Xem mẫu
TRƯ NG ð I H C BÁCH KHOA TP. HCM
M NG LƯ I C P THOÁT NƯƠÙC
N I DUNG MÔN H C
Khoa KTXD - B môn KTTNN
PGS. TS. NGUY N TH NG
E-mail: nthong56@gmail.com or nthong56@yahoo.fr
Chương 1. Ch t lư ng, ht. phân ph i nư c & thi t b .
Chương 2. Qu n lý cung - c u trong c p nư c.
Chương 3. Mô hình hoá & thi t k ht. c p nư c.
Chương 4: Phân tích m ng lư i c p nư c.
Chương 5: Nư c va trong ñư ng ng ch y có áp.
Chương 6. Quy ho ch h th ng thóat nư c.
Chương 7. Mô hình hoá & thi t k ht. thoát nư c.
Chương 8. Thoát nư c vùng tri u.
Chương 9. Qu n lý v n hành ht. c p và thoát nư c.
Ph n m m SWMM & EPANET
Web: //www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong
10/14/2010
Tél. (08) 38 640 979 - 098 99 66 719
1
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Chöông 1: Chaát löôïng, heä thoáng phaân phoái & thieát bò
N I DUNG
Th c hành 1: Mô hình d
báo nhu c u
nư c dùng v i p/p H i quy tuy n tính
Th c hành 2: Mô ph ng m ng lư i c p
nư c v i EPANET.
Th c hành 3: Mô ph ng m ng lư i thoát
nư c v i SWMM.
Th c hành 4: Mô ph ng th y l c v i HECRAS
10/14/2010
3
PGS. Dr. Nguy n Th ng
10/14/2010
2
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
CHÖÔNG 2
QUAÛN LYÙ CUNG-CAÀU TRONG CAÁP NÖÔÙC
Noäi dung:
- Tính toaùn & döï baùo daân soá
- Döï baùo nhu caàu söû duïng nöôùc
- Quaûn lyù caàu trong heä thoáng caáp nöôùc
- Quaûn lyù cung trong heä thoáng caáp nöôùc.
10/14/2010
4
PGS. Dr. Nguy n Th ng
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
TÍNH TOAÙN & DÖÏ BAÙO DAÂN SOÁ
Ñeå coù theå öôùc löôïng toát söï bieán ñoåi daân soá vuøng khaûo
saùt, ngöôøi kyõ sö coù theå coù caùc nguoàn döõ lieäu nhö sau:
- söï ñieàu tra daân soá treân quy moâ toaøn quoác;
- soá lieäu lieân quan ñeán ngöôøi nhaäp vaø xuaát treân quy moâ
quoác gia vaø quy moâ vuøng;
- thoáng keâ lieân quan ñeán treû sô sinh vaø cheát;
- keá hoaïch ñoâ thò hoùa, nhôø ñoù chuùng ta bieát ñöôïc maät
ñoä daân cö hieän taïi vaø töø ñoù öôùc löôïng maät ñoä daân cö
coù theå cho khu quy hoaïch.
10/14/2010
PGS. Dr. Nguy n Th ng
5
10/14/2010
6
PGS. Dr. Nguy n Th ng
1
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
MOÂ PHOÛNG SÖÏ GIA TAÊNG DAÂN SOÁ
• Trong moät moâi tröôøng höõu haïn, coù keå ñeán
caùc ñieàu kieän xaõ hoäi, kinh teá, thöïc phaåm söï
bieán ñoäng cuûa daân soá có theå moâ phoûng
töông töï nhö soá löôïng caùc vi truøng soáng
trong moät moâi tröôøng giam haõm ôû ñoù nguoàn
thöïc phaåm laø giôùi haïn.
•
coù theå sô ñoà hoùa söï bieán thieân nhö sau:
10/14/2010
7
PGS. Dr. Nguy n Th ng
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Thôøi gian
Hieän taïi, t0
NGOAïI SUY TÖØ ÑOÀ THÒ
9
PGS. Dr. Nguy n Th ng
(b)
(a)
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
(a): chu kyø ban ñaàu gia taêng gaàn nhö tuyeán tính
(b): chu kyø gia taêng nhanh choùng
(c) : chu kyø gia taêng chaäm ! Xác ñ nh giai ño n
(d): chu kyø giaûm
phát tri n c a khu v c 8
10/14/2010
PGS. Dr. Nguy n Th ng
p/p d báo thích h p
SO SAÙNH SÖÏ TAÊNG TRÖÔÛNG DAÂN SOÁ
TÖØø NHIEÀU THAØNH PHOÁ
• Vôùi phöông phaùp naøy, chuùng ta seõ so saùnh ñöôøng
cong bieåu thò söï gia taêng daân soá cho thaønh phoá maø
chuùng ta muoán öùôùc löôïng soá daân cö trong töông lai
vôùi daân cö cuûa caùc thaønh phoá khaùc ñaõ coù daân cö
töông töï trong quaù khöù.
phaûi baûo ñaûm raèng taát caû caùc thaønh phoá duøng ñeå
so saùnh phaûi coù caùc ñaëc tính veà kinh teá, xaõ hoäi
töông töï trong chu kyø ôû ñoù daân soá töông öùng vôùi
daân soá cho thaønh phoá ñang nghieân cöùu.
10/14/2010
10
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
ÖÔÙC LÖÔÏNG TREÂN CÔ SÔÛ
GIA TAÊNG SOÁ HOïC (Giai ñoaïn ñaàu)
So saùnh vôùi caùc Thaønh phoá töông töï
Daân soá
Döï baùo
Gia taêng daân soá soá hoïc P khi suaát gia taêng, dP/dt,
cuûa daân soá nghieân cöùu laø haèng soá.
dP
= K a = hs.
dt
10/14/2010
PGS. Dr. Nguy n Th ng
T
PGS. Dr. Nguy n Th ng
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Tp. Y: 65,70,75,80
Tp. Z: 75,80,85,90
Tương t như
Chu kỳ s ng c a
m t s n ph m
trong xã h i !
(d)
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Ngoaïi suy
10/14/2010
(c)
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Daân soá
Daân soá
t0
P2
P
1
t2
dP = K a ∫ dt
t1
P2 − P1 = K a (t 2 − t1 )
t0+5
t +15 T
t0+10 0
Hieän taïi
∫
11
P:10/14/2010 soá ; t: thôøi gian; Ka: haèng soá taêng tröôûng
daân
12
PGS. Dr. Nguy n Th ng
2
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
ÖÔÙC LÖÔÏNG TREÂN CÔ SÔÛ
GIA TAÊNG SOÁ HOïC
Haèng soá taêng tröôûng Ka seõ ñöôïc xaùc ñònh nhôø
vaøo caùc soá lieäu quan traéc trong quaù khöù.
Döï baùo:
Pn = P2 + Ka(tn-t2)
trong ñoù:
• tn: thôøi ñieåm chuùng ta muoán öôùc löôïng daân
soá;
10/14/2010
13
PGS. Dr. Nguy n Th ng
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
14
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Öôùc löôïng daân soá taïi thôøi ñieåm tn seõ ñöôïc tính töø coâng
thöùc:
ÖÔÙC LÖÔÏNG DAÂN SOÁ TREÂN CÔ SÔÛ GIA
TAÊNG THEO CAÁP SOÁ NHAÂN
• Gia taêng daân soá theo caáp soá nhaân P khi suaát gia
taêng, dP/dt, cuûa daân soá nghieân cöùu seõ tyû leä vôùi daân
soá.
P2 dP
t2
dP
•
=K
dt
=K P
g
10/14/2010
PGS. Dr. Nguy n Th ng
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
dt
• Pn: daân soá öôùc löôïng cho thôøi ñieåm tn;
• P2: daân soá taïi thôøi ñieåm t2.
Söï öôùc löôïng daân soá theo phöông phaùp naøy
thích hôïp vôùi caùc thaønh phoá ñaõ phaùt trieån oån
ñònh.
Thoâng thöôøng ñaây laø tröôøng hôïp cuûa caùc
khu naèm trong moâi tröôøng noâng nghieäp.
∫
P1
P
g
∫
t1
Ln( Pn ) = Ln ( P2 ) + K g (tn − t 2 )
Ngoaøi ra, chuùng ta cuõng coù theå trình baøy söï gia taêng
daân soá trong tröôøng hôïp naøy nhôø vaøo phöông trình
döôùi daïng luõy thöøa nhö sau:
Ln ( P2 ) − Ln ( P1 ) = K g (t 2 − t1 )
Pn = P1 (1 + r )
• Kg: haèng soá taêng tröôûng theo caáp soá nhaân.
10/14/2010
15
PGS. Dr. Nguy n Th ng
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
n
n: soá chu kyø (naêm) trong ñoù söï gia taêng daân soá theo
caáp soá nhaân; r: suaát gia taêng cuûa moãi chu kyø;
10/14/2010
16
PGS. Dr. Nguy n Th ng
•
P1: daân soá taïi thôøi ñieåm t1
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Ví duï: Giaû söû toác ñoä gia taêng daân soá cuûa thaønh
phoá X coù 25000 daân taïi thôøi ñieåm t0, tuaân
theo caáp soá nhaân. Cho bieát suaát gia taêng daân
soá laø r=5%/ naêm.
a. Trong bao nhieâu naêm daân soá naøy seõ ñaït ñeán
50000 daân;
b. So saùnh caùc giaù trò cuûa r vaø Kg.
Do chuùng ta bieát daân soá taïi 2 thôøi ñieåm khaùc nhau ta
coù:
Pn = P1 (1 + r )
n
n = 14.2 naêm
Vôùi löu yù laø n = tn-t1
ngoaøi ra:
P
Ln n
P
1
50000 = 25000(1 + 0.05)
Pn
n
= (1 + r )
P1
n
= K g (t n − t1 )
so saùnh 2 phöông trình treân cho ta:
10/14/2010
PGS. Dr. Nguy n Th ng
17
10/14/2010
18
PGS. Dr. Nguy n Th ng
3
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Hay:
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
nLn (1 + r ) = K g (t n − t1 )
Ln (1 + r ) = K g
vôùi r=5% ta coù Kg = 0.049
Ngoaøi ra, ta coøn coù theå tính suaát gia taêng r
nhôø vaøo quan heä sau ñaây:
P
r = n
P
1
1/ n
−1
10/14/2010
19
PGS. Dr. Nguy n Th ng
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
21
PGS. Dr. Nguy n Th ng
Giaûi:
Thaät vaäy, ñeå daân soá gia taêng gaáp ñoâi ta coù phöông
trình sau ñaây:
Pn = P1 (1 + r )
n
2 P = P (1 + r )
n
2 = 1(1 + 0.034 )
n
• töø ñoù n = 20.7 naêm
10/14/2010
22
PGS. Dr. Nguy n Th ng
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Chuù yù:
Trong thöïc teá, ta seõ gaëp tröôøng hôïp gia taêng
daân soá cho moät thaønh phoá khi yeáu toá kinh teá
giöõ moät vai troø quan troïng.
Ñoù laø tröôøng hôïp nhieàu Coâng ty, Xí nghieäp
ñöôïc xaây döïng ôû ñaây
söï gia taêng daân soá
do nhieàu coâng nhaân môùi, cuõng nhö gia ñình
cuûa hoï ñeán nôi naøy.
10/14/2010
20
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
• Trong moät vaøi tröôøng hôïp, chuùng ta muoán
xaùc ñònh thôøi gian caàn thieát ñeå daân soá taêng
gaáp ñoâi trong tröôøng hôïp möùc taêng tröôûng
theo daïng caáp soá nhaân.
Ví duï trong moät quoác gia ñang phaùt trieån, coù
möùc ñoä taêng daân soá theo quy luaät caáp soá
nhaân vôùi tyû suaát laø r=3.4%/naêm.
• Thôøi gian ñeå daân soá taêng gaáp ñoâi seõ vaøo
khoaûng 21 naêm, vôùi ñieàu kieän xu theá naøy seõ
khoâng thay ñoåi trong suoát chu kyø naøy.
10/14/2010
10/14/2010
PGS. Dr. Nguy n Th ng
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
PGS. Dr. Nguy n Th ng
Baøi taäp: Giaû söû toác ñoä gia taêng daân soá cuûa
thaønh phoá X coù100000 daân, tuaân theo caáp soá
nhaân. Cho bieát suaát gia taêng daân soá laø 3%/
naêm.
a. Trong bao nhieâu naêm daân soá naøy seõ ñaït ñeán
120000 daân;
b. So saùnh caùc giaù trò cuûa r vaø Kg.
23
Löu yù laø söï gia taêng daân soá theo caáp soá
nhaân thöôøng chæ xaûy ra trong moät chu kyø
ngaén.
neáu ta söû duïng phöông phaùp naøy ñeå döï baùo
daân soá cho tröôøng hôïp daøi haïn seõ coù nguy cô
daãn ñeán söï öôùc löôïng quaù cao, khoâng coù
trong thöïc teá.
10/14/2010
24
PGS. Dr. Nguy n Th ng
4
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
ÖÔÙC LÖÔÏNG TREÂN CÔ SÔÛ
SUAÁT GIA TAÊNG GIAÛM
∫
P
1
• Ta coù nhaän xeùt, trong cuoái chu kyø thöù 3 (giai ñoaïn
c) cuûa ñöôøng cong bieåu thò thay ñoåi daân soá noù seõ
ñaït ñeán giaù trò lôùn nhaát maø ta goïi laø daân soá baõo
hoøa, S. Chuùng ta coù theå moâ phoûng söï bieán ñoåi
trong chu kyø naøy vôùi giaû thieát laø suaát gia taêng phuï
thuoäc vaøo söï caùch bieät giöõa daân soá baõo hoøa S vaø
daân soá hieän coù P, ñieàu naøy coù nghóa laø:
10/14/2010
PGS. Dr. Nguy n Th ng
dP
= K (S − P)
dt
Toång quaùt:
25
P1, t1
PGS. Dr. Nguy n Th ng
[
Hi n t i
Pn = P2 + (S − P2 ) 1 − e − K (t n − t 2 )
27
]
10/14/2010
28
PGS. Dr. Nguy n Th ng
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
[
70000 = 65145 + (100000 − 65145) 1 − e − K (10 )
do ñoù K = 0.015 (1/naêm)
b. Öôùc löôïng daân soá trong voøng 12 naêm ñeán
Chuùng ta xaùc ñònh daân soá theo coâng thöùc sau:
− K (t n − t 2 )
[
]
]
Pn = 70000 + (100000 − 70000 ) 1 − e −0.015(12 )
74942 ngöôøi
10/14/2010
26
Ví duï: Söï gia taêng daân soá cuûa Thaønh phoá Z coù tyû suaát
giaûm. Daân soá Thaønh phoá caùch ñaây 10 naêm laø 65145
ngöôøi vaø hieän taïi laø 70000 ngöôøi. Bieát raèng daân soá
cuoái cuøng seõ ñaït ñeán laø 100000 ngöôøi.
a. Tính suaát gia taêng naêm K;
b. Öôùc löôïng daân soá trong voøng 12 naêm ñeán.
Giaûi:
a. Tính suaát gia taêng naêm K
Ñeå xaùc ñònh K ta aùp duïng coâng thöùc sau ñaây:
Döï baùo
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
PGS. Dr. Nguy n Th ng
]
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Pn, tn
[
[
P = P + (S − P ) 1− e−K(tn −t2 )
n
2
2
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Daân soá baõo hoøa, S
Pn = P2 + (S − P2 ) 1 − e
− t1 )
10/14/2010
T
10/14/2010
2
= K (t 2 − t1 )
PGS. Dr. Nguy n Th ng
Vôùi phöông phaùp öôùc löôïng naøy cho pheùp aùp duïng
khaù chính xaùc trong caùc vuøng ôû ñoù daân soá ôû laân caän
vuøng giôùi haïn baõo hoøa.
P2, t2
S − P1
Ln
S −P
2
P2 = P + (S − P )[1 − e − K (t 2 − t1 ) ]
1
1
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Daân soá
t
2
dP
= K ∫ dt
S−P
t1
(S − P2 ) = (S − P1 )e− K (t
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
S
P2
29
]
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
ÖÔÙC LÖÔÏNG TREÂN CÔ SÔÛ GIA TAÊNG DAÂN
SOÁ TUAÂN THEO HAØM LOGISTIQUE
Ñaây laø phöông phaùp cho pheùp öôùc löôïng daøi
haïn daân soá.
Söï gia taêng daân soá seõ traûi qua 3 giai ñoaïn:
* khôûi ñaàu gia taêng töông ñoái chaäm;
* tieáp theo laø moät chu kyø taêng tröôûng nhanh;
* keát thuùc bôûi moät söï gia taêng caøng luùc caøng
chaäm vaø keát thuùc seõ ñaït ñeán giaù trò cöïc ñaïi.
10/14/2010
30
PGS. Dr. Nguy n Th ng
5
nguon tai.lieu . vn
M NG LƯ I C P THOÁT NƯƠÙC
N I DUNG MÔN H C
Khoa KTXD - B môn KTTNN
PGS. TS. NGUY N TH NG
E-mail: nthong56@gmail.com or nthong56@yahoo.fr
Chương 1. Ch t lư ng, ht. phân ph i nư c & thi t b .
Chương 2. Qu n lý cung - c u trong c p nư c.
Chương 3. Mô hình hoá & thi t k ht. c p nư c.
Chương 4: Phân tích m ng lư i c p nư c.
Chương 5: Nư c va trong ñư ng ng ch y có áp.
Chương 6. Quy ho ch h th ng thóat nư c.
Chương 7. Mô hình hoá & thi t k ht. thoát nư c.
Chương 8. Thoát nư c vùng tri u.
Chương 9. Qu n lý v n hành ht. c p và thoát nư c.
Ph n m m SWMM & EPANET
Web: //www4.hcmut.edu.vn/~nguyenthong
10/14/2010
Tél. (08) 38 640 979 - 098 99 66 719
1
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Chöông 1: Chaát löôïng, heä thoáng phaân phoái & thieát bò
N I DUNG
Th c hành 1: Mô hình d
báo nhu c u
nư c dùng v i p/p H i quy tuy n tính
Th c hành 2: Mô ph ng m ng lư i c p
nư c v i EPANET.
Th c hành 3: Mô ph ng m ng lư i thoát
nư c v i SWMM.
Th c hành 4: Mô ph ng th y l c v i HECRAS
10/14/2010
3
PGS. Dr. Nguy n Th ng
10/14/2010
2
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
CHÖÔNG 2
QUAÛN LYÙ CUNG-CAÀU TRONG CAÁP NÖÔÙC
Noäi dung:
- Tính toaùn & döï baùo daân soá
- Döï baùo nhu caàu söû duïng nöôùc
- Quaûn lyù caàu trong heä thoáng caáp nöôùc
- Quaûn lyù cung trong heä thoáng caáp nöôùc.
10/14/2010
4
PGS. Dr. Nguy n Th ng
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
TÍNH TOAÙN & DÖÏ BAÙO DAÂN SOÁ
Ñeå coù theå öôùc löôïng toát söï bieán ñoåi daân soá vuøng khaûo
saùt, ngöôøi kyõ sö coù theå coù caùc nguoàn döõ lieäu nhö sau:
- söï ñieàu tra daân soá treân quy moâ toaøn quoác;
- soá lieäu lieân quan ñeán ngöôøi nhaäp vaø xuaát treân quy moâ
quoác gia vaø quy moâ vuøng;
- thoáng keâ lieân quan ñeán treû sô sinh vaø cheát;
- keá hoaïch ñoâ thò hoùa, nhôø ñoù chuùng ta bieát ñöôïc maät
ñoä daân cö hieän taïi vaø töø ñoù öôùc löôïng maät ñoä daân cö
coù theå cho khu quy hoaïch.
10/14/2010
PGS. Dr. Nguy n Th ng
5
10/14/2010
6
PGS. Dr. Nguy n Th ng
1
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
MOÂ PHOÛNG SÖÏ GIA TAÊNG DAÂN SOÁ
• Trong moät moâi tröôøng höõu haïn, coù keå ñeán
caùc ñieàu kieän xaõ hoäi, kinh teá, thöïc phaåm söï
bieán ñoäng cuûa daân soá có theå moâ phoûng
töông töï nhö soá löôïng caùc vi truøng soáng
trong moät moâi tröôøng giam haõm ôû ñoù nguoàn
thöïc phaåm laø giôùi haïn.
•
coù theå sô ñoà hoùa söï bieán thieân nhö sau:
10/14/2010
7
PGS. Dr. Nguy n Th ng
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Thôøi gian
Hieän taïi, t0
NGOAïI SUY TÖØ ÑOÀ THÒ
9
PGS. Dr. Nguy n Th ng
(b)
(a)
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
(a): chu kyø ban ñaàu gia taêng gaàn nhö tuyeán tính
(b): chu kyø gia taêng nhanh choùng
(c) : chu kyø gia taêng chaäm ! Xác ñ nh giai ño n
(d): chu kyø giaûm
phát tri n c a khu v c 8
10/14/2010
PGS. Dr. Nguy n Th ng
p/p d báo thích h p
SO SAÙNH SÖÏ TAÊNG TRÖÔÛNG DAÂN SOÁ
TÖØø NHIEÀU THAØNH PHOÁ
• Vôùi phöông phaùp naøy, chuùng ta seõ so saùnh ñöôøng
cong bieåu thò söï gia taêng daân soá cho thaønh phoá maø
chuùng ta muoán öùôùc löôïng soá daân cö trong töông lai
vôùi daân cö cuûa caùc thaønh phoá khaùc ñaõ coù daân cö
töông töï trong quaù khöù.
phaûi baûo ñaûm raèng taát caû caùc thaønh phoá duøng ñeå
so saùnh phaûi coù caùc ñaëc tính veà kinh teá, xaõ hoäi
töông töï trong chu kyø ôû ñoù daân soá töông öùng vôùi
daân soá cho thaønh phoá ñang nghieân cöùu.
10/14/2010
10
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
ÖÔÙC LÖÔÏNG TREÂN CÔ SÔÛ
GIA TAÊNG SOÁ HOïC (Giai ñoaïn ñaàu)
So saùnh vôùi caùc Thaønh phoá töông töï
Daân soá
Döï baùo
Gia taêng daân soá soá hoïc P khi suaát gia taêng, dP/dt,
cuûa daân soá nghieân cöùu laø haèng soá.
dP
= K a = hs.
dt
10/14/2010
PGS. Dr. Nguy n Th ng
T
PGS. Dr. Nguy n Th ng
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Tp. Y: 65,70,75,80
Tp. Z: 75,80,85,90
Tương t như
Chu kỳ s ng c a
m t s n ph m
trong xã h i !
(d)
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Ngoaïi suy
10/14/2010
(c)
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Daân soá
Daân soá
t0
P2
P
1
t2
dP = K a ∫ dt
t1
P2 − P1 = K a (t 2 − t1 )
t0+5
t +15 T
t0+10 0
Hieän taïi
∫
11
P:10/14/2010 soá ; t: thôøi gian; Ka: haèng soá taêng tröôûng
daân
12
PGS. Dr. Nguy n Th ng
2
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
ÖÔÙC LÖÔÏNG TREÂN CÔ SÔÛ
GIA TAÊNG SOÁ HOïC
Haèng soá taêng tröôûng Ka seõ ñöôïc xaùc ñònh nhôø
vaøo caùc soá lieäu quan traéc trong quaù khöù.
Döï baùo:
Pn = P2 + Ka(tn-t2)
trong ñoù:
• tn: thôøi ñieåm chuùng ta muoán öôùc löôïng daân
soá;
10/14/2010
13
PGS. Dr. Nguy n Th ng
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
14
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Öôùc löôïng daân soá taïi thôøi ñieåm tn seõ ñöôïc tính töø coâng
thöùc:
ÖÔÙC LÖÔÏNG DAÂN SOÁ TREÂN CÔ SÔÛ GIA
TAÊNG THEO CAÁP SOÁ NHAÂN
• Gia taêng daân soá theo caáp soá nhaân P khi suaát gia
taêng, dP/dt, cuûa daân soá nghieân cöùu seõ tyû leä vôùi daân
soá.
P2 dP
t2
dP
•
=K
dt
=K P
g
10/14/2010
PGS. Dr. Nguy n Th ng
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
dt
• Pn: daân soá öôùc löôïng cho thôøi ñieåm tn;
• P2: daân soá taïi thôøi ñieåm t2.
Söï öôùc löôïng daân soá theo phöông phaùp naøy
thích hôïp vôùi caùc thaønh phoá ñaõ phaùt trieån oån
ñònh.
Thoâng thöôøng ñaây laø tröôøng hôïp cuûa caùc
khu naèm trong moâi tröôøng noâng nghieäp.
∫
P1
P
g
∫
t1
Ln( Pn ) = Ln ( P2 ) + K g (tn − t 2 )
Ngoaøi ra, chuùng ta cuõng coù theå trình baøy söï gia taêng
daân soá trong tröôøng hôïp naøy nhôø vaøo phöông trình
döôùi daïng luõy thöøa nhö sau:
Ln ( P2 ) − Ln ( P1 ) = K g (t 2 − t1 )
Pn = P1 (1 + r )
• Kg: haèng soá taêng tröôûng theo caáp soá nhaân.
10/14/2010
15
PGS. Dr. Nguy n Th ng
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
n
n: soá chu kyø (naêm) trong ñoù söï gia taêng daân soá theo
caáp soá nhaân; r: suaát gia taêng cuûa moãi chu kyø;
10/14/2010
16
PGS. Dr. Nguy n Th ng
•
P1: daân soá taïi thôøi ñieåm t1
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Ví duï: Giaû söû toác ñoä gia taêng daân soá cuûa thaønh
phoá X coù 25000 daân taïi thôøi ñieåm t0, tuaân
theo caáp soá nhaân. Cho bieát suaát gia taêng daân
soá laø r=5%/ naêm.
a. Trong bao nhieâu naêm daân soá naøy seõ ñaït ñeán
50000 daân;
b. So saùnh caùc giaù trò cuûa r vaø Kg.
Do chuùng ta bieát daân soá taïi 2 thôøi ñieåm khaùc nhau ta
coù:
Pn = P1 (1 + r )
n
n = 14.2 naêm
Vôùi löu yù laø n = tn-t1
ngoaøi ra:
P
Ln n
P
1
50000 = 25000(1 + 0.05)
Pn
n
= (1 + r )
P1
n
= K g (t n − t1 )
so saùnh 2 phöông trình treân cho ta:
10/14/2010
PGS. Dr. Nguy n Th ng
17
10/14/2010
18
PGS. Dr. Nguy n Th ng
3
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Hay:
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
nLn (1 + r ) = K g (t n − t1 )
Ln (1 + r ) = K g
vôùi r=5% ta coù Kg = 0.049
Ngoaøi ra, ta coøn coù theå tính suaát gia taêng r
nhôø vaøo quan heä sau ñaây:
P
r = n
P
1
1/ n
−1
10/14/2010
19
PGS. Dr. Nguy n Th ng
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
21
PGS. Dr. Nguy n Th ng
Giaûi:
Thaät vaäy, ñeå daân soá gia taêng gaáp ñoâi ta coù phöông
trình sau ñaây:
Pn = P1 (1 + r )
n
2 P = P (1 + r )
n
2 = 1(1 + 0.034 )
n
• töø ñoù n = 20.7 naêm
10/14/2010
22
PGS. Dr. Nguy n Th ng
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Chuù yù:
Trong thöïc teá, ta seõ gaëp tröôøng hôïp gia taêng
daân soá cho moät thaønh phoá khi yeáu toá kinh teá
giöõ moät vai troø quan troïng.
Ñoù laø tröôøng hôïp nhieàu Coâng ty, Xí nghieäp
ñöôïc xaây döïng ôû ñaây
söï gia taêng daân soá
do nhieàu coâng nhaân môùi, cuõng nhö gia ñình
cuûa hoï ñeán nôi naøy.
10/14/2010
20
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
• Trong moät vaøi tröôøng hôïp, chuùng ta muoán
xaùc ñònh thôøi gian caàn thieát ñeå daân soá taêng
gaáp ñoâi trong tröôøng hôïp möùc taêng tröôûng
theo daïng caáp soá nhaân.
Ví duï trong moät quoác gia ñang phaùt trieån, coù
möùc ñoä taêng daân soá theo quy luaät caáp soá
nhaân vôùi tyû suaát laø r=3.4%/naêm.
• Thôøi gian ñeå daân soá taêng gaáp ñoâi seõ vaøo
khoaûng 21 naêm, vôùi ñieàu kieän xu theá naøy seõ
khoâng thay ñoåi trong suoát chu kyø naøy.
10/14/2010
10/14/2010
PGS. Dr. Nguy n Th ng
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
PGS. Dr. Nguy n Th ng
Baøi taäp: Giaû söû toác ñoä gia taêng daân soá cuûa
thaønh phoá X coù100000 daân, tuaân theo caáp soá
nhaân. Cho bieát suaát gia taêng daân soá laø 3%/
naêm.
a. Trong bao nhieâu naêm daân soá naøy seõ ñaït ñeán
120000 daân;
b. So saùnh caùc giaù trò cuûa r vaø Kg.
23
Löu yù laø söï gia taêng daân soá theo caáp soá
nhaân thöôøng chæ xaûy ra trong moät chu kyø
ngaén.
neáu ta söû duïng phöông phaùp naøy ñeå döï baùo
daân soá cho tröôøng hôïp daøi haïn seõ coù nguy cô
daãn ñeán söï öôùc löôïng quaù cao, khoâng coù
trong thöïc teá.
10/14/2010
24
PGS. Dr. Nguy n Th ng
4
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
ÖÔÙC LÖÔÏNG TREÂN CÔ SÔÛ
SUAÁT GIA TAÊNG GIAÛM
∫
P
1
• Ta coù nhaän xeùt, trong cuoái chu kyø thöù 3 (giai ñoaïn
c) cuûa ñöôøng cong bieåu thò thay ñoåi daân soá noù seõ
ñaït ñeán giaù trò lôùn nhaát maø ta goïi laø daân soá baõo
hoøa, S. Chuùng ta coù theå moâ phoûng söï bieán ñoåi
trong chu kyø naøy vôùi giaû thieát laø suaát gia taêng phuï
thuoäc vaøo söï caùch bieät giöõa daân soá baõo hoøa S vaø
daân soá hieän coù P, ñieàu naøy coù nghóa laø:
10/14/2010
PGS. Dr. Nguy n Th ng
dP
= K (S − P)
dt
Toång quaùt:
25
P1, t1
PGS. Dr. Nguy n Th ng
[
Hi n t i
Pn = P2 + (S − P2 ) 1 − e − K (t n − t 2 )
27
]
10/14/2010
28
PGS. Dr. Nguy n Th ng
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
[
70000 = 65145 + (100000 − 65145) 1 − e − K (10 )
do ñoù K = 0.015 (1/naêm)
b. Öôùc löôïng daân soá trong voøng 12 naêm ñeán
Chuùng ta xaùc ñònh daân soá theo coâng thöùc sau:
− K (t n − t 2 )
[
]
]
Pn = 70000 + (100000 − 70000 ) 1 − e −0.015(12 )
74942 ngöôøi
10/14/2010
26
Ví duï: Söï gia taêng daân soá cuûa Thaønh phoá Z coù tyû suaát
giaûm. Daân soá Thaønh phoá caùch ñaây 10 naêm laø 65145
ngöôøi vaø hieän taïi laø 70000 ngöôøi. Bieát raèng daân soá
cuoái cuøng seõ ñaït ñeán laø 100000 ngöôøi.
a. Tính suaát gia taêng naêm K;
b. Öôùc löôïng daân soá trong voøng 12 naêm ñeán.
Giaûi:
a. Tính suaát gia taêng naêm K
Ñeå xaùc ñònh K ta aùp duïng coâng thöùc sau ñaây:
Döï baùo
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
PGS. Dr. Nguy n Th ng
]
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Pn, tn
[
[
P = P + (S − P ) 1− e−K(tn −t2 )
n
2
2
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
Daân soá baõo hoøa, S
Pn = P2 + (S − P2 ) 1 − e
− t1 )
10/14/2010
T
10/14/2010
2
= K (t 2 − t1 )
PGS. Dr. Nguy n Th ng
Vôùi phöông phaùp öôùc löôïng naøy cho pheùp aùp duïng
khaù chính xaùc trong caùc vuøng ôû ñoù daân soá ôû laân caän
vuøng giôùi haïn baõo hoøa.
P2, t2
S − P1
Ln
S −P
2
P2 = P + (S − P )[1 − e − K (t 2 − t1 ) ]
1
1
MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC
Daân soá
t
2
dP
= K ∫ dt
S−P
t1
(S − P2 ) = (S − P1 )e− K (t
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
S
P2
29
]
Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc
ÖÔÙC LÖÔÏNG TREÂN CÔ SÔÛ GIA TAÊNG DAÂN
SOÁ TUAÂN THEO HAØM LOGISTIQUE
Ñaây laø phöông phaùp cho pheùp öôùc löôïng daøi
haïn daân soá.
Söï gia taêng daân soá seõ traûi qua 3 giai ñoaïn:
* khôûi ñaàu gia taêng töông ñoái chaäm;
* tieáp theo laø moät chu kyø taêng tröôûng nhanh;
* keát thuùc bôûi moät söï gia taêng caøng luùc caøng
chaäm vaø keát thuùc seõ ñaït ñeán giaù trò cöïc ñaïi.
10/14/2010
30
PGS. Dr. Nguy n Th ng
5