Tóm tắt Luận án Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long

Tóm tắt Luận án Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long trang 1

Trang 1

Tóm tắt Luận án Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long trang 2

Trang 2

Tóm tắt Luận án Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long trang 3

Trang 3

Tóm tắt Luận án Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long trang 4

Trang 4

Tóm tắt Luận án Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long trang 5

Trang 5

Tóm tắt Luận án Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long trang 6

Trang 6

Tóm tắt Luận án Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long trang 7

Trang 7

Tóm tắt Luận án Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long trang 8

Trang 8

Tóm tắt Luận án Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long trang 9

Trang 9

Tóm tắt Luận án Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long trang 10

Trang 10

Tải về để xem bản đầy đủ

pdf 27 trang nguyenduy 10/04/2025 120
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Tóm tắt Luận án Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

Tóm tắt nội dung tài liệu: Tóm tắt Luận án Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long

Tóm tắt Luận án Nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý vùng đồng bằng sông Cửu Long
nhiệm vụ bơm nước còn có 
nhiệm vụ chạy ghe, xay sát. 
1.2.3. Hình thức kết cấu nhà trạm 
Kết cấu nhà trạm của các trạm bơm ở ĐBSCL có 2 loại kiên cố và bán kiên cố. 
6 
Trong đó bán kiên cố chiếm chủ yếu. 
1.2.4. Quản lý vận hành 
Hiện nay ở ĐBSCL chủ yếu là hình thức quản lý vận hành bởi các hợp tác xã 
nông nghiệp, tổ hợp tác dùng nước, tổ liên kết sản xuất, hộ gia đình. Các hình 
thức này chủ yếu do người dân tự lập ra, hoạt động theo nguyên tắc “ tự thu, tự 
chi theo quy định của nhà nước và thỏa thuận giữa các đối tượng”. Trong các 
mô hình này, mô hình hộ gia đình đang chiếm tỷ trọng lớn ở ĐBSCL. Ngoài ra 
mô hình quản lý khai thác như Công ty trách nhiệm hữu hạn Nhà nước một 
thành viên, trạm thủy nông các huyện chỉ được áp dụng một vài hệ thống trạm 
bơm lớn. 
1.3. Tổng quan về điều kiện tự nhiên vùng ĐBSCL 
1.3.1. Quá trình hình thành ĐBSCL 
ĐBSCL được hình thành và phát triển đầy đủ cách đây khoảng 2500 năm. 
Trong đó vùng đất mũi Cà Mau là vùng trẻ nhất được hình thành cách đây 1000 
năm. 
1.3.2. Địa hình 
ĐBSCL có địa hình bằng phẳng, phần lớn có cao độ trung bình từ 0.7-1.2 m. 
Với đặc điểm này có thể sử dụng các loại nhà máy bơm có cột nước không cao, 
quy mô về lưu lượng cũng như diện tích phụ trách của trạm bơm nằm trong 
phạm vi từ nhỏ đến lớn. Ngoài ra rất thuận lợi cho công tác khảo sát, thiết kế 
bố trí mặt bằng, thi công các công trình trong hệ thống trạm bơm. 
1.3.3. Mạng lưới sông rạch 
ĐBSCL có hệ thống sông ngòi, kênh rạch khá phong phú như: Hệ thống sông 
thiên nhiên bao gồm sông có nguồn (sông Tiền, sông Hậu và hệ thống sông 
Vàm Cỏ) và sông rạch nội địa (Mỹ Thạnh, Gành Hào, Bạch Ngưu, Bảy Háp, 
Cửa Lớn, Đầm Cùng, Cái Tàu, Trẹm, Ông Đốc, Cái Lớn, Cái Bé). Còn hệ 
thống kênh đào được đan dày cả 3 cấp, nên mọi tác động vào bất kỳ vị trí nào 
trong hệ thống kênh đều có thể lan truyền ảnh hưởng đến các vùng lân cận. Như 
vậy nguồn nước ngọt ĐBSCL rất dồi dào, hệ thống sông kênh hình thành các 
7 
bờ bao phân chia cánh đồng của vùng thành các khu tưới độc lập nhau. Sự phân 
chia kiểu tự nhiên này sẽ ảnh hưởng lớn đến các thông số hình dạng khu tưới, 
lưu lượng và diện tích trạm bơm phụ trách cần tìm trong mô hình bơm tưới hợp 
lý. 
1.3.4. Địa chất 
Địa chất ĐBSCL phổ biến là bùn sét và bùn sét pha, mới được thành tạo. Đất 
hầu như chưa được nén chặt, độ lỗ rỗng lớn, tính nén lún cao và sức kháng cắt 
nhỏ. Các yếu tố này không thuận lợi cho việc xây dựng công trình. Vì vậy loại 
nhà máy bơm có kết cấu nhẹ sẽ phù hợp với vùng ĐBSCL, đi kèm với loại nhà 
máy này là các loaị máy bơm có công suất vừa và nhỏ. 
1.3.5. Đất đai - Thổ nhưỡng 
ĐBSCL có đất phù sa chiếm 30,4% diện tích tự nhiên (DTTN), đất mặn chiếm 
19,1% DTTN, đất phèn chiếm 41,1%DTTN, các loại đất khác chiếm 9,4% 
DTTN. Trong các loại đất này ngoại trừ đất lầy và than bùn, đất đỏ vàng và đất 
xói mòn chủ yếu sử dụng trồng rừng, còn lại đều có thể trồng lúa và các loại 
cây trồng khác với từng mức độ thích nghi khác nhau. Thực tế cho thấy, cùng 
một loại cây trồng, trồng trên các loại đất khác nhau, hệ số tưới sẽ khác nhau. 
Nó ảnh hưởng đến lưu lượng trạm bơm phụ trách, đây là thông số cần tìm trong 
mô hình bơm tưới. 
1.3.6. Đặc điểm mưa 
Vùng phía Tây ĐBSCL có lượng mưa năm lớn nhất (2.000-2.400 mm), vùng 
phía Đông có lượng mưa trung bình (1.600-1.800 mm), còn vùng trung tâm 
đồng bằng có lượng mưa nhỏ nhất (1.200-1.600 mm). Lượng mưa năm tập 
trung vào các tháng mùa mưa. Như vậy lượng nước cần tưới cho các loại cây 
trồng chủ yếu là về mùa khô và hệ số tưới của vùng trung tâm đồng bằng dọc 
hai bên sông Tiền sông Hậu là lớn nhất, ngược lại vùng phía Tây có hệ số tưới 
nhỏ nhất. 
1.3.7. Đặc điểm thủy triều 
ĐBSCL chịu tác tác động của triều biển Đông và biển Tây. Độ lớn của triều 
8 
vùng ven biển Đông đạt khoảng 3.0-4.0m (lớn nhất Việt Nam), trong khi đó độ 
lớn triều vùng ven biển Tây đạt khoảng 0.8-1.2m. Mực nước triều cao nhất năm 
thường xuất hiện vào các tháng X, XI, còn các tháng VI và VII, mực nước triều 
thấp nhất năm. Như vậy các vùng của ĐBSCL bị ảnh hưởng triều, thời gian lấy 
nước tưới trong một ngày giảm dẫn đến hệ số tưới tăng so với các vùng không 
bị ảnh hưởng thủy triều. 
1.4. Một số kết luận rút ra từ phần tổng quan 
1. Về đối tượng nghiên cứu: Lê Chí Nguyện (2009) đã sử dụng lý thuyết phân 
tích hệ thống và tối ưu hóa để xác định quy mô trạm bơm tưới phù hợp cho 
ĐBSCL. Nhưng chỉ tiêu tối ưu về kinh tế được sử dụng là chỉ tiêu tĩnh, chỉ tiêu 
này không phản ánh đúng về hiệu quả kinh tế, chỉ có chỉ tiêu tối ưu động mới 
thể hiện đúng bản chất vấn đề này. 
2. Về phương pháp giải và thuật toán: Các tác giả thường sử dụng quy hoạch 
tuyến tính, quy hoạch động, ít tác giả áp dụng quy hoạch phi tuyến trong mô 
hình nghiên cứu bởi tính phức tạp khi xử lý bài toán quy hoạch phi tuyến. 
3. Về sử dụng máy bơm ở ĐBSCL, phân tán với số lượng lớn, các loại máy 
bơm nhỏ tự chế, hiệu suất thấp do các hộ gia đình quản lý, chưa đáp ứng được 
nhu cầu tưới cho vùng ĐBSCL rộng lớn. 
4. Về xây dựng trạm bơm ở ĐBSCL, vẫn còn mang tính tự phát, nhỏ lẻ, manh 
mún, chưa có sự can thiệp, điều phối, chỉ đạo của Nhà nước. 
5. Về quản lý vận hành, mô hình chủ yếu là hình thức quản lý vận hành bởi các 
hợp tác xã nông nghiệp, tổ hợp tác dùng nước, tổ liên kết sản xuất, hộ gia đình. 
Đối với những mô hình này các cá nhân đều thiếu kiến thức chuyên môn trong 
quản lý vận hành. 
6. Về đặc điểm tự nhiên vùng ĐBSCL: Có địa hình bằng phẳng, hệ thống sông 
rạch chằng chịt đan xen nhau hình thành các bờ bao chia ĐBSCL thành các khu 
tưới độc lập có quy mô diện tích dưới 500ha, địa chất của vùng lại mềm yếu. 
Hơn nữa ĐBSCL chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của thủy triều biển Đông và biên 
9 
Tây, đặc biệt là về mùa cạn, dòng chảy thượng nguồn sông Mekong về nhỏ, 
xuất hiện dòng chảy ngược từ biển vào sông, xâm nhập mặn, thời gian lấy nước 
của các trạm bơm tưới trong một ngày giảm. Do vậy, cần phải nghiên cứu lựa 
chọn các thông số tối ưu trong mô hình bơm tưới phù hợp với đặc điểm tự 
nhiên của vùng ĐBSCL. 
 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP XÂY 
DỰNG MÔ HÌNH BƠM TƯỚI HỢP LÝ 
2.1. Lý thuyết phân tích hệ thống ứng dụng trong nghiên cứu xây dựng mô 
hình bơm tưới hợp lý 
2.1.1. Hệ thống các quan điểm 
Lý thuyết phân tích hệ thống coi trọng tính tổng thể, đây chính là quan điểm hệ 
thống, thể hiện tính biện chứng trong nghiên cứu hệ thống. Quan điểm đó phải 
được lượng hóa bằng các mô hình toán học mô tả các quá trình của hệ thống. 
Lý thuyết phân tích hệ thống thừa nhận tính bất định của hệ thống, tôn trọng và 
thừa nhận tính liên ngành. Kết hợp giữa phương pháp hình thức và phương 
pháp phi hình thức, kết hợp giữa phân tích toán học và kinh nghiệm. 
2.1.2. Nguyên lý tiếp cận hệ thống 
Nguyên lý cơ bản khi tiếp cận lý thuyết phân tích hệ thống, đó là tiếp cận từng 
bước và liên tiếp làm rõ mục tiêu của bài toán. Mô hình mô phỏng đóng vai trò 
đặc biệt quan trọng trong quá trình tiếp cận hệ thống. 
2.1.3. Phương pháp mô phỏng và phương pháp tối ưu hóa trong phân tích hệ 
thống 
Phân tích hệ thống, đặc biệt là hệ thống nguồn nước sử dụng hai công cụ chính 
là phương pháp tối ưu hóa và phương pháp mô phỏng. Phương pháp mô phỏng 
không giải bài toán tối ưu mà chỉ tìm các giá trị khả dĩ chấp nhận được với hàm 
mục tiêu. Vì phương pháp tối ưu có những hạn chế về phương pháp nhận 
nghiệm, cho nên có thể có sự giản hóa trong mô phỏng đối với các quá trình 
của hệ thống, trong khi đó các mô phỏng đó được mô tả chi tiết hơn khi sử 
10 
dụng phương pháp mô phỏng. Do vậy trong luận án sử dụng cả hai phương 
pháp này để giải bài toán mô hình bơm tưới hợp lý. 
2.1.4. Hệ thống chỉ tiêu đánh giá 
Khi thiết kế hệ thống phải tuân theo hệ thống chỉ tiêu về kinh tế hoặc kỹ thuật. 
Đối với hệ thống thủy lợi nói chung đặc biệt là hệ thống trạm bơm người ta 
thường dùng chỉ tiêu kinh tế để đánh giá. Hệ thống chỉ tiêu đánh giá có thể 
được mô tả bằng các đẳng thức hay bất đẳng thức, hoặc có thể được đưa về cực 
trị (max(min)), hoặc có thể có dạng hỗn hợp (cả hai trường hợp trên). 
2.2. Mô hình mô phỏng 
2.2.1. Khái niệm về mô phỏng 
Mô phỏng hệ thống là phương thức mô tả hệ thống thực bằng một hệ thống 
không thực do người nghiên cứu tạo ra. Có nhiều cách mô phỏng, bao gồm: Mô 
hình vật lý, mô hình toán học,. Khi nghiên cứu các hệ thống kỹ thuật và hệ 
thống nguồn nước, người ta sử dụng mô phỏng toán học. 
2.2.2. Những đặc trưng cần phản ánh khi xây dựng mô hình mô phỏng hệ 
thống thông số của mô hình bơm tưới 
Điều kiện địa hình, chế độ thủy văn, mạng lưới sông kênh sẽ được nghiên cứu 
trong mô hình mô phỏng cột nước bơm tưới. Ảnh hưởng của địa hình, địa chất, 
mạng lưới sông suối, tập quán của ngưới dân ĐBSCL đến loại máy bơm, số 
máy bơm, loại nhà máy bơm và quy mô diện tích trạm bơm phụ trách. Mạng 
lưới sông kênh liên quan đến hình dạng khu tưới, trong đó hình thức bố trí hệ 
thống kênh mương phụ thuộc vào hình dạng và địa hình khu tưới. Mối tương 
quan giữa giá thành xây dựng trạm với loại máy bơm và số máy bơm đặt trong 
trạm; giữa giá thành xây dựng kênh mương với lưu lương hoặc diện tích trạm 
bơm phụ trách. 
2.2.3. Thiết lập mô hình mô phỏng mô hình bơm tưới 
Việc thiết lập mô hình mô phỏng được tiến hành theo những bước sau: (1) Thu 
thâp thông tin, xác định mục tiêu; (2) Xác lập cấu trúc hệ thống; (3) Thiết lập 
11 
các biểu thức toán học, các biểu thức logic; (4) Kiểm tra sự hợp lý của mô 
phỏng. 
2.3. Bài toán tối ưu về mô hình bơm tưới 
2.3.1. Bài toán tìm cực tiểu và cực đại 
Mục tiêu tìm kiếm bài toán tối ưu trong thực tế thường là: tối thiểu (minimum) 
nguồn lực hay chi phí, hoặc tối đa (maximum) lợi nhuận hay lợi ích có thể. 
2.3.2. Một số khái niệm 
- Biến (hay biến chính): là các biến số mà bài toán tối ưu phải tìm nhằm đạt 
được mục tiêu đặt ra và thỏa mãn các điều kiện ràng buộc kèm theo. 
- Ràng buộc (hay điều kiện ràng buộc): Trong bài toán tối ưu, biến chính không 
thể nhận giá trị bất kỳ mà chúng bị giới hạn và buộc phải thỏa mãn các điều 
kiện hay yêu cầu nào đó, người ta gọi chung là điều kiện ràng buộc. 
- Hàm mục tiêu: Nhiệm vụ của bài toán tối ưu là so sánh, lựa chọn phương án 
tốt nhất trong các phương án có thể. Muốn vậy phải có một tiêu chí hay chỉ tiêu 
để so sánh. Thông thường tiêu chí này được thể hiện dưới dạng hàm số của các 
biến chính và được định nghĩa là hàm mục tiêu. 
2.3.3. Đặt bài toán 
Bài toán tối ưu ở đây được lập với hai trường hợp: 
- Trường hợp 1: chưa biết diện tích và lưu lượng của trạm bơm. Yêu cầu tìm 
các thông số tối ưu về hình dạng khu tưới (f), diện tích trạm bơm phụ trách (ω), 
lưu lượng trạm bơm (Qtb), loại máy (p), cột nước bơm (h), hiệu suất bơm (ηb), 
công suất bơm (N), số tổ máy bơm trong một trạm (n), loại nhà máy. 
- Trường hợp 2: diện tích và lưu lượng của trạm bơm đã biết. yêu cầu tìm các 
thông số tối ưu (p, ηb, N, n, loại nhà máy bơm). 
2.3.4. Lựa chọn phương pháp giải bài toán tối ưu 
Bài toán đã lựa chọn trong luận án, hàm mục tiêu và ràng buộc đa số là hàm phi 
tuyến của các biến thông số trong mô hình bơm tưới. Do vậy dạng bài toán tối 
12 
ưu ở đây là quy hoạch phi tuyến. Trong quy hoạch phi tuyến được chia thành 
hai loại chính, tối ưu phi tuyến không ràng buộc và tối ưu phi tuyến ràng buộc. 
Về tổng quát có hai phương pháp giải bài toán tối ưu phi tuyến đó là phương 
pháp không đạo hàm và phương pháp dùng đạo hàm. Phương pháp đạo hàm chỉ 
phù hợp với những bài toán có thể hàm hóa được. Ngoài ra cần chứng minh sự 
tồn tại nghiệm và các đạo hàm tương ứng. Trong các bài toán kỹ thuật những 
điều kiện này rất khó thỏa mãn. Bởi vậy trong luận án này sử dụng phương 
pháp không đạo hàm, phương pháp quét tìm các thông số tối ưu. Phương pháp 
này áp dụng cho cả bài toán ràng buộc và không ràng buộc. 
2.3.4.1.Phương pháp quét khi có một biến điều khiển 
Trong phương pháp quét đối với hàm mục tiêu một chiều có phương pháp quét 
như quét với bước không đổi, quét với bước thay đổi và quét với bước thay đổi 
trở lại. Đối với phương pháp quét với bước không đổi có ưu điểm dễ dàng lập 
thuật toán,với bước quét nhỏ thì cho khả năng tìm được cực trị toàn cục. Tuy 
nhiên nhược điểm của phương pháp này là khối lượng tính toán cần thiết là rất 
lớn. Còn phương pháp quét với bước biến đổi cần khối lượng tính toán hàm 
mục tiêu ít hơn, nhưng đối với các hàm mục tiêu đa cực trị, có xác suất bỏ qua 
cực trị toàn cục. Trong khi đó phương pháp quét với bước quét trở lại thay đổi 
chỉ có thể đảm bảo tìm được cực trị trong trường hợp hàm mục tiêu có một cực 
trị. Căn cứ vào những ưu nhược điểm của các phương pháp, chọn phương pháp 
quét với bước không đổi để tìm thông số tối ưu đối với bài toán mô hình bơm 
tưới (trường hợp 2) có một thông số điều khiển. 
2.3.4.2.Phương pháp quét khi có nhiều biến điều khiển 
Về bản chất, khi có nhiều thông số điều khiển thì việc quét hàm mục tiêu cũng 
được thực hiện như đối với trường hợp có một thông số điều khiển với sự thay 
đổi bước của các thông số còn lại trong miền xác định. Tuy nhiên cũng giống 
như phương pháp quét có một biến điều khiển, trong luận án này chọn phương 
pháp quét có bước không đổi để tìm các thông số tối ưu trong bài toán mô hình 
bơm tưới (trường hợp 1) có 04 thông số điều khiển. Mặc dù phương pháp này 
13 
có khối lượng tính toán nhiều, nhưng cho kết quả chính xác hơn phương pháp 
quét với bước thay đổi. 
2.4. Thiết lập các bước nghiên cứu xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý 
Các bước này được thiết lập dựa trên nguyên lý tiếp cận từng bước, liên tiếp 
làm rõ mục tiêu của bài toán. Trình tự theo sơ đồ hình 2.5 
2.5. Lựa chọn hàm mục tiêu 
2.5.1. Các chỉ tiêu tối ưu để xây dựng hàm mục tiêu 
Chỉ tiêu tối ưu để xây dựng hàm mục tiêu cho hệ thống tưới động lực cần bao 
gồm các vấn đề kinh tế, khả năng phát triển của hệ thống và độ tin cậy của sự 
làm việc của các phần tử trong đó, đồng thời chỉ tiêu tối ưu cũng phản ánh được 
tính chất xác suất của quá trình. Do đó các chỉ tiêu tối ưu để xây dựng hàm mục 
tiêu bao gồm chỉ tiêu tối ưu tĩnh (chi phí tĩnh, lợi nhuận) và chỉ tiêu tối ưu động 
(chi phí, giá trị thuần hiện tại NPV). 
Hình 2. 5. Sơ đồ các bước xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý 
14 
2.5.2. Lựa chọn chỉ tiêu tối ưu làm hàm mục tiêu 
 Ngày nay khi đánh giá hiệu quả kinh tế của dự án người ta thường dùng các chỉ 
tiêu tối ưu động, ít dùng các chỉ tiêu tối ưu tĩnh, vì chỉ tiêu tĩnh không xét đến 
yếu tố thời gian nên không phản ánh đúng thực tế hiệu quả đầu tư của một dự 
án. Đối với các chỉ tối ưu động, thì chỉ tiêu NPV thường áp dụng cho những bài 
toán xác định phương án tối ưu khi chi phí và hiệu ích thay đổi theo các phương 
án khác nhau. Bài toán nghiên cứu trong luận án này giả thiết lợi ích của 
phương án là không đổi, chỉ có sự khác nhau về chi phí xây dựng và quản lý 
vận hành. Do vậy, chỉ tiêu tối ưu về chi phí động được lựa chọn để làm hàm 
mục tiêu. 
 (2.14) 
Trong đó: Kj = 
m
m j
- Tổng chi phí xây dựng đơn vị toàn hệ thống ứng với 
phương án đầu tư j 
M[Bj] - Bình quân gia quyền (kỳ vọng toán học) của chi phí hàng năm đơn vị 
cho hệ thống ứng với phương án đầu tư j 
R - Tỷ lệ chiết khấu (%), quy đổi giá trị đồng tiền ở tương lai về hiện tại 
2.5.3. Điều kiện ràng buộc của hàm mục tiêu 
Số tổ máy bơm lắp đặt trong trạm; Hiệu suất bơm; Cột nước bơm; Loại máy 
bơm; Loại nhà máy bơm; Chi phí xây dựng trạm bơm; Chi phí xây dựng kênh 
mương. Các giá trị này sẽ được xác định cụ thể cho vùng ĐBSCL ở chương 3 
2.5.4. Các biến số của hàm mục tiêu 
- Nhóm biến số không điều khiển được: Mưa, bốc hơi, độ ẩm, tốc độ gió, mực 
nước ngoài sông, địa hình; Hệ số sử dụng kênh mương (ht); Hệ số tưới thiết kế 
(qtk); Thời gian hoạt động của dự án (T); Hệ số chiết khấu (R); .... Các biến số 
này coi như đã biết trước, vì vậy coi chúng là các tham số trong tối ưu hóa mô 
hình bơm tưới. 
- Nhóm biến số điều khiển được: Vì diện tích trạm bơm phụ trách (ω), lưu 
lượng trạm bơm (Qtb), hiệu suất bơm (ηb), công suất bơm (N) và loại nhà máy 
15 
bơm phụ thuộc vào loại máy bơm (p), cột nước bơm (Hb) và số máy bơm (n). 
Do vậy, trường hợp 1, C*p là hàm của bốn biến (C*p = C*p(f, n, h, p)). Còn 
trường hợp 2, khi đã biết lưu lượng và cột nước trạm bơm thì hiệu suất bơm 
(ηb), công suất bơm (N), số máy bơm (n) và loại nhà máy lại phụ thuộc vào loại 
máy bơm (p) cho nên C*p là hàm của 01 biến (C*p = C*p(p)). 
2.6. Cách xác định các thành phần trong 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 của toàn hệ thống 
KĐM: Chi phí xây dựng công trình đầu mối trạm bơm. Trong luận án này sử 
dụng phương pháp tính trực tiếp để mô phỏng chi phí xây dựng công trình đầu 
mối trạm bơm theo các phương án số tổ máy bơm khác nhau tương ứng với các 
phương án loại máy bơm khác nhau. 
KKM: Chi phí xây dựng hệ thống kênh mương. Trong luận án này tác giả sử 
dụng phương pháp hồi quy tương quan để mô phỏng toán học mối quan hệ giữa 
chi phí xây dựng kênh mương với lưu lượng trạm bơm tương ứng với các 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 quân gia quyền của chi phí quản lý hàng năm đơn vị cho hệ thống 
- M[Le]: Bình quân gia quyền của chi phí năng lượng hàng năm 
  
ij w
n
i
ji pa .WL
1
,e 
  (2.25) 
Trong công thức thức (2.25): a - Đơn giá năng lượng bơm (đ/KWh); Wi,j - Điện 
năng tiêu thụ trong năm thứ i với phương án loại máy và số máy bơm đặt trong 
16 
trạm bơm j (KWh); Pwi - Xác suất xuất hiện Wi,j. 
- Bcl: Bình quân chi phí tiền lương của công nhân vận hành và cán bộ quản lý 
hệ thống hàng năm: Bcl =Scn .Kl.Ltt.St (2.26) 
Trong công thức (2.26): Scn: Số công nhân làm việc trong trạm; Kl: Hệ số lương 
cơ bản; Ltt: Mức lương tối thiểu; St: Số tháng trong một năm 
- Bcsctx: Bình quân 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 quân chi phí quản lý doanh nghiệp trong quá trình hoạt động của 
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 toán và các bước giải bài toán tối ưu mô hình bơm tưới 
Sơ đồ thuật toán giải cho trường hợp 1 hình 2.8, trường hợp 2 hình 2.9. 
2.8. Lập chương trình tính toán 
Chương trình được lập bằng ngôn ngữ C# (đọc là Csharp) trong bộ công cụ 
.NET. Đây là ngôn ngữ lập trình có tính ưu việt cao. 
2.9. Kết luận chương 2 
Từ những luận cứ lý thuyết trong phân tích hệ thống và toán tối ưu, đã phân 
tích đánh giá lựa chọn được phương pháp xây dựng mô hình bơm tưới hợp lý 
dựa trên những quan điểm, nguyên lý và phương pháp để tìm lời giải tối ưu 
hoặc hợp lý. Trên cơ sở nguyên lý tiếp cận từng bước, các bước xây dựng mô 
hình bơm tưới hợp lý được thiết lập. Trong đó có ứng dụng mô hình mô phỏng 
đánh giá phản ứng của hệ thống theo các phương án có thể để xác định phương 
án có thể chấp nhận được. Lập hàm mục tiêu ứng trường hợp áp dụng trong 
công tác quy hoạch các trạm bơm tưới và trường hợp phục vụ công tác thiết kế 
trạm bơm tưới. Phân tích mối quan hệ biện chứng giữa các biến thông số trong 
17 
hàm mục tiêu, để đưa hàm mục tiêu về dạng rút gọn có dạng phi tuyến. Phương 
pháp quét với bước không đổi được sử dụng để giải bài toán tối ưu đơn mục 
tiêu phi tuyến, với chỉ tiêu tối ưu là chi phí động cho một đơn vị diện tích, 
nhằm tìm các thông số tối ưu trong các phương án được chấp nhận. 
Hình 2. 8. Sơ đồ khối của thuật toán quét hàm mục tiêu C*p = C*p(f,n,h,p) 
18 
CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐỂ XÂY DỰNG MÔ HÌNH 
BƠM TƯỚI HỢP LÝ VÙNG ĐBSCL 
3.1. Mô phỏng các thông số của mô hình bơm tưới 
- Cột nước bơm tưới: Dựa vào kết quả mô phỏng bản đồ cột nước địa hình 
ĐBSCL đã được đăng trên tạp chí Khoa học kỹ thuật Thủy l

File đính kèm:

  • pdftom_tat_luan_an_nghien_cuu_xay_dung_mo_hinh_bom_tuoi_hop_ly.pdf