Chuong 3 mô hình hóa hệ thống tài nguyên nướcb

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐHĐN TS Lê Hùng Khoa Xây dựng Thủy lợi Thủy điện Trường Đại học Bách Khoa 3.1 Khái qt mơ hình hóa tài ngun nước Phân tích hệ thơng tài ngun nước có liên quan chặt chẽ với việc sử dụng mơ hình Mơ hình hóa hệ thống tài ngun nước biểu đạt quy luật hệ thống TNN, bao gồm qua trình vật lý động thái hệ thống biểu thức toán học -Giúp cho việc nhận thức ứng xử hệ thống đầy đủ -Dễ dàng cung cấp kịch vận hành hệ thống khác -Là cầu nối nhà nghiên cứu nhà quản lý sách 3.1 Khái qt mơ hình hóa tài ngun nước Những thách thức mơ hình hóa hệ thống TNN a Thách thức mơ hình hóa -Giai pháp hồn thiện cho việc quy hoạch TNN tồn tại: Các kế hoạch dự án động, phát triển theo thời gian; -Bất kỳ định lớn bao gồm nhiều định nhỏ thực quan khác có trách nhiệm khía cạnh khác dự án; -Thời gian danh cho việc nghiên cứu TNN nói riêng thường ngắn so với yêu cầu Nếu có đủ thời gian mục tiêu nghiên cứu thay đổi đáng kể 3.1 Khái qt mơ hình hóa tài ngun nước Những thách thức mơ hình hóa hệ thống TNN b Thách thức nhà hoạch định sách, quản lý -Xác định lựa chọn nhằm giải tốn -Tìm hiểu nhu cầu nhóm lợi ích nhằm đồng thuận vấn đề cần làm -Thiết lập sử dụng mô hình đưa kết để hộ dùng nước đạt thỏa thuận chung phù hợp với giá trị riêng họ -Ra định thực chúng, đưa khác biệt ý tưởng, giá trị xã hội mục tiêu 3.1 Khái qt mơ hình hóa tài ngun nước Khung phân tích chung nghiên cứu HTTNN 3.1 Khái qt mơ hình hóa tài ngun nước Thách thức việc áp dụng mơ hình vào thực tế - Ln có khoảng cách nghiên cứu sản phẩm mơ hình hóa HTTNN với thực tế sử dụng - Không phải nghiên cứu công bố sẵn sàng hay hiệu việc sử dụng - Liệu mơ hình (chương trình máy tính) có làm cho người sử dụng dễ dàng giải vấn đề họ hay không? 3.1 Khái quát mơ hình hóa tài ngun nước Đặc điểm tốn mơ hình hóa hệ thống TNN - Mục tiêu quy hoạch quản lý TNN xác định rõ ràng tổ chức cá nhân nhận dạng đạt lợi từ kết mơ hình - Tồn nhiều định khác mà thoả mãn mục tiêu, định tốt chưa rõ ràng - Hệ thống TNN mục tiêu miêu tả tường minh hàm tốn học - Thơng tin cần thiết tác động thuỷ văn, kinh tế, mơi trường, sinh thái từ định ước tính tốt thơng qua sử dụng mơ hình - Thơng số mơ hình xác định từ liệu có khả đạt dễ dàng 3.2 Phương pháp mơ hình hóa a/ Khái quát: Người hoạch định hệ thống TNN phải xác định đánh giá thiết kế/kế hoạch quản lý hệ thống TNN sở kinh tế, môi trường, sinh thái hay tác động trị chúng - Một số hệ thống thực thi mục tiêu mâu thuẫn với Trong trường hợp này, mơ hình giúp định thỏa hiệp hiệu giải pháp mâu thuẫn - Đòi hỏi tiếp cận theo hướng mơ hình hóa mơ hay tối ưu nhằm nghiên cứu phân tích hệ thống tài ngun nước 3.2 Phương pháp mơ hình hóa 3.2 Phương pháp mơ hình hóa 4.1.2 Kết kiểm định mơ hình thủy lực với trận lũ 1993 Hình 4.5 Kết kiểm định trận lũ năm 1993 3.3.2 Mô hình lưu vực (mơ hình hệ thống) Na Ha ng Untitled 2460000 T h¸ c Hèc Chiêm hóa Hàm n 2440000 Chiê m Hó a Hàm Yê n 2420000 Hỡnh a: Sơ đồ mạng thủy lực sông Hồng – Sông Thái Bình hệ thống biên trên- mơ mơ hình Mike11 theo hệ tọa độ VN2000 T uy ê n Q ua n g Thá c Bà Thỏc B 2400000 Yê n Bá i Mạng sông mô Mike 11 Đ oan Hù ng Yờn Bỏi Cu Sn G ia Bả y T há c Huống V ụ Q u a ng 2380000 Tân C ơng Q u ản g C Thỏc Hung Ch Cầu S ¬n P hó T hä Chò 2360000 L ơc N am P hủ L ng Th ơn g Việt Tr ì P húc L ộc Ph ơn g Tr u ng Hà Đ p Cỗ u P hú C ờng 2340000 T g C ơng Sơn T ây Phả L i Cửa Cấm B ến Hồ T h ợ n g Cá t Bến Bì nh Bến Tr iều Kin h T hầy Bì n h K Cá t K Đ Sơn Hà Nô i An Phụ 2320000 L Vu Q uản g Đ t P h ú L ơng Cao K ê nh Cửa Lạch Tray Do Nghi H Nam Cửa Cấm Bá Nha N goc Đ iểm T r un g Tr a ng K iÕn An Ho Bì nh 2300000 Ba Thá Cửa Văn úc Kin h K Chanh Chử Đ ông Xuy ê n Tr iề u D ơng H n g Yê n Cửa Thái Bình 2280000 Q uy ết Chiến Phủ L ý 2260000 Cửa Diêm Điền Mạng sông thực tế Thá i B ì nh Đ ịn h C Nam Đ ịn h P hú HàoNgô Xá V ũ Thu ận B ến Đ ế Tr ự c Ph ơng G iá n Khẩ u Nin h Bì nh 2240000 Ba L t Ca Trà Lý Đ ộc Bộ L iễu Đ ề Ca Ba Lạt Tảo Xu ân 2220000 Cửa Đáy Nh T ©n Cửa Ninh Cơ 400000 450000 500000 550000 600000 650000 700000 750000 3.3.2 Mơ hình lưu vực (mơ hình hệ thống) Hình b: Hệ thống nút kiểm tra để kiểm định xác định thông số mơ hình 3.3.2 Mơ hình lưu vực (mơ hình hệ thống) [meter] Time Series Water Level 2.2 2.1 Kết kiểm định mơ hình 2.0 1.9 1.8 [meter] Time Series Water Level 16.1 1.7 16.0 15.9 1.6 15.8 15.7 15.6 1.5 15.5 15.4 15.3 1.4 15.2 15.1 15.0 14.9 14.8 14.7 Tại trạm Phú Thọ sông Hồng 1.3 1.2 14.6 14.5 1.1 14.4 14.3 14.2 1.0 14.1 14.0 0.9 13.9 13.8 13.7 0.8 13.6 16-1-2003 21-1-2003 26-1-2003 31-1-2003 5-2-2003 10-2-2003 15-2-2003 20-2-2003 25-2-2003 2-3-2003 7-3-2003 12-3-2003 17-3-2003 22-3-2003 27-3-2003 1-4-2003 6-4-2003 11-4-2003 0.7 0.6 0.5 0.4 15-1-2003 17-1-2003 19-1-2003 21-1-2003 23-1-2003 25-1-2003 27-1-2003 29-1-2003 31-1-2003 2-2-2003 4-2-2003 6-2-2003 8-2-2003 10-2-2003 12-2-2003 14-2-2003 Tại trạm Hưng Yên sông Hồng 3.3.2 Mễ HèNH TI U Bốc EVt Năng luơng phát điện HP t Luợ ng xả Rt Luợ ng x¶ Rt Hå chøa STt Hàm mục tiêu tổng qt tốn vận hành đa mục đích viết sau:   Maximize NB = ∑  Bi (Ti ) − ∑ [ Li ,t ( Di ,t ) − Gi ,t ( Ei ,t ) − C ( K ) i  t  Mô hình 1: Hồ chứa nước có nhiệm vụ phát điện tưới ngang T Hàm mục tiêu N Ei = ∫ 9,81.η i H i ,tt Qi , pd dt = ∑ 9,81.η i ∆t i H i,tt Qi , pd → Maximum N Qi ,Thtuoi = ∑ (Qi , yc − Qi , xa ) → Minimum (b) i =1 Các ràng buộc − − (a) − H i ,tt = Z i ,TL − Z i , HL − ∆H i (3.11) Wi +1 = Wi + Wi ,den − EVi − ∑ Wi , xa − Oi (3.12) Wi ,min ≤ Wi ≤ Wi ,max (3.13) Qxả,i>Qi,ychl Qi , đb ≤ Qi , Pđ ≤ Qi , Pđ max Ni,min ≤ Ni ≤ Ni,gh N gh−i = f1 ( H i ) (3.14) (3.15) (3.16) (3.17) Emin-i ≤ Ei ≤ Emax-i MNhồQi,ychl Qi , đb ≤ Qi , Pđ ≤ Qi , Pđ max (3.14) Ni,min ≤ Ni ≤ Ni,gh N gh−i = f1 ( H i ) Emin-i ≤ Ei ≤ Emax-i MNhồQi,ychl Qi , đb ≤ Qi , Pđ ≤ Qi , Pđ max Ni,min ≤ Ni ≤ Ni,gh N gh−i = f1 ( H i ) Emin-i ≤ Ei ≤ Emax-i MNhồQi,ychl Qi , đb ≤ Qi , Pđ ≤ Qi , Pđ max Ni,min ≤ Ni ≤ Ni,gh (3.14) N gh−i = f1 ( H i ) (3.17) (3.15) (3.16) Emin-i ≤ Ei ≤ Emax-i MNhồQi,ychl (3.14) Qi , đb ≤ Qi , Pđ ≤ Qi , Pđ max (3.15) Ni,min ≤ Ni ≤ Ni,gh (3.16) N gh−i = f1 ( H i ) (3.17) Emin-i ≤ Ei ≤ Emax-i MNhồ