Max, , ( )/ 2,ttttQF t QF t

D. Các tiến trình điều tiết hồ chứa song song được sử dụng khi một hoặc nhiều hồ chứa có cửa van được điều tiết cùng nhau để đáp ứng một số yêu cầu chung về dòng chảy hạ lưu Các bước sau đây được sử

1max, , ( )/ 2,ttttQF t QF t

b b  R EV  z   và 1 min, , (1 ) / 2 , t t t t QF t QF t b b R EV  z  

Do đó, để có được dạng tất định tương đương của các ràng buộc – ngẫu nhiên của dòng xả cần độ lệch chuẩn và giá trị trung bình của các dòng chảy đến ngẫu nhiên cho từng tháng, các độ lệch của dòng chảy tháng này có thể được ước tính từ số liệu dòng chảy lịch sử và chúng được trình bày trong bảng sau:

Tháng t Trung bình t QF  Đ.l chuẩn t QF  Tháng t Trung bình t QF  Đ.l chuẩn t QF  1 763 212 7 9892 7006 2 1337 961 8 20230 7548 3 1643 892 9 16200 10820 4 5370 4565 10 3152 2508 5 4136 2956 11 753 320 6 5270 1302 12 558 217

Do mức đảm bảo mong muốn α = 0,80 và tất cả các dòng chảy tháng là các biến ngẫu nhiên thường nên

(1 ) / 2 0,90 1, 28

z  z  (từ bảng 5.2.1). Hơn nữa, giả sử rằng các dòng xả tháng lớn nhất và nhỏ nhất lần lượt là 30000 AF và 100 AF. Các ràng buộc của dòng xả cho tháng thứ 1 là lượt là 30000 AF và 100 AF. Các ràng buộc của dòng xả cho tháng thứ 1 là

1 12 30.000 270 763 1, 28(212) 29.235, 6

b b      

và

1 12 100 270 763 1, 28(212) 664, 4

b b     

Các ràng buộc tương tự có thể được viết cho t = 1, 2,..., 12. Khi các giá trị của các thông số quyết định

b1, b2,..., b12được xác định bằng cách giải mô hình QHTT, chúng được sử dụng trong Pt. (7.7.5) để xác

định dòng xả tháng của hồ chứa.

7.7.2.Các mô hình dòng chảy

Các mô hình dòng chảy chỉ xét về suất đảm bảo của dòng chảy trong việc xác định sức chứa của hồ chứa và các chính sách xả nước. Trong một mô hình dòng chảy, tổng dung tích hiệu dụng của một hồ chứa được phân thành dung tích chứa nhiều năm và dung tích chứa một năm. Dung tích chứa nhiều năm cung cấp lượng trữ để điều chỉnh sự giao động của các dòng chảy năm. Khi nghiên cứu với các khoảng thời gian ngắn hơn (tháng hoặc tuần), sự giao động của dòng chảy chảy sẽ lớn hơn. Vì thế, dung tích chứa một năm là một lượng trữ thêm vào để xử lí sự giao động trong một thời khoảng ngắn hơn này.

Suất đảm bảo của dòng chảy năm của một dòng sông có thể được đánh giá bằng cách sử dụng số liệu tổng lượng dòng chảy hàng năm trong một phân tích dòng chảy – thời gian. Ví dụ, các tổng lượng dòng chảy đến hàng năm trong bảng 7.2.1 trong thời khoảng 5 năm của sông Little Weiser River gần Indian Valley, Idaho là 41,418 AF, 63,119 AF, 51,109 AF, 93,153 AF, và 97,716 AF. Suất đảm bảo của dòng chảy năm bằng 41,418 AF (lượng dòng chảy nhỏ nhất trong 5 năm quan trắc) là xác suất mà lượng dòng chảy này có thể bị bằng hoặc bị lớn hơn trong mỗi năm. Xác suất này không phải là đồng nhất bởi vì chuỗi dòng chảy năm sẽ không lặp lại trong tương lai. Nói chung,

suất đảm bảo của một dòng chảy năm tương ứng với giá trị tổng lượng lớn thứ m trong chuỗi số liệu gồm n năm có thể được ước tính như là m/(n+1). Vì thế, mức đảm bảo để có một dòng chảy năm bằng 41,418 AF (m = 5) cho năm năm quan trắc (n = 5) trong tương lai có thể được ước tính là 5/6 = 83.3%. Phương pháp ước tính suất đảm bảo của dòng chảy năm này là giống với phương pháp vẽ đồ thị trong phân tích tần suất lũ (xem Chow và những người khác, 1988).

Mặt khác, suất đảm bảo của một dòng chảy năm cho trước, hoặc ngược lại, dòng chảy năm với một suất đảm bảo cho trước tại một vị trí không có hồ chứa cho trước có thể được xác định theo phép giải tích sử dụng định nghĩa sau,

P QF( y Y) (7.7.18)

trong đó QFy là tổng lượng dòng chảy năm và Y là dòng chảy năm với suất đảm bảo  với điều kiện chưa có sự điều tiết.

Ví dụ 7.7.2. Dựa trên 5 năm tổng lượng dòng chảy hàng năm, đã cho trong bảng 7.2.1, của sông Little Weiser gần Indian Valley, Idaho, xác định dòng chảy năm với suất đảm bảo là 80%, 90%, và 95% dưới các điều kiện chưa được điều chỉnh. Giả sử rằng tổng lượng dòng chảy đến hàng năm là độc lập theo một phân phối chuẩn.

Lời giải. Năm tổng lượng dòng chảy năm là 41418 AF, 63119 AF, 51109 AF, 93153 AF, 97716 AF. Từ đó có thể tính được giá trị trung bình QF69312AF và độ lệch chuẩn QF 25128AF. Vì tổng lượng dòng chảy năm có phân bố chuẩn nên dòng chảy năm với suất đảm bảo có thể được tính như sau

QF

Y QFz

trong đó z là độ lệch chuẩn thỏa mãn PZz. Dòng chảy năm, Yα, với các suất đảm bảo khác nhau có thể được tính toán như trong bảng sau

 z Y

(AF) 0,80 0,84 48204 0,80 0,84 48204 0,90 1,28 37148 0,95 1,645 27976 Nên nhớ rằng các giá trị trên của Y

là các giá trị dòng chảy năm tại vị trí không được điều tiết bởi hồ chứa. Nói theo cách khác, nếu không có hồ chứa, lưu vực sông có thể sản sinh một dòng chảy năm tương ứng với độ tin cậy như trên. Từ bảng này, có thể thấy rằng với điều kiện không được điều tiết, dòng chảy năm giảm khi độ tin cậy tương ứng của nó tăng. Để sinh ra được một dòng xả năm lớn hơn mà vẫn duy trì được mức độ tin cậy như cũ thì cần công trình hồ chứa để điều tiết dòng chảy đến.

Chỉ xét các dòng mặt chảy đến, thì dung tích hiệu dụng nhiều năm cần thiết để sản sinh dòng xả hàng năm R với suất đảm bảo  (R = Y) có thể thu được bằng cách giải mô hình tối ưu sau,

Cực tiểu hóa 0 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

a

với ràng buộc

a. Cân bằng dòng chảy năm

1 ˆ , 1,...,

y y y y

ST ST  R R QF y Y (7.7.19b) b. Không có năm nào dung tích chứa của hồ bị vượt quá

0

0, 1, 2,...,

y a

ST K  y Y (7.7.19c)

trong đó Rˆy là dòng xả lớn hơn dòng xả năm Rcủa năm thứ y, 0

a

K

là dung tích chứa hoạt động nhiều năm, và Y là tổng số năm quan trắc. Các biến quyết định trong mô hình tối ưu trên là 0, , ˆ .

a y y

K ST và R

Trong thực tế các phương trình của mô hình nhiều năm trên (7.7.19a-c) là đồng nhất với mô hình dòng chảy, các phương trình (7.2.4a-c), khi thời khoảng tính toán là một năm. Mô hình xác định dung tích chứa nhiều năm trên có thể được giải bằng phương pháp phân tích đỉnh hoặc phương pháp mặt cắt vàng đã trình bày trong mục 7.2 và sử dụng số liệu dòng chảy năm. Lượng bốc hơi có thể được thêm vào các mô hình dòng chảy.

Khi phân bố của nhu cầu nước trong năm khác với phân phối của dòng chảy trong năm thì cần có dung tích chứa phụ. Để giải thích cho sự biến thiên của dòng chảy trong năm, tổng lượng trữ hoạt động cần thiết cho một hồ chứa đơn có thể xác định bằng cách giải mô hình tối ưu sau,

Cực tiểu hóa Ka (7.7.20a) với ràng buộc