Nghiên cứu tạo chuỗi số liệu dòng chảy với mô phỏng Monte Carlo phục vụ bài toán phân bổ hợp lý nguồn nước lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn

Vận hành tối ưu hệ thống hồ chứa đa mục tiêu là một bài toán đã và đang nhận được nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học. Một trong các nội dung chính của bài toán là việc tính toán mô phỏng chuỗi dòng chảy đến hồ. Bài báo trình bày kết quả sử dụng phương pháp mô phỏng Monte-Carlo thông qua phần mềm Crystal Ball tính toán các dạng phân phối xác xuất phổ biến của chuỗi dòng chảy thực đo tới các hồ chứa lớn trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn (Hồ A Vương, Sông Tranh 2, DakMil 4 và Sông Bung 4), làm cơ sở cho việc tính toán tối ưu phân bổ nguồn nước hệ thống hồ chứa trên lưu vực.

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong những năm gần đây, các nghiên cứu về phương pháp luận trong vận hành tối ưu hệ thống hồ chứa phục vụ đa mục tiêu đã và đang nhận được nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học. Sự thiếu ổn định của lượng nước đến cũng như sự gia tăng nhu cầu sử dụng nước càng làm cho bài toán trở nên phức tạp, đòi hỏi phải có được một phương thức tiếp cận có tính chất phân tích, tổng hợp cho việc vận hành hồ chứa.  Một trong những phương pháp hiệu quả, đang được nghiên cứu, ứng dụng nhằm giải quyết bài toán vận hành tối ưu hệ thống hồ chứa là phương pháp kết hợp mô hình mô phỏng với mô hình tối ưu [4][5]. Phương pháp này đòi hỏi người sử dụng phải mô phỏng được chế độ vận hành của hồ chứa, dựa trên các kết quả mô phỏng, kéo dài chuỗi dòng chảy ngẫu nhiên đến các hồ. Đây là một công việc không dễ khi ở Việt Nam rất ít các dự án hồ chứa thủy điện có tài liệu quan trắc khí tượng thủy văn đủ dài theo yêu cầu. Chuỗi dòng chảy mô phỏng này cần đảm bảo bao phủ được các trường hợp đại diện của các năm điển hình như: năm nước lớn, nước nhỏ, nước trung bình...

Bài báo trình bày kết quả sử dụng phương pháp mô phỏng Monte-Carlo thông qua phần mềm Crystal Ball tính toán mô phỏng ngẫu nhiên chuỗi dòng chảy đến các hồ chứa lớn trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn (Hồ A Vương, Sông Tranh 2, DakMil 4 và Sông Bung 4). Chuỗi giá trị mô phỏng này sẽ là đầu vào cho quá trình tính toán vận hành tối ưu phân bổ nguồn nước hệ thống hồ chứa trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn.

2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3. KHÁI QUÁT HỆ THỐNG HỒ CHỨA TRÊN LƯU VỰC SÔNG VU GIA – THU BỒN

4. THIẾT LẬP MÔ HÌNH MÔ PHỎNG CHUỖI DÒNG CHẢY NGẪU NHIÊN TỚI 04 HỒ

5. TẠO CHUỖI SỐ NGẪU NHIÊN THỜI ĐOẠN 10 NGÀY TỚI CÁC HỒ

6. PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ

7. KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]        Hoàng Thanh Tùng, Hà Văn Khối, Nguyễn Thanh Hải (2013).Ứng dụng Crystal Ball xác định chế độ vận hành tối ưu phát điện cho hồ chứa Thác Bà, Tuyên Quang và bậc thang hồ chứa Sơn La, Hòa Bình có tính đến yêu cầu cấp nước hạ du.Tạp chí Khoa học Thủy Lợi kỹ thật và Môi trường (số 42-2013)

[2]        Thủ tướng Chính phủ (2015). Quy trình vận hành liên hồ chứa lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn.

[3]        Bộ Công nghiệp (2003). Phê duyệt quy hoạch bậc thang thủy điện trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn.

[4]        Ahmad, A., El-Shafie, A., Razali, S. F. M., & Mohamad, Z. S. (2014). Reservoir Optimization in Water Resources: a Review. Water Resources Management, 3391–3405.

[5]        Ngo, L. L., Madsen, H., & Rosbjerg, D. (2007). Simulation and optimisation modelling approach for operation of the Hoa Binh reservoir, Vietnam. Journal of Hydrology, 336(3-4), 269–281.

[6]        Nguyễn Thế Hùng and Lê Hùng. (2011). AN OPTIMAL REGULATION MATHEMATICAL MODEL FOR MULTIPURPOSE, 2(43), 35–43.

[7]     Barbara Gentry (2008). Crytal Ball User Manual. Oracle.