dân số trong trường hợp này nhờ vào phương trình dưới dạng lũy thừa như sau: n: số chu kỳ (năm) trong đó sự gia tăng dân số theo cấp số nhân; r: suất gia tăng của mỗi chu kỳ; • P 1 : dân số tại thời điểm t 1 PGS. Dr. Nguyễn Thống ( ) 22 )()( ttKPLnPLn ngn −+= ( ) n n rPP += 1 1 MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 17 Ví dụ: Giả sử tốc độ gia tăng dân số của thành phố X có 25000 dân tại thời điểm t 0 , tuân theo cấp số nhân. Cho biết suất gia tăng dân số là r=5%/ năm. a. Trong bao nhiêu năm dân số này sẽ đạt đến 50000 dân; b. So sánh các giá trò của r và K g . PGS. Dr. Nguyễn Thống MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 18 Do chúng ta biết dân số tại 2 thời điểm khác nhau ta có: n = 14.2 năm Với lưu ý là n = t n -t 1    ngoài ra: so sánh 2 phương trình trên cho ta: PGS. Dr. Nguyễn Thống ( ) n n rPP += 1 1 ( ) n 05.012500050000 +=    ( ) n n r P P += 1 1 ( ) 1 1 ttK P P Ln ng n −=         MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 4 10/14/2010 19 Hay: với r=5% ta có Kg = 0.049 Ngoài ra, ta còn có thể tính suất gia tăng r nhờ vào quan hệ sau đây: PGS. Dr. Nguyễn Thống ( ) ( ) 1 1 ttKrnLn ng − = + ( ) g KrLn = + 1 1 /1 1 −         = n n P P r MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 20 Bài tập: Giả sử tốc độ gia tăng dân số của thành phố X có100000 dân, tuân theo cấp số nhân. Cho biết suất gia tăng dân số là 3%/ năm. a. Trong bao nhiêu năm dân số này sẽ đạt đến 120000 dân; b. So sánh các giá trò của r và K g . PGS. Dr. Nguyễn Thống MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 21 • Trong một vài trường hợp, chúng ta muốn xác đònh thời gian cần thiết để dân số tăng gấp đôi trong trường hợp mức tăng trưởng theo dạng cấp số nhân. Ví dụ trong một quốc gia đang phát triển, có mức độ tăng dân số theo quy luật cấp số nhân với tỷ suất là r=3.4%/năm. • Thời gian để dân số tăng gấp đôi sẽ vào khoảng 21 năm, với điều kiện xu thế này sẽ không thay đổi trong suốt chu kỳ này. PGS. Dr. Nguyễn Thống MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 22 Giải: Thật vậy, để dân số gia tăng gấp đôi ta có phương trình sau đây: • từ đó n = 20.7 năm PGS. Dr. Nguyễn Thống ( ) n n rPP += 1 1 ( ) n rPP += 12 ( ) n 034.0112 += MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 23 Chú ý: Trong thực tế, ta sẽ gặp trường hợp gia tăng dân số cho một thành phố khi yếu tố kinh tế giữ một vai trò quan trọng.  Đó là trường hợp nhiều Công ty, Xí nghiệp được xây dựng ở đây    sự gia tăng dân số do nhiều công nhân mới, cũng như gia đình của họ đến nơi này. PGS. Dr. Nguyễn Thống MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 24    Lưu ý là sự gia tăng dân số theo cấp số nhân thường chỉ xảy ra trong một chu kỳ ngắn.    nếu ta sử dụng phương pháp này để dự báo dân số cho trường hợp dài hạn sẽ có nguy cơ dẫn đến sự ước lượng quá cao, không có trong thực tế. PGS. Dr. Nguyễn Thống MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 5 10/14/2010 25 ƯỚC LƯNG TRÊN CƠ SỞ SUẤT GIA TĂNG GIẢM • Ta có nhận xét, trong cuối chu kỳ thứ 3 (giai đoạn c) của đường cong biểu thò thay đổi dân số nó sẽ đạt đến giá trò lớn nhất mà ta gọi là dân số bão hòa, S. Chúng ta có thể mô phỏng sự biến đổi trong chu kỳ này với giả thiết là suất gia tăng phụ thuộc vào sự cách biệt giữa dân số bão hòa S và dân số hiện có P, điều này có nghóa là: PGS. Dr. Nguyễn Thống )( PSK dt dP −= MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 26    PGS. Dr. Nguyễn Thống ∫∫ = − 2 1 2 1 t t P P dtK PS dP )( 12 2 1 ttK PS PS Ln −=         − −       ( ) ( ) ( ) 12 12 ttK ePSPS −− −=−    ( ) ( ) [ ] 2 1 22 ttK n n ePSPP −− −−+= Tổng quát: ( ) ( ) ]1[ 12 112 ttK ePSPP −− −−+= MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 27 Với phương pháp ước lượng này cho phép áp dụng khá chính xác trong các vùng ở đó dân số ở lân cận vùng giới hạn bão hòa. PGS. Dr. Nguyễn Thống T Dân số Dân số bão hòa, S Dự báo P 1 , t 1 P 2 , t 2 P n , t n MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước S Hiện tại 10/14/2010 28 Ví dụ: Sự gia tăng dân số của Thành phố Z có tỷ suất giảm. Dân số Thành phố cách đây 10 năm là 65145 người và hiện tại là 70000 người. Biết rằng dân số cuối cùng sẽ đạt đến là 100000 người. a. Tính suất gia tăng năm K; b. Ước lượng dân số trong vòng 12 năm đến. Giải: a. Tính suất gia tăng năm K Để xác đònh K ta áp dụng công thức sau đây: PGS. Dr. Nguyễn Thống ( ) ( ) [ ] 2 1 22 ttK n n ePSPP −− −−+= MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 29    do đó K = 0.015 (1/năm) b. Ước lượng dân số trong vòng 12 năm đến Chúng ta xác đònh dân số theo công thức sau:    74942 người PGS. Dr. Nguyễn Thống ( ) ( ) [ ] 10 1651451000006514570000 K e − −−+= ( ) ( ) [ ] 2 1 22 ttK n n ePSPP −− −−+= ( ) ( ) [ ] 12015.0 17000010000070000 − −−+= eP n MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 30 ƯỚC LƯNG TRÊN CƠ SỞ GIA TĂNG DÂN SỐ TUÂN THEO HÀM LOGISTIQUE    Đây là phương pháp cho phép ước lượng dài hạn dân số.    Sự gia tăng dân số sẽ trải qua 3 giai đoạn: * khởi đầu gia tăng tương đối chậm; * tiếp theo là một chu kỳ tăng trưởng nhanh; * kết thúc bởi một sự gia tăng càng lúc càng chậm và kết thúc sẽ đạt đến giá trò cực đại. PGS. Dr. Nguyễn Thống MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 6 10/14/2010 31 Phương trình sau đây biểu thò hàm số logistique: S: giá trò bão hòa của y. a, b các thông số (b < 0) PGS. Dr. Nguyễn Thống bt ae 1 S y + = T Dân số Bão hòa S P 1 ,t 1 P 2 ,t 2 P 3 ,t 3 Dự báo MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước Giai đoạn tăng nhanh Giai đoạn tăng chậm Giai đoạn tăng chậm 10/14/2010 32 • Phương pháp này sẽ được nghiên cứu áp dụng khi chúng ta đã biết dân số của vùng nghiên cứu trong nhiều năm. •    Chúng ta sẽ chọn 3 giá trò dân số P 1 , P 2 , P 3 tương ứng với các thời đoạn như nhau: • t 2 - t 1 = t 3 - t 2 = n PGS. Dr. Nguyễn Thống MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 33 Trong đó:    P 1 tương ứng với dân số trong thời kỳ tăng trưởng chậm    P 2 tương ứng với dân số trong thời kỳ tăng trưởng nhanh.    P 3 tương ứng với dân số trong thời kỳ tăng trưởng có suất tăng trưởng giảm. PGS. Dr. Nguyễn Thống MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 34 • Chúng ta tính dân số P n tại thời điểm t nhờ vào phương trình sau đây: với phương pháp gần đúng cho ta các phương trình xác đònh các thông số như sau: PGS. Dr. Nguyễn Thống bt n ae S P + = 1 ( ) 2 231 31 2 2321 2 PPP PPPPPP S − +− =         − = 1 1 log P PS a ( ) ( )       − − = 12 21 log 1 PSP PSP n b MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 35 Ví dụ. Giả thiết gia tăng dân số cho Thành phố Z tuân theo phương trình logistique. Theo số liệu trong quá khứ cho thấy dân số vào các năm 1920, 1940, 1960 lần lượt là 10000 (P1), 50000 (P2), 80000 (P3) người. Tính dân số vào năm 1980. Giải: PGS. Dr. Nguyễn Thống ( ) nguoi PPP PPPPPP S 85294 2 2 231 31 2 2321 = − +− = 88,0 10000 1000085294 log =       − =a ( ) ( ) 05,0 1000050000 5000010000 log 20 1 −=       − − = S S b MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 36 và n = 1960-1940=1940-1920=20 năm PGS. Dr. Nguyễn Thống nguoi e ae S P bt n 83931 88 . 0 1 85284 1 20*05.0 = + = + = − MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 7 10/14/2010 37 BÀI TẬP Bài 1. Dân số của Thành phố Z gia tăng với một tỷ suất giảm dần là 1.5% năm. Dân số hiện tại là 70000 người. Theo kế hoạch đô thò hóa, dân số tối đa sẽ là 100000 dân. Đánh giá dân số trong vòng 10 năm đến. ĐS: 74179 người Bài 2. Với một thành phố «trẻ» trong giai đoạn phát triển nhanh, theo Anh (Chò) phương pháp nào thích hợp để ước lượng dân số ngắn hạn (ví dụ 5 năm). Hướng dẫn: Gia tăng cấp số nhân PGS. Dr. Nguyễn Thống MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 38 Bài 3. Sự gia tăng dân số của Thành phố X theo dạng lũy thừa và đổi từ 20000 dân lên 25000 dân trong vòng 10 năm. Trong chu kỳ này, tính suất gia tăng năm của dân số. Tính hằng số gia tăng lũy thừa. ĐS: r=0.0226; Kg=0.0223 Bài 4. Trong vòng 10 năm, dân số của Thành phố A gia tăng theo quy luật sau: - 1/1/1979: 12100 người - 1/1/1984: 15078 người - 1/1/1989: 18790 người Quy luật gia tăng?. Ước lượng dân số vào 1/1/1999. Tính suất gia tăng năm cho quy luật này. ĐS: Gia tăng cấp số nhân; r=0.045; P1999=29180 người PGS. Dr. Nguyễn Thống MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 39 Bài 5. Giả thiết gia tăng dân số của Thành phố B tuân theo quy luật cấp số nhân trong chu kỳ khảo sát với suất gia tăng r=3% năm. Dân số hiện tại là 50000 người. a. Xác đònh dân số trong 10 năm đến; b. Trong bao nhiêu năm dân số sẽ gấp đôi hiện tại. c. Xác đònh hằng số tăng trưởng Kg ĐS. 67196 người; 23.45 năm; 2.95% PGS. Dr. Nguyễn Thống MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 40 Bài 6. Khảo sát biến động dân số cho Thành phố X cho thấy trong giai đoạn có tỷ suất giảm. Dân số cách đây 5 năm là 25000 người và hiện tại là 27500 người. Theo quy hoạch được biết dân số ổn đònh cuối cùng sẽ là 45000 người. Tính suất gia tăng K và ước lượng dân số trong vòng 10 năm đến. Giả thiết sự biến đổi dân số tuân theo cùng quy luật trong 10 năm đến. ĐS. K=2.67%; 31600 người PGS. Dr. Nguyễn Thống MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 41 Bài 7. Số liệu ghi nhận sự gia tăng dân số ở Thành phố A trong quá khứ như sau: - 100000 vào năm 1975 - 300000 vào năm 1985 - 400000 vào năm 1995 Hãy xác đònh dân số bão hòa S và dân số Thành phố vào năm 2005 với phương pháp logistique. Bài 8. Dân số Thành phố A trong 3 năm cuối liên tiếp ghi nhận như sau: 50000 người; 51000 người; 52020 người. Anh (Chò) cho biết quy luật tăng trưởng. Giả sử sự tăng trưởng giữ nguyên quy luật, ước lượng dân số Thành phố cho 5 năm đến. PGS. Dr. Nguyễn Thống MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 10/14/2010 42 42 D D Ự Ự BA BA Ù Ù O NHU CA O NHU CA À À U U DU DU Ø Ø NG N NG N Ư Ư Ơ Ơ Ù Ù C C MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước PGS. Dr. Nguyễn Thống 8 10/14/2010 43 Dự báo nhu cầu dùng nước là một quá trình ra quyết đònh về sử dụng nước trong tương lai trên cơ sở kiến thức về cách thức dùng nước trong quá khứ và hiện tại. Dự báo để trả lời: - Cách thức dùng nước hợp lý ? - Lưu lượng nước cấp yêu cầu ? - Quy mô trạm xử lý ? - nh hưởng thời tiết ? - Cách đánh giá hiệu quả c/trình tiết kiệm nước ? - Tác nhân làm giảm lượng nước cấp bán được ? MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước PGS. Dr. Nguyễn Thống 10/14/2010 44 CÁC LOẠI DỰ BÁO & ỨNG DỤNG MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước PGS. Dr. Nguyễn Thống Cấp nước thô> [7-10] nămDài hạn Dự án đầu tư trạm xử lý, phân phối, xác lập mức độ tiêu thụ, ch./trình tiết kiệm [1-2]  [7-10] năm Trung hạn Dự báo vận hành, doanh thu 1   2 nămNgắn hạn Ứng dụngPhạm vi thời gian Loại dự báo 10/14/2010 45 NHỮNG YẾU TỐ XÁC ĐỊNH NHU CẦU DÙNG NƯỚC MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước PGS. Dr. Nguyễn Thống Nhiệt độ & mưa Kiểu không gian đô thò Mật độ nhà Hiệu quả sử dụng nước Quy mô & t/phần g/đình Phí cấp & thoát nước Sản phẩm công nghiệp Tỷ lệ sinh tự nhiên Nhập cư Tỷ lệ lập gia đình Khả năng cung cấp nhà Tăng trưởng kinh tế Tỷ lệ tham gia lao động Chính sách p/triển đô thò Yếu tố xác đònh đònh mức sử dụng trung bình Yếu tố xác đònh số người 10/14/2010 46 XÁC ĐỊNH NHU CẦU DÙNG NƯỚC MỘT HỘ DỰA TRÊN PHƯƠNG PHÁP HỒI QUY TUYẾN TÍNH Dạng cơ bản của p/trình hồi quy: Q lưu lượng nước dùng, β ββ β i các hằng số hồi quy được ước lượng từ số liệu quan sát. ε εε ε    Sai số mô hình MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước PGS. Dr. Nguyễn Thống ε+β+β+ β + β + β + β = SizeIncome iceTempRainQ 54 3210 Pr 10/14/2010 47 VÍ DỤ (Xem Q_ho_tieu_thu.xls) Kết quả hồi quy từ một mẫu 24 quan sát như sau: MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước PGS. Dr. Nguyễn Thống 24Observations 1.20Standard Error 0.55Adjusted R Square 0.65R Square 0.81Multiple R Regression Statistics SUMMARY OUTPUT 10/14/2010 48 MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước PGS. Dr. Nguyễn Thống 73.9823Total 1.4425.9018Residual 0.006.689.6248.085Regression Significance FFMSSSdf ANOVA 9 10/14/2010 49 MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước PGS. Dr. Nguyễn Thống 0.071.920.230.44Size (nguoi) 0.013.040.060.18 Income (tr./thang) 0.00-4.560.01-0.03Price (VND/m**3) 0.061.990.100.19Temp (oC) 0.720.360.020.01Rain (mm/thang) 0.004.464.3219.28Intercept P-valuet Stat Standard Error Coefficien ts 10/14/2010 50 KẾT QUẢ HỒI QUY Giải thích ý nghóa của các hệ số !!!!! MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước PGS. Dr. Nguyễn Thống ε++ − + = SizeIncome iceTempQ 44.018.0 Pr03.019.028.19 ε + + − = Income18.0 icePr03.028.19Q 10/14/2010 51 DỰ BÁO NHU CẦU NGẮN HẠN BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CHUỖI THỜI GIAN MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước PGS. Dr. Nguyễn Thống 10/14/2010 52 PHÂN TÍCH CHUỖI THỜI GIAN (PHƯƠNG PHÁP PHÂN RÃ) 0 t Y ??? t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 t 7 t 8 Y 5 Y 0 PGS. Dr. Nguyễn Th ố ng MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 53 1. PHÂN TÍCH XU THẾ: ðây là một phân tích liên quan đến chuỗi nhiều năm, do đó ta sẽ sử dụng số liệu hàng năm để phân tích. Một cách tổng qt ta cần phải có một chuỗi dài ít ra là 10   15 năm. 0 t Y ??? t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 t 7 t 8 Y 0 Xu thế tuyến tính Y=a+bt ∆Y 3 PGS. Dr. Nguyễn Thống MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 54 ðây là phương pháp cho phép xác định được đường cong (thẳng) hoặc mặt phẳng (siêu mặt phẳng), giới thiệu "tốt nhất" số liệu trong q khứ. Trong trường hợp cá biệt khi nhận thấy xu thế của biến khảo sát trong thời gian dài là tuyến tính, phương trình sẽ xác định bởi: Y = a + bt trong đó t biểu thị thời gian (năm) và a, b chỉ các thơng số được xác định đường thẳng tính được từ phương pháp BPTT. PGS. Dr. Nguyễn Thống MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10 10/14/2010 55 • Gọi ∆ ∆∆ ∆y i là khoảng cách thẳng đứng từ điểm quan sát (ti,yi) đến đường thẳng cần xác định. Ta định nghĩa hàm mục tiêu: • ðây là một hàm 2 biến a và b, để cho D cực trị (với ý nghĩa vật lý của bài tốn ta biết đó là cực tiểu) ta phải có: [ ] min)( 2 11 2 ⇒+−=∆= ∑∑ == N i ii N i i btaYYD ∂ ∂ ∂ ∂ D a D b = =        0 0 PGS. Dr. Nguyễn Thống MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 56 Từ đó: Giải hệ phương trình trên ta có: [ ] [ ] i i i i i i i 2 y (a bt ) 0 2 y (a bt ) .t 0 − + = − + = ∑ ∑ i i i i i 2 2 i i i i i t y n t .y b t n t a y b t − = − = − ∑ ∑ PGS. Dr. Nguyễn Thống MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 57 XÁC ĐỊNH a & b TRONG EXCEL Y =a + bt    a =Intercept (t i, Y i )    b =Linest(t i, Y i ) PGS. Dr. Nguyễn Thống MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 58 Chú ý: Trong trường hợp xu thế khơng phải là tuyến tính, ta có thể xét đến dạng đường cong hàm mũ y = ab t hoặc dạng parabol y = a + bt + ct 2 .    Các thơng số a, b, c vẫn xác định dựa vào khái niệm bình phương tối thiểu mà ta vừa nghiên cứu trên. PGS. Dr. Nguyễn Thống MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 59 ðÁNH GIÁ SỰ BIẾN ðỔI THEO MÙA ðể nhận biết ảnh hưởng của thành phần mùa lên chuỗi thời gian khảo sát ta dùng thơng số gọi là chỉ số mùa. • Chỉ số mùa i s * được tính như sau: i s,t =giá tr quan trc / giá tr cho bi y=[a+bt] t Ta có: - Nếu số liệu theo tháng, ta có 12 giá trị i s . - Nếu số liệu theo qúy, ta có 4 giá trị i s . - Nếu giá trị tính theo 6 tháng, ta có 2 giá trị i s . PGS. Dr. Nguyễn Thống MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 10/14/2010 60 XÁC ðỊNH i s,t :V í dụ: i s,3 =AC/AB >1 0 t Y t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 t 7 t 8 Y 5 Y 0 PGS. Dr. Nguyễn Th ố ng MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước A B C [...]... 10/14 /20 10 62 Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước Hi u ch nh: ∑i = 4 (quy) 10/14 /20 10 MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC 12 s ,i PGS Dr Nguy n Th ng Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 12 = 12 ( thang) 4 s ,t = k PGS Dr Nguy n Th ng is ,k = s ,i 65 t1 10/14 /20 10 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t t8 66 PGS Dr Nguy n Th ng 11 MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp. .. 10/14 /20 10 82 PGS Dr Nguy n Th ng MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước Các biến khác - Tuổi của nhà - Kiểu hệ thống thoát nước Giá trò biến - Giá nước - Kết cấu tỷ lệ - Phí thoát nước Thời tiết - Nhiệt độ trung bình ngày lớn nhất trong tháng - Tổng lượng mưa tháng - Số ngày có lượng mưa >0 ,25 4mm 10/14 /20 10... tiềm năng cấp & tổn thất năng lượng cột nước hợp lý) 10/14 /20 10 PGS Dr Nguy n Th ng 88 PGS Dr Nguy n Th ng 89 CÁC NỘI DUNG LƯU Ý CỦA QUẢN LÝ CUNG 10/14 /20 10 90 PGS Dr Nguy n Th ng 15 MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước - Giảm lượng rò ró Có thể nói rằng giảm tổn thất nước trong hệ thống cấp nước trước... LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước QUẢN LÝ CẦU TRONG CẤP NƯỚC 10/14 /20 10 75 PGS Dr Nguy n Th ng LẤY MẪU ĐỐI TƯNG DÙNG NƯỚC Nhằm xác đònh nhu cầu dùng nước (khi không thể thực hiện điều tra cho toàn tập hợp mẹ) - Mẫu xác suất đơn ngẫu nhiên - Mẫu ngẫu nhiên phân tầng - Lấy mẫu có hệ thống 10/14 /20 10 76 PGS... ngầm Vùng núi thường lấy từ các suối, không ảnh hưởng nhẹ đến canh cần dự trữ tác QUẢN LÝ CUNG TRONG CẤP NƯỚC 10/14 /20 10 85 PGS Dr Nguy n Th ng 10/14 /20 10 86 PGS Dr Nguy n Th ng MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước Cấp nước nông thôn từ các hồ chứa bằng đường ống dẫn thường không hiệu quả vì: chi phí ban... Nguy n Th ng MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước XÂY DỰNG MÔ HÌNH SỬ DỤNG NƯỚC - Mô hình chuỗi thời gian - Mô hình hồi quy MÔ HÌNH HỒI QUY Mô hình tuyến tính: XÁC ĐỊNH CÁC THÀNH PHẦN CỦA NHU CẦU NƯỚC Phân khu phổ biến: - Khu gia đình đơn lẽ - Khu tập thể và nhà chung cư - Khu thương mại - Khu hành chính... - cầu trong cấp nước D Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước BÁO BÀI T P (Xem k t qu Qúy 3 năm 6: t =22 : W 22= [33.49+1.347 *22 ]*0.994 = 62. 78 Qúy 4 năm 6: t =23 : W23=[33.49+1.347 *23 ]*1.536 = 99.05 Qúy 1 năm 7: t =24 : W24=[33.49+1.347 *24 ]*0.656 = 65. 82 Excel-Chuoi thoi gian) 4 5 6 12 20 25 30 50 ? 15 40 45 50 55 ? III 40 50 60 65 70 ? 60 75 82 85 95 ? 10/14 /20 10 74 PGS Dr Nguy n Th ng MẠNG LƯỚI CẤP... hoặc nước sông cần có 1 phần dự trữ tối Nước sông thiểu theo mùa (thông thường quy đònh không quá 15% lưu lượng sông theo từng thời kỳ) 10/14 /20 10 87 PGS Dr Nguy n Th ng 10/14 /20 10 MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước ĐÔ THỊ TRUNG BÌNH, LỚN Có 2 cách phổ biến: - Nguồn riêng (khoan gi ng lấy nước ngầm) -. .. 10/14 /20 10 5 PGS Dr Nguy n Th ng Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước PGS Dr Nguy n Th ng 3 44 .27 0.7 0.656 29 .04 45. 62 0.877 0.813 37.1 46.96 1.065 0.994 46.7 48.31 1.656 1.536 74 .21 49.66 0.665 0.656 32. 58 51 0.784 0.813 41.48 52. 35 1.051 0.994 52. 06 53.7 1.546 1.536 82. 4971 MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước 1 2 3 4 1 2 3 4 a= b= 16 36 17 43 18 60 19 85 20 46 21 ... dụng cột nước cực thấp Mỹ 0,16 Tái s/dụng (1) California, Tái s/dụng (2) Durban, Nam Phi 0,35 0,03 Khoảng 400l/ng/ngđ 10/14 /20 10 99 PGS Dr Nguy n Th ng Giá (USD/m3) Cơ sở tính Khối lượng nước 10/14 /20 10 100 PGS Dr Nguy n Th ng MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước GIÁ & KHỐI LƯNG NƯỚC CUNG CẤP Lựa chọn . thống cấp nước. MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước PGS. Dr. Nguyễn Thống 10/14 /20 10 5 MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước PGS nhà. - Kiểu hệ thống thoát nước. MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương 2: Quản lý cung - cầu trong cấp nước PGS. Dr. Nguyễn Thống 15 10/14 /20 10 85 QUẢN LÝ CUNG TRONG CẤP NƯỚC MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯỚC Chương. Thống 10/14 /20 10 4 CHƯƠNG 2 QUẢN LÝ CUNG- CẦU TRONG CẤP NƯỚC Nội dung: - Tính toán & dự báo dân số - Dự báo nhu cầu sử dụng nước - Quản lý cầu trong hệ thống cấp nước - Quản lý cung trong hệ thống cấp