Giáo trình Quy hoạch và quản lý nguồn nước part 5

Chẳng hạn đối với kho n−ớc l−u l−ợng qua công trình trong một số tr−ờng hợp có thể bị ràng buộc bởi các biểu thức có dạng sau: qjmin ≤ qxj(t) ≤ qjmax (4-38)- Ràng buộc về trạng thái: Véc tơ biến trạng thái của hệ thống thay đổi tùy thuộc và sự thay đổi của điều khiển U(t). Tuy nhiên, trạng thái của hệ thống cũng chỉ đ−ợc thay đổi trong giới hạn nhất định, và đ−ợc biểu thị cũng bằng các ràng buộc dạng bất đẳng thức...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Quy hoạch và quản lý nguồn nước part 5 77Ch−¬ng 4- M« h×nh hãa... Ch¼ng h¹n ®èi víi kho n−íc l−u l−îng qua c«ng tr×nh trong mét sè tr−êng hîp cãthÓ bÞ rµng buéc bëi c¸c biÓu thøc cã d¹ng sau: qjmin ≤ qxj(t) ≤ qjmax (4-38) - Rµng buéc vÒ tr¹ng th¸i: VÐc t¬ biÕn tr¹ng th¸i cña hÖ thèng thay ®æi tïy thuécvµ sù thay ®æi cña ®iÒu khiÓn U(t). Tuy nhiªn, tr¹ng th¸i cña hÖ thèng còng chØ ®−îcthay ®æi trong giíi h¹n nhÊt ®Þnh, vµ ®−îc biÓu thÞ còng b»ng c¸c rµng buéc d¹ng bÊt®¼ng thøc: G x1 (U, Z, X) ≤ B x1 víi c¸c Bx1, Bx2,..., BxL lµ c¸c h»ng sè. G x2 (U, Z, X) ≤ B x2 (4-39) ............................ G xL (U, Z, X) ≤ B xL Ch¼ng h¹n khi ®iÒu khiÓn ®èi víi hÖ thèng kho n−íc, th× dung tÝch trong mçi khon−íc chØ cã thÓ thay ®æi trong giíi h¹n lín nhÊt vµ nhá nhÊt cña nã: Vjmin ≤ Vj(t) ≤ Vjmax (4-40)4.5. Tèi −u hãa ®èi víi bµi to¸n ph¸t triÓn hÖ thèng nguån n−íc §©y lµ bµi to¸n tæng qu¸t nhÊt cña quy ho¹ch nguån n−íc. §èi víi mét vïng,miÒn hoÆc l−u vùc s«ng, víi tiÒm n¨ng nguån n−íc nhÊt ®Þnh, ng−êi lµm quy ho¹chph¶i nghiªn cøu mét c¸ch toµn diÖn gåm nh÷ng vÊn ®Ò chÝnh nh− sau: - Kh¶ n¨ng khai th¸c nguån n−íc ®¸p øng yªu cÇu ph¸t triÓn vïng - Sö dông tµi nguyªn n−íc vµo nh÷ng môc ®Ých nµo lµ hîp lý. - Gi¶i ph¸p quy ho¹ch vµ biÖn ph¸p c«ng tr×nh nµo cÇn ®−îc thùc hiÖn. - ChiÕn l−îc ®Çu t−: Tr×nh tù ®Çu t− ph¸t triÓn vïng c¶ vÒ sö dông n−íc còng nh− ®Çu t− x©y dùng c¸c c«ng tr×nh cÊp n−íc, phßng lò... ®Ó võa phï hîp víi kh¶ n¨ng tµi chÝnh mµ lîi Ých mang l¹i lµ tèi −u nhÊt. C¸c vÊn ®Ò trªn ®−îc gi¶i quyÕt trªn c¬ së ph©n tÝch vµ c©n nh¾c nhiÒu mÆt, trong®ã ph©n tÝch lîi Ých kinh tÕ lµ c¨n b¶n nhÊt. Ph©n tÝch lîi Ých kinh tÕ liªn quan ®Õn viÖclùa chän ph−¬ng ¸n tèi −u vÒ kinh tÕ. Khi ®ã c¸c m« h×nh tèi −u ho¸ lµ c«ng cô h÷uhiÖu cho viÖc ph©n tÝch vµ t×m kiÕm ph−¬ng ¸n tèi −u. Bµi to¸n tèi −u ®−îc thiÕt lËp trong giai ®o¹n nµy lµ sù liªn kÕt cña c¸c bµi to¸nthiÕt kÕ, bµi to¸n tèi −u ®èi víi c¸c yªu cÇu vÒ n−íc vµ xem xÐt nã trong chiÕn l−îcph¸t triÓn (lËp kÕ ho¹ch ®Çu t− ph¸t triÓn).78 Quy ho¹ch vµ qu¶n lý nguån n−íc §©y lµ mét bµi to¸n phøc t¹p, bëi vËy khi gi¶i quyÕt lo¹i bµi to¸n nµy cÇn thiÕt södông kü thuËt ph©n cÊp ®Ó ph©n bµi to¸n lín thµnh nh÷ng bµi to¸n con cã sè biÕn Ýth¬n vµ ®ì phøc t¹p h¬n vÒ c¸ch t×m nghiÖm.4.5.1. Bµi to¸n chiÕn l−îc ®Çu t− x©y dùng c«ng tr×nh §Ó dÔ hiÓu, ta chia bµi to¸n lµm hai lo¹i: lo¹i thø nhÊt chØ xÐt chi phÝ ®Çu t− x©ydùng; lo¹i thø hai cã tÝnh ®Õn chi phÝ qu¶n lý vËn hµnh.4.5.1.1. Khi ch−a tÝnh ®Õn chi phÝ qu¶n lý vËn hµnh (bµi to¸n lo¹i A)Ph¸t biÓu bµi to¸n Gi¶ sö ®èi víi mét vïng cô thÓ cÇn ®¸p øng yªu cÇu vÒ n−íc W(t) trong thêi gianquy ho¹ch T , yªu cÇu ®¹t møc tèi ®a cuèi thêi kú quy ho¹ch lµ Wmax. Gi¶ sö tronggiai ®o¹n gi¶i bµi to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng c«ng tr×nh ®· x¸c ®Þnh ®−îc tËp c¸c ph−¬ng ¸nc«ng tr×nh ®Ó tho¶ m·n yªu cÇu n−íc ®Æt ra. CÇn x¸c ®Þnh c¸c c«ng tr×nh nµo sÏ ®−îc®−a vµo x©y dùng vµ x©y dùng vµo thêi gian nµo cña thêi kú quy ho¹ch ®Ó kinh phÝx©y dùng lµ nhá nhÊt.VÝ dô: VÝ dô mét hÖ thèng cã 4 c«ng tr×nh sÏ ®−îc x©y dùng. Vèn ®Çu t− x©y dùng C vµkh¶ n¨ng cÊp n−íc Wc ®· biÕt. Gi¶ sö c¸c c«ng tr×nh ®−îc x©y dùng ph¶i ®¸p øng yªucÇu n−íc W(t). Yªu cÇu x¸c ®Þnh tr×nh tù ®Çu t− x©y dùng c¸c c«ng tr×nh sao cho chiphÝ x©y dùng lµ tèi thiÓu. Tøc lµ, t×m cùc tiÓu cña hµm môc tiªu: nt F = ∑ ∑ x it C it (1 + r)− t → min (4-41) i =1 t =1 Trong ®ã: Cit - chi phÝ x©y dùng ®èi víi c«ng tr×nh thø i: Cit = 0 nÕu nã kh«ng ®−îc x©y dùng vµo n¨m t; Cit = Cit nÕu nã ®−îc x©y dùng vµo n¨m t; r - hÖ sè triÕt khÊu, t lµ biÕn thêi gian tÝnh theo n¨m; xit - hÖ sè lÊy gi¸ trÞ b»ng 0 vµ 1: b»ng 0 tøc lµ kh«ng x©y dùng, khi nh©n víi Cit sÏ cã tÝch b»ng 0, cã nghÜa lµ kh«ng cã chi phÝ x©y dùng. ViÖc ®−a vµo hÖ sè xit ®Ó dÔ dµng trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n.4.5.1.2. Cã tÝnh ®Õn chi phÝ qu¶n lý vËn hµnh (bµi to¸n lo¹i b) Khi cã kÓ ®Õn chi phÝ qu¶n lý vËn hµnh trong giai ®o¹n khai th¸c, hµm môc tiªucña chiÕn l−îc ®Çu t− ph¸t triÓn hÖ thèng c«ng tr×nh sÏ cã d¹ng sau: T n ∑ (1 + r )− t ∑ (a i + ci + b i w it ) → min F= (4-42) t =0 i =1 ...