Kỹ thuật và quản lý hệ thống nguồn nước ( Đại học Quốc gia Hà Nội ) - Chương 7 pps

283 CHƯƠNG 7 Các hệ thống Nớc mặt 7.1. Các hệ thống hồ chứa nớc mặt Chức năng chính của các hồ chứa là để làm giảm sự biến thiên của dòng nớc mặt thông qua sự kiểm soát và điều tiết, và điều tiết nớc đến những nơi cần thiết, đúng lúc và đúng chỗ. Chức năng chứa nớc tạm thời của các hồ chứa thờng vẫn đa đến một kết quả không mong muốn là tổn thất nớc tăng lên do quá trình thấm và bốc hơi. Tuy nhiên, các lợi ích có thể nhận đợc thông qua điều hòa dòng chảy cho các nguồn cung cấp nớc, phát điện, tới, sử dụng nớc cho các hoạt động giải trí, và các hoạt động khác sẽ bù lại cho các tổn thất này. Các lợi ích thực của mọi dự án phát triển hồ chứa phụ thuộc vào kích thớc và sự điều tiết hồ chứa, cũng nh các mục đích khác nhau của dự án. Các hệ thống hồ chứa có thể đợc chia thành hai nhóm chung theo mục tiêu điều tiết: tích trữ nớc và điều tiết lũ. Các mục tiêu tích trữ nớc bao gồm cung cấp nớc, tăng dòng chảy kiệt cải thiện chất lợng nớc, hoạt động giải trí, giao thông thuỷ, tới và thủy điện, và mọi mục đích khác trong đó nớc đợc trữ lại để xả ra sau này. Điều khiển lũ đơn giản là trữ hoặc làm chậm nớc trong quá trình lũ để làm giảm dòng chảy lũ. Chơng này chỉ tập trung vào các hệ thống hồ chứa nớc mặt cho mục tiêu tích trữ nớc. Điều tiết lũ, một khía cạnh của điều tiết hệ thống hồ chứa đợc thảo luận trong chơng 13. Nói chung, tổng dung tích của một hồ chứa đa mục đích gồm có ba thành phần chính (xem hình 7.1.1); (1) dung tích chết, chủ yếu dùng để lắng đọng bùn cát, hoạt động giải trí, hoặc phát điện; (2) dung tích hiệu dụng, đợc sử dụng cho các mục đích tích trữ nớc, bao gồm các nguồn cung cấp nớc, tới, vận tải thuỷ, vân vân ; (3) dung tích điều tiết lũ trữ thể tích lũ vợt quá để giảm tiềm năng phá hủy của dòng lũ. Thờng thì các lợng trữ này có thể 284 đợc xác định riêng rẽ và sau đó đợc kết hợp lại thành tổng lợng trữ của hồ chứa. Hình 7.1.1 Vị trí các thành phần của hồ chứa (U.S. Army Corps of Engineers, 1977) 7.2. phân tích lợng trữ dòng chảy bền vững cho cung cấp nớc Xác định mối quan hệ giữa lợng trữ dòng chảy cho một công trình hồ chứa là một trong những phép phân tích thủy văn cơ bản về thiết kế hồ chứa. 285 Hai vấn đề cơ bản trong nghiên cứu lợng trữ dòng chảy (U.S. Army Corps of Engineers HEC, 1977) là: (1) xác định lợng trữ cần thiết để cung cấp đợc một dòng chảy cho trớc; và (2) xác định dòng chảy của một lợng trữ cho trớc. Vấn đề đầu tiên thờng gặp phải trong các giai đoạn lập kế hoạch và thiết kế sơ bộ của một nghiên cứu phát triển tài nguyên nớc, trong khi đó vấn đề thứ hai thờng diễn ra trong các giai đoạn thiết kế cuối cùng hoặc trong giai đoạn định giá lại của một dự án đã có để có một phân tích tổng hợp hơn. Các mục tiêu khác của phân tích lợng trữ dòng chảy bao gồm: (1) xác định các khía cạnh bổ sung hoặc cạnh tranh của việc phát triển đa công trình; (2) xác định các mặt bổ sung hoặc cạnh tranh của sự phát triển một công trình đa mục đích; và (3) phân tích các quy tắc điều tiết khác cho một công trình hoặc một nhóm công trình. Các phơng pháp thờng hay sử dụng để phát triển một quan hệ lợng trữ dòng chảy bao gồm (U.S. Army Corps of Engineers, 1977): (1) phân tích đơn giản hóa; và (2) phân tích chi tiết tuần tự. Các phơng pháp đơn giản hóa là thích hợp khi mục đích nghiên cứu chỉ giới hạn ở các nghiên cứu sơ bộ hoặc các nghiên cứu tính khả thi. Các phơng pháp chi tiết bao gồm phân tích mô phỏng và phân tích tối u thờng cần đến khi nghiên cứu các mục tiêu cho giai đoạn thiết kế. Mục tiêu của các phơng pháp đơn giản hóa là thu đợc một ớc tính khá tốt của các kết quả, các ớc tính này sau đó có thể đợc cải thiện bằng một phân tích chi tiết tuần tự. Những yếu tố tác động đến sự lựa chọn phơng pháp phân tích là: (1) các yêu cầu nghiên cứu; (2) độ chính xác yêu cầu; và (3) số liệu cơ bản yêu cầu và số liệu có sẵn. 7.2.1 Các quy trình phân tích dòng chảy bền vững Dòng chảy bền vững (firm yield) đợc định nghĩa nh là lợng dòng chảy lớn nhất hoặc lu lợng dòng chảy lớn nhất luôn có tại một vị trí đã cho trên dòng chảy. Cụ thể hơn, Chow và những ngời khác (1988) định nghĩa dòng chảy bền vững của một hồ chứa nh là tốc độ xả nớc trung bình năm làm cho mực nớc hồ chứa đạt mức thấp nhất cho phép chỉ một lần duy nhất trong thời khoảng hạn hán của số liệu quan trắc. Phơng pháp đợc sử dụng nhiều nhất để xác định dòng chảy bền vững của một con sông không đợc điều tiết là xây dựng đờng cong lu lợng thời gian, nó là đồ thị của lợng xả, nh là một hàm của phần trăm số lần lu lợng bằng hoặc vợt. Ví dụ nh trong hình 7.2.1 cho số liệu dòng chảy tháng trong bảng 7.2.1. Đờng cong lu lợng thời gian có thể đợc xây dựng cho một vị trí cho trớc trên một con sông bằng cách sắp xếp các giá trị tốc độ dòng chảy quan trắc theo thứ tự độ lớn giảm dần. Từ đó ta có thể tính đợc phần trăm số lần bằng hoặc vợt cho mỗi độ lớn của lu lợng. Sau đó, phần trăm số lần vợt đợc vẽ lên đồ thị theo lu lợng để xác định quan hệ lu lợng thời gian. Dòng chảy bền vững là lu lợng bằng và vợt tỉ lệ 100% số lần của một chuỗi số liệu lu lợng lịch sử. Đờng cong lu lợng thời gian đợc sử dụng để xác định nguồn cung cấp nớc tiềm năng trong giai đoạn lập kế 286 hoạch và thiết kế của các dự án tài nguyên nớc, đặc biệt là các nhà máy thủy điện. Phân tích đờng cong lũy tích. Để tăng dòng chảy bền vững của một con sông không đợc điều tiết, các công trình ngăn nớc mặt đợc xây dựng để điều tiết con sông. Hai phơng pháp, phân tích đờng cong tích lũy và phân tích đỉnh (sequent-peak analysis), có thể đợc sử dụng để xây dựng quan hệ lợng trữ dòng chảy cho các vị trí khác nhau dọc theo một dòng sông. Một đờng cong tích lũy là đồ thị của hàm lũy tích lợng dòng chảy theo thời gian. Phân tích đờng cong tích lũy đợc xây dựng lần đầu tiên bởi Ripple vào năm 1883. Phơng pháp này sử dụng các chuỗi số liệu lịch sử hoặc các chuỗi số liệu tính toán của lu lợng dòng chảy trong một khoảng thời gian, [0, T]. Phân tích giả sử rằng khoảng thời gian bao gồm cả thời kì tới hạn, thời kì mà dòng chảy đạt một giá Hình 7.2.1 Đờng cong lu lợng - thời gian của sông Little Weiser gần Indian Valley, Idaho (1966 1970). trị cực tiểu làm cho mực nớc hồ chứa giảm nhiều nhất. Phân tích đờng cong tích lũy có thể đợc thực hiện bằng các phơng pháp đồ giải. Hai phơng pháp đồ giải đợc trình bày ở đây. Phơng pháp đầu tiên là phơng pháp Ripple nguyên thủy (nh trong hình 7.2.2) trong đó các giá trị của luỹ tích dòng chảy đến hồ theo thời gian trong bảng 7.2.1 đợc biểu diễn lên trên đồ thị. 287 Phơng pháp Ripple thích hợp khi dòng xả là không đổi. Tuy nhiên trong các trờng hợp dòng xả của hồ biến đổi, cũng dễ dàng tính đợc sự khác nhau giữa lũy tích các dòng chảy đến và lũy tích các dòng xả của hồ. Dung tích hiệu dụng cần thiết chính là độ chênh lệch nhiều nhất giữa hai loại dòng chảy trên. Tất nhiên là cách tiếp cận khác này cũng có thể sử dụng cho trờng hợp dòng xả không đổi và nó có thể đợc thực hiện bằng đồ thị. Các phơng pháp có thể áp dụng nhiều lần với các dòng xả khác nhau để nhận đợc đờng cong lợng trữ dòng chảy tại một vị trí hồ chứa cho trớc. Các giả thiết gắn liền với phơng pháp đờng cong tích lũy là tổng lợng dòng xả trong khoảng thời gian phân tích không vợt quá tổng lợng dòng chảy đến. Trong phân tích đờng cong tích lũy, dãy tới hạn của các lu lợng có thể xảy ra ở điểm cuối của số liệu dòng chảy quan trắc. Khi điều này xảy ra, khoảng phân tích đợc nhân đôi từ [0, T] thành [0, 2T] với dòng chảy đến lặp lại các giá trị của nó trong thời khoảng thứ hai, và trong các tiến trình phân tích. Nếu tổng dòng xả vợt quá tổng dòng chảy đến trong khoảng số liệu quan trắc lịch sử, thì phân tích đờng cong tích lũy không xác định đợc một dung tích hồ chứa cụ thể. Bảng 7.2.1 Lu lợng tháng của sông Little Weiser gần Indian Valley, Idaho, cho các năm thủy văn 1966 1970, t Năm Tháng Lu lợng (AF) QF t (AF) 1 1965 10 742 742 2 11 1,060 1,802 3 12 1,000 2,802 4 1966 1 1,500 3,302 5 2 1,080 4,382 6 3 6,460 10,842 7 4 10,000 20,842 8 5 13,080 33,922 9 6 4,910 38,832 10 7 981 39,813 11 8 283 40,096 12 9 322 40,398 13 10 404 40,822 14 11 787 41,609 15 12 2,100 43,709 16 1967 1 4,410 48,119 17 2 2,750 50,869 18 3 3,370 54,239 288 19 4 5,170 59,409 20 5 19,680 79,089 21 6 19,630 98,719 22 7 3,590 102,309 23 8 710 103,019 24 9 518 103,537 25 10 924 104,461 26 11 1,020 105,481 27 12 874 106,355 28 1 1,020 107,375 29 1968 2 8,640 116,015 PHân tích đỉnh. Phơng pháp đỉnh tính toán tổng lũy tích của dòng chảy đến QF t trừ đi dòng xả của hồ chứa R t , đó là, t u t = t (QF t R t ), cho mọi khoảng thời gian t thuộc thời khoảng phân tích [0, T]. Để giải quyết vấn đề này bằng đồ thị, tổng lũy tích của u t đợc vẽ đồ thị theo thời gian t. Lợng trữ ứng với mỗi thời khoảng là sự chênh lệch theo trục thẳng đứng giữa đỉnh thứ nhất và điểm thấp trớc dãy đỉnh. Phơng pháp có hai giả thiết giống nh hai giả thiết của phân tích đờng cong tích lũy. Về phơng diện đại số, phơng pháp đỉnh có thể thực hiện bằng cách sử dụng phơng trình đệ quy sau, 1 , 0, t t t t R QF K K Nếu dơng cho các trờng hợp khác (7.2.1) trong đó K t là lợng trữ cần thiết tại đầu thời khoảng t. Giá trị ban đầu của K t tại t = 0 đợc gán bằng 0, Nói chung, phơng pháp sử dụng phơng trình (7.2.1) đợc áp dụng lặp đi lặp lại nhiều lần, cho hai lần độ dài của khoảng thời gian tính toán để giải thích cho khả năng chuỗi lu lợng tới hạn có ở đoạn cuối của số liệu dòng chảy quan trắc. Giá trị cực đại đã tính đợc của K t là dung tích hiệu dụng của hồ chứa, ứng với chuỗi dòng chảy và các dòng xả đang xét. Trong thực tế, ngoài các dòng chảy đến, các thành phần thủy văn, giáng thủy, lợng bốc hơi và thấm cũng quyết định dung tích của một hồ chứa. Giáng thủy rơi trực tiếp trên bề mặt hồ chứa đóng góp vào lợng trữ. Bốc hơi và thấm dẫn đến tổn thất nớc của lợng trữ hiệu dụng của hồ chứa. Phụ thuộc vào vị trí và các điều kiện địa chất của vị trí hồ chứa, tổng tổn thất của bốc hơi và thấm là một tác động quan trọng tới cân bằng khối lợng của hệ thống hồ chứa. Bỏ qua các yếu tố này sẽ dẫn đến đánh giá quá cao trữ lợng nớc và, bởi vậy, đánh giá không đúng mức lợng trữ cần thiết của hồ để có đợc dòng xả mong muốn. Trong các vùng đất khô cằn và bán khô cằn, ví dụ nh miền tây nam nớc Mỹ, lợng nớc tổn thất bởi bốc hơi có thể lớn tới mức đủ để làm giảm bớt đáng kể những tác động có lợi của nớc trữ. 289 Lợng nớc tổn thất bởi bốc hơi và thấm là một hàm của lợng trữ, diện tích mặt thoáng, và các yếu tố địa chất và khí hậu, dòng chảy đến thực của một hồ chứa cần đợc hiệu chỉnh và sử dụng trong các phơng pháp đờng cong lợng trữ và phơng pháp đỉnh. Dòng chảy đến hồ chứa hiệu chỉnh QF ta trong thời khoảng t có thể đợc tính nh sau QF ta = QF t + PP t - EV t - SP t (7.2.2) trong đó PP t là lợng giáng thủy rơi trên mặt hồ chứa, EV t là lợng bốc hơi, và SP t là tổn thất do thấm trong thời khoảng t. Các yếu tố trong vế phải của phơng trình (7.2.2) phụ thuộc vào lợng trữ và diện tích bề mặt hồ chứa trong thời khoảng t, và các yếu tố này, tới lợt nó, lại là một hàm của các thành phần thủy văn này. BảNG 7.2.1 tiếp theo t Năm Tháng Lu lợng (AF) QF t (AF) 30 3 6,370 122,385 31 4 6,720 129,105 32 5 13,290 142,395 33 6 9,290 151,685 34 7 1,540 153,225 35 8 915 154,140 36 9 506 154,646 37 10 886 155,532 38 11 3,040 158,572 39 12 2,990 161,562 40 1969 1 8,170 169,732 41 2 2,800 172,532 42 3 4,590 177,122 43 4 21,960 199,082 44 5 30,790 229,872 45 6 14,320 244,192 46 7 2,370 246,562 47 8 709 247,271 290 48 9 528 247,799 49 10 859 248,658 50 11 779 249,437 51 12 1,250 250,687 52 1970 1 11,750 262,437 53 2 5,410 267,849 54 3 5,560 273,407 55 4 5,610 279,017 56 5 24,330 303,347 57 6 32,870 336,217 58 7 7,280 343,497 59 8 1,150 344,647 60 9 916 345,563 Hình 7.2.2 Đờng cong tích lũy của sông Little Weiser gần Indian Valley, Idaho, dựa trên tổng lu lợng tháng từ 1966- 1970, Ví dụ 7.2.1. Giả sử rằng lợng tổn thất do bốc hơi bình quân tháng và giáng thủy của vài năm là nh sau: Tháng 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 EV (AF) 270 275 280 350 470 450 400 350 370 330 300 290 PP (AF) 3 5 5 10 30 50 100 150 70 10 2 3 Tổn thất do thấm là không đáng kể tại đây. Xác định dung tích hiệu dụng cần thiết để sản sinh một dòng chảy bền vững 2000 AF/tháng. Lời giải. Tính toán bằng phơng pháp đỉnh xét đến các thành phần thủy văn khác trong bảng 7.2.2. Từ cột (2) (5) lần lợt chứa dữ liệu hàng tháng cần thiết: dòng xả, dòng nớc mặt chảy đến, giáng thủy, và bốc hơi. Từ cột (3) (5) đợc sử dụng để tính dòng chảy đến hiệu chỉnh theo phơng trình (7.2.2). 291 Dòng chảy đến hiệu chỉnh cho từng tháng đợc sử dụng trong phơng trình (7.2.1) để tính K t . Dung tích hiệu dụng cần thiết là 8840 AF nh đã chỉ ra trong bảng 7.2.2. Do có tổn thất do bốc hơi nên kết quả dung tích hiệu dụng cần thiết tăng lên. Cần phải chỉ ra rằng, trong ví dụ này, lợng giáng thủy tháng và lợng bốc hơi tháng là các hằng số và đợc giả sử rằng độc lập với lợng trữ. Trong thực tế, giá trị tháng của PP t và EV t là các hàm của lợng trữ, là giá trị cần xác định trong ví dụ này. Để giải thích chính xác cho các giá trị của PP t và EV t khi lợng trữ thay đổi, cần có một phơng pháp thử sai để xác định giá trị cần thiết K a của dòng chảy bền vững cho trớc. 7.2.2. Các phơng pháp tối u hóa cho phân tích dòng chảy bền vững Phân tích đờng cong tích lũy và phơng pháp đỉnh đợc sử dụng trong giai đoạn lập kế hoạch để xác định sức chứa của một hồ chứa nớc mặt đơn lẻ với một dạng dòng xả cho trớc. Nó cho phép các kỹ s phát triển một đờng cong lợng trữ - dòng chảy cho một vị trí hồ chứa đang nghiên cứu. Tuy nhiên, khả năng của hai phơng pháp này trong phân tích một hệ thống hồ chứa gồm vài hồ chứa là rất hạn chế. Hơn nữa, dung tích hiệu dụng của một hồ chứa phụ thuộc vào các yếu tố thủy văn khác nhau. Những ảnh hởng của các yếu tố thủy văn này đối với cân bằng khối lợng, đến lợt nó, lại là một hàm của lợng trữ cha biết của hồ chứa. Mối quan hệ ẩn nh thế này không thể đợc giải thích trực tiếp bằng phân tích đờng cong lũy tích và phân tích đỉnh. Mặt khác, các mô hình tối u rõ ràng có thể nghiên cứu các mối quan hệ ẩn nh thế, các mối quan hệ không thể đợc giải quyết trực tiếp bằng các phơng pháp thích hợp. Hơn nữa, các hệ thống có một vài hồ chứa đa nhiệm vụ có thể đợc mô hình hóa và mối quan tơng quan của chúng có thể đợc giải thích trong một mô hình tối u hóa. Để minh họa xét một hồ chứa đợc thiết kế đơn lẻ cho mục đích cung cấp nớc. Đặc tính cốt yếu của một mô hình tối u hóa để xác định sức chứa của hồ chứa là phơng trình cân bằng khối lợng, 1 t t t t t t ST ST PP QF R EV (7.2.3) trong đó ST t là lợng trữ của hồ chứa tại thời điểm đầu của thời khoảng t. Một mô hình để xác định dung tích hiệu dung nhỏ nhất (K a ) đối với một dòng xả bền vững cho trớc (R * ), có thể thiết lập nh sau Cực tiểu hóa K a (7.2.4a) với ràng buộc Bảng 7.2.2 Các kết quả tính toán của phơng pháp đỉnh với các thành phần thủy văn khác t (tháng) (1) R t (AF/tháng) (2) QF t (AF/tháng) (3) PP t (AF/tháng) (4) EV t (AF/tháng) (5) K t-1 (AF/tháng) (6) K t (AF/tháng) (7) 1 2000,0 742,0 3,0 270,0 0,0 1525,0 2 2000,0 1060,0 5,0 275,0 1525,0 2735,0 3 2000,0 1000,0 5,0 2800, 2735,0 4010,0 4 2000,0 1500,0 10,0 350,0 4010,0 4850,0 5 2000,0 1080,0 30,0 470,0 4850,0 6210,0 6 2000,0 6.460,0 50,0 4500 6210,0 2150,0 7 2000,0 10000,0 100,0 400,0 2150,0 0,0 292 8 2000,0 13080,0 150,0 3500 0,0 0,0 9 2000,0 4910,0 70,0 3700 0,0 0,0 10 2000,0 981,0 10,0 330,0 0,0 1339,0 11 2000,0 283,0 2,0 300,0 1339,0 3354,0 12 2000,0 322,0 3,0 290,0 3354,0 5319,0 13 2000,0 404,0 3,0 2700 5319,0 7182,0 14 2000,0 787,0 5,0 275,0 7182,0 8665,0 15 2000,0 2100,0 5,0 280,0 8665,0 8840,0 16 2000,0 4410,0 10,0 350,0 8840,0 6770,0 17 2000,0 2750,0 30,0 470,0 6770,0 6480,0 18 2000,0 3370,0 50,0 450,0 6460,0 5490,0 19 2000,0 5170,0 100,0 400,0 5490,0 2620,0 20 2000,0 19680,0 150,0 350,0 2620, 0,0 21 2000,0 19630,0 70,0 370,0 0,0 0,0 22 2000,0 3590,0 10,0 330,0 0,0 0,0 23 2000,0 710,0 2,0 300,0 0,0 1588,0 24 2000,0 518,0 3,0 290,0 1588,0 3357,0 25 2000,0 924,0 3,0 270,0 3357,0 4700,0 26 2000,0 1020,0 5,0 275,0 4700,0 5950,0 27 2000,0 874,0 5,0 280,0 5950,0 7351,0 28 2000,0 1020,0 10,0 350,0 7351,0 8671,0 29 2000,0 8640,0 30,0 470,0 8671,0 2471,0 a. bảo toàn khối lợng trong mỗi thời khoảng t, * 1 , 1, , t t t t tt ST ST R R QF PP EV t T (7.2.4b) trong đó t R là lợng xả vợt quá dòng xả bền vững cho trớc R * . b. dung tích của hồ chứa không thể bị vợt quá trong toàn bộ các thời khoảng tính toán, 0, 1, , t a ST K t T (7.2.4c) Các biến quyết định là , , t t ST R và K a . Mô hình là tuyến tính nếu các biến thủy văn QF t , PP t , và EV t là các số đã biết. Dung tích hiệu dụng nhỏ nhất cần thiết * a K để mang lại dòng xả cho trớc R * có thể xác định bởi một thuật giải quy hoạch tuyến tính. Để nhận đợc quan hệ dòng chảy bền vững lợng trữ, mô hình có thể đợc giải lặp đi lặp lại với các biến dòng xả bền vững R * khác nhau. Bảng 7.2.2 tiếp theo t (tháng) (1) R t (AF/tháng) (2) QF t (AF/tháng) (3) PP t (AF/tháng) (4) EV t (AF/tháng) (5) K t-1 (AF/tháng) (6) K t (AF/tháng) (7) 30 2000,0 6370,0 50,0 450,0 2471,0 0,0 31 2000,0 6720,0 100,0 400,0 0,0 0,0 32 2000,0 13290,0 150,0 350,0 0,0 0,0 33 2000,0 9290,0 70,0 370,0 0,0 0,0 34 2000,0 1540,0 10,0 330,0 00, 780,0 35 2000,0 915,0 20, 300,0 780,0 2163,0 36 2000,0 5060 3,0 290,0 2163,0 3944,0 37 2000,0 8860 30 270,0 3944,0 5325,0 38 2000,0 30400 5,0 275,0 5325,0 4555,0 39 2000,0 29900 5,0 280,0 4555,0 3840,0 40 2000,0 81700 10,0 3500, 3840,0 0,0 41 2000,0 28000 30,0 470,0 0,0 0,0 [...]... 2100,0 4410,0 275 0,0 3 370 ,0 5 170 ,0 19680,0 19630,0 35900, 71 0,0 518,0 924,0 PPt (AF/th) (4 ) EVt (AF/th) (5 ) 3,0 5,0 5,0 10,0 30,0 50,0 100,0 150,0 70 ,0 10,0 2,0 3,0 3,0 5,0 5,0 10,0 30,0 50,0 100,0 150,0 70 ,0 10,0 2,0 3,0 3,0 270 ,0 275 ,0 280,0 350,0 470 ,0 450,0 300,0 350,0 370 ,0 330,0 300,0 290,0 270 ,0 275 ,0 280,0 350,0 470 ,0 450,0 300,0 350,0 370 ,0 330,0 330,0 290,0 270 ,0 Rt (AF/th) (6 ) 2000,0 2000,0... 39,6 50,5 56,4 74 ,2 95 ,7 97, 5 92,0 91,1 88,8 74 ,4 ERt (kWh) (1 0) 130528,0 129200,0 1153 27, 0 1013 37, 0 8 678 4,0 104644,0 50 177 7,0 879 414,0 305498,0 130619,0 128900,0 102 573 ,0 77 253,0 55120,0 44153,** 5 675 5,0 72 430,0 808 97, 0 106298,0 115 672 8,0 1350089,0 215634,0 130498,0 1 272 33,0 106648,0 26 27 28 29 4140,0 2890,0 1489,0 169,0 1020,0 874 0, 1020,0 8640,0 5,0 5,0 10,0 30,0 275 ,0 280,0 350,0 470 ,0 2000,0 2000,0... cộng và các dòng 312 xả riêng lẻ trong từng thời khoảng được cho bởi các phương trình ràng buộc (7 .5.1c) và (7 .5.1d) b Hàm chuyển đổi bước STt 1 STt QFt PPt EVt Rt , t 1, 2, , T (7 .5. 3) với ràng buộc K d STt K , t 1, 2, , T (7 .5. 4) Hình 7. 5.3 Các hàm lợi ích đơn giản tiêu biểu (U.S Army Corps of Engineers, 1 97 7) c Công thức đệ quy tiến rt 1 ( STt 1 ) Max rt ( Rt , STt 1 ) rt (STt ) , ... 1489,0 169,0 6369,0 62,4 50,2 37, 7 60,2 89496,0 71 961,0 53962,0 86242,0 ht ERt (kWh) (1 0) Bảng 7. 3.1 tiếp theo t (th) (1 ) 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 STt (AF) (2 ) QFt (AF/th) (3 ) 6369,0 8840,0 8840,0 8840,0 8840,0 8060,0 6 677 ,0 4896,0 3515,0 4285,0 5000,0 8840,0 8840,0 8840,0 8840,0 8840,0 8840,0 8840,0 72 51,0 5492,0 4084,0 2593,0 1568,0... Valley, Idaho (1 96 6-1 97 0) t (th) (1 ) STt (AF) (2 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 8840,0 73 15,0 6105,0 4830,0 3990,0 2630,0 6690,0 8840,0 8840,0 8840,0 75 01,0 5486,0 3521,0 1658,0 175 ,0 0,0 2 070 ,0 2380,0 3350,0 6220,0 8840,0 8840,0 8840,0 72 52,0 5483,0 301 QFt (AF/th) (3 ) 74 2,0 1060,0 1000,0 1500,0 1080,0 6460,0 10000,0 13080,0 4910,0 981,0 283,0 322,0 404,0 78 7,0 2100,0... 2000,0 Rt (AF/th) (7 ) 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 5550,0 10880,0 2610,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 14860,0 173 300, 1 270 ,0 0,0 0,0 0,0 STt+1 (AF) (8 ) 73 15,0 61050, 4830,0 3990,0 2630,0 6690,0 8840,0 8840,0 8840,0 75 01,0 5486,0 3521,0 1658,0 175 0, 0,0 2 070 ,0 2380,0 3350,0 6220,0 8840,0 8840,0 8840,0 72 52,0 5483,0 4140,0 ht (ft) (9 ) 91,1 90,1 80,5 70 ,7 60,6 73 ,0 92 ,7 95,3 92,5 91,1 89,9 71 ,6 53,9... 8840,0 76 92,0 6321,0 (ft) (9 ) 91,3 93,1 95,4 94,0 91,3 90,6 83,4 68,8 66,0 72 ,9 91,0 91 ,7 92,3 98,3 101,3 95 ,7 91,6 91,1 88,8 74 ,2 60,8 49,2 87, 9 92,6 92 ,7 92 ,7 99,2 102,0 93,3 91,2 90,4 228829,0 4282 67, 0 894420,0 605319,0 130890,0 129839,0 1195 470 , 98631,0 94590,0 104412,0 260089,0 155104,0 277 238,0 1525085,0 2220204,0 961132,0 134 576 ,0 1304 97, 0 1 272 86,0 1063 37, 0 871 61, 0 70 519,0 260658,0 32 978 9,0... hiện sự tối ưu Hình 7. 5.4 Biểu diễn mô hình điều tiết hồ chứa bằng các bước quy hoạch động (các thời khoảng), các biến trạng thái (ST) và biến quyết định (R) Max r2 ( ST2, j ) rir ( Rir ,1 , Dir ,1 , Eir ,1; Tir ,1 ) rws ( Rws ,1, Dws ,1 , Ews ,1; Tws ,1 ) rin ( Rin,1 , Din,1, Ein,1; Tin ,1 ) rhp ( Rhp ,1 , Dhp ,1, Ehp ,1; Thp ,1 ) rrec ( Rrec,1, Drec ,1 , Erec,1; Trec,1 ) (7 .5. 6) với ràng buộc Rir... tích hợp quan hệ lượng trữ diện tích mặt nước vào mô hình tối ưu hóa, công thức của mô hình được mô tả bằng các phương trình (7 .2.4a - c) có thể được hiệu chỉnh như sau Cực tiểu hóa Z = Ka (7 .2.6a) với ràng buộc STt STt 1 pt At ( STt ) et At ( STt ) Rt R* QFt , STt K a 0, t 1, , T (7 .2.6b) t 1, , T (7 .2.6c) trong đó pt và et lần lượt là các chiều cao của lượng giáng thủy và lượng bốc hơi... diễn bằng toán học bởi các phương trình sau, a Hàm lợi nhuận giai đoạn rt ( Rt ) rir ( Rir ,t Dir ,t Eir ,t Tir ,t ) rws ( Rws ,t Dws ,t Ews ,t Tws ,t ) rin ( Rin ,t Din,t Ein,t Tin ,t ) rhp ( Rhp ,t Dhp,t Ehp ,t Thp ,t ) rrec ( Rrec ,t Drec,t Erec ,t Trec,t ) t = 1, 2, , T (7 .5. 2) trong đó rt(Rt) là tổng lợi nhuận kinh tế của thời khoảng t tương ứng với dòng xả tổng cộng Rt Các quan hệ giữa dòng . Bảng 7. 3.1 tiếp theo t (th) (1 ) ST t (AF) (2 ) QF t (AF/th) (3 ) PP t (AF/th) (4 ) EV t (AF/th) (5 ) R t (AF/th) (6 ) t R (AF/th) (7 ) ST t+1 (AF) (8 ) t h (ft) (9 ). QF t (AF/th) (3 ) PP t (AF/th) (4 ) EV t (AF/th) (5 ) R t (AF/th) (6 ) t R (AF/th) (7 ) ST t+1 (AF) (8 ) t h (ft) (9 ) ER t (kWh) (1 0) 1 8840,0 74 2,0 3,0 270 ,0 2000,0. t (tháng) (1 ) R t (AF/tháng) (2 ) QF t (AF/tháng) (3 ) PP t (AF/tháng) (4 ) EV t (AF/tháng) (5 ) K t-1 (AF/tháng) (6 ) K t (AF/tháng) (7 ) 30 2000,0 6 370 ,0 50,0 450,0 2 471 ,0