Nghiên cứu cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông hồng - phát triển các module tính toán

Nghiên cứu mô tả tình hình các công trình thuỷ lợi dọc sông, và nhu cầu dùng nước cho các hộ dùng nước trên toàn lưu vực.. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng mặc dù hiện tại trên lưu Mekong

Trang 1

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

VIỆN QUI HOẠCH THỦY LỢI

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KH&CN CẤP BỘ:

“NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC

VÀ GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ ĐỂ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG

Trang 2

NCKH ứng dụng công nghệ GAMS

BÁO CÁO TỔNG KẾT CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GAMS

Trang 3

GIỚI THIỆU CHUNG

Công nghệ GAMS (General Algebraic Modelling System) là một công nghệ tiên tiến trong mô phỏng tối ưu hệ thống, có thể xây dựng và giải các bài toán hiệu quả kinh tế hệ thống tối ưu tuyến tính, tối ưu phi tuyến đã được hai tổ chức Ngân Hàng Thế Giới và Liên Hợp Quốc phối hợp xây dựng và khuyến cáo sử dụng

Theo đánh giá của giáo sư Larry W Mays, giáo sư trường Đại học tổng hợp bang Arizona-tác giả của rất nhiều quyển sách nổi tiếng thế giới trong lĩnh vực tài nguyên nước, thì công nghệ GAMS là công cụ tốt nhất để giải các bài toán tối ưu của thực tế sản xuất nói chung và trong lĩnh vực tài nguyên nước nói riêng

Một số nghiên cứu ứng dụng công nghệ GAMS trong vận hành hệ thống nguồn nước được xuất bản trong những năm gần đây

Nghiên cứu lưu vực sông Maipo, Chilê

Nghiên cứu về Mô hình tổng hợp thuỷ văn-kinh tế cho lưu vực sông Maipo, Chilê năm 2000 của nhóm tác giả M.W Rosegrant, C Ringler, D.C McKinney,

X Cai, A Keller, và G Donoso Nghiên cứu đã giới thiệu phương pháp tiếp cận thuỷ văn-kinh tế mô phỏng tương tác ảnh hưởng qua lại giữa các yếu tố lượng nước phân bổ, lựa chọn loại cây trồng, sản lượng nông nghiệp, nhu cầu nước cho các hộ dùng nước phi nông nghiệp, sụt giảm tài nguyên nước nhằm mục đích định lượng lợi ích đem lại của quá trình cải tiến cách phân bổ nguồn nước cho các hộ dùng nước khác nhau

Báo cáo nghiên cứu công nghệ GAMS cho lưu vực sông Maipo gồm một số nội dung quan trọng sau:

Giới thiệu về lưu vực Maipo và tính cấp thiết của nghiên cứu

Xây dựng mô hình mô phỏng hệ thống thuỷ văn-kinh tế ứng dung công nghệ GAMS

Phân tích kết quả và đánh giá hiệu quả các phương án tính toán

Nghiên cứu lưu vực sông Đồng Nai, Việt Nam

Lưu vực sông Đồng Nai là lưu vực sông chính vùng Đông nam bộ là khu công nghiệp tập trung lớn nhất toàn quốc Đây là khu công nghiệp có tốc độ tăng trưởng rất cao do vậy nghiên cứu tìm giải pháp phân bổ nguồn nước ngày càng trở nên cấp bách

Viện Chính sách lương thực thế giới (IFPRI) đã phát triển mô hình cân bằng nước tối ưu kinh tế cho lưu vực sông Đồng Nai ứng dụng công nghệ GAMS nghiên cứu nguồn nước lưu vực sông Đồng Nai phục vụ đa mục tiêu cho các

Trang 4

Nghiên cứu lưu vực sông Mêkông, vùng Đông Nam Á

Với đầu đề Phân bổ tối ưu nguồn nước lưu vực sông Mekong ( Claudia Ringler, 2001), và Phân tích chính sách tài nguyên nước lưu vực sông Mekong (Claudia Ringler, Joanchim von Braun và Mark W Rosegrant, 2004) đã phát triển mô hình GAMS lưu vực sông Mekong nhằm đánh giá phương án phân bổ nguồn nước cho các kịch bản phát triển khác nhau

Nghiên cứu mô tả tình hình các công trình thuỷ lợi dọc sông, và nhu cầu dùng nước cho các hộ dùng nước trên toàn lưu vực Hàm lợi nhuận được phát triển cho các hộ dùng nước chính trên lưu cùng với một loạt các ràng buộc vật lý và vận hành liên quan

Sau khi thiết lập mô hình được giải cân bằng giữa cung và cầu về nguồn nước với hàm mục tiêu tối đa lợi nhuận từ sử dụng nước của từ hộ dùng nước Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng mặc dù hiện tại trên lưu Mekong cạnh tranh nguồn nước giữa các ngành dùng nước còn ở mức thấp tuy vậy ảnh hưởng về lợi ích giữa hộ dùng nước trong dòng chính sông (thuỷ điện, giao thông thuỷ, thuỷ sản…) với các hộ dùng nước khác (tưới, cấp nước công nghiệp và đô thị) cũng

Chuyên đề thiết lập môđuyn tính toán quá trình điều tiết các hồ chứa phục

vụ công tác cấp nước cho các khu công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt nhằm đưa ra một chương trình máy tính trên cơ sở công nghệ GAMS có khả năng tính toán điều tiết các hồ chứa chính trên lưu vực sông Hồng phục vụ các ngành DSKT trong vùng cũng như hạ du sông Hồng

Trang 5

II PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Trong giới hạn nghiên cứu của chuyên đề này, phương pháp nghiên cứu là thu thập thông số kỹ thuật của các hồ chứa trong vùng nghiên cứu, tài liệu nhu cầu sử dụng nước, phân tích các tài liệu, những nghiên cứu trong và ngoài nước

đã có về công nghệ GAMS Qua đó xây dựng chương trình máy tính để tính toán quá trình điều tiết các hồ chứa phục vụ tối đa nhu cầu sử dụng nước của các ngành DSKT trong vùng nghiên cứu

III NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

1 GIỚI HẠN, VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÙNG NGHIÊN CỨU

Vùng nghiên cứu là phần hạ lưu vực sông Hồng nằm trong lãnh thổ Việt Nam

Trung Quốc, phía Bắc giáp sông Trường Giang, sông Châu Giang của Trung Quốc, phía Tây giáp sông Mekong, phía Nam giáp sông Mã, và phía đông giáp lưu vực sông Thái Bình Lưu vực sông Hồng chia làm 3 lưu vực sông chính là : lưu vực sông Đà, lưu vực sông Thao và lưu vực sông Lô – Gâm

• Dòng chính sông Hồng Dòng chính sông Hồng chảy qua hai tỉnh Lào

Cai, Yên Bái là hai tỉnh miền núi phía Bắc nước ta (từ Lào Cai đến Việt Trì gọi là sông Thao); Đoạn này nằm trong khoảng 21o40’ ÷ 22o52’ vĩ độ Bắc và 103o31’ ÷ 104o 38’ kinh độ Đông Phía Bắc là tỉnh Vân Nam Trung Quốc; Phía Tây là tỉnh Lai Châu; Phía Đông là tỉnh Hà Giang và phía Nam là tỉnh Sơn La, Hoà Bình Phía Đông và Đông Nam là các tỉnh Tuyên Quang, Phú Thọ và chảy vào châu thổ sông Hồng rồi cuối cùng đổ ra cửa Ba Lạt vào vịnh Bắc Bộ

• Lưu vực sông Đà Sông Đà là nhánh lớn nhất của sông Hồng có chiều

dài 900 km, phần Việt Nam 570 km với diện tích lưu vực 52.900 km2, diện tích phần Việt Nam 25.800 km2 gồm các tỉnh Lai Châu, Điện Biên, Sơn La, Hoà Bình

và một phần đất đai của các tỉnh Yên Bái, Phú Thọ, Hà Tây Sông Đà bắt nguồn từ (Trung Quốc) vào Việt Nam tại xã Nậm Tè huyện Mường Tè tỉnh Lai Châu, nhập lưu với sông Hồng tại Ngã ba Bạch Hạc, Việt Trì

• Lưu vực sông Lô – Gâm Lưu vực sông Lô - Gâm nằm ở phía Bắc Việt

bắt nguồn từ đỉnh núi Lusi Chiên Trung Quốc chảy vào sông Hồng tại Việt Trì Diện tích lưu vực là 39.000 km2 Bao gồm đất đai của 30 huyện, thị xã và thành phố thuộc 8 tỉnh: Lào Cai, Yên Bái, Hà Giang, Tuyên Quang, Phú Thọ, Vĩnh Phúc, Bắc Cạn và Cao Bằng Trong đó: Tỉnh Hà Giang: 10 huyện thị; Tỉnh Tuyên Quang: 6 huyện, thị xã; Tỉnh Phú Thọ: huyện Phong Châu, Đoan Hùng, thành phố Việt Trì; Tỉnh Vĩnh Phúc gồm Tam Dương, Lập Thạch; Tỉnh Lào Cai bao gồm Bắc Hà, Mường Khương, Yên Bình, Bảo Yên; Tỉnh Yên Bái bao gồm: Yên Bình, Lục Yên; Tỉnh Bắc Cạn bao gồm huyện Ba Bể, Chợ Đồn; Tỉnh Cao Bằng: huyện Bảo Lạc

PHẠM VI NGHIÊN CỨU

- Là hệ thống sông và các hồ chứa nước thuộc lưu vực sông Đà, Thao và Lô-Gâm-Chảy là hồ Hoà Bình, hồ Thác Bà và hồ Tuyên Quang

Trang 6

2 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA CÁC HỒ CHỨA

T T Thông số và chỉ tiêu Đơn vị Tuyên

Trang 7

Q đến hồ QDENL(T,L)

Nông nghiệp R(T,L)

hồ chứa L

Công nghiệp RA(T,L)

Sinh hoạt Xả tự do Phát điện RE(T,L)

RS(T,L) XA(T,L) Đoạn sông

Nhu cầu của hạ du

- Mỗi hồ chứa bao gồm 01 quá trình lưu lượng đến hồ theo chuỗi thời gian tính toán

- Hồ chứa có 01 nhiệm vụ cấp nước tưới cho nông nghiệp theo kênh dẫn lấy nước riêng sau công trình hồ

- Hồ chứa có 01 nhiệm vụ cấp nước cho công nghiệp theo kênh dẫn lấy nước riêng sau công trình hồ

- Hồ chứa có 01 nhiệm vụ cấp nước cho sinh hoạt theo kênh dẫn lấy nước riêng sau công trình hồ

- Hồ chứa có 01 nhiệm vụ cấp nước cho phát điện và lượng nước này sẽ

xả xuống đoạn sông sau hồ

- Hồ chứa có 01 nhiệm vụ xả nước xuống đoạn sông hạ du Lượng nước

đó kết hợp với lượng nước phát điện và dòng chảy nhập lưu (nếu có)

sẽ được dùng để cấp nước để duy trì dòng chảy hoặc cấp nước cho công nghiệp, nông nghiệp, môi trường dưới hạ du

- Lượng nước nhu cầu của một khu dùng nước dưới hạ du từ sông sẽ do

1 hoặc nhiều hồ đảm nhiệm, và 1 hồ có thể đảm nhiệm nhu cầu của nhiều vùng khác nhau

Trang 8

- Lượng nước phục vụ phát điện được tính toán theo nhiệm vụ của công trình (triệu KWh) Lượng điện năng đó cũng được tính theo tổng lượng điện trung bình hàng năm và tỷ lệ phần trăm phân bổ lượng đó theo từng tháng trong năm Lượng nước cung cấp cho phát điện được tính theo lượng điện trung bình (triệu KWh) của mỗi hồ trên một đơn vị lượng nước (triệu m3)

- Hệ số qui đổi giữa lưu lượng bình quân tháng (m3/s) sang tổng lượng tháng (Triệu m3) là 0.0864 x số ngày của tháng đó

P giá bán điện (VN đồng/đơn vị điện)

EFF(l) lượng điện sản xuất trên 1 m3 nước xả tại hồ l (kWh/m3)

Rt,l lượng nước xả để phát điện trong tháng t, từ hồ l (m3/tháng)

+ Tính toán tối thiểu lượng nước cung cấp từ hồ chứa thoả mãn nhu cầu tối đa cho hạ du :

Z Giá trị hàm mục tiêu (m3)

wA tỷ trọng nhu cầu nước cho ha du (không thứ nguyên)

TA Muc tiêu năm cho nhu cầu nước của hạ du (m3/năm)

EFF P

−

= T

t

t I t I I I t A t A A

w Z

Minimize

1

, ,

,

*

Trang 9

FA,t Tỉ lệ phần trăm nhu cầu nước của hạ du theo tháng (%)

RA,t Lượng cấp nước hàng tháng cho hạ du (m3/tháng)

wI Tỷ trọng nhu cầu nước tưới ( không thứ nguyên)

TI Mục tiêu năm cho nhu cầu tưới (m3/năm)

FI,t Tỷ lệ % theo tháng của nhu cầu tưới (%)

RI,t Lượng cấp nước hàng tháng cho các khu tưới ha du (m3/tháng)

+ Tính toán cân bằng tổng lượng nước trong hồ:

t thời đoạn (tháng)

l Hồ chứa thứ I

St,l dung tích trữ trong hồ l trong thời gian t (m3)

QDt,l Lượng dòng chảy đến hồ l trong thời đoạn t (m3/tháng)

ELOSt,l tổn thất do bốc hơi của hồ l trong thời đoạn t (m3/tháng)

TLOSt,l tổn thất do thấm của hồ l trong thời đoạn t (m3/tháng)

QXt,l lượng xả từ hồ l trong thời đoạn t (m3/tháng)

+ Tính toán giới hạn về dung tích của hồ chứa:

Kl Dung tích hồ l tính đến MNDBT (m3)

St,l Dung tích trữ trong hồ l trong thời gian t (m3)

IV.4 Tính toán tổn thất do bốc hơi của hồ chứa:

ELOSt,I Tổn thất do bốc hơi của hồ chứa (m3)

Et,l Tổn thất do bốc hơi từ hồ l trong tháng t (mm/tháng)

FSt,l Diện tích mặt thoáng của hồ ứng với dung tích trữ trong hồ l trong

thời gian t (ha)

Trong trường hợp không có số liệu về diện tích mặt thoáng ứng với dung tích trữ của hồ thi tổn thất do bốc hơi được tạm tính theo dung tích trữ:

l t QX

TLOS ELOS

QD S

l t K

l t E

FS + FS

Trang 10

ELOSt,I Tổn thất do bốc hơi của hồ chứa (m3)

Ekt,l Hệ số bốc hơi từ hồ l trong tháng t (không thứ nguyên =0.01)

St,l Dung tích trữ trong hồ l trong thời gian t (ha)

+ Tính toán cao trình mực nước của hồ tương ứng với lượng trữ

ELt,l=F(St,l):

ELt,l cao độ mực nước của hồ l trong thời đoạn t (m)

al, a0,l hằng số giữa cao độ hồ và hàm dung tích trữ

+ Tính toán cao trình mực nước tối thiểu của hồ để phát điện:

ELt,l cao độ của hồ l trong thời đoạn t (m)

ELmin,l cao độ tối thiểu cho phép của hồ l (m)

+ Tính toán điều kiện giới hạn để cung đảm bảo cầu:

RA,t Lượng cấp nước hàng tháng cho hạ du (m3/tháng)

RI,t Lượng cấp nước hàng tháng cho các khu tưới ha du (m3/tháng)

TA Muc tiêu năm cho nhu cầu nước của hạ du (m3/năm)

TI Mục tiêu năm cho nhu cầu tưới (m3/năm)

FA,t Tỉ lệ phần trăm nhu cầu nước của hạ du theo tháng (%)

FI,t Tỷ lệ % theo tháng của nhu cầu tưới (%)

l t a

S a

l EL

EL t , l > min, l ∀

t F

T R

t F

T R

t I I t I

t A A t A

, ,

l t Ek

S + S

1 ,

Trang 11

+ Tính toán tổn thất do thấm của hồ chứa:

TLOSt,I Tổn thất do thấm của hồ chứa (m3/tháng)

TLOI Hệ số thấm từ hồ l (không thứ nguyên=0.01~0.015)

d Cách viết một số phương trình theo mã chương trình của công nghệ GAMS:

- Điều kiên ban đầu: Lượng nước trữ ban đầu của hồ bằng 50% dung tích hữu ích + dung tích ứng với MNC

Trong đó: ELOS(T,L) Tổn thất do bốc hơi của hồ L trong tháng T

ELOST(T,L) Tổn thất do thấm của hồ L trong tháng T

R(T,L) Toàn bộ lượng nước cấp của hồ L trong tháng T

- Tính mực nước của hồ theo đường quan hệ H=F(W):

ELTHACBA(T) EL(T,"L1") =E= ST(T,"L1")*A + B; (A,B hệ số)

- Tính lượng bốc hơi gia tăng:

EVAPTHACBA(T) ELOS(T,"L3") =E= ((ST(T,"L3") + ST(T+1,"L3"))/2 *0.01)$ (ord(t) ne 60) + ((ST("T1","L3") + ST("T60","L3"))/2 *0.01) $(ord(t) eq 60);

- Tính lượng thấm của hồ:

EVAPT(T,L) ELOST(T,L) =E= ((ST(T,L) + ST(T+1,L))/2 *0.015)$ (ord(t) ne 60) +

((ST(T,L) + ST(T,L))/2 *0.01) $(ord(t) eq 60);

- Tính tổng lượng nước dành cho phát điện:

FPHATDIEN BENE =E= SUM((T,L), (EFF(L)* RE(T,L))) ;

- Tính tổng tiền điện thu được

TDIEN(T,L) TDD(T,L) =E= RE(T,L)*EFF(L)*P;

l t TLO

S + S

1 ,

Trang 12

e Mã chương trình: Chương trình viết cho 3 hồ chứa HOÀ BÌNH, THÁC BÀ

và TUYÊN QUANG, 24 lưu lượng nhập lưu vào hệ thống, 15 khu dùng nước hạ

du trong thời gian 12 năm (144 tháng) từ tháng 1/1991 đến thang 12/2002, nhu

cầu nước trong 3 giai đoạn: năm 2000; năm 2010 và 2020

IV KẾT LUẬN

Báo cáo đã thống kê các thông số cơ bản của hệ thống các hồ chứa trong phạm

vi nghiên cứu của dự án và bước đầu xây dựng chương trình tính toán điều tiết

hồ chứa phục vụ nhu cầu phát điện, nhu cầu tưới cũng như các nhu cầu phục vụ DSKT khác dưới hạ du các hồ chứa theo công nghệ GAMS

Qua kết quả tinh toán thu được, có thể có được cái nhìn tổng quan về tài nguyên nước trên vùng nghiên cứu, khả năng vận hành và điều tiết tối đa của các hồ chứa trong việc phát điện cũng như cung cấp nước cho các ngành DSKT trong vùng một cách có hiệu quả cao nhất

Tài liệu tham khảo

Anthony Brooke, David Kendrick, Alexander Meeraus, Ramesh Raman, 1998 GAMS A User Guide GAMS Development Corporation

Drud, A CONOPT ARKI Consulting and Development, Baqsvaerd, Denmark

Trang 13

Mays, L.W., Tung, Y.K., 1992 Hydrosystems engineering and management McGraw-Hill Book Inc

Murtagh, B.A., Saunders, M.A., Gill, P.E., Raman, R., và Kalvelagen, E MINOS: A Solver for Large-Scale Nonlinear Optimization Problems GAMS Development Corporation, Washington D.C

Phó Đức Anh, Trần Hữu Đạo, 2002 Phân Tích Hệ Thống và Tối Ưu Hoá Nhà xuất bản nông nghiệp

Richard E Rosenthal A GAMS Tutorial Naval Postgraduate School, Monterey, California USA

Ringler, C., 2001 Optimal Water Allocation in the Mekong River Basin Discussion papers on development policy No.38

ZEF-Ringler, C., J von Braun, M.W Rosegrant, 2004 Water policy for the Mekong River Basin International Water Resources Association 29(1), 30-42

Rosegrant, M.W., C Ringler, D.C McKinney, X Cai, A Keller, G Donoso,

2000 Integrated economic-hydrologic water modeling at the basin scale: The Maipo River Basin Agricultural Economics 24(1), 33-36

Taha, A.T., 1982 Operation Research: An Introduction, Macmillan, New York

Tống Đức Khang, 2004 Nâng Cao Hiệu Quả Quản Lý Khai Thác Các Hệ Thống Thuỷ Nông Trường Đại học Thuỷ lợi

Trang 14

13

* GAMS HE THONG SONG HONG

* HA NOI THANG 10 NAM 2007

* TAM TINH TRONG 10 NAM (120 THANG)

*TAT CA CO 6 SONG:

* SONG DA CO 3 DOAN SONG

* 3 NUT

* 2 KHU DUNG NUOC

* SONG THAO CO 4 DOAN SONG

* 4 NUT

* 3 KHU DUNG NUOC

* SONG CHAY CO 11 DOAN SONG

* 11 NUT

* 4 KHU DUNG NUOC NONG NGHIEP

* SONG LO CO 19 DOAN SONG

* 20 NUT

* SONG GAM CO 14 DOAN SONG

* 14 NUT

* SONG PHO DAY CO 3 DOAN SONG

* 3 NUT

* CONG TRINH HO CHUA HIEN TRANG (3 HO CHUA) BAO GOM:

* HO THAC BA - SONG CHAY

* HO TUYEN QUANG- SONG LO

* HO HOA BINH – SONG DA

* Dinh nghia nhung tap hop

SETS

L 3 ho chua hien trang va du kien /L1*L3/

T thoi doan tinh toan 60 thang trong 5 nam /T1*T60/

**********************************************

KTC3 4 KHU TUOI SONG CHAY /KTC301*KTC304/

KTL3 5 KHU TUOI SONG LO /KTL301*KTL305/

KTG3 4 KHU TUOI SONG GAM /KTG301*KTG304/

KTD3 2 KHU TUOI SONG PHO DAY /KTD301*KTD302/

DC2 11 DOAN SONG TREN SONG CHAY /DC201*DC211/

NC1 11 NUT TINH TOAN TREN SONG CHAY /NC101*NC111/

DL2 19 DOAN SONG TREN SONG LO /DL201*DL219/

Trang 15

14

NL1 20 NUT TINH TOAN TREN SONG LO /NL101*NL120/

DG2 14 DOAN SONG TREN SONG GAM /DG201*DG214/

NG1 14 NUT TINH TOAN TREN SONG GAM /NG101*NG114/

DD2 3 DOAN SONG TREN SONG PHO DAY /DD201*DD203/

ND1 3 NUT TINH TOAN TREN SONG PHO DAY /ND101*ND103/

**********************************************

;

* Du lieu dau vao

SCALARS

P gia ban dien {NGHIN VN dong-KWH} /0.200/

HQUINN HE SO HOI QUI NUOC TUOI CHO NONG NGHIEP /0.200/;

VARIABLE

QDEN(T,L) luu luong den ho L trong thang T (m3s)

WDEN(T,L) luong den ho L trong thang T (m3s)

RE(T,L) luong xa cua ho L trong thang T dung de phat dien (tr.m3)

ST(T,L) dung tich tru trong ho L trong thang T {tr.m3}

R(T,L) TONG luong NUOC CHAY XUONG HA DU HO cua ho L trong thang T (tr.m3) CAP(T,L) TONG LUONG NUOC CAP THUONG VA HA LUU HO

RA(T,L) luong cap hang thang cho cong nghiep theo thang T {tr.m3}

RI(T,L) luong cap tuoi hang thang cho ha du theo thang T {tr.m3}

RS(T,L) luong cap sinh hoat hang thang cho ha du theo thang T {tr.m3} EL(T,L) muc nuoc cua ho L trong thang T (mm-thang)

ELOS(T,L) ton that boc hoi cua ho L trong thang T (trieu m3)

ELOST(T,L) ton that tham cua ho L trong thang T (trieu m3)

BENE tong loi nhuan do phat dien {VN dong}

TDD(T,L) Tien dien {VN dong} trong thang T cua ho L

CAPNUOCCHAY TONG LUONG NUOC CAP NN SONG CHAY

CAPNUOCLO TONG LUONG NUOC CAP NN SONG LO

CAPNUOCGAM TONG LUONG NUOC CAP NN SONG GAM

CAPNUOCDAY TONG LUONG NUOC CAP NN SONG DAY

CAPNUOC TONG LUONG NUOC CAP NN CA 4 SONG

YEUCAUCHAY TONG LUONG NUOC YEU CAU CAP NN SONG CHAY

YEUCAULO TONG LUONG NUOC YEU CAU CAP NN SONG LO

YEUCAUGAM TONG LUONG NUOC YEU CAU CAP NN SONG GAM

YEUCAUDAY TONG LUONG NUOC YEU CAU CAP NN SONG DAY

YEUCAU TONG LUONG NUOC YEU CAU CAP NN CA 4 SONG

XA(T,L) luong xa cua ho L trong thang T

WXA TONG LUONG XA

* TREN SONG CHAY

Trang 16

15

QNC(T,NC1) LUU LUONG TINH DEN NUT TREN SONG CHAY

QDC(T,DC2) LUU LUONG DONG CHAY TREN DOAN SONG THUOC SONG CHAY

WDC(T,DC2) LUONG DONG CHAY TREN DOAN SONG THUOC SONG CHAY

WNC(T,NC1) LUONG DONG CHAY TREN NUT SONG THUOC SONG CHAY

QTTC(T,KTC3) LUU LUONG CAP NUOC THUC TE CHO CAC KHU TUOI VUNG SONG CHAY

WTTC(T,KTC3) LUONG CAP NUOC THUC TE CHO CAC KHU TUOI VUNG SONG CHAY

* TREN SONG LO

QNL(T,NL1) LUU LUONG TINH DEN NUT TREN SONG LO

QDL(T,DL2) LUU LUONG DONG CHAY TREN DOAN SONG THUOC SONG LO

WDL(T,DL2) LUONG DONG CHAY TREN DOAN SONG THUOC SONG LO

WNL(T,NL1) LUONG DONG CHAY TREN NUT SONG THUOC SONG LO

QTTL(T,KTL3) LUU LUONG CAP NUOC THUC TE CHO CAC KHU TUOI VUNG SONG LO

WTTL(T,KTL3) LUONG CAP NUOC THUC TE CHO CAC KHU TUOI VUNG SONG LO

* TREN SONG GAM

QNG(T,NG1) LUU LUONG TINH DEN NUT TREN SONG GAM

QDG(T,DG2) LUU LUONG DONG CHAY TREN DOAN SONG THUOC SONG GAM

WDG(T,DG2) LUONG DONG CHAY TREN DOAN SONG THUOC SONG GAM

WNG(T,NG1) LUONG DONG CHAY TREN NUT SONG THUOC SONG GAM

QTTG(T,KTG3) LUU LUONG CAP NUOC THUC TE CHO CAC KHU TUOI VUNG SONG GAM

WTTG(T,KTG3) LUONG CAP NUOC THUC TE CHO CAC KHU TUOI VUNG SONG GAM

* TREN SONG DAY

QND(T,ND1) LUU LUONG TINH DEN NUT TREN SONG DAY

QDD(T,DD2) LUU LUONG DONG CHAY TREN DOAN SONG THUOC SONG DAY

WDD(T,DD2) LUONG DONG CHAY TREN DOAN SONG THUOC SONG DAY

WND(T,ND1) LUONG DONG CHAY TREN NUT SONG THUOC SONG DAY

QTTD(T,KTD3) LUU LUONG CAP NUOC THUC TE CHO CAC KHU TUOI VUNG SONG DAY

WTTD(T,KTD3) LUONG CAP NUOC THUC TE CHO CAC KHU TUOI VUNG SONG DAY

WKTC3(T,KTC3) LUONG CAU CHO CAC KHU TUOI TREN SONG CHAY (TRIEU M3)

WTHIEUKTC3(T,KTC3) LUONG HUT CUNG CHO CAC KHU TUOI TREN SONG CHAY (TRIEU M3); POSITIVE VARIABLES RA,RI,RS,RE,XA,QTTC,QTTL,QTTG,QTTD,WTTC,

Trang 18

17

FQDC201(T,DC2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN C201 SONG CHAY FQDC202(T,DC2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN C202 SONG CHAY FQDC203(T,DC2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN C203 SONG CHAY FQDC204(T,DC2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN C204 SONG CHAY FQDC205(T,DC2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN C205 SONG CHAY FQDC206(T,DC2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN C206 SONG CHAY FQDC207(T,DC2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN C207 SONG CHAY FQDC208(T,DC2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN C208 SONG CHAY FQDC209(T,DC2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN C209 SONG CHAY FQDC210(T,DC2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN C210 SONG CHAY FQDC211(T,DC2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN C211 SONG CHAY

****************

FQNL101(T,NL1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT L101 TREN SONG LO FQNL102(T,NL1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT L102 TREN SONG LO FQNL103(T,NL1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT L103 TREN SONG LO FQNL104(T,NL1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT L104 TREN SONG LO FQNL105(T,NL1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT L105 TREN SONG LO FQNL106(T,NL1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT L106 TREN SONG LO FQNL107(T,NL1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT L107 TREN SONG LO FQNL108(T,NL1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT L108 TREN SONG LO FQNL109(T,NL1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT L109 TREN SONG LO FQNL110(T,NL1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT L110 TREN SONG LO FQNL111(T,NL1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT L111 TREN SONG LO FQNL112(T,NL1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT L112 TREN SONG LO FQNL113(T,NL1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT L113 TREN SONG LO FQNL114(T,NL1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT L114 TREN SONG LO FQNL115(T,NL1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT L115 TREN SONG LO FQNL116(T,NL1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT L116 TREN SONG LO FQNL117(T,NL1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT L117 TREN SONG LO FQNL118(T,NL1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT L118 TREN SONG LO FQNL119(T,NL1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT L119 TREN SONG LO FQNL120(T,NL1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT L120 TREN SONG LO

FQDL201(T,DL2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN L201 SONG LO FQDL202(T,DL2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN L202 SONG LO FQDL203(T,DL2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN L203 SONG LO FQDL204(T,DL2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN L204 SONG LO FQDL205(T,DL2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN L205 SONG LO FQDL206(T,DL2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN L206 SONG LO

Trang 19

18

FQDL207(T,DL2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN L207 SONG LO FQDL208(T,DL2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN L208 SONG LO FQDL209(T,DL2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN L209 SONG LO FQDL210(T,DL2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN L210 SONG LO FQDL211(T,DL2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN L211 SONG LO FQDL212(T,DL2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN L212 SONG LO FQDL213(T,DL2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN L213 SONG LO FQDL214(T,DL2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN L214 SONG LO FQDL215(T,DL2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN L215 SONG LO FQDL216(T,DL2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN L216 SONG LO FQDL217(T,DL2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN L217 SONG LO FQDL218(T,DL2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN L218 SONG LO FQDL219(T,DL2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN L219 SONG LO

****************

FQNG101(T,NG1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT G101 TREN SONG GAM FQNG102(T,NG1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT G102 TREN SONG GAM FQNG103(T,NG1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT G103 TREN SONG GAM FQNG104(T,NG1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT G104 TREN SONG GAM FQNG105(T,NG1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT G105 TREN SONG GAM FQNG106(T,NG1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT G106 TREN SONG GAM FQNG107(T,NG1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT G107 TREN SONG GAM FQNG108(T,NG1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT G108 TREN SONG GAM FQNG109(T,NG1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT G109 TREN SONG GAM FQNG110(T,NG1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT G110 TREN SONG GAM FQNG111(T,NG1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT G111 TREN SONG GAM FQNG112(T,NG1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT G112 TREN SONG GAM FQNG113(T,NG1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT G113 TREN SONG GAM FQNG114(T,NG1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT G114 TREN SONG GAM

FQDG201(T,DG2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN G201 SONG GAM FQDG202(T,DG2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN G202 SONG GAM FQDG203(T,DG2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN G203 SONG GAM FQDG204(T,DG2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN G204 SONG GAM FQDG205(T,DG2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN G205 SONG GAM FQDG206(T,DG2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN G206 SONG GAM FQDG207(T,DG2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN G207 SONG GAM FQDG208(T,DG2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN G208 SONG GAM FQDG209(T,DG2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN G209 SONG GAM FQDG210(T,DG2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN G210 SONG GAM FQDG211(T,DG2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN G211 SONG GAM

Trang 20

19

FQDG212(T,DG2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN G212 SONG GAM

**************

FQND101(T,ND1) PHUONG TRINH TINH Q DEN NUT D101 TREN SONG DAY

FQDD201(T,DD2) PHUONG TRINH TINH LUU LUONG TREN DOAN D201 SONG DAY

FWNC(T,NC1) PHUONG TRINH TINH LUONG TAI NUT TREN SONG CHAY

FWNL(T,NL1) PHUONG TRINH TINH LUONG TAI NUT TREN SONG LO

FWNG(T,NG1) PHUONG TRINH TINH LUONG TAI NUT TREN SONG GAM

FWND(T,ND1) PHUONG TRINH TINH LUONG TAI NUT TREN SONG DAY

**************

FWDC(T,DC2) PHUONG TRINH TINH LUONG DONG CHAY CAC DOAN TREN SONG CHAY

FWDL(T,DL2) PHUONG TRINH TINH LUONG DONG CHAY CAC DOAN TREN SONG LO

FWDG(T,DG2) PHUONG TRINH TINH LUONG DONG CHAY CAC DOAN TREN SONG GAM

FWDD(T,DD2) PHUONG TRINH TINH LUONG DONG CHAY CAC DOAN TREN SONG DAY

FWTTC(T,KTC3) PHUONG TRINH LUU LUONG CAP NUOC TUOI THUC TE TREN SONG CHAY

FWTTL(T,KTL3) PHUONG TRINH LUU LUONG CAP NUOC TUOI THUC TE TREN SONG LO

FWTTG(T,KTG3) PHUONG TRINH LUU LUONG CAP NUOC TUOI THUC TE TREN SONG GAM

FWTTD(T,KTD3) PHUONG TRINH LUU LUONG CAP NUOC TUOI THUC TE TREN SONG DAY

WDEN1(T) phuong trinh tinh luong nuoc den ho 1 trong thoi gian T (tr.m3) WDEN2(T) phuong trinh tinh luong nuoc den ho 2 trong thoi gian T (tr.m3) QDEN1(T) phuong trinh tinh luu luong nuoc den ho 1 trong thoi gian T (m3s) QDEN2(T) phuong trinh tinh luu luong nuoc den ho 2 trong thoi gian T (m3s) FCAPNUOCCHAY PHUONG TRINH TINH NUOC CAP TREN SONG CHAY

FCAPNUOCLO PHUONG TRINH TINH NUOC CAP TREN SONG LO

FCAPNUOCGAM PHUONG TRINH TINH NUOC CAP TREN SONG GAM

FCAPNUOCDAY PHUONG TRINH TINH NUOC CAP TREN SONG DAY

FCAPNUOC PHUONG TRINH TINH NUOC CAP TREN CA 4 SONG

FYEUCAUCHAY PHUONG TRINH TINH NUOC CAP TREN SONG CHAY

FYEUCAULO PHUONG TRINH TINH NUOC CAP TREN SONG LO

FYEUCAUGAM PHUONG TRINH TINH NUOC CAP TREN SONG GAM

FYEUCAUDAY PHUONG TRINH TINH NUOC CAP TREN SONG DAY

FYEUCAU PHUONG TRINH TINH NUOC CAP TREN CA 4 SONG

FWTHIEUKTC3(T,KTC3) PHUONG TRINH TINH TINH LUONG THIEU CAC KHU TUOI TREN SONG CHAY FWKTC3(T,KTC3) PHUONG TRINH TINH TINH LUONG CAU CAC KHU TUOI TREN SONG CHAY

Trang 21

20

FPHATDIEN Ham muc tieu phat dien

TDIEN(T,L) phuong trinh tinh tien dien

DNSTREAM(T,L) Phuong trinh can bang ha du L HO

FCAP(T,L) PHUONG TRINH TINH TONG LUONG NUOC CAP THUONG VA HA LUU HO

EVAPT(T,L) Phuong trinh ton that do tham

THACBA(T) Phuong trinh can bang ho THAC BA

TUYENQUANG(T) Phuong trinh can bang ho TUYEN QUANG

ELTHACBA(T) Phuong trinh muc nuoc ho THAC BA

ELTUYENQUANG(T) Phuong trinh muc nuoc ho TUYEN QUANG

EVAPTHACBA(T) Phuong trinh ton that do boc thoat hoi ho THAC BA

EVAPTUYENQUANG(T) Phuong trinh ton that do boc thoat hoi ho TUYENQUANG

Trang 22

*TREN SONG PHO DAY

FQND101(T,"ND101") QND(T,"ND101")=E=0;

FQDD201(T,"DD201") QDD(T,"DD201")=E=QSDAY(T,"DD201");

FQND102(T,"ND102") QND(T,"ND102")=E=QDD(T,"DD201")-QTTD(T,"KTD301");

FQDD202(T,"DD202") QDD(T,"DD202")=E=QSDAY(T,"DD202")+QND(T,"ND102");

Trang 23

22

FQND103(T,"ND103") QND(T,"ND103")=E=QDD(T,"DD202")+QTTD(T,"KTD301")*HQUINN-QTTD(T,"KTD302"); FQDD203(T,"DD203") QDD(T,"DD203")=E=QSDAY(T,"DD203")+QND(T,"ND103");

FQNL119(T,"NL119") QNL(T,"NL119")=E=QDL(T,"DL218")+QDD(T,"DD203")+QTTD(T,"KTD302")*HQUINN;

Trang 24

*LUONG DEN CAC HO

WDEN1(T) WDEN(T,"L1") =E= QNC(T,"NC108")*0.0864*SONGAYTHANG(T);

WDEN2(T) WDEN(T,"L2") =E= QNG(T,"NG108")*0.0864*SONGAYTHANG(T);

*LUU LUONG DEN CAC HO

QDEN1(T) QDEN(T,"L1") =E= QNC(T,"NC108");

QDEN2(T) QDEN(T,"L2") =E= QNG(T,"NG108");

******************OK

*CAP NUOC (TRIEU M3)

FCAPNUOCCHAY CAPNUOCCHAY =E= SUM((T,KTC3),WTTC(T,KTC3));

FCAPNUOCGAM CAPNUOCGAM =E= SUM((T,KTG3),WTTG(T,KTG3));

FCAPNUOCLO CAPNUOCLO =E= SUM((T,KTL3),WTTL(T,KTL3));

FCAPNUOCDAY CAPNUOCDAY =E= SUM((T,KTD3),WTTD(T,KTD3));

FCAPNUOC CAPNUOC =E= SUM((T,KTC3),WTTC(T,KTC3))+

SUM((T,KTG3),WTTG(T,KTG3))+

SUM((T,KTL3),WTTL(T,KTL3))+

SUM((T,KTD3),WTTD(T,KTD3));

Trang 25

24

**YEU CAU

FYEUCAUCHAY YEUCAUCHAY =E= SUM((T,KTC3),KHUTUOISCHAY(T,KTC3)*NUTTSCHAY(KTC3));

FYEUCAUGAM YEUCAUGAM =E= SUM((T,KTG3),KHUTUOISGAM (T,KTG3)*NUTTSGAM (KTG3));

FYEUCAULO YEUCAULO =E= SUM((T,KTL3),KHUTUOISLO (T,KTL3)*NUTTSLO (KTL3));

FYEUCAUDAY YEUCAUDAY =E= SUM((T,KTD3),KHUTUOISDAY (T,KTD3)*NUTTSDAY (KTD3));

FYEUCAU YEUCAU =E=YEUCAUCHAY+YEUCAUGAM+YEUCAULO+YEUCAUDAY;

FWKTC3(T,KTC3) WKTC3(T,KTC3)=E= KHUTUOISCHAY(T,KTC3)*NUTTSCHAY(KTC3);

FWTHIEUKTC3(T,KTC3) WTHIEUKTC3(T,KTC3)=E= WKTC3(T,KTC3)-WTTC(T,KTC3);

*PHAT DIEN (TY VND)

FPHATDIEN BENE =E= SUM((T,L), (P *EFF(L)* RE(T,L))) ;

* TINH TIEN DIEN CAC HO THEO THANG T (TY VND)

TDIEN(T,L) TDD(T,L) =E= RE(T,L)*EFF(L)*P;

*CAN BANG HA LUU HO CHUA

*DNSTREAM(T,L) R(T,L) =E=XA(T,L) + RE(T,L);

DNSTREAM(T,L) R(T,L) =E=XA(T,L) + RE(T,L);

FCAP(T,L) CAP(T,L) =E=XA(T,L)+ RE(T,L) + RA(T,L) + RI(T,L) + RS(T,L);

* tinh toan ton that tham

EVAPT(T,L) ELOST(T,L) =E= ((ST(T,L) + ST(T+1,L))/2 *0.015)$ (ord(t) ne 60) +

((ST(T,L) + ST(T,L))/2 *0.01) $(ord(t) eq 60);

* can bang ho chua

THACBA(T) ST(T+1,"L1")$(ord(t) ne 60) + ST("T1", "L1")$(ord(t) eq 60) =E=

ST(T,"L1") + WDEN(T,"L1") - ELOS(T,"L1") -ELOST(T,"L1") - CAP(T,"L1");

TUYENQUANG(T) ST(T+1,"L2")$(ord(t) ne 60) + ST("T1", "L2")$(ord(t) eq 60) =E=

ST(T,"L2") + WDEN(T,"L2") - ELOS(T,"L2") -ELOST(T,"L2") - CAP(T,"L2");

* XAC DINH MUC MUOC HO

* DIEN TICH MAT THOANG CUA HO

* tinh toan boc hoi

EVAPTHACBA(T) ELOS(T,"L1") =E= ((ST(T,"L1") + ST(T+1,"L1"))/2 *0.01)$ (ord(t) ne 60) + ((ST("T1","L1") + ST("T60","L1"))/2 *0.01) $(ord(t) eq 60);

EVAPTUYENQUANG(T) ELOS(T,"L2") =E= ((ST(T,"L2") + ST(T+1,"L2"))/2 *0.01)$ (ord(t) ne 60) + ((ST("T1","L2") + ST("T60","L2"))/2 *0.01) $(ord(t) eq 60);

MODEL LUUVUCSONGLO /ALL/;

* set max iterations other than the default number

Trang 26

*SOLVE POWER USING LP MAXIMIZING BENE;

SOLVE LUUVUCSONGLO USING DNLP MAXIMIZING CAPNUOC;

*SOLVE POWER USING LP MAXIMIZING CAPNUOCCAU;

*SOLVE POWER USING LP MAXIMIZING CAPNUOCTHUONG;

*SOLVE POWER USING LP MAXIMIZING CAPNUOCLUCNAM;

*SOLVE POWER USING LP MINIMIZING XATUDO;

*GHI KET QUA RA FILE

file PHUONGAN /C:\LUUVUCSONGLO.KQ/

put PHUONGAN

* IN KET QUA TINH TOAN DIEU TIET HO CHUA

* HO CAM SON

put ' ', put //

put ' KET QUA TINH TOAN DIEU TIET HO THAC BA' , put //

put ' DUNG TICH UNG VOI MUC NUOC CHET:',MNC("L1"),put 'M LA: ' ,WMNC("L1"),PUT 'TRIEU M3',PUT ' DUNG TICH UNG VOI MNDBT: ';PUT K("L1"); PUT 'TRIEU M3', put //

put ' THANG QDEN WDEN ZHOCHUA WTRU WTUOI WCN WSH WDIEN WHD WCAP', put //

loop( T,PUT THANG(T), put QDEN.L(T, "L1"),WDEN.l(T,"L1"),EL.l(T, 'L1'),ST.l(T, 'L1'),RI.l(T,"L1"),RA.l(T,"L1"),

RS.l(T,"L1"),RE.l(T,"L1"),XA.L(T,"L1"),R.l(T,"L1"), put /);

* HO NUI COC

put ' ', put //

put ' KET QUA TINH TOAN DIEU TIET HO TUYEN QUANG' , put //

put ' DUNG TICH UNG VOI MUC NUOC CHET:',MNC("L2"),put 'M LA: ' ,WMNC("L2"),PUT 'TRIEU M3',PUT ' DUNG TICH UNG VOI MNDBT: ';PUT K("L2"); PUT 'TRIEU M3', put //

put ' THANG QDEN WDEN ZHOCHUA WTRU WTUOI WCN WSH WDIEN WHD WCAP', put //

loop( T,PUT THANG(T), put QDEN.L(T, "L2"),WDEN.l(T,"L2"),EL.l(T, 'L2'),ST.l(T, 'L2'),RI.l(T,"L2"),RA.l(T,"L2"),

RS.l(T,"L2"),RE.l(T,"L2"),XA.L(T,"L2"),R.l(T,"L1"), put /);

*IN LUU LUONG GIA NHAP HE THONG

put ' KET QUA TINH TOAN DIEU TIET HO CHUA HE THONG SONG LO', put ///

put 'LUU LUONG DEN CAC DOAN TREN SONG CHAY',PUT//

loop(T, LOOP (DC2, put QDC.L(T,DC2)); PUT/)

put 'LUU LUONG GIA NHAP TAI CAC DOAN TREN SONG CHAY',PUT//

loop(T, LOOP (DC2, put QSCHAY(T,DC2)); PUT/)

put 'LUU LUONG CAP CHO CAC KHU TUOI TREN SONG CHAY',PUT//

Trang 27

26

loop(T, LOOP (KTC3, put QTTC.L(T,KTC3)); PUT/)

put 'LUU LUONG DEN CAC DOAN TREN SONG GAM',PUT//

loop(T, LOOP (DG2, put QDG.L(T,DG2)); PUT/)

put 'LUU LUONG GIA NHAP TAI CAC DOAN TREN SONG GAM',PUT//

loop(T, LOOP (DG2, put QSGAM(T,DG2)); PUT/)

put 'LUU LUONG CAP CHO CAC KHU TUOI TREN SONG GAM',PUT//

loop(T, LOOP (KTG3, put QTTG.L(T,KTG3)); PUT/)

PUT//

put ' CHAY GAM LO P.DAY CA 4 SONG', put /

put 'KHA NANG CAP NUOC ',PUT CAPNUOCCHAY.L,PUT CAPNUOCGAM.L, PUT CAPNUOCLO.L,PUT CAPNUOCDAY.L,PUT CAPNUOC.L, put / put 'YEU CAU CAP NUOC ',PUT YEUCAUCHAY.L,PUT YEUCAUGAM.L, PUT YEUCAULO.L, PUT YEUCAUDAY.L, PUT YEUCAU.L, put / put //

put 'KET QUA TINH TOAN CAC KHU TUOI TREN SONG CHAY',put/

put ' THANG CUNG CAU THIEU ',put/

LOOP (KTC3,put "ktc ",put/, LOOP (T,PUT THANG(T), put WTTC.L(T,KTC3),PUT ' ', PUT WKTC3.L(T,KTC3), PUT

WTHIEUKTC3.L(T,KTC3) ;PUT/));

put //

Trang 28

VIỆN QUY HOẠCH THUỶ LỢI

- -

BÁO CÁO TỔNG KẾT CHUYÊN ĐỀ

PHÁT TRIỂN MÔDUN THIẾT LẬP LIÊN KẾT HỆ THỐNG MẠNG SÔNG VÀ HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI (HỆ THỐNG ĐẬP DÂNG, CÔNG TRÌNH CHUYỂN NƯỚC, DÒNG HỒI

QUY) TRONG MÔI TRƯỜNG GAMS

Hà Nội, 02-2006

Trang 29

VIỆN QUY HOẠCH THUỶ LỢI

- -

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ GIẢI PHÁP CÔNG

NGHỆ ĐỂ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG LƯU VỰC SÔNG HỒNG

CHUYÊN ĐỀ 13

PHÁT TRIỂN MÔDUN THIẾT LẬP LIÊN KẾT HỆ THỐNG

MẠNG SÔNG VÀ HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI (HỆ

THỐNG ĐẬP DÂNG, CÔNG TRÌNH CHUYỂN NƯỚC, DÒNG HỒI

QUY) TRONG MÔI TRƯỜNG GAMS

CƠ QUAN CHỦ TRÌ THỰC HIỆN Chủ nhiệm đề tài: TS Tô Trung Nghĩa

Chủ nhiệm chuyên đề: ThS Nguyễn Thu Thủy

Hà Nội, 02-2006

Trang 30

MỤC LỤC

I GIỚI THIỆU CHUNG 1 1.1.VỊ TRÍ ĐỊA LÝ .2 1.2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 3 1.3 ĐẶC ĐIÊM NGUỒN NƯỚC VÀ DÒNG CHẢY MÙA KIỆT 4

II MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 8 III PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 8

IV CƠ SỞ THIẾT LẬP 10 4.1 XÂY DỰNG SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN 10

4 2 XÂY DỰNG MÔ ĐUN LIÊN KẾT MẠNG LƯỚI SÔNG NGÒI 21 V- kẾT LUẬN 37

Trang 31

I GIỚI THIỆU CHUNG

Lưu vực sông Hồng-sông Thái Bình là một hệ thống sông quốc tế chảy qua ba quốc gia Trung Quốc, Việt Nam và Lào Đây là một trong những lưu vực sông có lượng nước dồi dào-đứng thứ 22 trên thế giới với tổng lượng nước hàng năm khoảng 130 đến 140 Km3 nước Tổng diện tích lưu vực sông Hồng

- sông Thái Bình là 169.000 km2 Đây là con sông lớn thứ hai (sau sông Mêkông) chảy qua Việt Nam đổ ra biển Đông Sông Hồng được hình thành từ

3 sông nhánh lớn là sông Đà, sông Lô và sông Thao Sông Thái Bình cũng được hình thành từ 3 nhánh sông lớn là sông Cầu, sông Thương và sông Lục Nam Hai hệ thống sông được nối thông với nhau bằng sông Đuống và sông

Luộc tạo thành lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình

Phần lưu vực sông Hồng-sông Thái Bình thuộc lãnh thổ Việt Nam bao gồm

26 tỉnh là nơi sinh sống của khoảng 25 triệu dân Đặc biệt các khu dân cư tập trung ở vùng châu thổ-có thủ đô Hà Nội-là trung tâm chính trị, văn hoá, kinh

tế của cả nước

Lưu vực sông Hồng-sông Thái Bình là một lưu vực sông có lượng nước khá dồi dào song phân bố không đều theo không gian và thời gian Hơn 90% bề mặt của lưu vực có địa hình đồi núi, nguồn nước mặt chủ yếu phát sinh từ mưa do đó khi có mưa một lượng nước lớn tập trung nhanh thành dòng chảy mặt gây lên lũ lớn trên diện rộng Cũng vì vậy mùa khô các sông suối thượng nguồn khô hạn, nhiều vùng thiếu nước nghiêm trọng ảnh hưởng lớn đến hoạt động phát triển kinh tế trên lưu vực Thiếu nước nhiều khi nghiêm trọng ảnh hưởng đến cả lượng nước cho ăn uống và sinh hoạt của người dân sống trên lưu vực Thiếu nước cũng dẫn đến nước mặn xâm nhập, giao thông thuỷ bị gián đoạn, lượng nước duy trì hệ sinh thái sông không được đảm bảo

Hệ thống công trình thuỷ lợi đã được liên tục đầu tư phát triển trên toàn phạm

vi lưu vực sông Hồng-sông Thái Bình Nhiều hồ chứa trên dòng chính, dòng nhánh đã được xây dựng Hệ thống các trạm bơm, đập dâng, cống lấy nước, bơm tiêu, hệ thống kênh trục, kênh dẫn nước tưới, các hệ thống đê, công trình phòng chống lũ, nhà máy thuỷ điện, công trình phục vụ giao thông thuỷ đã được đầu tư xây dựng Đến nay toàn lưu vực đã xây dựng được 29 hệ thống thủy nông, 900 hồ chứa vừa và nhỏ, 1300 đập dâng, hàng nghìn trạm bơm điện lớn nhỏ, hàng vạn công trình tiểu thủy nông như mương, phai Toàn bộ các công trình đã tưới được 620.000ha lúa chiêm xuân, 730.000 ha lúa mùa, hàng chục nghìn ha rau màu, cây công nghiệp, cây ăn quả Chống lũ kết hợp tiêu úng bảo vệ hàng vạn ha đất canh tác và các khu công nghiệp dân cư đô thị trên toàn lưu vực Nhờ có công trình thủy lợi đã chuyển được hàng trăm nghìn ha đất canh tác 1 vụ sang 2 đến 3 vụ, năng suất cây trồng ngày một tăng; đi đôi với sự chuyển đổi phát triển kinh tế nông lâm nghiệp như tăng vụ

Trang 32

chuyển đổi cơ cấu cây trồng, vật nuôi thì các ngành công nghiệp, du lịch dịch

vụ, phát triển đô thị cũng phát triển mạnh mẽ

Tuy vậy cho đến nay hàng năm thiên tai, hạn hán vẫn thường xảy ra trên phạm vi rộng Những quy hoạch thủy lợi trước đây mới chỉ đáp ứng được một phần mục tiêu phát triển kinh tế xã hội cho từng giai đoạn quy hoạch hoặc theo ngành dùng nước riêng Đặc biệt tình hình thiếu nước ngày càng trở lên trầm trọng và có diễn biến bất thường như mùa khô năm 2004 khi mực nước sông Hồng tại trạm Hà Nội đã xuống tới mức báo động 1.97cm, thiếu nước đe doạ sản xuất nông nghiệp của người nông dân trên toàn lưu vực Qua các đợt hạn năm 2004, 2005 nhờ có hệ thống hồ điều tiết thượng lưu, hồ Hoà Bình,

hồ Thác Bà cùng với sự phối hợp liên hoàn trên toàn lưu vực đã đảm bảo cấp

đủ nước tưới trong giai đoạn đầu của vụ đông xuân nhưng thiệt hại do đợt hạn hán gây ra vẫn vô cùng lớn

Phần lưu vực sông Hồng-sông Thái Bình thuộc lãnh thổ Việt Nam có diện tích 86 660 Km2, chiếm 51% tổng diện tích lưu vực, phần thuộc địa phận Trung Quốc chiếm 48% (81 240 Km2) tổng diện tích lưu vực, phần thuộc lãnh thổ nước Lào chiếm 0.65% (1 100 Km2) tổng diện tích lưu vực

Địa hình lưu vực dốc từ Tây Bắc xuống Đông Nam với nhiều dãy núi chạy dọc theo hướng Tây Bắc-Đông Nam Với độ cao trên 1000m tập trung ở vùng lưu vực sông Đà và sông Thao và sông Lô Phần đất bằng chỉ phân bố dọc theo thung lũng sông lớn và tập trung ở vùng châu thổ

Địa hình phía Tây lưu vực gồm thượng nguồn các sông Đà, Thao với độ cao trung bình trên 1000m, gồm nhiều dãy núi chạy theo hướng Tây Bắc-Đông Nam Phần lưu vực sông Đà nằm trong lãnh thổ Việt Nam có độ cao bình quân 290m Phía đông lưu vực một phần nằm trên lãnh thổ Trung Quốc gồm

là vùng cao nguyên phía Bắc, vùng núi thấp sông Lô và sông Thái Bình, và vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng-sông Thái Bình

Vùng núi thấp phía dưới lưu vực sông Hồng là vùng núi thấp độ cao từ 1000m, như núi Ba Vì (cao 1281m), Con Voi (1316m) … là các trung tâm mưa Càng về hạ du càng nhiều vùng đất bằng phẳng

100-Vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng-sông Thái Bình gồm những đồi núi thấp dưới 100m, những thung lũng rộng hạ lưu sông Thao, sông Lô, sông Thái

Trang 33

Bình và vùng châu thổ sông Hồng-sông Thái Bình Vùng tam giác châu thổ từ Việt Trì đến biển khá bằng phẳng, độ dốc trung bình khoảng 8cm/1km

1.2 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

Trên lưu vực sông Hồng-sông Thái Bình mạng lưới trạm quan trắc khí tượng được bắt đầu hoạt động từ đầu thế kỷ 20 và dần đi vào hoàn chỉnh sau năm

1954

Phần lưu vực thuộc lãnh thổ Việt Nam với chưa đầy 100 trạm đo mưa năm

1940 tăng lên 350 trạm hiện nay Về lưới trạm khí tượng có 16 trạm năm

1939 chủ yếu ở các thị xã, năm 1960 tăng lên 72 trạm và đến sau năm 1990 còn 60 trạm Các trạm đều tập trung ở các thị trấn, thị xã, tỉnh lị Nhìn chung mật độ trạm còn thưa, phân bố không đều, chuối số liệu quan trắc còn bị gián đoạn Hệ thống trạm do Tổng Cục Khí tượng Thuỷ văn quản lý (nay thuộc Bộ Tài nguyên Môi trường) Hầu hết các trạm chính đều có số liệu quan trắc liên tục trên 30 năm, riêng trạm Hà Nội có số liệu mưa trên 100 năm Phần lưu vực thuộc lãnh thổ Trung Quốc hiện số liệu thu thập được còn hạn chế

Khí hậu trên lưu vực là khí hậu á nhiệt đới và nhiệt đới gió mùa, mùa đông lạnh ít mưa, mùa hè nóng ẩm mưa nhiều Do vị trí địa lý và ảnh hưởng của địa hình nên tính chất khí hậu trong lưu vực rất phức tạp

Nằm trong vùng nhiệt đới nguồn bức xạ đạt 60-80 Kcal/cm2/tháng Tháng nhỏ nhất rơi vào tháng I và II có tổng lượng bức xạ khoảng 5-8Kcal/cm2/tháng và lớn nhất vào tháng VII lên tới 12-16Kcal/cm2/tháng Chế độ nhiệt trên lưu vực sông Hồng-sông Thái Bình chịu ảnh hưởng của chế độ khí hậu biển Nhìn chung chế độ nhiệt trên lưu vực phụ thuộc chủ yếu vào địa hình và chế độ gió mùa, mùa hè có chế độ nhiệt ổn định hơn mùa đông Biến đổi nhiệt độ trung bình tháng cao nhất so với tháng thấp nhất khoảng 9-10oC

Độ ẩm trên lưu vực khá cao 80%-90%, giai đoạn khí hậu khô khoảng 70% và thời kỳ ẩm thấp nhất nhiều nơi vượt quá 90%

Do điều kiện nóng ẩm của khí hậu nhiệt đới gió mùa nên lượng bốc hơi phần lưu vực sông Hồng-sông Thái Bình thuộc lãnh thổ Việt Nam không lớn, trung bình từ 500-1200mm/năm Lượng bốc hơi khoảng 660-1150mm/năm ở vùng Tây Bắc, vùng trung du khoảng 560-1050mm/năm và vùng đồng bằng 100-990mm/năm

Chế độ mưa trên lưu vực biến đổi mạnh trên phạm vi toàn lưu vực Trung bình khoảng 1500mm/năm nhưng biến đổi rất mạnh từ 700-4800mm/năm Phần lãnh thổ Trung Quốc biến đổi trong khoảng 700-2100mm/năm và phần Việt Nam từ 1200-4800mm/năm Trong phần lãnh thổ Việt Nam với lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 1900mm/năm thì nơi mưa ít nhất là vùng thung lũng Yên Châu trên lưu vực sông Đà hay vùng Bảo Lạc trên sông Lô-Gâm chỉ đạt 1200/năm Những vùng mưa nhiều là Tam Đảo, Ba Vì đạt 2400mm/năm, Mường Tè 2800-3000mm/năm, Bắc Quang trên sông Lô đạt

Trang 34

4000-4800mm/năm Chế độ mưa và lượng mưa trên lưu vực phụ thuộc vào chế độ gió mùa và cũng phân theo mùa khá rõ rệt Mùa mưa gần như trung với gió mùa đông nam từ tháng V đến tháng X Lượng mưa mùa mưa chiếm 75-85% lượng mưa năm chủ yếu rơi vào các tháng VII, VIII Lượng mưa mùa khô (từ tháng XI đến tháng IV năm sau) chỉ chiếm 15-20% lượng mưa năm Tháng có lượng mưa nhỏ nhất là tháng I và II

Nhìn chung chế độ khí hậu lưu vực sông Hồng-sông Thái Bình có những đặc trưng cơ bản như sau:

Chế độ khí hậu được chia thành hai mùa rõ rệt vì thế các đặc trưng cơ bản năm không phản ảnh rõ được đặc tính khí hậu các vùng trong khu vực Mùa

hè chế độ nhiệt ổn định hơn mùa đông, và sự phân hoá giữa các vùng cũng không rõ nét Độ ẩm không khí, lượng bốc hơi năm biến đổi phụ thuộc nhiều vào lượng mưa

Mùa hè nhiệt độ cao, độ ẩm lớn, mưa nhiều là điều kiện thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp Tuy nhiên đầu mùa nhiều khi nắng hạn kéo dài, thiếu nước, đến giữa mùa lại thường có bão kèm mưa to gây ngập úng trên diện rộng gây khó khăn cho các hoạt động sản xuất trên lưu vực

Mùa đông lượng mưa nhỏ không đủ đảm bảo nhu cầu nước cho cây trồng và hoạt động sản xuất, về cuối mùa tuy mưa được bổ sung nhưng lại là thời kỳ mưa phùn ẩm thấp, thiếu ánh sáng, nhiều sâu bệnh

Lượng mưa năm biến đổi không nhiều, song phân bố không đều trong năm cùng với biến động mạnh của mưa trong tháng gây khó khăn cho sản xuất nông nghiệp Phân bố mưa trên lưu vực phụ thuộc chủ yếu vào điều kiện địa hình, hướng của các dãy núi đối với luồng khí ẩm

1.3 ĐẶC ĐIÊM NGUỒN NƯỚC VÀ DÒNG CHẢY MÙA KIỆT

Vùng nghiên cứu sông Hồng-Thái Bình gồm có ba nhánh sông chính sông

Đà, sông Thao và sông Lô bắt nguồn từ lãnh thổ Trung Quốc chảy vào Việt Nam và gặp nhau tại Việt Trì trên dòng chính sông Hồng chảy theo hướng Tây Bắc-Đông Nam có phân lưu sông Đuống sang sông Thái Bình và đổ ra biển Đông qua cửa Ba Lạt

Sông Thái Bình hình thành trên lãnh thổ Việt Nam gồm ba nhánh sông chính Cầu-Thương-Lục Nam hợp lưu tại Phả Lại sau đó nhập lưu với sông Đuống (là phân lưu của sông Hồng) trước khi đổ ra biển đông qua các cửa Thái Bình, Văn Úc sông Hồng chuyển nước sang sông Thái Bình qua sông Đuống và sông Luộc

Sông Đáy, bên hữu sông Hồng, là một phân lưu tự nhiên của sông Hồng trước khi xây dựng đập Đáy Sông Đáy chảy song song với sông Hồng theo hướng Tây Bắc – Đông Nam đổ ra biển Đông qua cửa Như Tân Sông Đáy có một nhánh lớn là sông Nhuệ nằm kẹp giữa sông Đáy và sông Hồng Trên hệ thống

Trang 35

còn có sông Đào nối sông Hồng với sông Đáy Ngoài ra một nhánh sông lớn

có thể kể đến là sông Ninh Cơ, sông Trà Lý, sông Hoá

Dòng chảy hàng năm trên lưu vực biến đổi không nhiều, năm nhiều nước và năm ít nước thường xen kẽ nhau Dòng chảy năm trên lưu vực sông Hồng-sông Thái Bình khá dồi dào Tổng lượng bình quân nhiều năm qua Sơn Tây khoảng 118 tỉ m3 tương ứng với lưu lượng 3740m3/s Nếu tính cả sông Thái Bình, sông Đáy và vùng đồng bằng thì tổng lượng dòng chảy năm lưu vực sông Hồng-sông Thái Bình vào khoảng 133 tỉ m3, trong đó khoảng 82 tỉ m3 (chiếm khoảng 61.2%) sản sinh trên lãnh thổ Việt Nam Tuy nhiên do địa hình chia cắt nên dòng chảy phân bố rất không đều trên các phần lưu vực khác nhau

Trong ba nhánh lớn của sông Hồng thì sông Đà đóng góp dòng chảy nhiều nhất khoảng 42%, sông Thao 19% mặc dù diện tích lưu vực xấp xỉ bằng lưu vực sông Đà Lưu vực sông Lô-Gâm nhỏ nhưng lại đóng góp 25.4%

Như đã trình bày ở trên dòng chảy sông Hồng một phần được chuyển sang sông Đuống về Phả Lại nhập với sông Thái Bình rồi đổ về hạ du qua các phân lưu và chảy ra biển Phần còn lại tiếp tục chảy theo sông Hồng và cũng được phân theo các phân lưu để đổ ra biển Để đánh giá được đầy đủ dòng chảy năm ở các sông vùng châu thổ là rất phức tạp do: Dòng chảy các sông này không chỉ phụ thuộc vào lượng dòng chảy từ thượng lưu đổ về mà còn chịu ảnh hưởng do sự biến đổi lòng dẫn và diễn biến của chế độ thuỷ triều, càng về gần biển thì ảnh hưởng của thủy triều càng lớn Việc đo đạc dòng chảy khó khăn và tốn kém và cũng không đủ tài liệu để thống kê đánh giá dòng chảy cho từng phân lưu mà chỉ xác định tỷ lệ phân phối lưu lượng tương đối (song

tỷ lệ này cũng thay đổi theo năm) Trong mùa lũ thì tỷ lệ biến đổi trong phạm

vi hẹp nhưng về mùa cạn thì tỷ lệ này thay đổi lớn và chỉ có thể xác định từng trường hợp cụ thể hoặc theo tần suất nào đó bằng mô hình thuỷ lực

Chế độ phân phối dòng chảy các tháng trong năm phụ thuộc vào chế độ mưa,

do đó cũng hình thành hai mùa rõ rệt; Mùa lũ chiếm khoảng 76% dòng chảy năm trong đó tháng VIII là tháng có dòng chảy chiếm tỷ lệ cao nhất khoảng 21,5%; mùa kiệt chiếm khoảng 24% dòng chảy năm trong đó tháng kiệt nhất

Hội tụ nhiệt đới là loại hình thời tiết hay gây mưa lớn và nhiễu động mạnh trên phạm vi rộng Tháng VIII thường là lúc dải hội tụ nhiệt đới nằm ngang trên lưu vực nên thường hay có mưa lớn và gây ra lũ lớn như tháng 8/1945, 8/1969, 8/1971 Trong mùa lũ khi trên một sông có lũ lớn thì các sông kia

Trang 36

cũng có lũ, song thường khác về quy mô và thời gian xuất hiện đỉnh ít trùng nhau

Do chế độ mưa trên lưu vực biến đổi cả về không gian và thời gian, nên sự xuất hiện lũ lớn trên sông Hồng có tính chất phân kỳ rõ rệt (các trận lũ lớn thường xuất hiện vào trung tuần tháng VIII, tháng VII và IX ít có cơ hội xuất hiện lũ lớn)

Mùa kiệt trên lưu vực thường từ tháng XI đến tháng V gồm 7 tháng (có lưu lượng bình quân tháng nhỏ hơn lưu lượng trung bình năm) Trong đó có tháng

XI là tháng chuyển tiếp từ mùa mưa sang mùa ít mưa Từ tháng X đến tháng

XI dòng chảy trong sông giảm nhanh và từ tháng XII đến tháng IV dòng chảy

ít biến động, cuối tháng IV và tháng V do có mưa nên dòng chảy lại tăng nhanh, chính thức mùa kiệt là từ tháng XII đến tháng IV Do vậy việc dùng nước cần được quan tâm đến dòng chảy kiệt từ tháng XII đến tháng IV và có thể là cả tháng V

Trong các tháng mùa kiệt vẫn còn có lượng mưa chiếm khoảng 20 ÷ 25% lượng mưa cả năm nhưng lượng mưa này lại tập trung vào 3 tháng XI, IV và

V còn các tháng XII đến tháng III mưa nhỏ và nhất là 2 tháng XII và I là thời tiết khô hanh, tháng II và III tuy đã có mưa nhưng chỉ là mưa phùn, từ tháng XII đến tháng III dòng chảy trong sông suối là do nước ngầm và nước điều tiết từ các hồ chứa cung cấp Tháng có lưu lượng nhỏ nhất trong năm là tháng III (xác suất xuất hiện là 53% ở Hoà Bình, 52% ở Yên Bái, 45% ở Phù Ninh, 49% ở Thác Bưởi, 57% ở Chũ và 63% ở Sơn Tây), ngoài ra dòng chảy kiệt nhất cũng đã xảy ra vào tháng II và tháng IV một số năm Dòng chảy mùa kiệt ngày nay và trong tương lai đã chịu tác động rất lớn do tác động của con người đó là xây dựng các công trình điều tiết nước, lấy nước, cải tạo dòng chảy v.v phát triển mạnh nhất là 3 thập kỷ 80, 90 và 2000 song mạnh mẽ nhất là thập kỷ 2000 khi hồ Hoà Bình đi vào vận hành khai thác

Tuy nhiên trong thời gian gần đây hạn hán thường xuyên xảy ra trên lưu vực trong những năm 2004, 2005, 2006 Hạn hán gây thiệt hại lớn cho sản xuất nông nghiệp trên lưu vực Giao thông thuỷ và thuỷ điện cũng bị ảnh hưởng lớn trong những năm gần đây

Nguyên nhân hạn hán có thể kể đến là do biến đổi bất thường về chế độ mưa trên lưu vực cũng nhưng suy giảm dòng chảy từ phần thượng lưu thuộc lãnh thổ Trung Quốc

Trên địa phận lưu vực thuộc Trung Quốc do không có số liệu mà chỉ được thông tin là: trên sông Nguyên đã làm một số hồ chứa dẫn nước tưới với dung tích 409.106 m3 dẫn 26,7 m3/s; Sông Lô chứa 326.106 m3 dẫn 48,4 m3/s, sông

Lý Tiên chứa 6,8.106 m3 dẫn 7,1 m3/s (là số liệu năm 1960); ngoài ra còn các công trình thuỷ điện từ 1000 KW ÷ 4000 KW Có hai công trình trên sông Nguyên ở Nam Khê (5m3/s) và Nghiệp Hảo (6m3/s) để cấp cho lưu vực khác

Từ 1960 đến nay chắc chắn đã có nhiều công trình mới ra đời nên chưa thể

Trang 37

khẳng định được tác động của chúng đến dòng chảy các sông đổ vào Việt Nam

Hồ chứa Thác Bà, là hồ điều tiết nhiều năm bắt đầu hoạt động từ cuối năm

1971, nói chung có thể bổ sung thêm khoảng 100-200 m3/s trong các tháng mùa kiệt song do chủ yếu phục vụ mục tiêu phát điện nên khả năng bổ sung dòng chảy phục vụ cấp nước hạ du còn hạn chế

Hồ chứa Hoà Bình, hoàn thành và đưa vào sử dụng năm 1990 làm khả năng điều tiết mùa kiệt tăng thêm khoảng 300 ÷ 400 m3/s song do là hồ lợi dụng tổng hợp chống lũ-phát điện-cấp nước mùa kiệt nên các nhiệm vụ cấp nước chưa được coi trọng Tuy nhiên qua các đợt hạn hán gần đây hồ Hoà Bình đã góp phần đáng kể giải quyết vấn đề cấp nước tưới phục vụ chống hạn thành công cho vụ đông xuân, nhưng đồng thời thiệt hại đáng kể về thuỷ điện cũng

đã được ghi nhận

Hệ thống công trình thuỷ lợi vùng hạ du chủ yếu là trạm bơm và cống tự chảy nên việc duy trì mực nước cần thiết trên các sông phải đảm bảo theo thiết kế các công trình mới phát huy hết được năng lực Nếu mực nước xuống thấp, lưu lượng nhỏ công trình không thể hoạt động theo thiết kế và với các công trình gần biển còn chịu tác động của nước mặn xậm nhập gây thiếu nguồn và tác động môi trường sinh thái

Hiện tại và trong tương lai Nhà nước đang và sẽ đầu tư xây dựng các hồ chứa lớn phục vụ đa mục tiêu trên hệ thống trong đó mục tiêu cấp nước có thể được xem là mục tiêu hàng đầu Có thể kể đến các công trình hồ Tuyên Quang (hoàn thành năm 2007), hồ Sơn La (sau 2010), các hồ Huổi Quảng, Bản Chát, Nậm Chiến, Nậm Nhùn, Nậm Na, Bắc Mục, Vân Lăng, Nà Lạnh… khả năng

bổ sung thêm khoảng 18 tỉ m3 dung tích điều tiết cấp nước đến 2020

Thực tế hiện trên lưu vực sông Hồng-sông Thái Bình bài toán thuỷ động lực học dòng chảy mùa kiệt chưa được tập trung nhiều so với bài toán lũ Tuy nhiên với tốc độ phát triển kinh tế hiện nay và trong tương lai thì vấn đề nghiên cứu phương án cấp nước mùa kiệt sẽ ngày càng trở lên cấp thiết Việc tính toán mô phỏng thuỷ động lực học dòng chảy mùa kiệt sẽ hỗ trợ đăc lực cho công tác quản lý phân bổ nguồn nước cho các ngành dùng nước trên hệ thống trong mùa khô

Vùng thượng du sông Thái Bình là một trong những vùng khan hiếm nước của đồng bằng Bắc Bộ Việc nghiên cứu nhu cầu nước của các ngành kinh tế cho sự phát triển kinh tế, xã hội và tìm ra phương án phân bổ nguồn nước hạn hẹp cho các ngành nô nông nghiệp, công nghiệm, thuỷ sản, đô thị sinh hoạt, thuỷ điện và môi trường để đạt được lợi nhuận tối ưu (xét trên khía cạnh kinh

tế, môi trường, xã hội) là đòi hỏi bức thiết trong nghiên cứu này

Trang 38

Việc sử dụng và phân bổ nguồn nước trong vùng thưọng du sông Thái Bình khá phức tạp, việc quy hoạch và quản lý nguồn nước cần đạt được hiệu quả tối ưu đồng thời phải đảm bảo được tính bền vững, hiệu quả và công bằng

Có hai nguyên tắc của mô hình quản lý lưu vực đó là mô phỏng và tối ưu Mô phỏng là việc diễn toán quá trình vật lý xảy ra trên lưu vực dựa trên các định luật và việc vận hành các công trình thuỷ lợi Quá trình tối ưu nhằm đạt được tối đa lợi nhuận của việc phân phối các nguồn tài nguyên dựa trên hàm mục tiêu và các điều kiện ràng buộc về các tài nguyên, ví dụ như tài nguyên nước, tài nguyên đất, các yếu tố về thị trường Mặc dầu mục tiêu của việc mô phỏng và tối ưu hoá là khác nhau, song chúng là những công cụ bổ trợ cho nhau để giải quyết các vấn đề cạnh tranh về nước, đồng thời chúng cũng được dùng để thiết kế và đánh giá các phương án phân bổ nguồn nước

II MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Mục tiêu của đề tài là: Xây dựng luận cứ khoa học và giải pháp công nghệ phục vụ quy hoạch phát triển bền vững lưu vực sông

Đề xuất một số vấn đề về chiến lược phát triển tổng hợp bền vững phục vụ phát triển kinh tế xã hội lưu vực sông

Mục tiêu cụ thể của đề tài bao gồm: Xây dựng mô hình tính toán kinh tế, cân bằng nước, và môi trường nguồn nước phục vụ phát triển nguồn nước lưu vực sông Hồng-Thái Bình

Đề xuất và đánh giá định lượng các kịch bản phát triển bền vững đa mục tiêu nguồn nước bằng ứng dụng mô hình toán/công nghệ GAMS (s.Hồng), MIKE

11 (s.Nhuệ), EcoLab (s.Nhuệ)

Đề xuất một số vấn đề chiến lược phát triển tổng hợp bền vững phục vụ phát triển KTXH lưu vực sông

Mục tiêu cụ thể của đề tài: Dựa trên hệ thống sông ngòi lưu vực sông Hồng

và Thái Bình và mạng lưới các khu dùng nước ở hạ du để xây dựng sơ đồ mạng lưới sông Hồng-Thái Bình Từ đó xây dựng môdun liên kết mạng lưới sông bằng ngôn ngữ GAMS

III PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Dựa trên ngôn ngữ GAMS xây dựng tổng hợp mô hình cân bằng nước và tối

ưu kinh tế cho toàn vùng nghiên cứu

Hệ thống GAMS được thiết kế để giải các bài toán lớn về tối ưu tuyến tính, tối ưu phi tuyến, tối ưu biến nguyên… GAMS là một loại ngôn ngữ lập trình bậc cao được sử dụng để quản lý số liệu, mô phỏng hệ thống cùng với một bộ

Trang 39

các thư viện toán giải tối ưu GAMS được Ngân hàng thế giới (WB) phát triển

Đối với từng bài toán, việc chọn phương pháp tối ưu thích hợp để giải phụ thuộc vào các đặc trưng sau:

- Dạng hàm mục tiêu,

- Dạng ràng buộc, và

- Số lượng các biến tối ưu

Tuỳ thuộc vào đặc điểm của bài toán tối ưu nghiên cứu của hai tác giả Edgar

và Himmelblau (1988) đã đề xuất các bước xây dựng và giải bài toán tối ưu

hệ thống như sau:

• Bước 1: Phân tích bản chất bài toán để có thể thấy rõ được các đặc

tính riêng biệt để có thể xác định hệ thống biến tối ưu

• Bước 2: Xác định tiêu chuẩn tối ưu, thiết lập hàm mục tiêu từ biến

tối ưu đã xác định và các hệ số tương ứng

• Bước 3: Phát triển hệ thống các quan hệ toán học mô phỏng, liên

hệ giữa các biến tối ưu, số liệu vào ra và các hệ số tương ứng, bao gồm các ràng buộc dưới dạng đẳng thức, bất đẳng thức Sử dụng các quan hệ vật lý, hàm kinh nghiệm

• Bước 4: Trong trường hợp phạm vi của bài toán quá lớn: (i) Phân

ra thành những phần nhỏ dễ mô phỏng hơn, (ii) Đơn giản hoá hàm mục tiêu hoặc cách mô phỏng

• Bước 5: Ứng dụng kỹ thuật giải tương thích

• Bước 6: Kiểm tra kết quả, phân tích độ nhạy của mô hình bằng

cách thay đổi hệ số cung như các giả thiết

Một số bài toán không bắt buộc phải theo sát các bước trên, tuy vậy nên xem xét từng bước khi tiến hành xây dựng mô hình

Tóm lại, đề tài ứng dụng GAMS để giải bài toán phân bổ tối ưu nguồn nước trong mùa kiệt cho các ngành kinh tế với mục tiêu là tối đa lợi ích mang lại từ các ngành dùng nước, bao gồm: nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt và phát điện cho toàn lưu vực sông Hồng-Thái Bình

Trang 40

IV CƠ SỞ THIẾT LẬP

4.1 XÂY DỰNG SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN

Dựa vào mạng lưới sông ngòi vùng nghiên cứu thiết lập sơ đồ tính toán Dựa vào yêu cầu dùng nước của các hộ dùng nước trên hệ thống mà nhóm nghiên cứu đã tính toán và đưa vào sơ đồ 119 nút lấy nước là trạm bơm và các cống ở hạ du

Trên cơ sở đó xây dựng liên kết mạng lưới sông Hồng và Thái Bình bằng ngồn ngữ GAMS phục vụ cho tính toán tối ưu kinh tế vùng nghiên cứu

Định dạng
Số trang	120
Dung lượng	854,5 KB