Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long (Luận văn thạc sĩ file word)

Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long (Luận văn thạc sĩ file word)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN TIẾN THÁI NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MƠ HÌNH BƠM TƯỚI HỢP LÝ VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN TIẾN THÁI NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MƠ HÌNH BƠM TƯỚI HỢP LÝ VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Chuyên ngành: Quy hoạch quản lý tài nguyên nước Mã số: 62-62-30-01 Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Lê Chí Nguyện PGS.TS Nguyễn Tuấn Anh LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tác giả Các số liệu, kết trình bày luận án trung thực, phần cơng bố tạp chí khoa học chun ngành, phần cịn lại chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu khác.Việc tham khảo nguồn tài liệu thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả luận án Nguyễn Tiến Thái i LỜI CÁM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới: GS.TS Lê Chí Nguyện PGS.TS Nguyễn Tuấn Anh Những người thầy tận tình hướng dẫn giúp đỡ tác giả suốt trình thực luận án Tác giả xin trân trọng cảm ơn ý kiến trao đổi khoa học nhà khoa học tham dự buổi hội thảo mở rộng luận án tiến sĩ tác giả Tác giả xin trân trọng cảm ơn nhận xét bổ ích thành viên Hội đồng bảo vệ cấp sở luận án tiến sĩ tác giả Tác giả xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Thủy lợi, Phòng Đào tạo đại học Sau đại học, Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước, Bộ môn Kỹ thuật hạ tầng Phát triển nông thôn, tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trình nghiên cứu Tác giả xin cảm ơn gia đình bạn bè động viên tác giả suốt tình thực luận án Một lần nữa, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới tất giúp đỡ quý báu Tác giả luận án Nguyễn Tiến Thái MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH viii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU x MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Những đóng góp luận án Bố cục luận án CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan toán quy hoạch, thiết kế tối ưu 1.1.1 Ngoài nước 1.1.2 Trong nước 10 1.2 Tổng quan tình hình sử dụng máy bơm xây dựng trạm bơm ĐBSCL .12 1.2.1 Về xây dựng trạm bơm 12 1.2.2 Về loại máy bơm 14 1.2.3 Hình thức kết cấu nhà trạm 16 1.2.4 Quản lý vận hành 18 1.3 Tổng quan điều kiện tự nhiên vùng ĐBSCL 19 1.3.1 Quá trình hình thành ĐBSCL 19 1.3.2 Địa hình 22 1.3.3 Mạng lưới sông rạch 23 1.3.3.1 Hệ thống sông rạch thiên nhiên 23 1.3.3.2 Hệ thống kênh đào 23 1.3.4 Địa chất 25 1.3.5 Đất đai - Thổ nhưỡng 26 1.3.6 Đặc điểm mưa 27 1.3.7 Đặc điểm thủy triều 27 1.4 Một số kết luận rút từ phần tổng quan 28 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH MƠ HÌNH BƠM TƯỚI HỢP LÝ 31 2.1 Cơ sở lý thuyết phân tích hệ thống ứng dụng nghiên cứu xây dựng mơ hình bơm tưới hợp lý 31 2.1.2 Nguyên lý tiếp cận hệ thống 32 2.1.3 Phương pháp mơ phương pháp tối ưu hóa phân tích hệ thống 33 2.1.4 Hệ thống tiêu đánh giá 34 2.2 Mơ hình mơ 35 2.2.1 Khái niệm mô 35 2.2.2 Những đặc trưng cần phản ánh xây dựng mơ hình mơ mơ hình bơm tưới 36 2.2.3 Thiết lập mơ hình mơ mơ hình bơm tưới .36 2.3 Bài toán tối ưu mơ hình bơm tưới 37 2.3.1 Bài tốn tìm cực tiểu cực đại 37 2.3.2 Một số khái niệm 37 2.3.2.1 Biến (hay biến chính) 38 2.3.2.2 Ràng buộc (hay điều kiện ràng buộc) 38 2.3.2.4 Hàm mục tiêu .38 2.3.3 Đặt toán 40 2.3.4 Lựa chọn phương pháp giải toán tối ưu 40 2.3.4.1 Phương pháp quét có biến điều khiển 41 2.3.4.2 Phương pháp quét có nhiều biến điều khiển 43 2.4 Thiết lập bước nghiên cứu xây dựng mơ hình bơm tưới hợp lý 45 2.5 Lựa chọn hàm mục tiêu 47 2.5.1 Các tiêu tối ưu để xây dựng hàm mục tiêu 47 2.5.1.1 Chỉ tiêu tối ưu chi phí tĩnh .47 2.5.1.2 Chỉ tiêu tối ưu chi phí động .49 2.5.1.3 Chỉ tiêu tối ưu lợi nhuận 49 2.5.1.4 Chỉ tiêu tối ưu giá trị 50 2.5.2 Lựa chọn tiêu tối ưu làm hàm mục tiêu 50 2.5.3 Điều kiện ràng buộc hàm mục tiêu 50 2.5.4 Các biến số hàm mục tiêu 51 2.5.4.1 Nhóm biến số khơng điều khiển 51 2.5.4.2 Nhóm biến số điều khiển 51 2.6 Cách xác định thành phần hàm mục tiêu 53 2.6.1 Tổng chi phí xây dựng đơn vị 53 2.6.1.1 Chi phí xây dựng cơng trình đầu mối trạm bơm 53 2.6.1.2 Chi phí xây dựng hệ thống kênh mương .54 2.6.2 Chi phí quản lý hàng năm bình qn đơn vị 55 2.6.2.1 Chi phí lượng .56 2.6.2.2 Chi phí lương .61 2.6.2.3 Chi phí sửa chữa thường xuyên 61 2.6.2.4 Chi phí quản lý doanh nghiệp 62 2.7 Thuật toán bước giải tốn tối ưu mơ hình bơm tưới .62 2.7.1 Trình tự thực tính tốn sơ đồ khối trường hợp (hình 2.8) 62 2.7.21 Trình tự thực tính tốn sơ đồ khối trường hợp (hình 2.9) 63 2.8 Lập chương trình tính tốn 66 2.8.1 Cài đặt phần mềm OPM 66 2.8.2 Chạy phần mềm OPM 66 2.9 Kết luận chương 69 3.1 Mô thơng số mơ hình bơm tưới 70 3.1.1 Cột nước bơm tưới 70 3.1.1.1 Cột nước địa hình 70 3.1.1.2 Cột nước bơm thiết kế 77 3.1.2 Loại máy bơm loại hình nhà trạm bơm 78 3.1.3 Lưu lượng thiết kế trạm bơm 79 3.1.4 Diện tích trạm bơm phụ trách 81 3.1.5 Hình dạng khu tưới 81 3.2 Mơ quan hệ chi phí xây dựng trạm bơm với số tổ máy bơm 82 3.2.1 Thiết kế trạm bơm 84 3.2.1.1 Chọn tuyến cơng trình trạm bơm 84 3.2.1.2 Thiết kế kỹ thuật hạng mục cơng trình trạm bơm 84 3.2.2 Lập chi phí xây dựng theo số tổ máy bơm 87 3.3 Mô quan hệ chi phí xây dựng kênh mương với lưu lượng trạm bơm 91 3.3.1 Bố trí hệ thống kênh mương 91 3.3.2 Thiết kế hệ thống kênh mương 91 3.3.3 Lập chi phí xây dựng 92 3.3.4 Tìm mối quan hệ chi phí xây dựng kênh mương với lưu lượng trạm bơm 94 3.3.4.1.Phân tích tương quan chi phí xây dựng kênh mương với lưu lượng trạm bơm 94 3.3.4.2 Xây dựng hàm quan hệ chi phí xây dựng kênh mương với lưu lượng trạm bơm 94 3.4 Các số liệu đầu vào mơ hình 96 3.4.1 Số liệu để tính chi phí lượng 96 3.4.2 Số liệu để tính chi phí lương 99 3.4.3 Số liệu để tính chi phí sửa chữa thường xuyên 99 3.4.4 Số liệu để tính chi phí quản lý doanh nghiệp 99 3.4.5 Các số liệu khác 99 3.5 Kết mơ hình bơm tưới hợp lý cho ĐBSCL (trường hợp 1) 99 3.5.1 Khu ven sông Tiền sông Hậu 100 3.5.1.1 Khu cao không ngập úng 100 3.5.1.2 Khu địa hình trung bình ngập nông 100 3.5.1.3 Khu địa hình cao ngập sâu 100 3.5.2 Khu chua nội địa Đồng Tháp Mười 101 3.5.3 Khu chua Tứ Giác Long Xuyên 101 3.5.4 Khu mặn bán đảo Cà Mau 101 3.5.4.1 Khu mặn có khả tiếp nước từ sông Hậu .101 3.5.4.2 Khu mặn khơng có khả tiếp nước từ sơng Hậu 102 3.6 Áp dụng chương trình tính tốn cho vùng tưới có quy mơ xác định (trường hợp 2) 102 3.6.1 Mơ tả khái qt vùng tính tốn 103 3.6.2 Các thông số đầu vào vùng tính tốn 103 3.6.3 Kết tính tốn 104 3.7 Kết luận chương 107 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 109 DANH MỤC CƠNG TRÌNH Đà CÔNG BỐ 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO 113 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1 Đầu bơm sử dụng trạm bơm điện Tiền Giang 14 Hình Đầu bơm tự chế - Máy bơm nước ( Mộc hóa – Long An) .15 Hình Tổ máy bơm - Trạm bơm Văn Giáo 15 Hình Trạm bơm tự xây người dân huyện Ơ Mơn – Thành phố Cần Thơ 16 Hình Trạm bơm xã Tiết - An Giang 17 Hình Trạm bơm tăng áp 3-2 -An Giang .17 Hình Các cửa sông sông Tiền sông Hậu 20 Hình Hình ảnh vùng biển cổ ĐBSCL cách 5000 đến 6000 năm 21 Hình Bản đồ vùng ĐBSCL ngày 21 Hình 10 Ban đồ địa hình ĐBSCL 22 Hình 11 Hệ thống sơng ĐBSCL 24 Hình 12 Hệ thống sông, kênh rạch ĐBSCL 24 Hình 13 Diện phân bố trầm tích amQII2-3 ĐBSCL 25 Hình 14 Bản đồ đất vùng ĐBSCL 26 Hình 15 Bản đồ đẳng trị mưa năm ĐBSCL 27 Hình 16 Đường trình mực nước triều tiêu biểu ĐSCL 28 Hình Sơ đồ khối phương pháp quét .42 Hình 2 Quét với bước quét trở lại thay đổi 43 Hình Qt khơng gian hai chiều với bước khơng đổi .44 Hình Quét không gian hai chiều với bước thay đổi 45 Hình Sơ đồ bước nghiên cứu xây dựng mơ hình bơm tưới hợp lý .46 Hình Sơ đồ khối tính bình qn gia quyền lượng tiêu thụ cho trường hợp .59 Hình Sơ đồ khối tính bình quân gia quyền lượng tiêu thụ cho trường hợp .60 Hình Sơ đồ thuật toán quét hàm mục tiêu C*p = C*p(f,n,p) 64 Hình Sơ đồ khối thuật toán quét hàm mục tiêu C*p = C*p(p) 65 Hình 10 Giao diện khởi động chương trình 67 loại nhà máy bơm phụ thuộc vào loại máy bơm (p), số máy bơm (n) cột nước bơm thiết kế (Hb) Đối với trường hợp , cột nước bơm thiết kế (H b) xác định từ mơ hình mơ phỏng, cịn biến hình dạng khu tưới (f) biếnđộc lập, vậy, C* p hàm ba biến (C* p = C* p(f, n, p)) Còn trường hợp biết lưu lượng (Qtb), cột nước thiết kế trạm bơm (Hb) hình dạng khu tưới (f) C*plà hàm 01 biến (C* p= C* (p)) p 2.6 Cách xác định thành phần hàm mục tiêu 2.6.1 Tổng chi phí xây dựng đơn vị K = (KĐM + KKM)/ω (2.19) Trong đó: K: Tổng chi phí xây dựng đơn vị tồn hệ thống KĐM: Chi phí xây dựng cơng trình đầu mối trạm bơm Trong luận án sử dụng phương pháp tính trực tiếp để mơ chi phí xây dựng cơng trình đầu mối trạm bơm theo phương án số tổ máy bơm khác tương ứng với phương án loại máy bơm khác KKM: Chi phí xây dựng hệ thống kênh mương Trong luận án tác giả sử dụng phương pháp hồi quy tương quan để mơ tốn học mối quan hệ chi phí xây dựng kênh mương với lưu lượng trạm bơm tương ứng với hình dạng khu tưới xác định 2.6.2 Chi phí quản lý hàng năm bình quân đơn vị M[B] = (M[Le] + Bcl + Bcsctx + Bcdn)/ω (2.22) Trong đó: - M[B]: Bình qn gia quyền chi phí quản lý hàng năm đơn vị cho hệ thống - M[Le]: Bình quân gia quyền chi phí lượng hàng năm L  a.n  W e j i1 i, j p wi (2.25) Trong công thức thức (2.25): a - Đơn giá lượng bơm (đ/KWh); Wi,j - Điện tiêu thụ năm thứ i với phương án loại máy số máy bơm đặt trạm bơm j (KWh); Pwi - Xác suất xuất Wi,j - Bcl: Bình qn chi phí tiền lương cơng nhân vận hành cán quản lý hệ thống hàng năm: Bcl =Scn Kl.Ltt.St (2.26) Trong công thức (2.26): Scn: Số công nhân làm việc trạm; Kl: Hệ số lương bản; Ltt: Mức lương tối thiểu; St: Số tháng năm - Bcsctx: Bình qn chi phí sửa chữa thường xuyên hệ thống hàng năm Bcsctx = Ksctx% (K + Bctb) (2.27) Trong công thức (2.27): Ksctx - Hệ số phụ thuộc vào vùng nghiên cứu; K - Tổng chi phí xây dựng; Bctb - Chi phí thiết bị - Bcdn: Bình qn chi phí quản lý doanh nghiệp trình hoạt động hệ thống hàng năm: Bcdn = Kdn%M[B] (2.28) Trong công thức (2.28): Kdn - Hệ số phụ thuộc vào vùng nghiên cứu 2.7 Thuật tốn bước giải tốn tối ưu mơ hình bơm tưới Sơ đồ thuật tốn giải cho trường hợp hình 2.8, trường hợp hình 2.9 2.8 Lập chương trình tính tốn Chương trình lập ngôn ngữ C# (đọc Csharp) công cụ NET Đây ngơn ngữ lập trình có tính ưu việt cao 2.9 Kết luận chương Từ luận lý thuyết phân tích hệ thống tốn tối ưu, phân tích đánh giá lựa chọn phương pháp xây dựng mơ hình bơm tưới hợp lý dựa quan điểm, nguyên lý phương pháp để tìm lời giải tối ưu hợp lý Trên sở nguyên lý tiếp cận bước, bước xây dựng mơ hình bơm tưới hợp lý thiết lập Trong có ứng dụng mơ hình mơ đánh giá phản ứng hệ thống theo phương án để xác định phương án chấp nhận Lập hàm mục tiêu ứng trường hợp áp dụng công tác quy hoạch trạm bơm tưới trường hợp phục vụ công tác thiết kế trạm bơm tưới Phân tích mối quan hệ biện chứng biến thông số hàm mục tiêu, để đưa hàm mục tiêu dạng rút gọn có dạng phi tuyến Phương pháp quét với bước không đổi sử dụng để giải toán tối ưu đơn mục tiêu phi tuyến, với tiêu tối ưu chi phí động cho đơn vị diện tích, nhằm tìm thông số tối ưu phương án chấp nhận Hình Sơ đồ khối thuật tốn qt hàm mục tiêu C* = C* (f,n,p) Hình 2.9 Sơ đồ khối thuật toán quét hàm mục tiêu C*p= C* p(p) CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MƠ HÌNH BƠM TƯỚI HỢP LÝ VÙNG ĐBSCL 3.1 Mô thơng số mơ hình bơm tưới - Cột nước bơm tưới: Dựa vào kết mô đồ cột nước địa hình ĐBSCL đăng tạp chí Khoa học kỹ thuật Thủy lợi mơi trường số 31, 12-2010, trang 107 – 109 Tác giả xác định cột nước bơm tưới vùng ĐBSCL nằm khoảng (Hb = 2-4,5m) - Loại máy bơm loại hình nhà máy bơm: Do ĐBSCL có địa chất mềm yếu, mạng lưới sông rạch dày đặc đan xen hình thành bờ bao chia ĐBSCL thành khu tưới độc lập có quy mơ diện tích phổ biến nhỏ 500ha Hơn với tập quán quản lý người dân ĐBSCL theo mơ hình hợp tác xã nông nghiệp, tổ hợp tác dùng nước, tổ liên kết sản xuất, hộ gia đình Loại máy bơm phù hợp với ĐBSCL loại máy bơm vừa nhỏ có cột nước bơm từ 2-4.5m, có hiệu suất làm việc η ≥ 65%, loại hình nhà trạm kèm kiểu buồng kiểu móng tách rời - Lưu lượng trạm bơm: mô theo công thức 3.3 3.4 Qtb = n.Q1m Qtb (3.3) (3.4) q  ht Trong đó: n - Số tổ máy bơm; Q1m - Lưu lượng máy bơm; ω - Diện tích tưới; ht - Hệ số lợi dụng hệ thống kênh mương; q - Hệ số tưới thiết kế, lấy Thủy nông ĐBSCL tác giả Lê Sâm - Diện tích trạm bơm phụ trách:  Qtbht q (3.5) - Hình dạng khu tưới: qua điều tra thực tế tác giả vào h a Tuyến công trình trạ m bơm Sô n g , k ê n h Sô n g , k ê n h Sô n g , k ª n h thống sơng kênh Các hình dạng khu tưới mơ hình 3.8 b Tun c«ng trình trạ m bơm Hỡnh Hỡnh dng khu ti c Tuyến công trình trạ m bơm Trong ú tỷ lệ cạnh dài cạnhngắn hình chữ nhật 3.2 Mô quan hệ chi phí xây dựng trạm bơm với số tổ máy bơm Q trình mơ tiến hành theo trình tự: Căn vào quy trình quy phạm, tác giả thiết kế nhà máy bơm cho 09 loại máy bơm điển hình (200HH200, 300HH260, HL400-5, HL1200-3, HTĐ800-3, HTĐ1200-3, HTĐ1500-5, 10HTĐ80, 12HTĐ115) tương ứng với số tổ máy bơm từ 02 đến 08 tổ máy Sau bóc tách tính tốn khối lượng vào Thơng tư, Nghị định, đơn giá, báo giá thành phố Cần Thơ, lập dự tốn chi phí xây dựng cho phương án thiết kế Do quy định Bộ Giáo dục tóm tắt luận án tiến sĩ khơng q 24 trang, tác giả đưa kết mơ quan hệ chi phí xây dựng trạm bơm với số tổ máy bơm loại máy bơm HL1200-3 làm mẫu, kết thể bảng 3.7 Bảng Chi phí xây dựng thiết bị phương án máy bơm HL1200-3 Phương án số máy Chi phí xây dựng Chi phí thiết bị 638,383,000 122,858,000 800,414,000 184,287,000 866,074,000 245,716,000 1,027,120,000 307,145,000 1,240,483,000 368,574,000 1,405,400,000 430,003,000 1,569,355,000 491,432,000 3.3 Mơ quan hệ chi phí xây dựng kênh mương với lưu lượng trạm bơm Để có kết mơ phỏng, trước tiên tác giả bố trí hệ thống kênh mương cho 03 dạng khu tưới tương ứng với cấp diện tích lưu lượng khác Tiếp theo vào quy trình, quy phạm, thiết kế hệ thống kênh mương (kênh thiết kế kênh đất nửa đào nửa đắp) Tính tốn khối lượng vào Thơng tự, Nghị định, đơn giá, báo giá thành phố Cần Thơ, lập dự tốn chi phí xây dựng kênh mương ứng với cấp lưu lượng khác Cuối cùng, xây dựng mối quan hệ chi phí xây dựng kênh mương với lưu lượng trạm bơm, kết thể hình 3.9 Hình Quan hệ chi phí xây dựng kênh mương với lưu lượng trạm bơm 3.4 Các số liệu đầu vào mơ hình Mưa, mực nước (từ năm 1997 đến năm 2001); Địa hình; Lượng bốc chuẩn; Hệ số trồng; Độ dốc đáy kênh, hệ số nhám hệ số mái dốc kênh; Phân bố mùa vụ; Công thức tưới tăng sản lúa; Hệ số tưới thiết kế; Hệ số sử dụng kênh mương; Số công nhân làm việc trạm; Hệ số lương bản; Mức lương tối thiểu;Số tháng năm; Ksctx = 1,1; Kdn = 4,06; Tỷ lệ chiết khấu R =10%; Thời gian hoạt động dự án T = 20 năm; Đối với trường hợp phải nhập cụ thể cột nước bơm diện tích trạm bơm phụ trách 3.5 Kết mơ hình bơm tưới hợp lý cho ĐBSCL (trường hợp 1) 3.5.1 Khu ven sông Tiền sông Hậu - Khu cao không ngập úng: ω=358.5ha, Q tb=0.63m3/s, loại máy (10HTĐ80), n=3, Hb=2.3m, ηb=67%, N=10KW, nhà máy bơm kiều buồng ướt, khu tưới hình vng - Khu địa hình trung bình ngập nơng: ω=392ha, Q tb=0.644m3/s, loại máy (HL1200-3), n=2, Hb=3.4m, η b=80.08%, N=22KW, nhà máy bơm kiều kiều móng tách rời, khu tưới hình vng - Khu địa hình cao ngập sâu: ω=267.3ha, Q tb=0.45m3/s, loại máy (HL400 - 5), n=3, Hb=4m, ηb=78.3%, N=11KW, nhà máy bơm kiều kiều móng tách rời, khu tưới hình vng 3.5.2 Khu chua nội địa Đồng Tháp Mười ω=331.6ha, Q tb=0.63m3/s, loại máy (10HTĐ80), n=3, Hb=2.3m, η b=67%, N=10KW, nhà máy bơm kiều buồng ướt, khu tưới hình vng 3.5.3 Khu chua Tứ Giác Long Xun ω=308ha, Q tb=0.44m3/s, loại máy (200HH200), n=4, Hb=2.2m, η b=71%, N=5.5KW, nhà máy bơm kiều móng tách rời, khu tưới hình vuông 3.5.4 Khu mặn bán đảo Cà Mau - Khu có khả tiếp nước từ sơng Hậu: ω=412.1ha, Q tb=0.63m3/s, loại máy (10HTĐ80), n=3, Hb=2.3m, ηb=67%, N=10KW, nhà máy bơm kiều buồng ướt, khu tưới hình vng - Khu khơng có khả tiếp nước từ sơng Hậu: ω=334.8ha, Qtb=0.44m3/s, loại máy (200HH200), n=4, Hb=2.2m, ηb=71%, N=5.5KW, nhà máy bơm kiều móng tách rời, khu tưới hình vng 3.6 Áp dụng chương trình tính tốn cho vùng tưới có quy mơ xác định (trường hợp 2) Chọn hệ thống trạm bơm Ông Cha, huyện Chợ Mới, tỉnh An Giang để tính tốn - Các thơng số đầu vào: ω = 355ha; mực nước trạm thủy văn Vàm Nao; Cao trình mặt ruộng đại diện A0 = 2.1m; cột nước bơm thiết kế H=4.36m; khu tưới hình chữ nhật có cạnh dài vng góc với tuyến cơng trình trạm bơm; ngồi cịn có tài liệu khí tượng, hệ số tưới, … - Kết tính tốn: Q tb=0.695m3/s, loại máy (HL400-5), n=5, H b=4.36m, ηb=80,3%, N=11KW, nhà máy bơm kiều móng tách rời 3.7 Kết luận chương Đã mô giới hạn thơng số đầu vào mơ hình phù hợp với bối cảnh thực tế ĐBSCL điều kiện địa hình, địa chất, mạng lưới sơng kênh, điều kiện kinh tế người dân quản lý vận hành hệ thống trạm bơm Kết mô tìm điều kiện ràng buộc biến hàm mục tiêu phi tuyến đơn mục tiêu, miền xác định biến nhận giá trị theo miền Như tốn gọi tối ưu rời rạc Về kết mơ hình Loại máy bơm tối ưu có cơng suất động (N đc ≤ 22KW) Số tổ máy bơm tối ưu trạm nằm khoảng từ 02 đến 04 máy, phổ biến 03 Kết phù hợp với thực tế ĐBSCL Diện tích trạm bơm phụ trách vùng nằm khoảng từ 276.3ha đến 412.1ha Như kết phù hợp với thực tế ĐBSCL có quy mơ tưới phổ biến từ 50ha đến 500ha Do vùng chua nội địa Đồng Tháp Mười có hệ số tưới thiết kế lớn (q = 1.33l/s.ha), vùng bán đảo Cà Mau có hệ số tưới thiết kế nhỏ (q = 0.92l/s.ha) Điều dẫn đến vùng mặn bán đảo Cà Mau khơng có khả tiếp nước từ sơng Hậu có tổng chi phí đơn vị nhỏ ngược lại vùng chua nội địa Đồng Tháp Mười có chi phí đơn vị lớn KẾT LUẬN Với hướng nghiên cứu chọn, luận án giải số vấn đề phương pháp luận mơ hình tốn, xác lập tốn, áp dụng mơ hình vào thí dụ thực tiễn, giải tốn phân tích kết Từ kết nghiên cứu luận án, rút số kết luận dướiđây: Xây dựng phương pháp luận, thiết lập giải toán xác định mơ hình bơm tưới hợp lý sở lý thuyết phân tích hệ thống thuật tốn tối ưu bước xây dựng mơ hình bơm tưới hợp lý dựa nguyên lý tiếp cận bước, liên tiếp làm rõ mục tiêu toán Bằng luận có tính khoa học thực tiễn, đề xuất hướng tiếp cận mối quan hệ hệ thống trạm bơm với mục tiêu hiệu kinh tế Trên sở đó, mục tiêu biểu diễn thành hàm mục tiêu tổng chi phí đơn vị nhỏ nhất, thỏa mãn điều kiện ràng buộc nhiệm vụ đặt hệ thống trạm bơm Do tính chất đặc điểm hàm mục tiêu có dạng phi tuyến ràng buộc đơn mục tiêu nên phương pháp tối ưu sử dụng để giải tốn phương pháp qt với bước thơng số không đổi Thực chất phương pháp quét dị tìm cực trị, bước qt nhỏ kết xác Miền xác định, điều kiện ràng buộc tài liệu đầu vào mơ hình xác định theo phương pháp mô phỏng, phản ánh nhiệm vụ khai thác hệ thống trạm bơm tưới điều kiện biên hệ thống nghiên cứu Phần mềm xác định mơ hình bơm tưới hợp lý lập ngôn ngữ C# (đọc Csharp) công cụ NET Đây ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng đại, kế thừa ưu điểm ngơn ngữ lập trình C, C++ Java C# ngơn ngữ lập trình đánh giá dễ học có tính ưu việt cao Đã áp dụng mơ hình phương pháp giải cho vùng ĐBSCL hệ thống trạm bơm thực tế trạm bơm Ơng Cha thuộc huyện Chợ Mới tỉnh An Giang Mơ hình đáp ứng thực tiễn đặt công tác quy hoạch, thiết kế hệ thống trạm bơm nước ta nay, đặc biệt vùng ĐBSCL chưa có quy hoạch trạm bơm điện DANH MỤC CƠNG TRÌNH Đà CƠNG BỐ Nguyễn Tiến Thái, Lê Chí Nguyện, Nguyễn Tuấn Anh (2012), Nghiên cứu đề xuất thông số yêu cầu cho máy bơm phục vụ tưới tiêu vùng ĐBSCL, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Thủy lợi mơi trường số 36, 3-2012, trang 19 - 20 Nguyễn TiếnThái, Lê Chí Nguyện, Nguyễn Tuấn Anh (2012), Nghiên cứu xác định mơ hình bơm hợp lý cho vùng ĐBSCL, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Thủy lợi mơi trường số 36, 3-2012, trang 21 - 23 Lê Chí Nguyện, Nguyễn Tiến Thái, Triệu Ánh Ngọc (2010), Phương pháp tính tốn cột nước bơm tưới – tiêu vùng ĐBSCL, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Thủy lợi môi trường số 31, 12-2010, trang 107 - 109 THÔNG TIN LUẬN ÁN ĐƯA LÊN MẠNG Tên luận án: Nghiên cứu xây dựng mơ hình bơm tưới hợp lý vùng Đồng sông Cửu Long Chuyên ngành: Quy hoạch Quản lý tài nguyên nước, Mã số: 62 62 30 01 Họ tên NCS: Nguyễn Tiến Thái Người hướng dẫn: GS.TS Lê Chí Nguyện, PGS.TS Nguyễn Tuấn Anh, Trường đại học Thủy lợi, Việt Nam Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Thủy lợi Tóm tắt kết luận Luận án: Xây dựng phương pháp luận, thiết lập giải toán xác định mơ hình bơm tưới hợp lý sở lý thuyết phân tích hệ thống thuật tốn tối ưu Các bước xây dựng mơ hình bơm tưới hợp lý dựa nguyên lý tiếp cận bước, liên tiếp làm rõ mục tiêu toán Đề xuất mơ hình bơm hợp lý dựa tiêu chi phí động đơn vị nhỏ cho vùng đặc trưng Đồng sông Cửu Long (ĐBSCL) Kết mơ hình tìm thơng số tối ưu quy mơ diện tích, lưu lượng trạm bơm phụ trách, cột nước bơm, loại máy bơm, số máy bơm trạm, hiệu suất bơm, công suất bơm loại hình nhà máy bơm cho vùng đặc trưng ĐBSCL Xây dựng phần mềm tính tốn –Chương trình xác định mơ hình bơm hợp lý– phục vụ cho công tác quy hoạch, thiết kế hệ thống trạm bơm tưới Phần mềm xác định mơ hình bơm tưới hợp lý lập ngơn ngữ C# (đọc Csharp) công cụ NET Đây ngơn ngữ lập trình hướng đối tượng đại, kế thừa ưu điểm ngôn ngữ lập trình C, C++ Java Hà nội, ngày 16 tháng năm 2016 Người hướng dẫn Người hướng dẫn Nghiên cứu sinh GS.TS Lê Chí Nguyện PGS.TS Nguyễn Tuấn Anh Nguyễn Tiến Thái THESIS INFORMATION ON WEBSITE Name of Thesis: Research on building optimal irrigation pumping model for the Vietnamese Mekong Delta Specialization: Planning and management of water resources Code No: 62-62-30-01 Full Name of Candidate: Nguyen Tien Thai Advisors: Prof Le Chi Nguyen, University, Vietnam Assoc Prof Nguyen Tuan Anh, Thuy loi Summary of new contributions of the Thesis: Developing methodology to establish the problem of optimal irrigation pumping model determination based on the system analysis theory and optimal algorithms The steps to build optimal irrigation pumping model have been established in accordance with principle of step-by-step approach, continuous clarification of problem objective Proposing an optimal irrigation pumping model based on the smallest totall cost indicator for specific areas of the Vietnamese Mekong Delta The results of this model found out optimal design parameters such as: irrigation area, flow of pumping station, pump head, type of pump, number of pumps in a station, pumping efficiency and type of pumping station for specific areas of the Vietnamese Mekong Delta Developing a calculation software named –The program of optimal pumping model determination– to serve planning and design of irrigation pumping station system The software was set in the language C # (called Csharp) in the NET tool kit This is a modern, object-oriented programming language, inheriting advantages of the programming languages C, C ++ and Java Hanoi, 16 March, 2016 Advisors Advisors Candidate Prof Le Chi Nguyen Assoc Prof Nguyen Tuan Anh Nguyen Tien Thai ... thấy việc nghiên cứu xây dựng mơ hình bơm tưới hợp lý vùng ĐBSCL hướng cần thiết đáp ứng yêu cầu thực tế cho vùng CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH MÔ HÌNH BƠM TƯỚI HỢP LÝ Ở chương... CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH MƠ HÌNH BƠM TƯỚI HỢP LÝ 31 2.1 Cơ sở lý thuyết phân tích hệ thống ứng dụng nghiên cứu xây dựng mơ hình bơm tưới hợp lý ... khoa học Lý thuyết phân tích hệ thống Khi nghiên cứu xây dựng mơ hình bơm tưới hợp lý phải nghiên cứu phân tích hệ thống yếu tố liên quan, ảnh hưởng đến mơ hình bơm tưới như: quy mơ xây dựng cơng