Hy väng r»ng qua nghiªn cøu cuèn s¸ch häc viªn sÏ tr©n träng viÖc sö dông c¸c kü thuËt tèi u ho¸ vµ ph©n tÝch ®é tin cËy trong viÖc gi¶i quyÕt c¸c bµi to¸n hÖ thèng nguån níc.[r]
(1)Đại học Quốc gia Hà Nội
trường đại học khoa học tự nhiên
Larry W Mays vµ
Yeou – Koung Tung
Kỹ thuật quản lý hệ thống nguồn nước
Người dịch: Nguyễn Tiền Giang Nguyễn Thị Nga
(2)Lời người dịch
Nước tài nguyên tự tái tạo vô hạn Trong thập niên gần đấy, nhận thấy gia tăng tần xuất cường độ bão, lũ, hạn hán biến cố khí tượng thuỷ văn bất lợi khác, gây ảnh hượng trực tiếp đến đời sống người Đồng thời nhận thấy phát triển nhanh chóng phương pháp, công cụ dùng giới để giải toán lĩnh vực bảo vệ, khai thác, sử dụng, phát triển nguồn nước, phòng, chống tác hại nước gây
Để cập nhật phương pháp công cụ giải toán quy hoạch quản lý nguồn nước, phục vụ công tác giảng dạy cho sinh viên chuyên ngành Thuỷ văn, thuộc khoa KT-TV-HDH, trường ĐHKHTN, nhóm biên dịch lựa chọn tiến hành biên dịch “Hydrosystems Engineering and Management” hai tác giả Larry W Mays Yeou – Koung Tung, nhà xuất McGraw-Hill cho đời năm 1992 Nội dung sách bao gồm khối kiến thức rộng thuộc lĩnh vực tài nguyên nước, dùng cho nhiều mơn học Thủy văn đại cương, Tính tốn thủy lợi, Kinh tế thủy lợi, Mơ hình tốn thủy văn, Địa chất thủy văn, v.v
Công việc biên dịch sách phân chia sau: TS Nguyễn Tiền Giang chủ biên dịch chương từ đến 9, chương từ 10 đến 13 ThS Nguyễn Thị Nga, Khoa KT-TV-HDH, ĐH KHTN đảm nhận
Cuốn sách hoàn thành với giúp đỡ NCS Nguyễn Đức Hạnh, CN Đào Hải Linh việc biên soạn thảo TS Trần Ngọc Anh, người hiệu đính Nhóm biên dịch xin chân thành cảm ơn đóng góp quý báu
Do thời gian kiến thức có hạn nên dịch khơng tránh khỏi sai sót Nhóm biên dịch mong nhận góp ý quý báu từ đọc giả để hồn thiện dịch lần tái sau
(3)Thay mỈt nhãm biên dịch
Nguyễn Tiền Giang
(4)môc lôc
lêi nãi đầu 11
phần 1: nguyên lý 15
Chương 1. giới thiệu 17
1.1. giíi thiƯu 17
1.2. mơ tả hệ thống nguồn nước 17
1.3. kh¸i niƯm hƯ thèng 21
1.4. toán kỹ thuật hệ thống nguồn nước 24
tµi liƯu tham khảo 32
bài tập 35
chng 2. kinh tế học hệ thống nguồn nước 37
2.1. ph©n tÝch kinh tÕ kü thuËt 37
2.2. phân tích chi phí lợi nhuận 40
2.3. lý thuyết hành vi khách hàng 42
2.4. lý thuyÕt c«ng ty 49
2.5 cân cầu, cung thị trường 61
tài liệu tham khảo 63
bài tËp 63
chương 3. quy hoạch tuyến tính ứng dụng cho hệ thống nguồn nước 67
3.1 quy ho¹ch tuyÕn tÝnh 67
3.2. thuật giải cho quy hoạch tuyến tính 72
3.3. phương pháp đơn hình 78
3.4. phương pháp biến nhân tạo 85
3.5. giải thích thuật tốn bảng đơn hình 88
(5)3.7. tính đối ngẫu phương pháp đơn hình 92
3.8. dạng ma trận thuật tốn bảng đơn hình 96
3.9. phương pháp để giải toán quy hoch tuyn tớnh 99
tài liệu tham khảo 99
bµi tËp 100
phơ lơc 3A 105
chương 4. ứng dụng quy hoạch phi tuyến quy hoạch động hệ thống nguồn nước 113
4.1 quy hoạch động 113
4.2. quy hoạch động sai phân rời rạc 127
4.3 đại số ma trận cho quy hoạch phi tuyến 130
4.4 tèi u ho¸ phi tuyến ràng buộc 136
4.5. tối ưu hoá ràng buộc: điều kiện tối ưu 145
4.6. tối ưu hố phi tuyến có ràng buộc: phương pháp grandient suy giảm tổng quát 148
4.7 tối ưu hóa phi tuyến có ràng buộc: phương pháp pê-nan-ti 159
4.8 tối ưu hóa phi tuyến có ràng buộc: phương pháp chiếu lagrange 162
4.9. chương trình máy tính quy hoạch phi tuyến 163
tµi liƯu tham khảo 164
bài tập 167
chương 5. phân tính tính bất định độ tin cậy hệ thống nguồn nước 171
5.1. tæng quan vỊ lý thut x¸c st 171
5.2. phân phối xác suất thường gặp 181
5.3. phân tích độ bất định 187
5.4 tính tốn độ tin cậy sử dụng phân tích tải trọng – sức tải 190
5.5 tính độ tin cậy sử dụng phân tích thời gian-tới-sự cố 198
5.6. phân tích độ tin cậy hệ thống đơn giản 204
(6)thủy văn thủy lực; (b) vận trù học, xác suất thống kê kinh tế học Những phương pháp trình bày sách trình bày riêng biệt sách giáo khoa khác, chưa hệ thống hoá sách Một số lượng lớn tập ví dụ trình bày nhằm giúp việc nắm bắt nội dung sách cách dễ dàng Ngoài ra, một số lượng lớn tập cuối chương cung cấp dùng làm tập nhà
Trọng tâm sách dành cho quản lý lượng nước không bao gồm quản lý chất lượng nước Để bao gồm hai loại quản lý chất và lượng nước sách nỗ lược lớn Thông qua việc sử dụng ví dụ giả thiết tốn sản xuất – xử lí chất thải khái niệm quy hoạch tuyến tính giới thiệu chương Ví dụ được dùng mục 4.6 để minh hoạ phương pháp gradient suy giảm quy hoạch phi tuyến tiếp tục dùng mục 5.8 để giới thiệu khái niệm về quy hoạch buộc hội
Như thường lệ, sách phản ánh nhận thức cá nhân tác giả lĩnh vực mà tác gỉa trải nghiệm qua nhiều năm giảng dạy, nghiên cứu thực hành Kỹ thuật quản lý hệ thống nguồn nước có mục tiêu một hướng tiếp cận tích hợp, số, chặt chẽ khả thi lĩnh vực đề cập Các vấn đề lĩnh vực mang tính giải tích, đưa khái niệm vận trù học phân tích độ tin cậy vào lĩnh vực kỹ thuật quản lý hệ thống nguồn nước Việc sử dụng vận trù học phân tích độ tin cậy kỹ thuật nguồn nước bị chậm so với ứng dụng chúng lĩnh vực kỹ thuật khác Có nhiều lý cho chậm trễ mà thảo luận chúng nằm ngoài phạm vi sách Chúng viêt sách để khuyến khích việc sử dụng kỹ thuật vận trù học khái niệm phân tích rủi ro độ tin cậy mơ hình hố hệ thống nguồn nước kỹ thuật quản lý Các phần mềm GAMS GAMS-MINOS, tương ứng dùng cho quy hoạch tuyến tính phi tuyến, sử dụng cơng cụ để giải các toán tối ưu Hy vọng qua nghiên cứu sách học viên trân trọng việc sử dụng kỹ thuật tối ưu hoá phân tích độ tin cậy việc giải toán hệ thống nguồn nước
(7)Kỹ thuật quản lý hệ thống nguồn nước dùng cho loại khố học khác bậc đại học sau đại học Một loại khoá học dành cho sinh viên với kiến thức có hạn thủy văn thủy lực khơng có kiến thức vận trù học Những khoá học dựa trên nội dung chương 1, 2, 3, Mục 5.1 – 5.7, 6.1 – 6.3, 7.1 – 7.6, 8.1 – 8.3, 9.1 – 9.5 Đối với khoá thứ hai, nội dung chương 4, 5.8, 6.4 – 6.6, 7.7 – 7.8, 8.4 – 8.5, 9.5 – 9.8, chương 10, 11, 12, 13 dùng Có nhiều loại khố học cho bậc đại học sau đai học dạy dựa cuốn sách