Việc tính tốn theo phương pháp suy diễn Mamdani được thực hiện theo các bước sau:
(1) Mờ hóa các đầu vào bằng cách sử dụng các hàm liên thuộc;
(2) Áp dụng các toán tử mờ để thiết lập mối quan hệ của các biến đầu vào cho mỗi luật mờ. Các toán tử mờ phổ biến nhất là AND và OR. Để xây dựng các phép toán logic này, hàm Min và hàm Max được áp dụng. Mặc dù các hàm khác, chẳng hạn như hàm Product cũng được áp dụng để biểu diễn các toán tử mờ, nhưng do hàm Min và hàm Max đơn giản, hiệu quả và được sử dụng rộng rãi, do đó phương pháp dựa trên hàm Min và hàm Max được lựa chọn áp dụng trong luận án;
(3) Áp dụng phép kéo theo (implication method) Mamdani để tạo biến đầu ra mờ cho mỗi luật mờ;
(4) Áp dụng phép kết hợp (aggregation method) để tạo biến đầu ra mờ tổng hợp từ các biến đầu ra mờ của mỗi luật mờ đã thu được tại bước 3. Các hàm Max, Sum .... có thể được áp dụng cho phép kết hợp, nhưng hàm Max được chọn áp dụng trong luận án này vì nó đơn giản hơn và cũng được chấp nhận rống rãi.
(5) Giải mờ cho biến đầu ra mờ có được từ bước 4 để tạo kết quả rõ. Trong các phương pháp giải mờ được trình bày ở phần trên, phương pháp trọng tâm (centroid method) được sử dụng phố biến nhất, đây cũng là phương pháp giải mờ được chọn áp dụng trong luận án này.
Ngoài việc xây dựng hệ luật mờ và hệ suy diễn mờ, các yếu tố liên quan như phương trình cân bằng khối lượng, các điều kiện vật lý, điều kiện biên để vận hành hồ chứa như quan hệ mực nước-dung tích hồ, mực nước đón lũ, mực nước dâng bình thường,... cũng được xét đến trong q trình xây dựng mơ hình mơ phỏng điều tiết lũ qua hồ chứa. Các phương trình này, cùng với bảng trích mã Module vận hành điều tiết lũ qua hồ chứa bằng ngơn ngữ Matlab, được trình bày trong Phụ lục A.
2.4.2 Diễn tốn dịng chảy lũ trên các đoạn sơng
Việc diễn tốn dịng chảy lũ trên các đoạn sông được thực hiện sau khi điều tiết lũ qua hồ chứa. Lưu lượng xả qua hồ chứa là một thành phần của Lưu lượng dòng chảy lũ trên các đoạn sông và được sử dụng làm đầu vào cho Module diễn toán dịng chảy lũ trên các đoạn sơng.
Lưu lượng dịng chảy lũ trên các đoạn sơng bao gồm Lưu lượng dòng chảy lũ xả qua hồ chứa và Lưu lượng dịng chảy bổ sung dọc các đoạn sơng do mưa trên các khu giữa, được diễn toán về hạ du thơng qua Module diễn tốn dịng chảy lũ trên các đoạn sơng.
Module diễn tốn dòng chảy lũ trên các đoạn sông sử dụng phương pháp Muskingum-Cunge, được xây dựng bằng ngơn ngữ lập trình Matlab. Bảng trích mã Module diễn tốn dịng chảy lũ trên các đoạn sơng được trình bày trong Phụ lục A.
2.4.3 Các hàm hỗ trợ tính tốn
Để phục vụ tính tốn vận hành điều tiết lũ qua hồ chứa, diễn tốn dịng chảy lũ qua các đoạn sông về hạ du, một số hàm hỗ trợ đã được xây dựng trong Matlab, gồm: hàm tính toán các đặc trưng mặt cắt đoạn sơng (calDactrungMCtb.m), tính tốn mực nước hồ (calHho.m), tính độ mở cửa van, tính tốn quan hệ lưu lượng và mực nước tại các vị trí khống chế (calHankhe.m, calHayunpa.m, calHphulam.m).
2.5 Kết luận Chương 2
Trong chương này đã trình bày khái quát những đặc điểm cơ bản của Logic mờ, phương pháp diễn toán Muskingum-Cunge, định hướng ứng dụng Logic mờ trong đề tài nghiên cứu, là cơ sở khoa học cho việc ứng dụng Logic mờ vào xây dựng Module vận hành điều tiết lũ qua hồ chứa, một trong các thành phần chính của mơ hình điều tiết hệ thống hồ chứa chống lũ lưu vực sông Ba. Đây khơng chỉ là một cơng cụ mới, mà cịn là một cách tiếp cận mới trong vận hành hồ chứa, cho phép hướng tới việc vận hành hồ chứa theo thời gian thực.
Đã trình bày những nội dung cơ bản về thiết lập bài toán vận hành hệ thống liên hồ chứa chống lũ hạ du sông Ba, thiết lập mơ hình ứng dụng Logic mờ mô phỏng điều tiết và truyền lũ trên hệ thống sông.
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VẬN HÀNH HỆ THỐNG LIÊN HỒ CHỨA CHỐNG LŨ LƯU VỰC SÔNG BA
3.1 Hiện trạng lưu vực sông Ba và hệ thống hồ chứa lớn trên lưu vực 3.1.1 Đặc điểm tự nhiên 3.1.1 Đặc điểm tự nhiên
Lưu vực sơng Ba có diện tích 13.417 km2, là một trong chín lưu vực sơng lớn nhất Việt Nam, nằm trên địa bàn các tỉnh Kon Tum, Gia Lai, Đăk Lăk và Phú Yên. Các huyện thuộc lưu vực gồm: huyện KonPlong thuộc tỉnh Kon Tum, 10 huyện thị thuộc tỉnh Gia Lai (Kbang thị xã An Khê, Đakpơ, Konch Ro, ĐakĐoa, Mang Yang, Chư Sê, Ayun Pa, Krông Pa, EaPa), 4 huyện thuộc tỉnh Đak Lak (Ea Hleo, Krông HNăng, Eakar, MađRăk) và 5 huyện thuộc tỉnh Phú n (Sơn Hồ, Sơng Hinh, Phú Hoà, Tuy hồ, và thành phố Tuy Hồ).
Vị trí địa lý của lưu vực ở vào khoảng 12055’ đến 14038’ vĩ độ Bắc và 108000’ đến 109055’ kinh độ Đơng, phía Bắc giáp với lưu vực sơng Sêsan và sơng Trà Khúc, phía Nam giáp với lưu vực sơng Cái, sơng Srepok, phía Đơng giáp lưu vực sông Kone, sông Kỳ Lộ và biển Đơng.
Dịng chính sơng Ba bắt nguồn từ đỉnh Ngọc Rơ có độ cao 1549 m thuộc dãy Trường Sơn. Từ thượng nguồn đến An Khê sông chảy theo hướng Tây Bắc - Đơng Nam sau đó chuyển hướng Bắc-Nam đến Ayun Pa, từ Ayun Pa đến cửa sông Hinh chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, sau khi gặp sông Hinh chảy theo hướng Tây-Đông rồi đổ ra biển Đông tại cửa Đà Rằng-Tuy Hồ. Chiều dài sơng chính tính từ thượng nguồn đến cửa Đà Rằng là 396 km.
Các phụ lưu chính có diện tích lưu vực FLV>500 km2 gồm: IA Pi Hao (FLV = 552 km2), Đắk Po Kor (FLV = 719 km2), A Yun (FLV = 2855 km2), Krông Hnăng (FLV = 1753 km2), sông Hinh (FLV = 1021 km2).
Sơng Ba có lượng dịng chảy khá phong phú, phân bố không đều, mùa lũ kéo dài 4-6 tháng nhưng lượng dòng chảy chiếm tới 70-80% lượng dòng chảy cả năm.
Lưu vực sơng Ba có tiềm năng rất lớn về nông - lâm nghiệp và thuỷ sản với khoảng 425.300 ha đất nông nghiệp và gần 1 triệu ha đất lâm nghiệp có đủ điều kiện phát triển các loại cây trồng có giá trị kinh tế cao như cao su, cà phê.