Lựa chọn phương án tưới tối ưu hệ thống công trình thủy lợi

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Thêm vào BST

Báo xấu

10
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Lựa chọn phương án tưới tối ưu hệ thống công trình thủy lợi nghiên cứu ứng dụng lý thuyết tối ưu để xây dựng bài toán lựa chọn phương án cấp nước tưới của hệ thống công trình cấp nước có hệ thống kênh tưới liên thông.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Lựa chọn phương án tưới tối ưu hệ thống công trình thủy lợi

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TƯỚI TỐI ƯU HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI Nguyễn Trọng Hoan Trường Đại học Thủy lợi 1. GIỚI THIỆU CHUNG cấp nươc tưới trong từng thời vụ sẽ ảnh hưởng rất lớn đến thời vụ gieo trồng và sẽ Cấp nước tưới cho nông nghiệp là nhiệm ảnh hưởng đến năng suất cây trồng. Một vụ của các công ty Quản lý khai thác hệ phương án cấp nước tưới tối ưu cho nông thống công trình thủy lợi. Việc đảm bảo nhu nghiệp là một đóng góp có hiệu quả lớn cho cầu dùng nước cho sản xuất nông nghiệp theo công ty trong quản lý khai thác hệ thống công thời vụ trong vùng với chi phí quản lý vận trinh thủy lợi. hành (QLVH) thấp nhất là mục tiêu phấn đấu Trong một hệ thống công trình thủy lợi có của công ty Quản lý khai thác hệ thống công nhiều công trình cấp nước (trạm cấp nước) trình thủy lợi. như: các trạm bơm, các cống lấy nước, các Phương án cấp nước tưới tối ưu cho nông công trình phải đồng thời cấp nước cho các nghiệp càng được chú trọng hơn trong thời diện tích tưới của các xã, mỗi công trình cấp gian tới, khi thủy lợi phí chuyển sang giá nước đến từng xã có chi phí trên 1 m 3 nước nước và cấp nước tưới theo đơn đặt hàng của khác nhau. Mục tiêu của bài toán là tìm các đơn vị dùng nước, đòi hỏi có những giải phương án cấp nước tưới cho các xã trong pháp để giảm chi phí QLVH, vì vậy việc một vụ sao cho tổng chi phí QLVH là thấp nghiên cứu lựa chọn phương án cấp nước nhất. Phương án cấp nước tươi tối ưu cho tưới cho nông nghiệp theo thời vụ của hệ nông nghiệp là một trong những biện pháp thống công trình thủy lợi là rất cần thiết, một giảm tổng chi phí QLVH, nâng cao hiệu quả đòi hỏi từ thực tế trong sản xuất kinh doanh của hề thống thủy lợi. của các Công ty QLKTcông trình thuy lợi Bài toán tối ưu cấp nước tưới cho nông giai đoạn hiện nay và trong thời gian tới ở nghiệp được xây dựng dựa trên lý thuyết quy nước ta. hoạch tuyến tính. Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn và cấp thiết Hàm mục tiêu: nêu trên, tác giả nghiên cứu ứng dụng lý thuyết n m tối ưu để xây dựng bài toán lựa chọn phương F(x) =  cij x ij  min j1 i1 án cấp nước tưới của hệ thống công trình cấp Trong đó: nước có hệ thống kênh tưới liên thông. - c ij : chi phí quản lý vận hành công trình cấp nước j tưới cho xã i (đồng/m3 nước); 2. BÀI TOÁN TỐI ƯU CHI PHÍ QUẢN LÝ - xij : khối lượng nước trạm j cấp cho xã i. VẬN HÀNH HỆ THỐNG CÔNG TRÌNH Tìm khối lượng nước tưới xij  0 để THỦY LỢI phương án cấp nước tưới có tổng chi phí Bài toán đặt ra cần giải quyết trong thực tế quản lý vận hành là nhỏ nhất. là khu vực tưới cho nông nghiệp với một diện Với các điều kiện biên: tích rộng lớn, nhiều xã có diện tích tưới lớn 1/ xij = ai (i = 1,2,3,…n ), tổng khối có nhu cầu cấp nước tưới đồng thời trong một lượng nước tưới bằng lượng nước có khả thời gian nhất định theo thời vụ. Sự chậm trễ năng cấp từ trạm j; 432
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 2/ xij = bj (j = 1,2,3…m ), tổng khối 3. TỐI ƯU CHI PHÍ QLVH CHO MỘT HỆ lượng nước tưới bằng lượng nước tưới trên THỐNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI mặt ruộng xã I; Khu vực tưới có 10 xã ký hiệu D1 … D10 3/ ai = bj , Tổng khối lượng nước từ các từng xã có nhu cầu cấp nước khác nhau theo trạm bằng tổng lượng nước cần tưới đến mặt hợp đồng, được cấp nước tưới từ hệ thống ruộng của các xã trong vùng; thủy lợi có 8 trạm cấp nước, ký hiệu T1 … 4/ xij  0, khối lượng nước tưới là không T8, với chi phí quản lý vận hành tưới từng âm; (Phó Đức Anh , 2007); (Nguyễn Đức trạm cấp đến từng xã khác nhau, số liệu thể Nghĩa, 1999). hiện ở bảng 3.1. Bảng 3.1. Chi phí quản lý vận hành của các trạm cấp nước tới mặt ruộng các xã Đơn vị tính: triệu đồng/1000m3 Xã ai D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 Trạm ( m3 ) T1 1.6 1,2 1,3 1.4 1.2 1,5 1.1 1,6 1,4 1,3 850 T2 1,2 1,.4 0.9 1,5 1,6 1,1 1,0 1,5 1,3 1.1 350 T3 1,5 1,6 1,2 0.8 1,6 1,4 1,5 0.9 1,1 1,3 120 T4 1,0 1,5 1,3 1.1 1.4 1.2 1.3 1,2 1,6 1,4 900 T5 1,3 1,6 1,2 1,6 1,3 1,5 1,5 1,1 1,5 1,6 880 T6 1.5 1,.2 1,1 1,5 1,4 0.8 1,5 1,2 1,3 1.4 450 T7 1,3 1,6 1,2 1,2 1,6 0.9 1,3 1,6 1,4 1,5 980 T8 1,5 1,1 1,5 0.9 1,3 1,5 1,1 1,5 0.8 1,3 250 bj 150 510 110 90 750 1100 900 670 320 180 4780 (m3 ) Bài toán: Bài toán được viết dưới dạng bài X710+1.5X81+1.1X82+1.5X83+0.9X84+1.3 toán quy hoạch tuyến tính X85+1.6X86+1.1X87+1.5X88+0.8X89+1.3 Hàm mục tiêu: X810 Min1.6X11+1.2X12+1.3X13+1.4X14+1.2 Điều kiện biên: X15+1.5X16+1.1X17+1.6X18+1.4X19+1.3 X11+X12+X13+X14+X15+X16+X17+X1 X110+1.2X21+1.4X22+0.9X23+1.5X24+1.6 8X+X19+X110= 850 X25+1.1X26+1.0X27+1.5X28+1.3X29+1.1 X21+X22+X23+X24+X25+X26+X27+X28 X210+1.5X31+1.6X32+1.2X33+0.8X34+1.6 +X29+X210= 350 X35+1.4X36+1.5X37+0.9X38+1.1X39+1.3 X31+X32+X33+X34+X35+X36+X37+X38 X310+1.1X41+1.5X42+1.3X43+1.1X44+1.4 +X39+X310= 120 X45+1.2X46+1.3X47+1.2X48+1.6X49+1.4 X41+X42+X43+X44+X45+X46+X47+X48 X410+1.3X51+1.6X52+1.2X53+1.6X54+1.3 +X49+X410= 900 X55+1.5X56+1.5X57+1.1X58+1.5X59+1.6 X510+1.5X61+1.2X62+1.1X63+1.5X64+1.4 X51+X52+X53+X54+X55+X56+X57+X58 X65+0.8X66+1.5X67+1.2X68+1.3X69+1.6 +X59+X510= 880 X610+1.3X71+1.6X72+1.2X73+1.2X74+1.6 X61+X62+X63+X64+X65+X66+X67+X68 X75+0.9X76+1.3X77+1.6X78+1.4X79+1.5 +X69+X610= 450 433
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 X71+X72+X73+X74+X75+X76+X77+X78 Bảng 3.2. Phương án cấp nước +X79+X710= 980 có tổng chi phí QLVH tối ưu X81+X82+X83+X84+X85+X86+X87+X88 +X89+X810= 250X11+X21+X31+X41+X51+X61+X71 +X81 =150; X12+X22+X32+X42+X52+X62+X72 +X82 =510 X13+X23+X33+X43+X53+X63+X73 +X83 =110 X14+X24+X34+X44+X54+X64+X74 +X84 =90 X15+X25+X35+X45+X55+X65+X75 4. KẾT LUẬN +X85 =750 Thông qua lý thuyết quy hoạch tuyến tính X16+X26+X36+X46+X56+X66+X76 để xây dựng bài toán giải quyết vấn đề trong +X86 =1100 thực tiển về quản lý chi phí QLVH hệ thống X17+X27+X37+X47+X57+X67+X77 +X87=900 công trình thủy lợi. Kết quả nghiên cứu đã X18+X28+X38+X48+X58+X68+X78 xây dựng được bài toán lựa chọn phương án +X88=670 cấp nước tưới tối ưu cho nông nghiệp theo X110+X210+X310+X410+X510+X610 thời vụ có tổng chi phí QLVH thấp nhất. Bài +X710+X810=180 toán được giải bằng phần mềm Lingo 16.0, Công cụ tính toán: Bài toán được giải kết quả tìm được là phương án tưới theo thời bằng phần mềm Lingo 16.0 vụ có tổng chi phí QLVH nhỏ nhất. 3. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO - Tổng chi phí phương án cấp nước tưới [1] Phó Đức Anh, Đặng Hữu Đạo (2007) – tối ưu: Phân tích và Tối ưu hóa hệ thống, NXB F(x) = 5.197.000 đ; Nông nghiệp. - Khối lượng cấp nước tưới từ các trạm [2] Nguyễn Đức Nghĩa (1999), Tối ưu hóa – đến các xã theo phương án tối ưu (Bảng 3.2). Quy hoạch tuyến tính và rời rạc, NXB Giáo dục, Hà Nội. 434