Chuong 1 phan tich he thong tai nguyen nuocb

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐHĐN CHƯƠNG PHÂN TÍCH HỆ THỐNG TÀI NGUYÊN NƯỚC Clic k to edit Master text styles S eco nd level Third level Fo urth level F ifth level TS Lê Hùng Khoa Xây dựng Thủy lợi Thủy điện Trường Đại học Bách Khoa NỘI DUNG 1.1 Giới thiệu phân tích hệ thống tài ngun nước 1.2 Phương pháp mơ hình hóa hệ thống tài nguyên nước 1.3 Kỹ thuật phân tích hệ thống 1.4 Phân tích độ nhạy thơng số 1.1 Giới thiệu phân tích hệ thống tài nguyên nước 1.1 Giới thiệu phân tích hệ thống tài nguyên nước Khái niệm  Quy hoạch, quản lý thiết kế: Các trình phát triển bền vững  Quy hoạch thiết kế: Phân tích chi phí, lợi ích đạt ảnh hưởng đến mơi trường Thiếu phân tích này: Sử dụng lãng phí tài nguyên (thiên nhiên nguồn lực xã hội), không đạt cân phát triển trì mơi trường, hệ sinh thái 1.1 Giới thiệu phân tích hệ thống tài nguyên nước trợ Khái niệm hỗ đa lẻ án án đơn dự Hiện triển Chính trị c mụ • • Trình độ phát đíc mục Đơn • đổi Dân số h đích thay • • Các Các dự têu mục Đa • têu Đơn c mụ trường Kinh tế Đa Kỹ thuật Mơi • Áp lực • • Trước Chính trị  1.1 Giới thiệu phân tích hệ thống tài nguyên nước Khái niệm Hệ thống: Một hệ thống tập hợp thành phần mối quan hệ chúng hình thành nên thực thể (ví dụ, lưu vực sông) tác động lực hay ảnh hưởng ngoại vi (bên ngoài) đầu vào (lượng mưa) tạo hiệu ứng đầu (dòng chảy) cụ thể 1.1 Giới thiệu phân tích hệ thống tài nguyên nước Khái niệm • Có thể nói, hệ thống tập hợp đối tượng biến đổi đầu vào thành đầu ra; đầu (chính xác) hệ thống sản sinh tùy thuộc vào tính chất hệ thống thơng số định (ví dụ, loại đất, thảm thực vật, địa hình, địa mạo…) 1.1 Giới thiệu phân tích hệ thống tài nguyên nước Khái niệm Phân tích hệ thống: Phân tích hệ thống sử dụng việc xác định tình xẩy đảm bảo đầu tư (về tài hay lượng) song lại tạo lợi ích tối đa phân bổ nguồn lực, phát triển kinh tế an sinh môi trường Nói chung, phân tích hệ thống nghệ thuật khoa học phân rã/phân chia/tách tượng phức tạp thành hệ thống nhỏ hơn, tách rời (ờ mức độ đó) dễ hiểu hơn, sau tiến hành phân tích tương tác hệ thống hệ thống với môi trường lớn (Churchman, 1968) 1.1 Giới thiệu phân tích hệ thống tài nguyên nước Khái niệm   Phân tích hệ thống: Các thành phần (hệ thống Mối quan hệ thành con) phần Sử dụng phân tích hệ thống tập trung vào hoạt động thành phần theo điều kiện khác hệ thống 1.1 Giới thiệu phân tích hệ thống tài nguyên nước Khái niệm  Trong nhiều tình huống, cách tập trung vào mối quan hệ tương tác các thành phần hệ thống phức tạp, phân tích hệ thống cung cấp cách thức để phân loại thông qua vơ số giải pháp cho vấn đề thu hẹp việc tìm kiếm số giải pháp có khả tối ưu với việc xác định mô tả/minh họa tác động phương án việc đánh đổi/lựa chọn mục tiêu mâu thuẫn  Phương pháp chung sử dụng phân tích hệ thống tài nguyên nước mô tả/mô hệ thống vật lý kinh tế xã hội mơ hình tốn học 1.1 Giới thiệu phân tích hệ thống tài nguyên nước 1.1.1 Hệ thống tài nguyên nước Tài nguyên nước Nước mặt Nước ngầm Nước đại dương Nước khí " Hệ thống tài nguyên nước hệ thống phức tạp bao gồm nguồn nước, cơng trình khai thác tài nguyên nước, yêu cầu nước với mối quan hệ tương tác chúng với tác động của mơi trường lên nó" 1.2 Phương pháp mơ hình hóa hệ thống TNN Các bước thực theo giai đoạn sau Hình 1.1 Bản đồ vị trí trạm đo mưa biên tính tốn 1.2 Phương pháp mơ hình hóa hệ thống TNN Các bước thực theo giai đoạn sau Hình Mơ hình hóa hệ thống TNN mơ hình HEC-RESSIM 1.2 Phương pháp mơ hình hóa hệ thống TNN Sơ đồ mạng lưới sơng Vĩnh Điện Hình Sơ đồ duỗi thẳng hạ lưu hệ thống sông VGTB 28 10/25/19 1.2 Phương pháp mơ hình hóa hệ thống TNN Sơ đồ hóa mạng lưới sơng mơ hình thủy lực MIKE 11 Các biên hồ chứa nút kiểm tra để kiểm định xác định thông số mơ hình 10/25/19 29 1.2 Phương pháp mơ hình hóa hệ thống TNN Sơ đồ hóa mạng lưới sơng mơ hình WEAP - Bộ liệu đầy đủ trạng tài nguyên nước thành phố Đà Nẵng, gồm: địa hình, mạng lưới sơng, khí tượng, thủy văn, đối tượng hồ chứa, nhu cầu nước cho ngành … 1.2 Phương pháp mơ hình hóa hệ thống TNN Các hệ thống kịch mô  Dựa số liệu lấy từ tài liệu Quy hoạch, kết dự báo từ dự án phê duyệt xây dựng giả định cho kịch về: Nguồn nước đến:  BĐKH;  Vận hành hồ chứa;  Thay đổi diện tích rừng;  Nhu cầu lấy nước thượng lưu; Nhu cầu dùng nước:  Phát triển đô thị;  Lưu lượng đẩy mặn;  Thay đổi diện tích đất nơng nghiệp Vận hành hồ chứa theo thời gian thực Dự báo mưa Weather Forecast Mơ hình mưa dòng chảy Observed Data Trạng thái hồ chứa Vận hành xả lũ Mô Water Control dịnh Management Decisions 32 1.3 Kỹ thuật phân tích hệ thống Mục đích phần trình bày kỹ thuật áp dụng phân tích hệ thống tài nguyên nước, công cụ PTHT bao gồm: - Phương pháp tối ưu hóa; - Phương pháp mơ - Ngun lý tiếp cận hệ thống; - Phân tích rủi ro độ tin cậy - Phương pháp chuyên gia : PHẦN I: CÁC PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU HÓA Cl ic k toedit M aster text st yl es Seco ndl e vel Third l evel Four t hl evel Fifthl e vel Các phương pháp tối ưu * Phương pháp xác • • • Quy hoạch tốn học (Mathematical Programming) Quy hoạch tuyến tính (Linear Programming) Quy hoạch phi tuyến, Quy hoạch động (Dynamic Programming) * Heuristic * Meta-heuristic Genetic Algorithm; Simulated Annealing; Tabu Search; Harmony Search 34 1.3 Kỹ thuật phân tích hệ thống 1.3.2 Phương pháp mơ Mơ (Simulation): Q trình chép lại hành vi hệ thống tồn đề xuất - Thiết kế mơ hình hệ thống tiến hành thực nghiệm với mơ hình nhằm để hiểu rõ chức hệ thống để đánh giá chiến lược quản lý khác hệ thống - Bản chất mơ xác định lại động thái hệ thống mặt quan trọng để trả lời câu hỏi hệ thống phản ứng với điều kiện áp đặt vào phát sinh tương lai - Các mơ hình mơ lĩnh vực tàig nguyên nước họ mô hình MIKE, họ mơ hình HEC v.v… 1.3 Kỹ thuật phân tích hệ thống 1.3.1 Phương pháp tối ưu hóa * Phương pháp xác • Quy hoạch tốn học (Mathematical Programming) • Quy hoạch tuyến tính (Linear Programming) • Quy hoạch phi tuyến, Quy hoạch động (Dynamic Programming) * Heuristic * Meta-heuristic Genetic Algorithm; Simulated Annealing; Tabu Search; Harmony Search 1.3 Kỹ thuật phân tích hệ thống 1.3.4 Phân tích rủi ro độ tin cậy Phân tích độ nhạy (SA) việc nghiên cứu khơng chắn đầu mơ hình (số hay cách khác) phân bổ cho nguồn khác không chắn mơ hình đầu vào [1] Một thực tế liên quan [[phân tích khơng chắn tập trung nhiều vào định lượng không chắn sản lượng mơ hình Lý tưởng nhất, khơng chắn phân tích nhạy cảm nên chạy song song Trong khơng chắn điều khoản nói chung phân tích độ nhạy điều tra vững mạnh nghiên cứu nghiên cứu bao gồm số hình thức [mơ hình thống kê Phân tích độ nhạy hữu ích để lập mơ hình máy tính cho loạt mục đích, [2] bao gồm: 1.3 Kỹ thuật phân tích hệ thống 1.3.4 Phân tích rủi ro độ tin cậy Hỗ trợ định phát triển khuyến nghị cho nhà sản xuất định (ví dụ kiểm tra vững mạnh kết quả); Tăng cường thông tn liên lạc từ nhà mơ hình cho nhà sản xuất định (ví dụ cách đưa khuyến nghị đáng tn cậy hơn, dễ hiểu, hấp dẫn, thuyết phục); Tăng cường hiểu biết định lượng hệ thống (ví dụ hiểu biết mối quan hệ biến số đầu vào đầu ra); 1.3 Kỹ thuật phân tích hệ thống 1.3.4 Phân tích rủi ro độ tin cậy Mơ hình phát triển (ví dụ tìm kiếm lỗi mơ hình) Hãy để chúng tơi đưa ví dụ: q trình lập ngân sách ln có biến khơng chắn Mức thuế suất tương lai, lãi suất, tỷ lệ lạm phát, số lượng nhân viên, chi phí hoạt động biến khác khơng biết đến với độ xác tuyệt vời Độ nhạy phân tích trả lời câu hỏi, "nếu biến chệch từ kỳ vọng, hiệu ứng (kinh doanh, hệ thống, mơ hình, điều phân tích)?" 1.3 Kỹ thuật phân tích hệ thống 1.3.5 Phương pháp chuyên gia : Là phương pháp sử dụng kỹ thuật tham khảo ý kiến chuyên gia chuyên sâu, ý kiến bên liên quan thông qua hội thảo, họp, khảo sát điều tra với chuyên gia nghiên cứu chuyên sâu, chuyên gia quản lý trung ương Hà Nội chuyên gia quản lý địa phương (các sở, ban, ngành, cơng ty quản lý cơng trình thủy lợi, cộng đồng nông dân dân cư địa phương,…) tỉnh vùng ven biển đồng sông lưu vực nghiên cứu ... tiêu F1(Y) → max (min) Fj(Y) ≤ Sj với j =1, 2, m (1- 3) Trong trường hợp số tiêu hệ thống tiêu đánh giá, mô tả theo (1- 2) (1- 3) có j = 1, tốn mục tiêu Khi j > 1, toán gọi đa mục tiêu 1. 1 Giới... VGTB 28 10 /25 /19 1. 2 Phương pháp mơ hình hóa hệ thống TNN Sơ đồ hóa mạng lưới sơng mơ hình thủy lực MIKE 11 Các biên hồ chứa nút kiểm tra để kiểm định xác định thơng số mơ hình 10 /25 /19 29 1. 2...NỘI DUNG 1. 1 Giới thiệu phân tích hệ thống tài ngun nước 1. 2 Phương pháp mơ hình hóa hệ thống tài nguyên nước 1. 3 Kỹ thuật phân tích hệ thống 1. 4 Phân tích độ nhạy thơng số 1. 1 Giới thiệu