Kỹ thuật và quản lý hệ thống nguồn nước ( Đại học Quốc gia Hà Nội ) - Chương mở đầu

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

105
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nước là một tài nguyên tự tái tạo nhưng không phải vô hạn. Trong những thập niên gần đấy, chúng ta có thể nhận thấy sự gia tăng về tần xuất cũng như cường độ của bão, lũ, hạn hán và các biến cố khí tượng thuỷ văn bất lợi khác, gây ảnh hượng trực tiếp đến đời sống của con người. Đồng thời cũng có thể nhận thấy sự phát triển nhanh chóng của các phương pháp, công cụ được dùng trên thế giới để giải quyết các bài toán trong lĩnh vực bảo vệ, khai thác, sử...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Kỹ thuật và quản lý hệ thống nguồn nước ( Đại học Quốc gia Hà Nội ) - Chương mở đầu

§¹i häc Quèc gia Hµ Néi trêng ®¹i häc khoa häc tù nhiªn Larry W. Mays vµ Yeou – Koung Tung Kü thuËt vµ qu¶n lý hÖ thèng nguån níc Ngêi dÞch: NguyÔn TiÒn Giang NguyÔn ThÞ Nga Nhµ xuÊt b¶n §¹i Häc Quèc Gia Hµ Néi
Lêi ngêi dÞch Níc lµ mét tµi nguyªn tù t¸i t¹o nhng kh«ng ph¶i v« h¹n. Trong nh÷ng thËp niªn gÇn ®Êy, chóng ta cã thÓ nhËn thÊy sù gia t¨ng vÒ tÇn xuÊt còng nh cêng ®é cña b·o, lò, h¹n h¸n vµ c¸c biÕn cè khÝ tîng thuû v¨n bÊt lîi kh¸c, g©y ¶nh hîng trùc tiÕp ®Õn ®êi sèng cña con ngêi. §ång thêi còng cã thÓ nhËn thÊy sù ph¸t triÓn nhanh chãng cña c¸c ph¬ng ph¸p, c«ng cô ®îc dïng trªn thÕ giíi ®Ó gi¶i quyÕt c¸c bµi to¸n trong lÜnh vùc b¶o vÖ, khai th¸c, sö dông, ph¸t triÓn nguån níc, phßng, chèng t¸c h¹i do níc g©y ra. §Ó cËp nhËt c¸c ph¬ng ph¸p vµ c«ng cô gi¶i quyÕt c¸c bµi to¸n quy ho¹ch vµ qu¶n lý nguån níc, phôc vô c«ng t¸c gi¶ng d¹y cho sinh viªn chuyªn ngµnh Thuû v¨n, thuéc khoa KT-TV-HDH, trêng §HKHTN, nhãm biªn dÞch ®· lùa chän vµ tiÕn hµnh biªn dÞch cuèn “Hydrosystems Engineering and Management” cña hai t¸c gi¶ Larry W. Mays vµ Yeou – Koung Tung, ®îc nhµ xuÊt b¶n McGraw-Hill cho ra ®êi n¨m 1992. Néi dung cña cuèn s¸ch bao gåm mét khèi kiÕn thøc rÊt réng thuéc lÜnh vùc tµi nguyªn níc, do ®ã cã thÓ dïng cho rÊt nhiÒu m«n häc nh Thñy v¨n ®¹i c¬ng, TÝnh to¸n thñy lîi, Kinh tÕ thñy lîi, M« h×nh to¸n thñy v¨n, §Þa chÊt thñy v¨n, v.v. C«ng viÖc biªn dÞch cuèn s¸ch ®îc ph©n chia nh sau: TS. NguyÔn TiÒn Giang chñ biªn vµ dÞch c¸c ch¬ng tõ 1 ®Õn 9, c¸c ch¬ng tõ 10 ®Õn 13 do ThS. NguyÔn ThÞ Nga, Khoa KT-TV-HDH, §H KHTN ®¶m nhËn. Cuèn s¸ch nµy ®îc hoµn thµnh víi sù gióp ®ì cña NCS. NguyÔn §øc H¹nh, CN. §µo H¶i Linh trong viÖc biªn so¹n b¶n th¶o vµ TS. TrÇn Ngäc Anh, ngêi hiÖu ®Ýnh. Nhãm biªn dÞch xin ch©n thµnh c¶m ¬n nh÷ng sù ®ãng gãp quý b¸u nµy. Do thêi gian vµ kiÕn thøc cã h¹n nªn b¶n dÞch kh«ng tr¸nh khái nh÷ng sai sãt. Nhãm biªn dÞch mong nhËn ®îc nh÷ng gãp ý quý b¸u tõ ®äc gi¶ ®Ó cã thÓ hoµn thiÖn b¶n dÞch trong nh÷ng lÇn t¸i b¶n sau. Xin ch©n thµnh c¶m ¬n.
Thay mÆt nhãm biªn dÞch NguyÔn TiÒn Giang
môc lôc lêi nãi ®Çu ........................................................................................................... 11 phÇn 1: c¸c nguyªn lý................................................................................... 15 Ch¬ng 1. giíi thiÖu...................................................................................... 17 1.1. giíi thiÖu .................................................................................................. 17 1.2. m« t¶ hÖ thèng nguån níc............................................................... 17 1.3. kh¸i niÖm hÖ thèng ................................................................................. 21 1.4. c¸c bµi to¸n trong kü thuËt hÖ thèng nguån níc.............. 24 tµi liÖu tham kh¶o .......................................................................................... 32 bµi tËp .................................................................................................................... 35 ch¬ng 2. kinh tÕ häc trong hÖ thèng nguån níc ..................... 37 2.1. ph©n tÝch kinh tÕ kü thuËt ................................................................. 37 2.2. ph©n tÝch chi phÝ lîi nhuËn ............................................................ 40 2.3. lý thuyÕt hµnh vi kh¸ch hµng ...................................................... 42 2.4. lý thuyÕt c«ng ty................................................................................. 49 2.5. c©n b»ng cÇu, cung vµ thÞ trêng ............................................... 61 tµi liÖu tham kh¶o .......................................................................................... 63 bµi tËp .................................................................................................................... 63 ch¬ng 3. quy ho¹ch tuyÕn tÝnh vµ nh÷ng øng dông cho hÖ thèng nguån níc ...............................................................................67 3.1. quy ho¹ch tuyÕn tÝnh............................................................................ 67 3.2. c¸c thuËt gi¶i cho quy ho¹ch tuyÕn tÝnh................................... 72 3.3. ph¬ng ph¸p ®¬n h×nh........................................................................... 78 3.4. ph¬ng ph¸p biÕn nh©n t¹o ................................................................ 85 3.5. gi¶i thÝch thuËt to¸n b¶ng ®¬n h×nh ............................................ 88 3.6. c¸c trêng hîp øng dông ph¬ng ph¸p ®¬n h×nh .................. 90
3.7. tÝnh ®èi ngÉu cña ph¬ng ph¸p ®¬n h×nh ................................... 92 3.8. d¹ng ma trËn cña mét thuËt to¸n b¶ng ®¬n h×nh.................. 96 3.9. nh÷ng ph¬ng ph¸p míi ®Ó gi¶i c¸c bµi to¸n quy ho¹ch tuyÕn tÝnh...............................................................................................................99 tµi liÖu tham kh¶o .......................................................................................... 99 bµi tËp .................................................................................................................. 100 phô lôc 3A........................................................................................................... 105 ch¬ng 4. øng dông quy ho¹ch phi tuyÕn vµ quy ho¹ch ®éng trong hÖ thèng nguån níc ........................................................ 113 4.1. quy ho¹ch ®éng ...................................................................................... 113 4.2. quy ho¹ch ®éng sai ph©n rêi r¹c................................................... 127 4.3. ®¹i sè ma trËn cho quy ho¹ch phi tuyÕn ................................... 130 4.4. tèi u ho¸ phi tuyÕn kh«ng cã rµng buéc ................................ 136 4.5. tèi u ho¸ rµng buéc: c¸c ®iÒu kiÖn tèi u .............................. 145 4.6. tèi u ho¸ phi tuyÕn cã rµng buéc: ph¬ng ph¸p grandient suy gi¶m tæng qu¸t............................................................................ 148 4.7. tèi u hãa phi tuyÕn cã rµng buéc: ph¬ng ph¸p pª-nan-ti ... ..................................................................................................................... 159 4.8. tèi u hãa phi tuyÕn cã rµng buéc: ph¬ng ph¸p chiÕu lagrange .................................................................................................162 4.9. c¸c ch¬ng tr×nh m¸y tÝnh quy ho¹ch phi tuyÕn ................. 163 tµi liÖu tham kh¶o ........................................................................................ 164 bµi tËp .................................................................................................................. 167 ch¬ng 5. ph©n tÝnh tÝnh bÊt ®Þnh vµ ®é tin cËy cña hÖ thèng nguån níc ............................................................................................171 5.1. tæng quan vÒ lý thuyÕt x¸c suÊt .................................................. 171 5.2. nh÷ng ph©n phèi x¸c suÊt thêng gÆp ....................................... 181 5.3. ph©n tÝch ®é bÊt ®Þnh .......................................................................... 187 5.4. nh÷ng tÝnh to¸n ®é tin cËy sö dông ph©n tÝch t¶i träng – søc t¶i................................................................................................................190 5.5. tÝnh ®é tin cËy sö dông ph©n tÝch thêi gian-tíi-sù cè ....... 198 5.6. ph©n tÝch ®é tin cËy cña c¸c hÖ thèng ®¬n gi¶n................... 204 5.7. tèi u ho¸ ®é tin cËy............................................................................ 206
5.8. m« h×nh rµng buéc c¬ héi .................................................................. 207 tµi liÖu tham kh¶o ........................................................................................ 212 bµi tËp .................................................................................................................. 214 phÇn 2: kü thuËt vµ qu¶n lý cÊp níc ................................................ 223 ch¬ng 6. sù b¸o nhu cÇu dïng níc.................................................. 225 6.1. sö dông níc vµ dù b¸o ...................................................................... 225 6.2. dù b¸o sö dông níc cho ®« thÞ vµ c«ng nghiÖp ................... 228 6.3. c¸c m« h×nh håi quy dïng cho dô b¸o sö dông níc........... 232 6.4. c¸c m« h×nh bËc thang ®Ó dù b¸o sö dông níc .................... 243 6.5. c¸c m« h×nh kinh tÕ thèng kª ®Ó dù b¸o nhu cÇu sö dông níc ...........................................................................................................259 6.6. IWR – MAIN, hÖ thèng dù b¸o sö dông níc ............................... 264 tµi liÖu tham kh¶o ........................................................................................ 268 bµi tËp .................................................................................................................. 269 ch¬ng 7. c¸c hÖ thèng níc mÆt........................................................ 273 7.1. hÖ thèng hå chøa níc mÆt ............................................................. 273 7.2. ph©n tÝch l¬ngh tr÷ - dßng ch¶y bÒn v÷ng cho cung cÊp níc ...........................................................................................................274 7.3. ph©n tÝch lîng tr÷ - n¨ng lîng bÒn v÷ng ........................... 285 7.4. m« pháng hå chøa.................................................................................. 288 7.5. kÝch thíc tèi u vµ ®iÒu tiÕt cho mét hå chøa ®a môc tiªu ®¬n lÎ ....................................................................................................... 294 7.6. tèi u kÝch thíc vµ ®iÒu tiÕt cho c¸c hÖ thèng hå chøa ®a môc ®Ých...................................................................................................302 7.7. kÝch thíc vµ ®iÒu tiÕt hå chøa víi c¸c yÕu tè thñy v¨n bÊt ®Þnh: c¸c m« h×nh QHTT.....................................................................305 7.8. ®iÒu tiÕt hå chøa víi c¸c yÕu tè thñy v¨n bÊt ®Þnh: c¸c m« h×nh QH§...................................................................................................319 tµi liÖu tham kh¶o ........................................................................................ 322 bµi tËp .................................................................................................................. 323 ch¬ng 8. hÖ thèng níc ngÇm............................................................. 325 8.1. c¸c nguyªn lý c¬ b¶n cña hÖ thèng níc ngÇm..................... 325 8.2. m« pháng hÖ thèng níc ................................................................... 332
8.3. c¸c m« h×nh qu¶n lý thñy lùc: ph¬ng ph¸p nhóng ............ 336 8.4. c¸c m« h×nh ph©n phèi vµ ®¸nh gi¸ chÝnh s¸ch: ph¬ng ph¸p ma trËn ph¶n håi .................................................................................345 8.5. m« h×nh qu¶n lý níc ngÇm: ph¬ng ph¸p ®iÒu tiÕt tèi u.................................................................................................................... 348 tµi liÖu tham kh¶o ........................................................................................ 350 bµi tËp .................................................................................................................. 352 ch¬ng 9. c¸c hÖ thèng ph©n phèi níc........................................... 357 9.1. cÊu tróc vµ môc ®Ých cña c¸c hÖ thèng ph©n phèi níc... 357 9.2. c¸c thµnh phÇn cña hÖ tèng ph©n phèi níc.......................... 358 9.3. b¬m níc vµ thñy lùc b¬m ................................................................ 362 9.4. m« pháng m¹ng líi cÊp níc ......................................................... 364 9.5. c¸c m« h×nh tèi u cho c¸c thiÕt kÕ c¸c hÖ thèng ph©n nh¸nh ........................................................................................................371 9.6. c¸c m« h×nh tèi u cho c¸c thiÕt kÕ c¸c hÖ thèng vßng d©y ..................................................................................................................... 374 9.7. m« h×nh thiÕt kÕ hÖ thèng ph©n phèi níc.............................. 377 9.8. ®é tin cËy cña hÖ thèng ph©n phèi níc ................................... 380 tµi liÖu tham kh¶o ........................................................................................ 385 bµi tËp .................................................................................................................. 386 phÇn 3: kü thuËt vµ qu¶n lý níc d thõa ....................................... 389 ch¬ng 10. thñy v¨n vµ thñy lùc trong qu¶n lý níc d thõa . ..................................................................................................................... 391 10.1. ph©n tÝch thñy v¨n vµ thñy lùc ®ång b»ng ngËp lôt ........ 391 10.2. x¸c ®Þnh biÓu ®å qu¸ tr×nh ma lò: ph©n tÝch ma – dßng ch¶y............................................................................................................392 10.3. diÔn to¸n thñy v¨n: c¸c hå chøa vµ s«ng................................. 399 10.4. ph©n tÝch tÇn xuÊt thñy v¨n ®Ó x¸c ®Þnh phÇn ngËp lò ... 402 10.5. c¸c cao tr×nh ngËp lò: x¸c ®Þnh cao ®é mÆt níc................ 408 10.6. thñy lùc dù b¸o lò: diÔn to¸n ph©n phèi .................................. 411 10.7. c¸c m« h×nh diÔn to¸n s«ng cña côc thêi tiÕt quèc gia hoa kú ................................................................................................................ 413 tµi liÖu tham kh¶o ........................................................................................ 415
bµi tËp .................................................................................................................. 417 ch¬ng 11. c¸c hÖ thèng qu¶n lý níc ma ®« thÞ ..................... 421 11.1. hÖ thèng qu¶n lý níc ma ®« thÞ ............................................. 421 11.2. thiÕt kÕ cèng r·nh tho¸t níc ma.......................................... 422 11.3. ph¬ng ph¸p thiÕt kÕ dïng biÓu ®å thñy v¨n....................... 425 11.4. thiÕt kÕ chi phÝ tèi thiÓu cña hÖ thèng cèng tho¸t níc ma .............................................................................................................430 11.5. ph©n tÝch ®é tin cËy cña c¸c cèng tho¸t níc ma b·o lu gi÷ níc ma ........................................................................................... 439 11.6. thiÕt kÕ chi phÝ tèi thiÓu cho hÖ thèng cÇm gi÷ níc ma côc bé ........................................................................................................444 11.7. thiÕt kÕ chi phÝ tèi thiÓu cho hÖ thèng cÇm gi÷ níc ma côc bé ........................................................................................................449 tµi liÖu tham kh¶o ........................................................................................ 453 bµi tËp .................................................................................................................. 454 ch¬ng 12. c¸c hÖ thèng qu¶n lý ®ång b»ng ngËp lò ............... 457 12.1. c¸c lùa chän kiÓm so¸t lò ............................................................... 457 12.2. ®¸nh gi¸ thiÖt h¹i do lò .................................................................... 462 12.3. gãi phÇn mÒm ph©n tÝch thiÖt h¹i do lò lôt hec................... 466 12.4. m« h×nh tèi u ho¸ ®Ó quy ho¹ch kiÓm so¸t lò ..................... 470 12.5. lùa chän tèi u c¸c ph¬ng ¸n kiÓm so¸t lò ........................ 473 12.6. thiÕt kÕ dùa trªn rñi ro................................................................... 475 12.7. thiÕt kÕ dùa trªn rñi ro cho c¸c c«ng tr×nh tho¸t níc ®êng quèc lé ......................................................................................475 tµi liÖu tham kh¶o ........................................................................................ 482 bµi tËp .................................................................................................................. 482 ch¬ng 13. ho¹t ®éng cña c¸c hÖ thèng níc mÆt ®èi víi kiÓm so¸t lò lôt ............................................................................................. 491 13.1. dù b¸o lò thêi gian thùc.................................................................. 491 13.2. vËn hµnh hÖ thèng hå chøa – s«ng ®Ó kiÓm so¸t lò .......... 499 13.3. c¸c m« h×nh tèi u ho¸ ®Ó ph¸t triÓn c¸c chÝnh s¸ch vËn hµnh...........................................................................................................502
13.4. c¸c m« h×nh tèi u ho¸ cho vËn hµnh thêi gian thùc cña c¸c hå chøa.....................................................................................................505 tµi liÖu tham kh¶o ........................................................................................ 510 bµi tËp .................................................................................................................. 512
lêi nãi ®Çu HÖ thèng nguån níc lµ thuËt ng÷ ®îc Van te Chow sö dông ®Çu tiªn ®Ó m« t¶ c¸c lÜnh vùc kü thuËt cña thuû v¨n, thñy lùc vµ tµi nguyªn níc. HÖ thèng nguån níc còng ®ång thêi ®îc sö dông ®Ó ®Ò cËp tíi c¸c dù ¸n níc bao gåm c¸c hÖ thèng tr÷ níc mÆt, hÖ thèng níc ngÇm, hÖ thèng ph©n phèi níc, hÖ thèng kiÓm so¸t lò, vµ hÖ thèng tiªu níc. HÖ thèng nguån níc sö dông trong cuèn s¸ch nµy bao hµm c¶ hai ®Þnh nghÜa trªn. Hy väng cuèn s¸ch nµy sÏ cung cÊp mét khung c«ng viÖc mang tÝnh hÖ thèng phôc vô m« h×nh ho¸ hÖ thèng nguån níc trong c¸c lÜnh vùc kü thuËt vµ qu¶n lý. Cuèn s¸ch bao gåm ba phÇn chÝnh: C¸c nguyªn lý, Kü thuËt vµ qu¶n lý cÊp níc, vµ Kü thuËt vµ qu¶n lý níc d thõa. PhÇn c¸c nguyªn lý bao gåm c¸c ch¬ng vÒ kinh tÕ, tèi u ho¸, ph©n tÝch ®é tin cËy vµ x¸c suÊt nh»m cung cÊp nÒn t¶ng cho c¸c ch¬ng vÒ cÊp níc vµ níc d thõa. Gi¶ thiÕt ban ®Çu lµ c¸c bµi to¸n nguån níc cã thÓ ®îc ph©n chia ra thµnh kü thuËt vµ qu¶n lý cÊp níc vµ kü thuËt vµ qu¶n lý níc d thõa. Qu¶n lý cÊp níc bao gåm c¸c ch¬ng vÒ dù b¸o nhu cÇu níc, hÖ thèng níc mÆt, hÖ thèng níc ngÇm, vµ hÖ thèng ph©n phèi níc. Nã cung cÊp mét c¸ch gi¶i quyÕt toµn diÖn c¸c chñ ®Ò liªn quan ®Õn cung cung cÊp níc. T¬ng tù, qu¶n lý níc d thõa bao gåm c¸c ch¬ng vÒ thñy v¨n vµ thñy lùc, ph©n tÝch vµ thiÕt kÕ tho¸t níc ®« thÞ, hÖ thèng kiÎm so¸t lò, vµ qu¶n lü b·i ngËp lò. Nh÷ng chñ ®Ò nµy thêng cha ®îc ®Ò cËp tíi ë nh÷ng quyÓn s¸ch tríc ®©y vÒ hÖ thèng tµi nguyªn níc. §Çu tiªn vµ tríc hÕt cuèn s¸ch nµy dù ®Þnh ®îc biªn so¹n nh mét cuèn s¸ch gi¸o khoa dµnh cho c¸c häc viªn thuéc ngµnh kü thuËt vµ qu¶n lý tµi nguyªn níc. Cuèn s¸ch kh«ng phôc vô nh mét cuèn tæng quan mµ lµ mét cuèn giíi thiÖu vÒ c¸c ph¬ng ph¸p ®îc sö dông trong c¸c bµi to¸n vÒ hÖ thèng nguån níc dµnh cho c¸c sinh viªn c¸c n¨m cuèi bËc ®¹i häc vµ c¸c häc viªn sau ®¹i häc. Néi dung cuèn s¸ch cã thÓ ®îc dïng ®Ó gi¶ng d¹y cho häc viªn cha cã kiÕn thøc vÒ vËn trï häc vµ chØ cÇn cã kiÕn thøc bËc ®¹i häc vÒ thuû v¨n vµ thuû lùc. Môc tiªu chÝnh lµ kÕt hîp viÖc sö dông c¸c m«n kinh tÕ häc, vËn trï häc, x¸c suÊt thèng kª vµ thuû v¨n, thñy lùc vµ tµi nguyªn níc vµo viÖc ph©n tÝch, thiÕt kÕ, vËn hµnh, vµ qu¶n lý c¸c lo¹i dù ¸n nguån níc. Cuèn s¸ch nµy ®ång thêi còng ®ãng vai trß nh mét cuèn chuyªn kh¶o tèt dµnh cho c¸c kü s, c¸c nhµ quy ho¹ch, ph©n tÝch vµ qu¶n lý tµi nguyªn níc. Kü thuËt vµ qu¶n lý hÖ thèng nguån níc lµ mét cuèn s¸ch vÒ m« h×nh ho¸ to¸n häc c¸c bµi to¸n thiÕt kÕ, ph©n tÝch, vËn hµnh, vµ qu¶n lý trong c¸c dù ¸n vÒ níc. C¸c ph¬ng ph¸p ®Þnh lîng bao gåm: (a) m« pháng c¸c qu¸ tr×nh
thñy v¨n vµ thñy lùc; vµ (b) vËn trï häc, x¸c suÊt thèng kª vµ kinh tÕ häc. Nh÷ng ph¬ng ph¸p ®îc tr×nh bµy trong cuèn s¸ch nµy ®· ®îc tr×nh bµy riªng biÖt trong c¸c cuèn s¸ch gi¸o khoa kh¸c, nhng cha bao giê ®îc hÖ thèng ho¸ trong mét cuèn s¸ch. Mét sè lîng lín c¸c bµi tËp vÝ dô ®îc tr×nh bµy nh»m gióp viÖc n¾m b¾t néi dung cuèn s¸ch mét c¸ch dÔ dµng. Ngoµi ra, mét sè lîng lín c¸c bµi tËp cuèi ch¬ng ®îc cung cÊp dïng lµm bµi tËp vÒ nhµ. Träng t©m cña cuèn s¸ch ®îc dµnh cho qu¶n lý lîng níc chø kh«ng bao gåm qu¶n lý chÊt lîng níc. §Ó bao gåm ®îc c¶ hai lo¹i qu¶n lý chÊt vµ lîng níc trong cïng mét cuèn s¸ch lµ mét nç lîc rÊt lín. Th«ng qua viÖc sö dông mét vÝ dô gi¶ thiÕt vÒ bµi to¸n s¶n xuÊt – xö lÝ chÊt th¶i c¸c kh¸i niÖm vÒ quy ho¹ch tuyÕn tÝnh ®îc giíi thiÖu ë ch¬ng 3. VÝ dô nµy còng ®îc dïng ë môc 4.6 ®Ó minh ho¹ ph¬ng ph¸p gradient suy gi¶m trong quy ho¹ch phi tuyÕn vµ tiÕp tôc ®îc dïng ë môc 5.8 ®Ó giíi thiÖu c¸c kh¸i niÖm vÒ quy ho¹ch r»ng buéc c¬ héi. Nh thêng lÖ, mçi cuèn s¸ch ®Òu ph¶n ¸nh nhËn thøc c¸ nh©n cña c¸c t¸c gi¶ vÒ lÜnh vùc mµ c¸c t¸c gØa ®· tr¶i nghiÖm qua nhiÒu n¨m gi¶ng d¹y, nghiªn cøu vµ thùc hµnh. Kü thuËt vµ qu¶n lý hÖ thèng nguån níc cã môc tiªu lµ mét híng tiÕp cËn tÝch hîp, sè, chÆt chÏ vµ kh¶ thi ®èi víi lÜnh vùc ®îc ®Ò cËp. C¸c vÊn ®Ò trong lÜnh vùc nµy mang tÝnh gi¶i tÝch, ®a c¸c kh¸i niÖm vÒ vËn trï häc vµ ph©n tÝch ®é tin cËy vµo lÜnh vùc kü thuËt vµ qu¶n lý hÖ thèng nguån níc. ViÖc sö dông vËn trï häc vµ ph©n tÝch ®é tin cËy trong kü thuËt nguån níc ®· bÞ chËm h¬n so víi øng dông cña chóng trong c¸c lÜnh vùc kü thuËt kh¸c. Cã rÊt nhiÒu lý do cho sù chËm trÔ nµy mµ th¶o luËn vÒ chóng n»m ngoµi ph¹m vi cña cuèn s¸ch nµy. Chóng t«i viªt cuèn s¸ch nµy ®Ó khuyÕn khÝch viÖc sö dông c¸c kü thuËt vËn trï häc vµ c¸c kh¸i niÖm vÒ ph©n tÝch rñi ro vµ ®é tin cËy trong m« h×nh ho¸ hÖ thèng nguån níc trong kü thuËt vµ qu¶n lý. C¸c bé phÇn mÒm GAMS vµ GAMS-MINOS, t¬ng øng dïng cho quy ho¹ch tuyÕn tÝnh vµ phi tuyÕn, ®îc sö dông nh lµ c«ng cô chÝnh ®Ó gi¶i c¸c bµi to¸n tèi u. Hy väng r»ng qua nghiªn cøu cuèn s¸ch häc viªn sÏ tr©n träng viÖc sö dông c¸c kü thuËt tèi u ho¸ vµ ph©n tÝch ®é tin cËy trong viÖc gi¶i quyÕt c¸c bµi to¸n hÖ thèng nguån níc. B¶n th¶o cña cuèn s¸ch ®· ®îc viÕt ®Çu tiªn khi t¸c gi¶ chÝnh ®ang lµm viÖc tai ®¹i häc Texas, Austin. B¶n th¶o nµy ®· ®îc sö dông cho hai kho¸ sau ®¹i häc, khãa thø nhÊt vÒ kü thuËt vµ qu¶n lý tµi nguyªn níc vµ kho¸ thø hai vÒ ph©n tÝch hÖ thèng tµi nguyªn níc. C¸c phiªn b¶n gÇn ®©y cña b¶n th¶o ®îc sö dông cho hai kho¸ häc vÒ ph©n tÝch hÖ thèng tµi nguyªn níc t¹i trêng ®¹i häc Sate Arizona. Nh÷ng phiªn b¶n ®Çu tiªn ®îc biªn so¹n dµnh riªng cho häc viªn bËc sau ®¹i häc. NhËn thÊy nhu cÇu sö dông cuèn s¸ch cho sinh viªn bËc ®¹i häc, c¸c phiªn b¶n sau cã thªm c¸c néi dung c¬ b¶n vÒ c¸c chñ ®Ò quy ho¹ch tuyÕn tÝnh, quy ho¹ch ®éng, ph©n tÝch x¸c suÊt, kinh tÕ vi m«, ph©n tÝch håi quy, vµ kinh tÕ thèng kª. §ång thêi phiªn b¶n cuèi cïng còng bao gåm c¶ c¸c kiÕn thøc c¬ b¶n vÒ thñy v¨n, thñy lùc cho hÖ thèng níc ngÇm, hÖ thèng níc mÆt, hÖ thèng ph©n phèi níc, hÖ thèng tiªu vµ chËm níc ma b·o, vµ hÖ thèng kiÓm so¸t lò phôc vô sinh viªn ®¹i häc.
Kü thuËt vµ qu¶n lý hÖ thèng nguån níc cã thÓ ®îc dïng cho c¸c lo¹i kho¸ häc kh¸c nhau ë c¶ bËc ®¹i häc vµ sau ®¹i häc. Mét lo¹i kho¸ häc lµ dµnh cho nh÷ng sinh viªn víi kiÕn thøc cã h¹n vÒ thñy v¨n vµ thñy lùc vµ kh«ng cã kiÕn thøc c¬ b¶n vÒ vËn trï häc. Nh÷ng kho¸ häc nh vËy ®îc dùa trªn néi dung cña c¸c ch¬ng 1, 2, 3, Môc 5.1 – 5.7, 6.1 – 6.3, 7.1 – 7.6, 8.1 – 8.3, vµ 9.1 – 9.5. §èi víi kho¸ thø hai, néi dung c¸c ch¬ng 4, 5.8, 6.4 – 6.6, 7.7 – 7.8, 8.4 – 8.5, 9.5 – 9.8, ch¬ng 10, 11, 12, 13 cã thÓ ®îc dïng. Cã rÊt nhiÒu lo¹i kho¸ häc cho bËc ®¹i häc vµ sau ®ai häc cã thÓ ®îc d¹y dùa trªn cuèn s¸ch nµy. Chóng t«i xin tr©n thµnh c¶m ¬n Jan Hausman vµ Jody Lester trêng ®¹i häc Texas vµ Judy Polingyumtewa vµ Sharyl Hayes trêng ®¹i häc Arizona Sate ®· gióp so¹n th¶o cuèn s¸ch nµy. Chóng t«i còng biÕt ¬n sù gióp ®ì tõ c¸c ph¶n biÖn cña b¶n th¶o: Nathan Buras ®¹i häc Arizona; Paul Chan viÖn c«ng nghÖ New Jersey; Howard Chang ®¹i häc San Diego; Neil Grigg ®¹i häc Colorado; Ben Hobbs ®¹i häc Case Western Reverve; kevin Lansey ®¹i häc Arizona; Ben Chi Yen ®¹i häc Illinois; vµ nhiÒu c¸c ®ång nghiÖp còng nh häc viªn t¹i trêng ®¹i häc Texas, ®¹i häc Wyoming, vµ ®¹i häc Arizona State. Cuèn s¸ch nµy ®îc hy väng nh mét sù ®ãng gãp cho mét thùc hµnh kü thuËt vµ qu¶n lý tèt h¬n trong lÜnh vùc hÖ thèng nguån níc. Do cuèn s¸ch nµy nªn rÊt nhiÒu c¸ håi ®· kh«ng bÞ b¾t ë c¸c con s«ng åa hå ë Wyoming vµ Arizona. Chóng t«i dµnh cuèn s¸ch nµy cho nh÷ng thæ d©n da ®á, cho nh©n lo¹i vµ cho sù thÞnh vîng cña loµi ngêi.