Xem mẫu
- CH¦¥NG
7
C¸c hÖ thèng
Níc mÆt
7.1. C¸c hÖ thèng hå chøa níc mÆt
Chøc n¨ng chÝnh cña c¸c hå chøa lµ ®Ó lµm gi¶m sù biÕn thiªn cña dßng
níc mÆt th«ng qua sù kiÓm so¸t vµ ®iÒu tiÕt, vµ ®iÒu tiÕt níc ®Õn nh÷ng n¬i
cÇn thiÕt, ®óng lóc vµ ®óng chç. Chøc n¨ng chøa níc t¹m thêi cña c¸c hå
chøa thêng vÉn ®a ®Õn mét kÕt qu¶ kh«ng mong muèn lµ tæn thÊt níc t¨ng
lªn do qu¸ tr×nh thÊm vµ bèc h¬i. Tuy nhiªn, c¸c lîi Ých cã thÓ nhËn ®îc
th«ng qua ®iÒu hßa dßng ch¶y cho c¸c nguån cung cÊp níc, ph¸t ®iÖn, tíi,
sö dông níc cho c¸c ho¹t ®éng gi¶i trÝ, vµ c¸c ho¹t ®éng kh¸c sÏ bï l¹i cho
c¸c tæn thÊt nµy. C¸c lîi Ých thùc cña mäi dù ¸n ph¸t triÓn hå chøa phô thuéc
vµo kÝch thíc vµ sù ®iÒu tiÕt hå chøa, còng nh c¸c môc ®Ých kh¸c nhau cña
dù ¸n.
C¸c hÖ thèng hå chøa cã thÓ ®îc chia thµnh hai nhãm chung theo môc
tiªu ®iÒu tiÕt: tÝch tr÷ níc vµ ®iÒu tiÕt lò. C¸c môc tiªu tÝch tr÷ níc bao
gåm cung cÊp níc, t¨ng dßng ch¶y kiÖt c¶i thiÖn chÊt lîng níc, ho¹t ®éng
gi¶i trÝ, giao th«ng thuû, tíi vµ thñy ®iÖn, vµ mäi môc ®Ých kh¸c trong ®ã
níc ®îc tr÷ l¹i ®Ó x¶ ra sau nµy. §iÒu khiÓn lò ®¬n gi¶n lµ tr÷ hoÆc lµm
chËm níc trong qu¸ tr×nh lò ®Ó lµm gi¶m dßng ch¶y lò. Ch¬ng nµy chØ tËp
trung vµo c¸c hÖ thèng hå chøa níc mÆt cho môc tiªu tÝch tr÷ níc. §iÒu tiÕt
lò, mét khÝa c¹nh cña ®iÒu tiÕt hÖ thèng hå chøa ®îc th¶o luËn trong ch¬ng
13.
Nãi chung, tæng dung tÝch cña mét hå chøa ®a môc ®Ých gåm cã ba thµnh
phÇn chÝnh (xem h×nh 7.1.1); (1) dung tÝch chÕt, chñ yÕu dïng ®Ó l¾ng ®äng
bïn c¸t, ho¹t ®éng gi¶i trÝ, hoÆc ph¸t ®iÖn; (2) dung tÝch hiÖu dông, ®îc sö
dông cho c¸c môc ®Ých tÝch tr÷ níc, bao gåm c¸c nguån cung cÊp níc, tíi,
vËn t¶i thuû, v©n v©n...; (3) dung tÝch ®iÒu tiÕt lò tr÷ thÓ tÝch lò vît qu¸ ®Ó
gi¶m tiÒm n¨ng ph¸ hñy cña dßng lò. Thêng th× c¸c lîng tr÷ nµy cã thÓ
283
- ®îc x¸c ®Þnh riªng rÏ vµ sau ®ã ®îc kÕt hîp l¹i thµnh tæng lîng tr÷ cña hå
chøa.
H×nh 7.1.1
VÞ trÝ c¸c thµnh phÇn cña hå chøa (U.S. Army Corps of Engineers, 1977)
7.2. ph©n tÝch lîng tr÷ – dßng ch¶y bÒn v÷ng
cho cung cÊp níc
X¸c ®Þnh mèi quan hÖ gi÷a lîng tr÷ — dßng ch¶y cho mét c«ng tr×nh hå
chøa lµ mét trong nh÷ng phÐp ph©n tÝch thñy v¨n c¬ b¶n vÒ thiÕt kÕ hå chøa.
284
- Hai vÊn ®Ò c¬ b¶n trong nghiªn cøu lîng tr÷ — dßng ch¶y (U.S. Army Corps
of Engineers — HEC, 1977) lµ: (1) x¸c ®Þnh lîng tr÷ cÇn thiÕt ®Ó cung cÊp
®îc mét dßng ch¶y cho tríc; vµ (2) x¸c ®Þnh dßng ch¶y cña mét lîng tr÷
cho tríc. VÊn ®Ò ®Çu tiªn thêng gÆp ph¶i trong c¸c giai ®o¹n lËp kÕ ho¹ch
vµ thiÕt kÕ s¬ bé cña mét nghiªn cøu ph¸t triÓn tµi nguyªn níc, trong khi ®ã
vÊn ®Ò thø hai thêng diÔn ra trong c¸c giai ®o¹n thiÕt kÕ cuèi cïng hoÆc trong
giai ®o¹n ®Þnh gi¸ l¹i cña mét dù ¸n ®· cã ®Ó cã mét ph©n tÝch tæng hîp h¬n.
C¸c môc tiªu kh¸c cña ph©n tÝch lîng tr÷ — dßng ch¶y bao gåm: (1) x¸c
®Þnh c¸c khÝa c¹nh bæ sung hoÆc c¹nh tranh cña viÖc ph¸t triÓn ®a c«ng tr×nh;
(2) x¸c ®Þnh c¸c mÆt bæ sung hoÆc c¹nh tranh cña sù ph¸t triÓn mét c«ng tr×nh
®a môc ®Ých; vµ (3) ph©n tÝch c¸c quy t¾c ®iÒu tiÕt kh¸c cho mét c«ng tr×nh
hoÆc mét nhãm c«ng tr×nh.
C¸c ph¬ng ph¸p thêng hay sö dông ®Ó ph¸t triÓn mét quan hÖ lîng tr÷
— dßng ch¶y bao gåm (U.S. Army Corps of Engineers, 1977): (1) ph©n tÝch
®¬n gi¶n hãa; vµ (2) ph©n tÝch chi tiÕt tuÇn tù. C¸c ph¬ng ph¸p ®¬n gi¶n hãa
lµ thÝch hîp khi môc ®Ých nghiªn cøu chØ giíi h¹n ë c¸c nghiªn cøu s¬ bé hoÆc
c¸c nghiªn cøu tÝnh kh¶ thi. C¸c ph¬ng ph¸p chi tiÕt bao gåm ph©n tÝch m«
pháng vµ ph©n tÝch tèi u thêng cÇn ®Õn khi nghiªn cøu c¸c môc tiªu cho
giai ®o¹n thiÕt kÕ. Môc tiªu cña c¸c ph¬ng ph¸p ®¬n gi¶n hãa lµ thu ®îc
mét íc tÝnh kh¸ tèt cña c¸c kÕt qu¶, c¸c íc tÝnh nµy sau ®ã cã thÓ ®îc c¶i
thiÖn b»ng mét ph©n tÝch chi tiÕt tuÇn tù. Nh÷ng yÕu tè t¸c ®éng ®Õn sù lùa
chän ph¬ng ph¸p ph©n tÝch lµ: (1) c¸c yªu cÇu nghiªn cøu; (2) ®é chÝnh x¸c
yªu cÇu; vµ (3) sè liÖu c¬ b¶n yªu cÇu vµ sè liÖu cã s½n.
7.2.1 C¸c quy tr×nh ph©n tÝch dßng ch¶y bÒn v÷ng
Dßng ch¶y bÒn v÷ng (firm yield) ®îc ®Þnh nghÜa nh lµ lîng dßng ch¶y
lín nhÊt hoÆc lu lîng dßng ch¶y lín nhÊt lu«n cã t¹i mét vÞ trÝ ®· cho trªn
dßng ch¶y. Cô thÓ h¬n, Chow vµ nh÷ng ngêi kh¸c (1988) ®Þnh nghÜa dßng
ch¶y bÒn v÷ng cña mét hå chøa nh lµ tèc ®é x¶ níc trung b×nh n¨m lµm cho
mùc níc hå chøa ®¹t møc thÊp nhÊt cho phÐp chØ mét lÇn duy nhÊt trong thêi
kho¶ng h¹n h¸n cña sè liÖu quan tr¾c. Ph¬ng ph¸p ®îc sö dông nhiÒu nhÊt
®Ó x¸c ®Þnh dßng ch¶y bÒn v÷ng cña mét con s«ng kh«ng ®îc ®iÒu tiÕt lµ x©y
dùng ®êng cong lu lîng — thêi gian, nã lµ ®å thÞ cña lîng x¶, nh lµ mét
hµm cña phÇn tr¨m sè lÇn lu lîng b»ng hoÆc vît. VÝ dô nh trong h×nh
7.2.1 cho sè liÖu dßng ch¶y th¸ng trong b¶ng 7.2.1.
§êng cong lu lîng — thêi gian cã thÓ ®îc x©y dùng cho mét vÞ trÝ
cho tríc trªn mét con s«ng b»ng c¸ch s¾p xÕp c¸c gi¸ trÞ tèc ®é dßng ch¶y
quan tr¾c theo thø tù ®é lín gi¶m dÇn. Tõ ®ã ta cã thÓ tÝnh ®îc phÇn tr¨m sè
lÇn b»ng hoÆc vît cho mçi ®é lín cña lu lîng. Sau ®ã, phÇn tr¨m sè lÇn
vît ®îc vÏ lªn ®å thÞ theo lu lîng ®Ó x¸c ®Þnh quan hÖ lu lîng — thêi
gian. Dßng ch¶y bÒn v÷ng lµ lu lîng b»ng vµ vît tØ lÖ 100% sè lÇn cña mét
chuçi sè liÖu lu lîng lÞch sö. §êng cong lu lîng — thêi gian ®îc sö
dông ®Ó x¸c ®Þnh nguån cung cÊp níc tiÒm n¨ng trong giai ®o¹n lËp kÕ
285
- ho¹ch vµ thiÕt kÕ cña c¸c dù ¸n tµi nguyªn níc, ®Æc biÖt lµ c¸c nhµ m¸y thñy
®iÖn.
Ph©n tÝch ®êng cong lòy tÝch. §Ó t¨ng dßng ch¶y bÒn
v÷ng cña mét con s«ng kh«ng ®îc ®iÒu tiÕt, c¸c c«ng tr×nh ng¨n níc mÆt
®îc x©y dùng ®Ó ®iÒu tiÕt con s«ng. Hai ph¬ng ph¸p, ph©n tÝch ®êng cong
tÝch lòy vµ ph©n tÝch ®Ønh (sequent-peak analysis), cã thÓ ®îc sö dông ®Ó x©y
dùng quan hÖ lîng tr÷ — dßng ch¶y cho c¸c vÞ trÝ kh¸c nhau däc theo mét
dßng s«ng. Mét ®êng cong tÝch lòy lµ ®å thÞ cña hµm lòy tÝch lîng dßng
ch¶y theo thêi gian. Ph©n tÝch ®êng cong tÝch lòy ®îc x©y dùng lÇn ®Çu tiªn
bëi Ripple vµo n¨m 1883. Ph¬ng ph¸p nµy sö dông c¸c chuçi sè liÖu lÞch sö
hoÆc c¸c chuçi sè liÖu tÝnh to¸n cña lu lîng dßng ch¶y trong mét kho¶ng
thêi gian, [0, T]. Ph©n tÝch gi¶ sö r»ng kho¶ng thêi gian bao gåm c¶ thêi k× tíi
h¹n, thêi k× mµ dßng ch¶y ®¹t mét gi¸
H×nh 7.2.1
§ êng cong lu lîng - thêi gian cña s«ng Little Weiser gÇn Indian Valley, Idaho (1966 -- 1970).
trÞ cùc tiÓu lµm cho mùc níc hå chøa gi¶m nhiÒu nhÊt. Ph©n tÝch ®êng cong
tÝch lòy cã thÓ ®îc thùc hiÖn b»ng c¸c ph¬ng ph¸p ®å gi¶i. Hai ph¬ng ph¸p
®å gi¶i ®îc tr×nh bµy ë ®©y. Ph¬ng ph¸p ®Çu tiªn lµ ph¬ng ph¸p Ripple
nguyªn thñy (nh trong h×nh 7.2.2) trong ®ã c¸c gi¸ trÞ cña luü tÝch dßng ch¶y
®Õn hå theo thêi gian trong b¶ng 7.2.1 ®îc biÓu diÔn lªn trªn ®å thÞ.
286
- Ph¬ng ph¸p Ripple thÝch hîp khi dßng x¶ lµ kh«ng ®æi. Tuy nhiªn trong
c¸c trêng hîp dßng x¶ cña hå biÕn ®æi, còng dÔ dµng tÝnh ®îc sù kh¸c nhau
gi÷a lòy tÝch c¸c dßng ch¶y ®Õn vµ lòy tÝch c¸c dßng x¶ cña hå. Dung tÝch
hiÖu dông cÇn thiÕt chÝnh lµ ®é chªnh lÖch nhiÒu nhÊt gi÷a hai lo¹i dßng ch¶y
trªn. TÊt nhiªn lµ c¸ch tiÕp cËn kh¸c nµy còng cã thÓ sö dông cho trêng hîp
dßng x¶ kh«ng ®æi vµ nã cã thÓ ®îc thùc hiÖn b»ng ®å thÞ. C¸c ph¬ng ph¸p
cã thÓ ¸p dông nhiÒu lÇn víi c¸c dßng x¶ kh¸c nhau ®Ó nhËn ®îc ®êng cong
lîng tr÷ — dßng ch¶y t¹i mét vÞ trÝ hå chøa cho tríc.
C¸c gi¶ thiÕt g¾n liÒn víi ph¬ng ph¸p ®êng cong tÝch lòy lµ tæng lîng dßng
x¶ trong kho¶ng thêi gian ph©n tÝch kh«ng vît qu¸ tæng lîng dßng ch¶y
®Õn. Trong ph©n tÝch ®êng cong tÝch lòy, d·y tíi h¹n cña c¸c lu lîng cã
thÓ x¶y ra ë ®iÓm cuèi cña sè liÖu dßng ch¶y quan tr¾c. Khi ®iÒu nµy x¶y ra,
kho¶ng ph©n tÝch ®îc nh©n ®«i tõ [0, T] thµnh [0, 2T] víi dßng ch¶y ®Õn lÆp
l¹i c¸c gi¸ trÞ cña nã trong thêi kho¶ng thø hai, vµ trong c¸c tiÕn tr×nh ph©n
tÝch. NÕu tæng dßng x¶ vît qu¸ tæng dßng ch¶y ®Õn trong kho¶ng sè liÖu
quan tr¾c lÞch sö, th× ph©n tÝch ®êng cong tÝch lòy kh«ng x¸c ®Þnh ®îc mét
dung tÝch hå chøa cô thÓ.
B ¶ng 7.2.1
Lu lîng th¸ng cña s«ng Little Weiser gÇn Indian Valley, Idaho,
cho c¸c n¨m thñy v¨n 1966 -- 1970,
QFt
Lu lîng
t N ¨m Th¸ng
(AF)
(AF)
1 1965 10 742 742
2 11 1,060 1,802
3 12 1,000 2,802
4 1966 1 1,500 3,302
5 2 1,080 4,382
6 3 6,460 10,842
7 4 10,000 20,842
8 5 13,080 33,922
9 6 4,910 38,832
7 981 39,813
10
11 8 283 40,096
12 9 322 40,398
13 10 404 40,822
14 11 787 41,609
15 12 2,100 43,709
16 1967 1 4,410 48,119
17 2 2,750 50,869
18 3 3,370 54,239
287
- 19 4 5,170 59,409
20 5 19,680 79,089
21 6 19,630 98,719
22 7 3,590 102,309
23 8 710 103,019
24 9 518 103,537
25 10 924 104,461
26 11 1,020 105,481
27 12 874 106,355
28 1 1,020 107,375
29 1968 2 8,640 116,015
PH©n tÝch ®Ønh. Ph¬ng ph¸p ®Ønh tÝnh to¸n tæng lòy tÝch cña dßng
ch¶y ®Õn QFt trõ ®i dßng x¶ cña hå chøa Rt, ®ã lµ,∑tut = ∑t(QFt ∑ Rt), cho
mäi kho¶ng thêi gian t thuéc thêi kho¶ng ph©n tÝch [0, T]. §Ó gi¶i quyÕt vÊn
®Ò nµy b»ng ®å thÞ, tæng lòy tÝch cña ut ®îc vÏ ®å thÞ theo thêi gian t. Lîng
tr÷ øng víi mçi thêi kho¶ng lµ sù chªnh lÖch theo trôc th¼ng ®øng gi÷a ®Ønh
thø nhÊt vµ ®iÓm thÊp tríc d·y ®Ønh. Ph¬ng ph¸p cã hai gi¶ thiÕt gièng nh
hai gi¶ thiÕt cña ph©n tÝch ®êng cong tÝch lòy.
VÒ ph¬ng diÖn ®¹i sè, ph¬ng ph¸p ®Ønh cã thÓ thùc hiÖn b»ng c¸ch sö
dông ph¬ng tr×nh ®Ö quy sau,
R QFt K t 1 , NÕu d¬ng
Kt t (7.2.1)
0, cho c¸c trêng hîp kh¸c
trong ®ã Kt lµ lîng tr÷ cÇn thiÕt t¹i ®Çu thêi kho¶ng t. Gi¸ trÞ ban ®Çu cña Kt
t¹i t = 0 ®îc g¸n b»ng 0, Nãi chung, ph¬ng ph¸p sö dông ph¬ng tr×nh
(7.2.1) ®îc ¸p dông lÆp ®i lÆp l¹i nhiÒu lÇn, cho hai lÇn ®é dµi cña kho¶ng
thêi gian tÝnh to¸n ®Ó gi¶i thÝch cho kh¶ n¨ng chuçi lu lîng tíi h¹n cã ë
®o¹n cuèi cña sè liÖu dßng ch¶y quan tr¾c. Gi¸ trÞ cùc ®¹i ®· tÝnh ®îc c ña Kt
lµ dung tÝch hiÖu dông cña hå chøa, øng víi chuçi dßng ch¶y vµ c¸c dßng x¶
®ang xÐt.
Trong thùc tÕ, ngoµi c¸c dßng ch¶y ®Õn, c¸c thµnh phÇn thñy v¨n, gi¸ng
thñy, lîng bèc h¬i vµ thÊm còng quyÕt ®Þnh dung tÝch cña mét hå chøa.
Gi¸ng thñy r¬i trùc tiÕp trªn bÒ mÆt hå chøa ®ãng gãp vµo lîng tr÷. Bèc h¬i
vµ thÊm dÉn ®Õn tæn thÊt níc cña lîng tr÷ hiÖu dông cña hå chøa. Phô thuéc
vµo vÞ trÝ vµ c¸c ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt cña vÞ trÝ hå chøa, tæng tæn thÊt cña bèc h¬i
vµ thÊm lµ mét t¸c ®éng quan träng tíi c©n b»ng khèi lîng cña hÖ thèng hå
chøa. Bá qua c¸c yÕu tè nµy sÏ dÉn ®Õn ®¸nh gi¸ qu¸ cao tr÷ lîng níc vµ,
bëi vËy, ®¸nh gi¸ kh«ng ®óng møc lîng tr÷ cÇn thiÕt cña hå ®Ó cã ®îc dßng
x¶ mong muèn. Trong c¸c vïng ®Êt kh« c»n vµ b¸n kh« c»n, vÝ dô nh miÒn
t©y nam níc Mü, lîng níc tæn thÊt bëi bèc h¬i cã thÓ lín tíi møc ®ñ ®Ó
lµm gi¶m bít ®¸ng kÓ nh÷ng t¸c ®éng cã lîi cña níc tr÷.
288
- Lîng níc tæn thÊt bëi bèc h¬i vµ thÊm lµ mét hµm cña lîng tr÷, diÖn
tÝch mÆt tho¸ng, vµ c¸c yÕu tè ®Þa chÊt vµ khÝ hËu, dßng ch¶y ®Õn thùc cña
mét hå chøa cÇn ®îc hiÖu chØnh vµ sö dông trong c¸c ph¬ng ph¸p ®êng
cong lîng tr÷ vµ ph¬ng ph¸p ®Ønh. Dßng ch¶y ®Õn hå chøa hiÖu chØnh QFta
trong thêi kho¶ng t cã thÓ ®îc tÝnh nh sau
QFta = QFt + PPt - EVt - SPt (7.2.2)
trong ®ã PPt lµ lîng gi¸ng thñy r¬i trªn mÆt hå chøa, EVt lµ lîng bèc h¬i, vµ
SPt lµ tæn thÊt do thÊm trong thêi kho¶ng t. C¸c yÕu tè trong vÕ ph¶i cña
ph¬ng tr×nh (7.2.2) phô thuéc vµo lîng tr÷ vµ diÖn tÝch bÒ mÆt hå chøa trong
thêi kho¶ng t, vµ c¸c yÕu tè nµy, tíi lît nã, l¹i lµ mét hµm cña c¸c thµnh
phÇn thñy v¨n nµy.
B¶NG 7.2.1 tiÕp theo
QFt
Lu lîng
t N¨m Th¸ng
(AF)
(AF)
30 3 6,370 122,385
31 4 6,720 129,105
32 5 13,290 142,395
33 6 9,290 151,685
34 7 1,540 153,225
35 8 915 154,140
36 9 506 154,646
37 10 886 155,532
38 11 3,040 158,572
39 12 2,990 161,562
1969
40 1 8,170 169,732
41 2 2,800 172,532
42 3 4,590 177,122
43 4 21,960 199,082
44 5 30,790 229,872
45 6 14,320 244,192
46 7 2,370 246,562
47 8 709 247,271
289
- 48 9 528 247,799
49 10 859 248,658
50 11 779 249,437
51 12 1,250 250,687
1970
52 1 11,750 262,437
53 2 5,410 267,849
54 3 5,560 273,407
55 4 5,610 279,017
56 5 24,330 303,347
57 6 32,870 336,217
58 7 7,280 343,497
59 8 1,150 344,647
60 9 916 345,563
H×nh 7.2.2
§ êng cong tÝch
lòy cña s«ng Little
Weiser gÇn Indian
Valley, Idaho, dùa
trªn tæng lu lîng
th¸ng tõ 1966-
1970,
VÝ dô 7.2.1. Gi¶ sö r»ng lîng tæn thÊt do bèc h¬i b×nh qu©n th¸ng vµ gi¸ng thñy cña vµi n¨m lµ nh
sau:
Th¸ng 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9
EV
270 275 280 350 470 450 400 350 370 330 300 290
(AF)
PP
3 5 5 10 30 50 100 150 70 10 2 3
(AF)
Tæn thÊt do thÊm lµ kh«ng ®¸ng kÓ t¹i ®©y. X¸c ®Þnh dung tÝch hiÖu dông cÇn thiÕt ®Ó s¶n sinh mét
dßng ch¶y bÒn v÷ng 2000 AF/th¸ng.
Lêi gi¶i. TÝnh to¸n b»ng ph¬ng ph¸p ®Ønh xÐt ®Õn c¸c thµnh phÇn thñy v¨n kh¸c trong b¶ng 7.2.2. Tõ
cét (2) — (5) lÇn lît chøa d÷ liÖu hµng th¸ng cÇn thiÕt: dßng x¶, dßng níc mÆt ch¶y ®Õn, gi¸ng thñy,
vµ bèc h¬i. Tõ cét (3) — (5) ®îc sö dông ®Ó tÝnh dßng ch¶y ®Õn hiÖu chØnh theo ph¬ng tr×nh (7.2.2).
290
- Dßng ch¶y ®Õn hiÖu chØnh cho tõng th¸ng ®îc sö dông trong ph¬ng tr×nh (7.2.1) ®Ó tÝnh Kt. Dung
tÝch hiÖu dông cÇn thiÕt lµ 8840 AF nh ®· chØ ra trong b¶ng 7.2.2. Do cã tæn thÊt do bèc h¬i nªn kÕt
qu¶ dung tÝch hiÖu dông cÇn thiÕt t¨ng lªn. CÇn ph¶i chØ ra r»ng, trong vÝ dô nµy, lîng gi¸ng thñy
th¸ng vµ lîng bèc h¬i th¸ng lµ c¸c h»ng sè vµ ®îc gi¶ sö r»ng ®éc lËp víi lîng tr÷. Trong thùc tÕ,
gi¸ trÞ th¸ng cña PPt vµ EVt lµ c¸c hµm cña lîng tr÷, lµ gi¸ trÞ cÇn x¸c ®Þnh trong vÝ dô nµy. §Ó gi¶i
thÝch chÝnh x¸c cho c¸c gi¸ trÞ cña PPt vµ EVt khi lîng tr÷ thay ®æi, cÇn cã mét ph¬ng ph¸p thö sai
®Ó x¸c ®Þnh gi¸ trÞ cÇn thiÕt Ka cña dßng ch¶y bÒn v÷ng cho tríc.
7.2.2. C¸c ph¬ng ph¸p tèi u hãa cho ph©n tÝch dßng ch¶y bÒn v÷ng
Ph©n tÝch ®êng cong tÝch lòy vµ ph¬ng ph¸p ®Ønh ®îc sö dông trong
giai ®o¹n lËp kÕ ho¹ch ®Ó x¸c ®Þnh søc chøa cña mét hå chøa níc mÆt ®¬n lÎ
víi mét d¹ng dßng x¶ cho tríc. Nã cho phÐp c¸c kü s ph¸t triÓn mét ®êng
cong lîng tr÷ - dßng ch¶y cho mét vÞ trÝ hå chøa ®ang nghiªn cøu. Tuy
nhiªn, kh¶ n¨ng cña hai ph¬ng ph¸p nµy trong ph©n tÝch mét hÖ thèng hå
chøa gåm vµi hå chøa lµ rÊt h¹n chÕ. H¬n n÷a, dung tÝch hiÖu dông cña mét
hå chøa phô thuéc vµo c¸c yÕu tè thñy v¨n kh¸c nhau. Nh÷ng ¶nh hëng cña
c¸c yÕu tè thñy v¨n nµy ®èi víi c©n b»ng khèi lîng, ®Õn lît nã, l¹i lµ mét
hµm cña lîng tr÷ cha biÕt cña hå chøa. Mèi quan hÖ Èn nh thÕ nµy kh«ng
thÓ ®îc gi¶i thÝch trùc tiÕp b»ng ph©n tÝch ®êng cong lòy tÝch vµ ph©n tÝch
®Ønh.
MÆt kh¸c, c¸c m« h×nh tèi u râ rµng cã thÓ nghiªn cøu c¸c mèi quan hÖ
Èn nh thÕ, c¸c mèi quan hÖ kh«ng thÓ ®îc gi¶i quyÕt trùc tiÕp b»ng c¸c
ph¬ng ph¸p thÝch hîp. H¬n n÷a, c¸c hÖ thèng cã mét vµi hå chøa ®a nhiÖm
vô cã thÓ ®îc m« h×nh hãa vµ mèi quan t¬ng quan cña chóng cã thÓ ®îc
gi¶i thÝch trong mét m« h×nh tèi u hãa.
§Ó minh häa xÐt mét hå chøa ®îc thiÕt kÕ ®¬n lÎ cho môc ®Ých cung cÊp
níc. §Æc tÝnh cèt yÕu cña mét m« h×nh tèi u hãa ®Ó x¸c ®Þnh søc chøa cña
hå chøa lµ ph¬ng tr×nh c©n b»ng khèi lîng,
(7.2.3)
STt 1 STt PPt QFt Rt EVt
trong ®ã STt lµ lîng tr÷ cña hå chøa t¹i thêi ®iÓm ®Çu cña thêi kho¶ng t.
Mét m« h×nh ®Ó x¸c ®Þnh dung tÝch hiÖu dung nhá nhÊt (Ka) ®èi víi mét
dßng x¶ bÒn v÷ng cho tríc (R*), cã thÓ thiÕt lËp nh sau
Cùc tiÓu hãa Ka (7.2.4a)
víi rµng buéc
B ¶ng 7.2.2
C ¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n cña ph¬ng ph¸p ®Ønh víi c¸c thµnh phÇn thñy v¨n kh¸c
t Rt QFt PPt EV t Kt-1 Kt
( th¸ng) (AF/th¸ng) (AF/th¸ng) ( AF/th¸ng) (AF/th¸ng) (AF/th¸ng) (AF/th¸ng)
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)
1 2000,0 742,0 3,0 270,0 0,0 1525,0
2 2000,0 1060,0 5,0 275,0 1525,0 2735,0
3 2000,0 1000,0 5,0 2800, 2735,0 4010,0
4 2000,0 1500,0 10,0 350,0 4010,0 4850,0
5 2000,0 1080,0 30,0 470,0 4850,0 6210,0
6 2000,0 6.460,0 50,0 4500 6210,0 2150,0
7 2000,0 10000,0 100,0 400,0 2150,0 0,0
291
- 8 2000,0 13080,0 150,0 3500 0,0 0,0
9 2000,0 4910,0 70,0 3700 0,0 0,0
10 2000,0 981,0 10,0 330,0 0,0 1339,0
11 2000,0 283,0 2,0 300,0 1339,0 3354,0
12 2000,0 322,0 3,0 290,0 3354,0 5319,0
13 2000,0 404,0 3,0 2700 5319,0 7182,0
14 2000,0 787,0 5,0 275,0 7182,0 8665,0
15 2000,0 2100,0 5,0 280,0 8665,0 8840,0
16 2000,0 4410,0 10,0 350,0 8840,0 6770,0
17 2000,0 2750,0 30,0 470,0 6770,0 6480,0
18 2000,0 3370,0 50,0 450,0 6460,0 5490,0
19 2000,0 5170,0 100,0 400,0 5490,0 2620,0
20 2000,0 19680,0 150,0 350,0 2620, 0,0
21 2000,0 19630,0 70,0 370,0 0,0 0,0
22 2000,0 3590,0 10,0 330,0 0,0 0,0
23 2000,0 710,0 2,0 300,0 0,0 1588,0
24 2000,0 518,0 3,0 290,0 1588,0 3357,0
25 2000,0 924,0 3,0 270,0 3357,0 4700,0
26 2000,0 1020,0 5,0 275,0 4700,0 5950,0
27 2000,0 874,0 5,0 280,0 5950,0 7351,0
28 2000,0 1020,0 10,0 350,0 7351,0 8671,0
29 2000,0 8640,0 30,0 470,0 8671,0 2471,0
a. b¶o toµn khèi lîng trong mçi thêi kho¶ng t,
ˆ
STt STt 1 Rt R* QFt PPt EVt , (7.2.4b)
t 1,..., T
ˆ
trong ®ã Rt lµ lîng x¶ vît qu¸ dßng x¶ bÒn v÷ng cho tríc R*.
b. dung tÝch cña hå chøa kh«ng thÓ bÞ vît qu¸ trong toµn bé c¸c thêi
kho¶ng tÝnh to¸n,
(7.2.4c)
STt K a 0, t 1,..., T
ˆ
C¸c biÕn quyÕt ®Þnh lµ STt , Rt , vµ Ka. M« h×nh lµ tuyÕn tÝnh nÕu c¸c biÕn
thñy v¨n QFt, PPt, vµ EVt lµ c¸c sè ®· biÕt. Dung tÝch hiÖu dông nhá nhÊt cÇn
thiÕt K a ®Ó mang l¹i dßng x¶ cho tríc R* cã thÓ x¸c ®Þnh bëi mét thuËt gi¶i
*
quy ho¹ch tuyÕn tÝnh. §Ó nhËn ®îc quan hÖ dßng ch¶y bÒn v÷ng — lîng
tr÷, m« h×nh cã thÓ ®îc gi¶i lÆp ®i lÆp l¹i víi c¸c biÕn dßng x¶ bÒn v÷ng R*
kh¸c nhau.
B ¶ng 7.2.2 t iÕp theo
t Rt QFt PPt EV t Kt-1 Kt
( th¸ng) (AF/th¸ng) (AF/th¸ng) ( AF/th¸ng) (AF/th¸ng) (AF/th¸ng) (AF/th¸ng)
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)
30 2000,0 6370,0 50,0 450,0 2471,0 0,0
31 2000,0 6720,0 100,0 400,0 0,0 0,0
32 2000,0 13290,0 150,0 350,0 0,0 0,0
33 2000,0 9290,0 70,0 370,0 0,0 0,0
34 2000,0 1540,0 10,0 330,0 00, 780,0
35 2000,0 915,0 20, 300,0 780,0 2163,0
36 2000,0 5060 3,0 290,0 2163,0 3944,0
37 2000,0 8860 30 270,0 3944,0 5325,0
38 2000,0 30400 5,0 275,0 5325,0 4555,0
39 2000,0 29900 5,0 280,0 4555,0 3840,0
40 2000,0 81700 10,0 3500, 3840,0 0,0
41 2000,0 28000 30,0 470,0 0,0 0,0
292
- 42 2000,0 45900 50,0 450,0 0,0 0,0
43 2000,0 21960,0 100,0 400,0 0,0 0,0
44 2000,0 30790,0 150,0 3500, 0,0 0,0
45 2000,0 14320,0 70,0 370,0 0,0 0,0
46 2000,0 2370,0 10,0 330,0 0,0 0,0
47 2000, 0 7090 20 300,0 0,0 1589,0
48 2000,0 5280, 30, 2900 1589,0 3348,0
49 2000,0 859,0 3,0 2700 3348,0 4756,0
50 2000,0 779,0 5,0 2750, 4756,0 6247,0
51 2000,0 1250,0 5,0 280,0 6247,0 7272,0
52 2000,0 117500 10,0 350,0 7272,0 00,
53 2000,0 5410,0 30,0 470,0 0,0 0,0
54 2000,0 55600, 500 450,0 0,0 0,0
55 2000,0 5610,0 100,0 4000 0,0 0,0
56 2000,0 24330,0 150,0 350,0 0,0 0,0
57 2000,0 32870,0 700, 370,0 0,0 0,0
58 2000,0 7280,0 10,0 330,0 0,0 0,0
59 2000,0 1150,0 2,0 300,0 0,0 1148,0
60 2000,0 916,0 3,0 290,0 1148,0 2519,0
VÝ dô 7.2.2. Sö dông sè liÖu dßng ch¶y th¸ng trong b¶ng 7.2.1 cña Little
Weiser River gÇn Indian Valley, Idaho, lËp mét m« h×nh QHTT ®Ó x¸c
®Þnh dung tÝch hiÖu dông cÇn thiÕt nhá nhÊt ®Ó s¶n xuÊt mét dßng ch¶y
bÒn v÷ng lµ 2000 AF/th¸ng. Gi¶ sö r»ng hå chøa ®Çy vµo lóc ban ®Çu víi
ST1 = Ka.
Lêi gi¶i. Hµm môc tiªu cho vÊn ®Ò ®a ra trong ph¬ng tr×nh (7.2.4a) lµ cùc tiÓu hãa Ka. Bé c¸c rµng
buéc thø nhÊt lµ c¸c ph¬ng tr×nh c©n b»ng khèi lîng dßng ch¶y cho tõng th¸ng. Víi gi¸ trÞ lîng tr÷
ban ®Çu ST1 = Ka, cho th¸ng ®Çu tiªn (t = 1), c©n b»ng khèi lîng lµ
ˆ
ST1 ST2 R1 R * QF1 PP EV1 trong ®ã ST1 = Ka, R* = 2000 AF/th¸ng, QF1 = 742
1
AF/th¸ng, vµ, tõ vÝ dô 7.2.1, PP1 = 3 AF/th¸ng, vµ EV1 = 270 AF/th¸ng. KÕt qu¶ rµng buéc c©n b»ng
ˆ
khèi lîng cho th¸ng t =1 lµ K a ST2 R1 1525. t¬ng tù nh thÕ, rµng buéc c©n b»ng khèi lîng
ˆ *
cho th¸ng t =2 lµ: ST2 ST3 R2 R QF2 PP2 EV2 1210. Qu¸ tr×nh nµy ®îc lÆp ®i lÆp
l¹i cho mçi th¸ng trong toµn bé thêi kho¶ng ph©n tÝch, tøc lµ, T = 60 th¸ng.
Bé c¸c rµng buéc thø hai lµ ®Ó ®¶m b¶o r»ng lîng tr÷ hµng th¸ng STt kh«ng vît qu¸ dung tÝch hiÖu
dông cña hå chøa, tøc lµ, ph¬ng tr×nh (7.2.4c). Cô thÓ lµ bé giíi h¹n nµy cã thÓ ®îc biÒu diÔn nh
sau ST2 K a 0; ST3 K a 0; ... ; ST60 K a 0; vµ ST61 K a 0. M« h×nh QHTT cho vÝ dô
nµy gåm cã tæng céng 2T + 1 = 121 biÕn quyÕt ®Þnh cha biÕt vµ 2T = 120 rµng buéc víi T rµng buéc
c©n b»ng khèi lîng vµ T rµng buéc lîng tr÷.
MÆt kh¸c, m« h×nh tèi u hãa sau ®©y cã thÓ ®îc sö dông ®Ó x¸c ®Þnh
quan hÖ dßng ch¶y bÒn v÷ng — lîng tr÷. M« h×nh nµy cùc ®¹i hãa dßng x¶
*
bÒn v÷ng (R) cña mét dung tÝch hiÖu dông cho tríc ( K a ).
Cùc ®¹i hãa Z = R (7.2.5a)
víi rµng buéc
ˆ (7.2.5b)
STt STt 1 Rt R QFt PPt EVt , t 1,..., T
*
(7.2.5c)
STt K a , t 1,..., T
293
- Quan hÖ lîng tr÷ — dßng ch¶y bÒn v÷ng cã thÓ ®îc x©y dùng b»ng c¸ch
lÆp ®i lÆp l¹i viÖc gi¶i m« h×nh nµy víi c¸c gi¸ trÞ kh¸c nhau cña dung tÝch
chøa hiÖu dông cho tríc K a*.
Trong trêng hîp lîng bèc h¬i vµ gi¸ng thñy lµ mét hµm cña diÖn tÝch
mÆt níc cña hå chøa, diÖn tÝch nµy, tíi lît nã, l¹i phô thuéc vµo lîng tr÷
cña hå, ngêi ta cã thÓ tÝch hîp quan hÖ lîng tr÷ — diÖn tÝch vµo trong m«
h×nh tèi u hãa. Quan hÖ lîng tr÷ — diÖn tÝch cã thÓ thu ®îc tõ tiÕn hµnh
mét cuéc kh¶o s¸t ®Þa h×nh ®Ó x¸c ®Þnh thÓ tÝch chøa vµ diÖn tÝch mÆt níc ë
mét ®é cao so víi mÆt biÓn cho tríc (xem h×nh 7.2.3). §Ó tÝch hîp quan hÖ
lîng tr÷ — diÖn tÝch mÆt níc vµo m« h×nh tèi u hãa, c«ng thøc cña m«
h×nh ®îc m« t¶ b»ng c¸c ph¬ng tr×nh (7.2.4a - c) cã thÓ ®îc hiÖu chØnh nh
sau
Cùc tiÓu hãa Z = Ka (7.2.6a)
víi rµng buéc
ˆ
STt STt 1 pt . At ( STt ) et . At ( STt ) Rt
(7.2.6b)
R* QFt , t 1,..., T
(7.2.6c)
STt K a 0, t 1,..., T
trong ®ã pt vµ et lÇn lît lµ c¸c chiÒu cao cña lîng gi¸ng thñy vµ lîng bèc
h¬i trªn mçi ®¬n vÞ diÖn tÝch trong thêi kho¶ng t. GÇn nh víi tÊt c¶ c¸c vÞ trÝ
hå chøa, quan hÖ gi÷a thÓ tÝch chøa vµ diÖn tÝch mÆt níc lµ phi tuyÕn. V× thÕ,
m« h×nh m« t¶ bëi c¸c ph¬ng tr×nh (7.2.6a-c) lµ mét m« h×nh tèi u phi
tuyÕn. Quan hÖ phi tuyÕn gi÷a lîng tr÷ - diÖn tÝch trong Pt. (7.2.6b) cã thÓ
xÊp xØ bëi mét hµm tuyÕn tÝnh ®Ó thuËn tiÖn trong viÖc thùc hiÖn mét quy
ho¹ch tuyÕn tÝnh.
Chó ý r»ng trong m« h×nh x¸c ®Þnh kÝch thíc vµ ®iÒu tiÕt hå chøa ®¬n ë
trªn, c¸c ph¬ng tr×nh (7.2.5a-c), c¸c biÕn quyÕt ®Þnh lµ dßng ch¶y bÒn v÷ng
trong khi ®ã c¸c thÓ tÝch chøa STt cha biÕt lµ c¸c biÕn tr¹ng th¸i, vµ lµ c¸c
hµm cña biÕn quyÕt ®Þnh R. V× thÕ, vÊn ®Ò thùc ra mµ nãi lµ mét chiÒu. Mét s¬
®å t×m kiÕm mét chiÒu nh ph¬ng ph¸p mÆt c¾t vµng m« t¶ trong môc 4.4.2
cã thÓ ®îc ¸p dông. XÐt vÊn ®Ò x¸c ®Þnh dßng ch¶y bÒn v÷ng, R*, cña mét Ka
cho tríc ®îc m« t¶ bëi c¸c ph¬ng tr×nh (7.2.5a-c). NÕu dßng ch¶y bÒn
v÷ng gi¶ thiÕt mµ lín h¬n dßng ch¶y nhá nhÊt cÇn thiÕt, th× kÕt qu¶ lîng tr÷
tÝnh b»ng ph¬ng tr×nh c©n b»ng khèi lîng (7.2.5b) trong mét sè c¸c thêi
kho¶ng nhÊt ®Þnh sÏ bÞ ©m. V× thÕ, dßng ch¶y bÒn v÷ng dÉn ®Õn kÕt qu¶ lµ cùc
tiÓu cña gi¸ trÞ tuyÖt ®èi cña lîng tr÷ lµ Gi¶i cho m« h×nh hå chøa biÓu diÔn
b»ng c¸c ph¬ng tr×nh (7.2.5a-c). M« h×nh hå chøa rµng buéc nµy cã thÓ ®îc
chuyÓn thµnh mét m« h×nh kh«ng rµng buéc víi hµm môc tiªu nh sau
Cùc tiÓu hãa Z = |ST1, ST2,..., STT| (7.2.7)
294
- H×nh 7.2.3
C ¸c ®êng cong lîng tr÷ - ®é cao so víi mÆt biÓn vµ diÖn tÝch - ®é cao so víi mÆt biÓn (U.S. Army Corps of
Engineers, 1977).
VÊn ®Ò cã thÓ ®îc gi¶i quyÕt b»ng ph¬ng ph¸p mÆt c¾t vµng trong ®ã
ph¬ng tr×nh rµng buéc c©n b»ng khèi lîng (7.2.5b) ®îc tÝch hîp vµo kÜ
thuËt tèi u hãa díi d¹ng diÔn to¸n hå chøa (®iÒu tiÕt lò). Nh÷ng ®Æc ®iÓm
ban ®Çu cña mét mèi quan hÖ lîng tr÷ - diÖn tÝch mÆt níc cã thÓ ®îc sö
dông mµ kh«ng cÇn ph¶i biÕn ®æi cho phï hîp víi ph¬ng ph¸p gi¶i.
V Ý dô 7.2.3. M« t¶ mét m« h×nh, dùa trªn ph¬ng ph¸p mÆt c¾t vµng, ®Ó x¸c ®Þnh dßng ch¶y bÒn v÷ng
cho s«ng Little Weiser gÇn Indian Valley, Idaho, cho mét hå chøa cã dung tÝch hiÖu dông b»ng 8840
AF. Sè liÖu hµng th¸ng ®îc liÖt kª trong b¶ng 7.2.1.
Lêi gi¶i. Nh ®· m« t¶ trong môc 4.4.2 ph¬ng ph¸p mÆt c¾t vµng cÇn cã mét kho¶ng sè liÖu ban ®Çu
cña dßng ch¶y bÒn v÷ng. Gi¶ sö r»ng kho¶ng sè liÖu ban ®Çu nµy lµ (1000 AF/th¸ng, 10,000
AF/th¸ng). H¬n n÷a, nÕu ®é chÝnh x¸c yªu cÇu cho kho¶ng gi¸ trÞ cuèi bÐ h¬n 50 AF/th¸ng, th× c¸c
hµm tÝnh to¸n cÇn thiÕt, víi mçi hµm gåm diÔn to¸n hå chøa cho 60 dßng ch¶y th¸ng, cã thÓ ®îc tÝnh
b»ng (0,618)N(10000 — 1000) < 50, Gi¶i c¸c hµm tÝnh to¸n cÇn thiÕt nµy ta cã N > 10,79. V× thÕ, cÇn
11 hµm tÝnh to¸n cho hµm môc tiªu, ph¬ng tr×nh (7.2.7). Nh thÕ, dßng ch¶y bÒn v÷ng t×m ®îc b»ng
ph¬ng ph¸p mÆt c¾t vµng kh«ng sai kh¸c qu¸ 50 AF/th¸ng so víi dßng ch¶y bÒn v÷ng cÇn thiÕt thùc
tÕ.
Theo thuËt to¸n mÆt c¾t vµng ®· m« t¶ trong môc 4.4.2, tríc tiªn cÇn x¸c ®Þnh hai gi¸ trÞ dßng ch¶y
bÒn v÷ng thö nghiÖm, Ra,1 vµ Ra,2, trong kho¶ng gi¸ trÞ (1000 AF/th¸ng, 10000 AF/th¸ng); Chóng cã gi¸
trÞ lµ Ra,1 = 1000 + 0,382(10000 — 1000) = 4438 AF/th¸ng vµ Ra,2 = 10000 — 0,382(10000 — 1000) =
6562 AF/th¸ng. Víi Ra,1 = 4438 AF/th¸ng, diÔn to¸n hå chøa dùa trªn ph¬ng tr×nh liªn tôc (7.2.3) dÉn
®Õn kÕt qu¶ lµ mét lîng tr÷ cùc tiÓu cuèi th¸ng lµ -21934 AF. Gi¸ trÞ nµy phï hîp víi gi¸ trÞ cña hµm
muc tiªu lµ 21934 AF. LÆp l¹i víi Ra,2 = 6562 AF/th¸ng, tÝnh to¸n ph¬ng tr×nh thø 2 cho ta kÕt qu¶
cña lîng tr÷ cùc tiÓu cuèi th¸ng lµ 101425 AF , vµ sinh ra gi¸ trÞ cña hµm môc tiªu lµ 101425 AF.
V× gi¸ trÞ hµm môc tiªu lµ 101425 AF lín h¬n 21934 AF, nªn kho¶ng gi¸ trÞ (1000 AF/th¸ng, 10000
AF/th¸ng) ®îc lo¹i bá. Sö dông mét kho¶ng gi¸ trÞ ng¾n h¬n (1000 AF/th¸ng, 4438 AF/th¸ng), hai
gi¸ trÞ thö nghiÖm ®îc x¸c ®Þnh theo cïng kiÓu trªn vµ ph¬ng ph¸p t×m kiÕm ®îc lÆp l¹i.
7.3. Ph©n tÝch lîng tr÷ – N¨ng lîng bÒn v÷ng
7.3.1. C¸c kh¸i niÖm cña cung cÊp níc ®Ó ph¸t ®iÖn
295
- N¨ng lîng cã tõ dßng s«ng tØ lÖ trùc tiÕp víi tèc ®é dßng ch¶y qua c¸c
tua-bin vµ cét níc thÕ n¨ng ®Ó ®iÒu tiÕt c¸c tua-bin. C¸c tæ m¸y tua-bin trong
nhµ m¸y ®iÖn chuyÓn ®æi thÕ n¨ng vµ ®éng n¨ng cña níc thµnh n¨ng lîng
c¬ häc vµ cuèi cïng thµnh n¨ng lîng ®iÖn. C«ng suÊt thuû ®iÖn
(Hydroelectrical power) HP (díi d¹ng m· lùc, horsepower — hp) cã thÓ ph¸t
ra bëi mét tua-bin lµ
e Qhe
HP t (7.3.1)
550
trong ®ã Q lµ tèc ®é dßng ch¶y (hoÆc dßng x¶) theo ®¬n vÞ cfs qua tua-bin, γ
lµ träng lîng riªng cña níc theo ®¬n vÞ lb/ft3, vµ he lµ cét níc thÕ n¨ng hiÖu
dông (hoÆc thùc) theo ®¬n vÞ feet, vµ et lµ hiÖu suÊt tua-bin cña c¸c tæ m¸y
ph¸t ®iÖn. §¬n vÞ theo hÖ mÐt thêng sö dông cho c«ng suÊt lµ kilowatt (k W).
Mét ®¬n vÞ m· lùc b»ng víi 0,7457 kW. V× c«ng suÊt lµ tèc ®é s¶n sinh n¨ng
lîng, nªn n¨ng lîng ph¸t ra bëi mét tæ m¸y ph¸t ®iÖn b»ng c«ng suÊt nh©n
víi thêi gian s¶n xuÊt. §¬n vÞ theo hÖ mÐt thêng dïng cho n¨ng lîng lµ
kilowatt giê (kWh) hoÆc lµ megawatt giê (mWh).
CÇn ph¶i chØ ra r»ng cét níc hiÖu dông (hoÆc cét níc thùc) trong ph¬ng
tr×nh (7.3.1) lµ cét níc thùc cã cho ph¸t ®iÖn. Cã thÓ thu ®îc b»ng c¸ch lÊy
tæng ®é cao cét níc trõ ®i c¸c tæn thÊt kh¸c bëi ma s¸t, c¸c ®iÒu kiÖn cña cöa
vµo, vµ c¸c tæn thÊt thñy lùc kh¸c. Tæng ®é cao cét níc lµ sù chªnh lÖch theo
®é cao so víi mÆt biÓn gi÷a mÆt níc thîng lu vµ ®iÓm níc ch¶y qua tua-
bin. HiÖu suÊt thñy lùc (eh) cña mét nhµ m¸y thñy ®iÖn ®îc ®Þnh nghÜa lµ tØ
lÖ cña ®é cao cét níc thùc so víi tæng ®é cao cét níc. Sè h¹ng et trong
ph¬ng tr×nh (7.3.1) lµ hiÖu suÊt cña c¸c tæ m¸y ph¸t ®iÖn do c¸c tæn thÊt n¨ng
lîng cña qu¸ tr×nh ®iÒu tiÕt m¸y mãc. Bëi vËy, hiÖu suÊt tæng céng cña mét
nhµ m¸y thñy ®iÖn ep cã thÓ thu ®îc b»ng c¸ch nh©n hiÖu suÊt thñy lùc víi
hiÖu suÊt tua-bin. Nh×n chung, HiÖu suÊt tæng céng cña nhµ m¸y thñy ®iÖn
n»m trong kho¶ng tõ 60% ®Õn 70%. Ph¬ng tr×nh (7.3.1) cã thÓ ®îc sö dông
®Ó x¸c ®Þnh theo m· lùc b»ng c¸ch thay thÕ hiÖu suÊt tua-bin et b»ng ep vµ
thay thÕ ®é cao cét níc hiÖu dông b»ng tæng ®é cao cét níc (hg) ®Ó ®iÒu tiÕt
nhµ m¸y thñy ®iÖn.
N¨ng lîng cùc ®¹i cã thÓ s¶n xuÊt ë mét nhµ m¸y thñy ®iÖn díi ®iÒu
kiÖn ®é cao cét níc b×nh thêng vµ dßng ch¶y ®Çy ®ñ ®îc gäi lµ c«ng suÊt
cña nhµ m¸y. C«ng suÊt bÒn v÷ng lµ lîng c«ng suÊt cã thÓ ph¸t vµ s¶n xuÊt
víi rÊt Ýt hoÆc kh«ng cã sù gi¸n ®o¹n vµ n¨ng lîng bÒn v÷ng lµ n¨ng lîng
t¬ng øng víi c«ng suÊt bÒn v÷ng. C«ng suÊt bÒn v÷ng ®îc coi lµ tån t¹i
100% thêi gian ph¸t ®iÖn. Nãi chung, mét nhµ m¸y ph¸t ®iÖn trong mét n¨m
sÏ s¶n xuÊt ®îc mét lîng ®¸ng kÓ c«ng suÊt vît qu¸ c«ng suÊt bÒn v÷ng.
C«ng suÊt ph¸t ra vît qu¸ c«ng suÊt bÒn v÷ng ®îc gäi lµ c«ng suÊt thø cÊp
(hoÆc thÆng d, cã thÓ bÞ gi¸n ®o¹n). Sù cung cÊp b»ng c«ng suÊt thø cÊp nµy
kh«ng ®¸ng tin cËy, v× thÕ, tØ lÖ cña c«ng suÊt thø cÊp thêng thÊp h¬n nhiÒu
so víi tØ lÖ cña c«ng suÊt bÒn v÷ng. C«ng suÊt thø cÊp cã thÓ bÞ gi¸n ®o¹n
296
- nhng nã tån t¹i nhiÒu h¬n 50% thêi gian ph¸t ®iÖn. Lo¹i c«ng suÊt thø ba
®îc gäi lµ c«ng suÊt th¶i, nã Ýt ®¸ng tin cËy h¬n nhiÒu vµ nã tån t¹i Ýt h¬n
50% thêi gian ph¸t ®iÖn.
7.3.2. X¸c ®Þnh n¨ng lîng bÒn v÷ng
Dßng ch¶y thay ®æi theo thêi gian vµ kh«ng gian. Thñy n¨ng t¹i mét vÞ trÝ
cho tríc trªn mét dßng ch¶y phô thuéc vµo tèc ®é dßng ch¶y vµ ®é cao cét
níc ë ®ã. §Æc biÖt, ®Ó x¸c ®Þnh n¨ng lîng bÒn v÷ng cho mét nhµ m¸y thñy
®iÖn trªn s«ng, víi hå chøa rÊt bÐ hoÆc kh«ng cã, th× cÇn sö dông ph©n tÝch
thèng kª cho chuçi sè liÖu dßng ch¶y. Ph¬ng ph¸p thêng ®îc sö dông lµ
®êng cong lu lîng — thêi gian. Do nhµ m¸y trªn s«ng kh«ng cã hå chøa
vµ chiÒu cao cét níc tån t¹i lµ cè ®Þnh, nªn tÝnh biÕn thiªn cña n¨ng lîng
s¶n xuÊt cña nhµ m¸y ®ã sÏ tØ lÖ trùc tiÕp víi sù biÕn thiªn cña lu lîng. Nãi
c¸ch kh¸c, thñy n¨ng cã thÓ cung cÊp trong 90% thêi gian ph¸t ®iÖn sÏ ®îc
ph¸t ra bëi lu lîng dßng ch¶y tån t¹i trong hoÆc lín h¬n 90% thêi gian ph¸t
®iÖn. Th«ng thêng, n¨ng lîng bÒn v÷ng cña mét nhµ m¸y trªn s«ng ®îc
xem lµ dùa trªn dßng ch¶y c¬ së, dßng ch¶y tån t¹i trong 90 - 97% thêi gian
ph¸t ®iÖn.
VÝ dô 7.3.1. Tham kh¶o sè liÖu dßng ch¶y th¸ng cña s«ng Little Weiser trong b¶ng 7.2.1, mét nhµ m¸y
thñy ®iÖn trªn s«ng ®îc dù ®Þnh x©y dùng t¹i ®©y. ChiÒu cao cét níc tån t¹i ë ®©y lµ 30 ft vµ hÖ sè nhµ
m¸y kho¶ng 0,70, X¸c ®Þnh n¨ng lîng bÒn v÷ng vµ n¨ng lîng x¶ ®îc tr«ng ®îi nÕu nhµ m¸y ®îc x©y
dùng.
Lêi gi¶i. Víi dßng ch¶y 1 ft3/s ch¶y qua nhµ m¸y ®iÖn trªn s«ng dù kiÕn, c«ng suÊt ®îc x¸c ®Þnh b»ng
ph¬ng tr×nh (7.3.1) nh sau,
0, 7 62, 4 1 30
0, 7457 1, 777 kW /1 ft 3 / s
550
Víi ep = 0,7, = 62.4 lb/ft3, Q = 1 ft3/s, vµ hg = 30 ft. §Ó ®¬n gi¶n, gi¶ sö r»ng mçi th¸ng cã 30 ngµy.
Tèc ®é dßng ch¶y trung b×nh t¬ng øng víi 1 AF/th¸ng lµ
43560 ft 3 / ac ft
0, 0168 ft 3 / s / th¸ng
30 ngµy 24 giê 60 gi©y 60 phót
th¸ng ngµy phót giê
Bëi vËy, thÓ tÝch dßng ch¶y 1 AF/th¸ng sÏ s¶n xuÊt 0,0168 cfs/AF/th¸ng 1,777 kW/cfs 720 giê/th¸ng
= 21,502 kWh/AF/th¸ng. N¨ng lîng bÒn v÷ng cã thÓ ®îc s¶n xuÊt t¹i vÞ trÝ nµy , dùa trªn dßng ch¶y
bÒn v÷ng 283 AF/th¸ng t×m ®îc trong vÝ dô 7.2.1, lµ 283 21,502 = 6085 kWh. C«ng xuÊt x¶ (hoÆc
n¨ng lîng) lµ c«ng xuÊt tån t¹i trong Ýt nhÊt 50% thêi gian ph¸t ®iÖn. Tõ h×nh 7.2.1, thÓ tÝch dßng ch¶y
tån t¹i trong hoÆc lín h¬n 50% thêi gian ph¸t ®iÖn lµ 2800 AF/th¸ng. V× thÕ, n¨ng lîng x¶ t¬ng øng lµ
60,206 kWh.
Víi mét chiÒu cao cét níc cho tríc th× khi dßng ch¶y bÒn v÷ng cµng lín,
c«ng suÊt ph¸t ra cµng lín. Tuy nhiªn, kh¸i niÖm n¨ng lîng bao gåm c¶ yÕu
tè thêi gian bªn c¹nh tèc ®é dßng ch¶y vµ chiÒu cao cét níc. V× thÕ, lîng
n¨ng lîng cã thÓ ph¸t ra bëi nhµ m¸y thñy ®iÖn còng bÞ h¹n chÕ bëi thÓ tÝch
níc s½n cã. §Ó x¸c ®Þnh tr÷ lîng cÇn thiÕt cho mét n¨ng lîng bÒn v÷ng cô
thÓ, ®ßi hái ph¶i cã hai biÕn t¬ng quan víi nhau: tèc ®é dßng ch¶y vµ chiÒu
cao cét níc.
297
- XÐt mét hå chøa ®îc thiÕt kÕ ®¬n lÎ ®Ó ph¸t thñy ®iÖn. VÊn ®Ò lµ x¸c ®Þnh
lîng tr÷ cÇn thiÕt ®Ó s¶n xuÊt mét n¨ng lîng bÒn v÷ng cho tríc. T¬ng tù
nh bµi to¸n ph©n tÝch lîng tr÷ — dßng ch¶y bÒn v÷ng, lîng tr÷ cÇn thiÕt ®Ó
s¶n xuÊt n¨ng lîng bÒn v÷ng cho tríc cã thÓ ®îc x¸c ®Þnh b»ng mét ph©n
tÝch ®êng cong lòy tÝch vµ ph¬ng ph¸p ®Ønh, víi ®iÒu kiÖn biÕt tríc ®êng
cong lòy tÝch cña nhu cÇu n¨ng lîng díi d¹ng lu lîng dßng ch¶y trong
c¸c thêi kho¶ng quan tr¾c. Tuy nhiªn, sù phøc t¹p trong viÖc x¸c ®Þnh lîng
tr÷ ®Ó tõ ®ã x¸c ®Þnh ®îc n¨ng lîng bÒn v÷ng n¶y sinh tõ thùc tÕ lµ n¨ng
lîng bÒn v÷ng, lu lîng, chiÒu cao cét níc, vµ lîng tr÷ ®Òu cã quan hÖ
t¬ng quan víi nhau. Trªn thùc tÕ cã v« sè tæ hîp cña tèc ®é dßng ch¶y vµ
chiÒu cao cét níc cã thÓ s¶n xuÊt ®îc n¨ng lîng bÒn v÷ng cho tríc. V×
thÕ, ph©n tÝch chuçi b»ng diÔn to¸n dßng ch¶y th«ng qua hå chøa cÇn ®îc
thùc hiÖn ®Ó x¸c ®Þnh lîng tr÷ cÇn thiÕt. Trong qu¸ tr×nh diÔn to¸n, chiÒu cao
cét níc ®Ó ph¸t ®iÖn ®îc x¸c ®Þnh tõ mét quan hÖ lîng tr÷ - chiÒu cao so
víi mÆt biÓn. TiÕn tr×nh nµy cã thÓ ®îc lÆp ®i lÆp l¹i ®Ó x¸c ®Þnh lîng tr÷
cÇn thiÕt cho tõng møc n¨ng lîng bÒn v÷ng cho tríc kh¸c nhau, tõ ®ã x©y
dùng quan hÖ lîng tr÷ - n¨ng lîng bÒn v÷ng.
Trong nghiªn cøu tiÒm n¨ng thñy ®iÖn t¹i mét vÞ trÝ cho tríc víi mét
lîng tr÷ cho tríc, ngêi ta cÇn tÝnh c«ng suÊt thø cÊp. Trong trêng hîp nh
thÕ, cÇn diÔn to¸n sè liÖu lÞch sö hoÆc tæng hîp c¸c chuçi sè liÖu lu lîng
ch¶y qua hå chøa ®Ó thu ®îc mét chuçi sè liÖu lÞch sö vÒ ®é cao so víi mÆt
biÓn cña hå chøa vµ vÒ dßng x¶, tõ ®ã cã thÓ tÝnh to¸n ®îc chuçi sè liÖu thñy
n¨ng. Sau ®ã x©y dùng mét ®êng cong n¨ng lîng — thêi gian ®Ó x¸c ®Þnh tØ
lÖ thêi gian mµ c«ng suÊt thø cÊp tån t¹i.
VÝ dô 7.3.2. Sö dông lîng tr÷ cÇn thiÕt ®Ó s¶n sinh mét dßng ch¶y bÒn v÷ng 2000 AF/ th¸ng tõ vÝ dô
7.2.1, x¸c ®Þnh n¨ng lîng bÒn v÷ng vµ n¨ng lîng x¶ t¹i vÞ trÝ ®ã. §Ó cho ®¬n gi¶n, ph¬ng tr×nh biÓu
diÔn quan hÖ lîng tr÷ — ®é cao mÆt níc so víi mÆt biÓn t¹i vÞ trÝ hå chøa ®îc cho tríc nh sau
6 ST
, 0 ST 6500 AF
hw 650
2
55, 6 2950 ST , ST 6500 AF
trong ®ã hw lµ ®é s©u cña mùc níc (®¬n vÞ ft) phÝa sau con ®Ëp t¬ng øng víi mét lîng tr÷ ST (®¬n vÞ
AF). Gi¶ sö ban ®Çu hå chøa ®Çy víi 8840 AF vµ ®é cao so víi mÆt biÓn cña mùc níc t¬ng øng lµ
78.58 ft. X¶ níc kh«ng h¹n chÕ cho ph¸t ®iÖn. Gi¸ng thñy vµ bèc h¬i trung b×nh th¸ng ®îc sö dông
(nh trong vÝ dô 7.2.1) ®Ó ®¬n gi¶n hãa c¸c tÝnh to¸n.
Lêi gi¶i. Tõ vÝ dô 7.2.1 ta cã lîng tr÷ hiÖu dông cÇn thiÕt cho dßng ch¶y bÒn v÷ng 2000 AF/th¸ng lµ
8840 AF. C¸c tÝnh to¸n cho diÔn to¸n dßng ch¶y qua hå chøa sö dông sè liÖu dßng ch¶y ®Õn ë cét 3,
lîng gi¸ng thñy (cét 4) vµ lîng bèc h¬i (cét 5) ®îc tr×nh bµy trong b¶ng 7.3.1. KÕt qu¶ diÔn to¸n dßng
ch¶y lµ lîng ch¶y trµn vµ lîng tr÷ cuèi thêi kho¶ng cho lÇn lît trong cét (7) vµ (8). Dßng ch¶y trµn do
ˆ
x¶ níc trong th¸ng t, ( Rt ), ®îc tÝnh to¸n bëi
STt 1 ST®Çy , nÕu STt 1 ST®Çy
ˆ
Rt
0, trong c¸c trêng hîp kh¸c
trong ®ã ST®Çy lµ lîng tr÷ khi hå chøa ®Çy; ST®Çy = 8840 AF. N¨ng lîng (®¬n vÞ kWh) s¶n sinh trong
mçi th¸ng t (cét 10) ®îc tÝnh to¸n b»ng
e p (43, 560)Qt ht
ERt 0, 7457 0, 7166Qt ht
550 3600
298
- ˆ
trong ®ã Qt R Rt lµ tæng dßng x¶ cña hå (®¬n vÞ AF) trong th¸ng t, bëi vËy, Qt lµ tæng dßng x¶ cña
hå chøa (®¬n vÞ AF) trong th¸ng t, hay lµ tæng cña dßng ch¶y bÒn v÷ng giíi h¹n R vµ tæng dßng x¶ kh«ng
ˆ
giíi h¹n cña hå chøa, Rt ; ep lµ hÖ sè nhµ m¸y, b»ng 0,70; ht lµ chiÒu cao cét níc, ®îc tÝnh b»ng tæng
cña chiÒu cao ®Ønh ®Ëp trõ ®i chiÒu cao tua-bin (h0 = 30 ft) vµ ®é s©u trung b×nh cña mÆt níc phÝa sau
®Ëp. §ã lµ,
STt STt 1
ht h0 hw
2
ChiÒu cao cét níc trung b×nh ( ht ) cña tõng th¸ng vµ n¨ng lîng ®iÖn sinh ra ®îc tr×nh bµy lÇn lît
trong cét (9) vµ (10). Dùa trªn cét cuèi cïng cña b¶ng 7.3.1, n¨ng lîng bÒn v÷ng lµ 44,153 kWh øng víi
gi¸ trÞ nhá nhÊt cña ERt trong cét (10). N¨ng lîng x¶ lµ 130,497 kWh hoÆc Ýt h¬n (xem h×nh 7.3.1 cho
®êng cong n¨ng lîng — thêi gian) øng víi gi¸ trÞ lín nhÊt ®øng thø 30 trong 60 gi¸ trÞ. Sù so s¸nh
®êng cong n¨ng lîng — thêi gian cña 2 trêng hîp cã vµ kh«ng cã hå chøa còng ®îc tr×nh bµy trong
h×nh 7.3.1.
7.4. M« pháng hå chøa
7.4.1 C¸c nguyªn t¾c ®iÒu tiÕt
Môc ®Ých cña c¸c nguyªn t¾c ®iÒu tiÕt (c¸c chÝnh s¸ch) cho c¸c hÖ thèng
tµi nguyªn níc lµ ®Ó x¸c ®Þnh c¸ch qu¶n lý dßng ch¶y trong toµn hÖ thèng.
C¸c nguyªn t¾c nµy ®îc x¸c ®Þnh ®Ó ®¹t ®îc c¸c dßng ch¶y hÖ thèng cÇn
thiÕt vµ c¸c nhu cÇu cña hÖ thèng, theo c¸ch cùc ®¹i hãa c¸c môc tiªu nghiªn
cøu, hay nãi c¸ch kh¸c lµ ®Ó thu ®îc lîi Ých tèi ®a. C¸c nhu cÇu hÖ thèng cã
thÓ ®îc diÔn t¶ nh lµ lu lîng nhá nhÊt mong muèn vµ lu lîng nhá nhÊt
cÇn thiÕt cÇn cã ë c¸c vÞ trÝ ®· chän trong hÖ thèng. C¸c quy t¾c ®iÒu tiÕt cã
thÓ ®îc thiÕt kÕ ®Ó thay ®æi theo mïa t¬ng øng víi c¸c nhu cÇu níc theo
mïa vµ b¶n chÊt ngÉu nhiªn cña lîng níc ®Õn. C¸c quy t¾c ®iÒu tiÕt thêng
®îc thiÕt lËp cho mét th¸ng c¬ së, dùa trªn c¸c tr¹ng th¸i hiÖn t¹i cña hÖ
thèng nã quy ®Þnh níc sÏ ®îc ®iÒu tiÕt nh thÕ nµo trong th¸ng sau ®ã (hoÆc
c¸c th¸ng sau ®ã).
299
- H×nh 7.3.1
C ¸c ®êng cong n¨ng lîng -- thêi gian cña s«ng Little Weiser.
Trong vËn hµnh hå chøa, c¸c hµm lîi Ých ®îc sö dông nªn chØ ra c¸c thiÕu
hôt g©y nªn c¸c hÖ qu¶ rÊt bÊt lîi khi dßng thÆng d chØ cã thÓ t¨ng cêng c¸c
lîi Ých ë møc ®é võa ph¶i.
Trong thùc tÕ ngêi ta thêng ®Þnh nghÜa c¸c quy t¾c ®iÒu tiÕt hå chøa díi
d¹ng dßng ch¶y bÒn v÷ng nhá nhÊt hoÆc gi¸ trÞ môc tiªu. NÕu nguån cung cÊp
níc tíi tÊt c¶ c¸c ®iÓm lµ nh÷ng rµng buéc tèi thiÓu ph¶i cã th× khi x¶y ra h¹n
h¸n, cã thÓ sÏ kh«ng ®¸p øng ®îc tÊt c¶ c¸c nhu cÇu.
Lîng tr÷ cña hå chøa thêng ®îc chia thµnh c¸c dung tÝch kh¸c nhau,
nh ®· tr×nh bµy trong h×nh 7.1.1. C¸c ®êng qu¸ tr×nh ®iÒu tiÕt chØ ra biªn
cña lîng tr÷ cña c¸c dung tÝch kh¸c nhau (xem h×nh 7.4.1) trong mét n¨m.
Trong giai ®o¹n ph¸t triÓn c¸c ®êng qu¸ tr×nh ®iÒu tiÕt cho mét nghiªn cøu
hå chøa ®a môc ®Ých cÇn ph¶i biÕt tríc r»ng liÖu cã x¶y ra xung ®ét hay
kh«ng khi hå chøa phôc vô nhiÒu môc ®Ých kh¸c nhau. Khi mét sè hå chøa
phôc vô cho cïng mét môc ®Ých, cÇn x©y dùng c¸c ®êng qu¸ tr×nh ®iÒu tiÕt
cho hÖ thèng.
§iÒu cèt yÕu lµ c¸c quy t¾c ®iÒu tiÕt ®îc thiÕt lËp víi c¸c th«ng tin sÏ cã ë
thêi ®iÓm ra c¸c quyÕt ®Þnh vËn hµnh. NÕu c¸c dù b¸o ®îc sö dông trong ®iÒu
tiÕt, th× ®é tin cËy cÇn ®îc tÝnh ®Õn trong viÖc thiÕt lËp c¸c quy t¾c ®iÒu tiÕt.
300
- Còng t¬ng tù nh vËy, tÊt c¶ c¸c yÕu tè vËt lý, ph¸p luËt vµ c¸c rµng buéc
kh¸c còng nªn ®îc xem xÐt trong viÖc thiÕt lËp vµ ®¸nh gi¸ c¸c quy t¾c ®iÒu
tiÕt. H¬n n÷a, nÕu cã thÓ ®îc th× c¸c yÕu tè bÊt ®Þnh cña ®êng qu¸ tr×nh ®iÒu
tiÕt, c¸c thay ®æi vÒ ®iÒu kiÖn vËt lý vµ ph¸p luËt còng nªn ®îc kÕt hîp trong
viÖc x©y dùng c¸c ®êng qu¸ tr×nh ®iÒu tiÕt.
C¸c ®êng qu¸ tr×nh ®iÒu tiÕt ®îc ph¸t triÓn ®Ó ®Þnh híng xem chÝnh
s¸ch vËn hµnh nµo ®îc sö dông t¹i mét hå chøa hoÆc ®Ëp níc. C¸c quyÕt
®Þnh vËn hµnh sÏ dùa trªn tr¹ng th¸i hiÖn t¹i cña hÖ thèng vµ thêi gian trong
n¨m vèn liªn quan ®Õn sù thay ®æi theo mïa cña c¸c dßng ch¶y ®Õn hå. Mét
®êng qu¸ tr×nh ®iÒu tiÕt ®¬n gi¶n cã thÓ chØ râ lu lîng x¶ cña thêi kho¶ng
tiÕp theo chØ dùa trªn duy nhÊt mùc níc hå chøa trong th¸ng hiÖn t¹i. Mét
®êng qu¸ tr×nh ®iÒu tiÕt phøc t¹p h¬n cã thÓ xÐt lîng tr÷ cña c¸c hå chøa
kh¸c, cô thÓ h¬n lµ t¹i c¸c ®iÓm ®iÒu khiÓn díi h¹ lu, vµ cã thÓ cho mét dù
b¸o vÒ c¸c dßng ch¶y ®Õn hå chøa cã thÓ cã trong t¬ng lai.
Ba ph¬ng ph¸p c¬ b¶n ®· ®îc sö dông trong c¸c giai ®o¹n lËp kÕ h¹ch,
thiÕt kÕ vµ vËn hµnh cña c¸c hÖ thèng hå chøa: (a) c¸c ph¬ng ph¸p ®¬n gi¶n
hãa vÝ dô nh ph©n tÝch kh«ng tuÇn tù; (b) ph©n tÝch m« pháng; vµ (c) ph©n
tÝch tèi u. C¸c ph¬ng ph¸p ®¬n gi¶n thêng ®îc sö dông ®Ó ph©n tÝch c¸c
hÖ thèng gåm mét hå chøa ®¬n môc ®Ých vµ sö dông sè liÖu cã duy nhÊt mét
thêi kho¶ng lu lîng tíi h¹n. C¸c m« h×nh m« pháng cã thÓ gi¶i quyÕt c¸c hÖ
thèng cã cÊu h×nh phøc t¹p h¬n vµ cã thÓ duy tr× ®Çy ®ñ h¬n c¸c ®Æc ®iÓm
ngÉu nhiªn, biÕn ®éng cña c¸c hÖ
B ¶ng 7.3.1
DiÔn to¸n dßng ch¶y ®Ó x¸c ®Þnh n¨ng lîng bÒn v÷ng dùa trªn dßng ch¶y th¸ng t¹i s«ng Little Weiser gÇn
Indian Valley, Idaho (1966-1970)
ˆ
t S Tt QFt PPt EVt Rt STt+1 ERt
ht
Rt
(th) (AF) ( AF/th) ( AF/th) (AF/th) (AF/th) ( AF) (kWh)
( ft)
(AF/th)
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (8) (10)
(9)
(7)
1 8840,0 742,0 3,0 270,0 2000,0 0,0 7315,0 91,1 130528,0
2 7315,0 1060,0 5,0 275,0 2000,0 0,0 61050, 90,1 129200,0
3 6105,0 1000,0 5,0 280,0 3000,0 0,0 4830,0 80,5 115327,0
4 4830,0 1500,0 10,0 350,0 2000,0 0,0 3990,0 70,7 101337,0
5 3990,0 1080,0 30,0 470,0 2000,0 0,0 2630,0 60,6 86784,0
6 2630,0 6460,0 50,0 450,0 2000,0 0,0 6690,0 73,0 104644,0
7 6690,0 10000,0 100,0 300,0 2000,0 5550,0 8840,0 92,7 501777,0
8 8840,0 13080,0 150,0 350,0 2000,0 10880,0 8840,0 95,3 879414,0
9 8840,0 4910,0 70,0 370,0 2000,0 2610,0 8840,0 92,5 305498,0
10 8840,0 981,0 10,0 330,0 2000,0 0,0 7501,0 91,1 130619,0
11 7501,0 283,0 2,0 300,0 2000,0 0,0 5486,0 89,9 128900,0
12 5486,0 322,0 3,0 290,0 2000,0 0,0 3521,0 71,6 102573,0
13 3521,0 404,0 3,0 270,0 2000,0 0,0 1658,0 53,9 77253,0
14 1658,0 787,0 5,0 275,0 2000,0 0,0 1750, 38,5 55120,0
15 175,0 2100,0 5,0 280,0 2000,0 0,0 0,0 30,8 44153,**
16 0,0 4410,0 10,0 350,0 2000,0 0,0 2070,0 39,6 56755,0
17 2070,0 2750,0 30,0 470,0 2000,0 0,0 2380,0 50,5 72430,0
18 2380,0 3370,0 50,0 450,0 2000,0 0,0 3350,0 56,4 80897,0
19 3350,0 5170,0 100,0 300,0 2000,0 0,0 6220,0 74,2 106298,0
20 6220,0 19680,0 150,0 350,0 2000,0 14860,0 8840,0 95,7 1156728,0
21 8840,0 19630,0 70,0 370,0 2000,0 173300, 8840,0 97,5 1350089,0
22 8840,0 35900, 10,0 330,0 2000,0 1270,0 8840,0 92,0 215634,0
23 8840,0 710,0 2,0 330,0 2000,0 0,0 7252,0 91,1 130498,0
24 7252,0 518,0 3,0 290,0 2000,0 0,0 5483,0 88,8 127233,0
25 5483,0 924,0 3,0 270,0 2000,0 0,0 4140,0 74,4 106648,0
301
- 26 4140,0 1020,0 5,0 275,0 2000,0 0,0 2890,0 62,4 89496,0
27 2890,0 8740, 5,0 280,0 2000,0 0,0 1489,0 50,2 71961,0
28 1489,0 1020,0 10,0 350,0 2000,0 0,0 169,0 37,7 53962,0
29 169,0 8640,0 30,0 470,0 2000,0 0,0 6369,0 60,2 86242,0
B¶ng 7.3.1 tiÕp theo
ˆ
t STt QFt PP t EV t Rt S Tt+1 ERt
ht
Rt
(th) ( AF) (AF/th) (AF/th) (AF/th) (AF/th) (AF) (kWh)
( ft)
( AF/th)
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (8) (10)
(9)
(7)
30 6369,0 6370,0 50,0 450,0 2000,0 1499,0 8840,0 91,3 228829,0
31 8840,0 6720,0 100,0 300,0 2000, 4420,0 8840,0 93,1 428267,0
32 8840,0 13290,0 150,0 350,0 2000,0 11090,0 8840,0 95,4 894420,0
33 8840,0 9290,0 70,0 370,0 2000,0 6990,0 8840,0 94,0 605319,0
34 8840,0 1540,0 10,0 330,0 2000,0 0,0 8060,0 91,3 130890,0
35 8060,0 915,0 2,0 300,0 2000,0 0,0 6677,0 90,6 129839,0
36 6677,0 506,0 3,0 290,0 2000,0 0,0 4896,0 83,4 1195470,
37 4896,0 886,0 3,0 270,0 2000,0 0,0 3515,0 68,8 98631,0
38 3515,0 3040,0 5,0 275,0 2000,0 0,0 4285,0 66,0 94590,0
39 4285,0 2990,0 5,0 280,0 2000,0 0,0 5000,0 72,9 104412,0
40 5000,0 8170,0 10,0 350,0 2000,0 1990,0 8840,0 91,0 260089,0
41 8840,0 2800,0 30,0 470,0 2000,0 360,0 8840,0 91,7 155104,0
42 8840,0 4590,0 50,0 450,0 2000,0 2190,0 8840,0 92,3 277238,0
43 8840,0 21960,0 100,0 300,0 2000,0 19660,0 8840,0 98,3 1525085,0
44 8840,0 30790,0 150,0 350,0 2000,0 28590,0 8840,0 101,3 2220204,0
45 8840,0 14320,0 70,0 370,0 2000,0 12020,0 8840,0 95,7 961132,0
46 8840,0 2370,0 10,0 330,0 2000,0 50,0 8840,0 91,6 134576,0
47 8840,0 7090, 2,0 300,0 2000,0 0,0 7251,0 91,1 130497,0
48 7251,0 528,0 3,0 290,0 2000,0 0,0 5492,0 88,8 127286,0
49 5492,0 859,0 3,0 270,0 2000,0 0,0 4084,0 74,2 106337,0
50 4084,0 779,0 5,0 2750, 2000,0 0,0 2593,0 60,8 87161, 0
51 2593,0 1250,0 5,0 2800, 2000,0 0,0 1568,0 49,2 70519,0
52 1568,0 11750,0 10,0 350,0 2000,0 2138,0 8840,0 87,9 260658,0
53 8840,0 5410,0 30,0 470,0 2000,0 2970,0 8840,0 92,6 329789,0
54 8840,0 5560,0 50,0 450,0 2000,0 3160,0 8840,0 92,7 342635,0
55 8840,0 5610,0 100,0 300,0 2000,0 3310,0 8840,0 92,7 352789,0
56 8840,0 24330,0 150,0 350,0 2000,0 22130,0 8840,0 99,2 1713476,0
57 8840,0 32870,0 70,0 370,0 2000,0 30570,0 8840,0 102,0 2379577,0
58 8840,0 7280,0 10,0 330,0 2000,0 4960,0 8840,0 93,3 465202,0
59 8840,0 1150,0 2,0 300,0 2000,0 0,0 7692,0 91,2 130711,0
60 7692,0 916,0 3,0 290,0 2000,0 0,0 6321,0 90,4 129488,0
thèng hå chøa. Thêng th× ngêi ta kh«ng chó ý t×m kiÕm c¸c tèi u kh¸c
trong thiÕt kÕ vµ lËp kÕ ho¹ch khi ®· sö dông c¸c m« h×nh m« pháng.ViÖc t×m
kiÕm mét tèi u kh¸c phô thuéc vµo kh¶ n¨ng cña nhµ thiÕt kÕ trong viÖc vËn
dông c¸c biÕn thiÕt kÕ vµ c¸c chÝnh s¸ch ®iÒu tiÕt theo mét ph¬ng ph¸p cã
hiÖu qu¶. ë ®©y cã thÓ kh«ng cã sù ®¶m b¶o lµ sÏ t×m ®îc mét tæng thÓ — tèi
u kh¸c. C¸c m« h×nh tèi u cã thÓ cã nhiÒu gi¶ thiÕt vµ phÐp tÝnh xÊp xØ h¬n
c¸c m« h×nh m« pháng, mµ lý do lµ ®Ó ®¬n gi¶n ho¸ h¬n c¸c m« h×nh to¸n
häc.
7.4.2. M« pháng cho tÝch tr÷ níc
M« pháng hå chøa cã liªn quan tíi m« pháng to¸n häc m¹ng líi s«ng cã
hå chøa hoÆc c¸c hå chøa. Qu¶n lý vµ ®iÒu tiÕt mét hÖ thèng hå chøa cÇn m«
pháng c¸c hÖ thèng nµy ®Ó x¸c ®Þnh xem c¸c nhu cÇu cã phï hîp víi sù cung
cÊp níc (®« thÞ, c«ng nghiÖp, vµ/hoÆc n«ng nghiÖp, ph¸t ®iÖn, duy tr× dßng
ch¶y ®Ó ®¶m b¶o chÊt lîng níc, vµ ®iÒu tiÕt lò) hay kh«ng. Víi môc ®Ých
302
nguon tai.lieu . vn