zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

» Môi trường

Nghiên cứu mô phỏng chuỗi dòng chảy ngẫu nhiên đến hồ chứa đảm bảo tính đồng bộ thuỷ văn hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn

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

Báo xấu

10
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Nghiên cứu mô phỏng chuỗi dòng chảy ngẫu nhiên đến hồ chứa đảm bảo tính đồng bộ thuỷ văn hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn trình bày kết quả ứng dụng phương pháp Monte-Carlo mô phỏng ngẫu nhiên chuỗi dòng chảy đến các hồ chứa lớn trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu mô phỏng chuỗi dòng chảy ngẫu nhiên đến hồ chứa đảm bảo tính đồng bộ thuỷ văn hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG CHUỖI DÒNG CHẢY NGẪU NHIÊN ĐẾN HỒ CHỨA ĐẢM BẢO TÍNH ĐỒNG BỘ THUỶ VĂN HỆ THỐNG SÔNG VU GIA – THU BỒN Tô Việt Thắng1, Nguyễn Tùng Phong1, Ngô Lê Long2 1 Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, email: tovietthang@gmail.com 2 Trường Đại học Thủy lợi 1. ĐẶT VẤN ĐỀ đến ngẫu nhiên sẽ được tạo ra theo mô phỏng Monte-Carlo với các lần phát thử nghiệm đủ Trong những năm gần đây, nghiên cứu vận lớn, đảm bảo kết quả tạo ra có thể bao trùm hành hồ chứa tập trung vào sự dụng công cụ được tốt các tổ hợp dòng chảy có thể xảy ra. mô hình toán nhằm tính toán vận hành hồ chứa theo thời gian thực, tính toán tối ưu vận hành 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU hồ chứa phát điện, cấp nước [2]… Một trong những yêu cầu quan trọng của bài toán vận 3.1. Xác lập dạng phân bố xác suất cho hành hồ chứa đa mục tiêu là hệ thống số liệu, chuỗi dòng chảy thực tế tới 04 hồ tài liệu phải đầy đủ. Tuy nhiên, vấn đề khó Bằng cách phân tích số liệu quá khứ nhằm khăn thường gặp trong thực tế là chuỗi số liệu thiết lập và lựa chọn các hàm phân phối xác đo đạc, tính toán dòng chảy đến các hồ chứa xuất cho các số liệu dòng chảy, nghiên cứu đã thường ngắn và thiếu đồng bộ. Để khắc phục xác định các dạng phân bố xác suất phù hợp nhược điểm này cần nghiên cứu tính toán, tạo nhất cho từng bước thời đoạn 10 ngày cho chuỗi số liệu dòng chảy đến hồ đủ dài mang chuỗi số liệu trong 35 năm từ năm 1977 đến tính ngẫu nhiên nhưng vẫn đảm bảo được mối 2011 (Hồ A Vương); trong 27 năm từ năm quan hệ thủy văn trong hệ thống và đặc trưng 1981 đến 2008 (Hồ Sông Bung 4); trong 32 thống kê dòng chảy của mỗi lưu vực. năm từ 1976 đến 2008 (Hồ Sông Tranh 2); Bài báo trình bày kết quả ứng dụng trong 34 năm từ năm 1976 đến 2010 (Hồ Đăk phương pháp Monte-Carlo mô phỏng ngẫu Mi 4). Kết quả cho thấy với các tháng mùa nhiên chuỗi dòng chảy đến các hồ chứa lớn kiệt, đối với cả 04 hồ, thì phân bố phù hợp nhất trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn. là phân bố cực trị “Maximum Extreme” còn lại đều phù hợp với các phân bố chuẩn “Normal” 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU hoặc phân bố log - chuẩn “Log normal”. Nghiên cứu sử dụng phương pháp Monte 3.2. Thiết lập tương quan thủy văn giữa Carlo - là một phương pháp mô phỏng bằng các nhánh sông xác suất sử dụng việc lấy mẫu ngẫu nhiên để thu được các kết quả số - nhằm mô hình hóa Để đảm bảo tính đồng bộ về chế độ dòng dòng chảy ngẫu nhiên thời đoạn trung bình 10 chảy trong cùng một hệ thống sông, nghiên ngày dựa trên chuỗi số liệu thực đo đến 04 hồ cứu đã tiến hành phân tích tương quan về chứa A Vương, Sông Tranh 2, Sông Bung 4 và thủy văn theo từng tháng (từ tháng 1 đến Đăk Mi 4 [1] [3]. Theo đó, số liệu thực đo tháng 12) và phân tích quan hệ giữa các dòng chảy đến các hồ sẽ được phân tích thống tháng kề nhau đối với dòng chảy đến thực tế kê nhằm tìm ra các hàm phân bố xác suất. Các của cả 04 hồ trên các sông Thu Bồn, Sông giá trị dự báo ngẫu nhiên và chuỗi dòng chảy Cái, sông Bung và sông A vương. Các hệ số 551
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 tương qua thủy văn thực tế này sẽ được khai ngày thông qua bảng ma trận tương quan báo trong mô hình đóng vai trò như các giới (Hình 1) cho thấy hệ số tương quan dòng hạn các khoảng giá trị của từng chuỗi mô chảy đến (giữa các hồ) được cấp phát từ phỏng ngẫu nhiên. mô hình bám sát hệ số tương quan dòng đến Tổng cộng có 06 tương quan giữa các hồ A thực tế từng hồ (VD. 0,816 (từ mô hình) so Vương – Sông Tranh 2, A Vương – Sông Bung với 0,803 (dòng chảy thực tế) đối với quan 4, A Vương – Đăk Mi 4, Sông Bung 4 – Đăk hệ hồ A Vương – Đăk Mi 4 trong tháng 5). Mi 4, Sông Tranh 2 – Đăk Mi 4, Sông Tranh 2 Như vậy, với việc sử dụng hệ số tương quan – Sông Bung 4. Tính toán cho 12 tháng, sẽ có thủy văn trong việc phân phối dòng chảy tổng cộng là 06 x 12 = 72 hệ số tương quan đến theo mô phỏng Monte Carlo, nghiên dòng chảy đến giữa các hồ với nhau (Bảng 1). cứu đã loại bỏ được sự không đồng bộ về Hệ số tương quan giữa các hồ sẽ được đưa vào chế độ dòng chảy giữa các nhánh trong trong mô hình tính, đóng vai trò như các ràng cùng một hệ thống sông. buộc cho mô hình khi cấp phát dòng chảy đến 3.3. Tạo chuỗi số ngẫu nhiên thời đoạn ngẫu nhiên cho từng hồ. 10 ngày tới 04 hồ Bảng 1. Kết quả tính toán hệ số tương quan Sau khi đã tính toán hàm phân phối xác dòng chảy thực tế tới 04 hồ xuất của chuỗi dòng chảy đến và tương quan Hồ T1 T2 T3 T4 T5 T6 thủy văn giữa các nhánh sông, nghiên cứu sử AV-ST2 0.118 0.126 0.031 0.027 0.080 0.215 dụng phương pháp Monte Carlo mô hình hóa AV-SB4 0.740 0.449 0.498 0.725 0.621 0.565 dòng chảy ngẫu nhiên trung bình thời đoạn AV-DM4 0.969 0.923 0.892 0.905 0.803 0.889 đến hồ. Biến ngẫu nhiên được xác định là SB4-DM4 0.752 0.527 0.584 0.746 0.786 0.673 dòng chảy đến hồ theo thời đoạn 10 ngày. ST2-DM4 0.162 0.105 0.058 0.039 0.174 0.149 Toàn bộ số liệu thực đo dòng chảy đến 4 hồ ST2-SB4 0.243 0.159 0.161 0.093 0.013 0.023 được liệt kê thành từng thời đoạn. Hồ T7 T8 T9 T10 T11 T12 Bảng 2. Minh hoạ kết quả tính toán chuỗi AV-ST2 0.153 0.248 0.041 0.777 0.885 0.798 dòng chảy ngẫu nhiên (10 ngày) đến hồ AV-SB4 0.274 0.598 0.668 0.863 0.966 0.872 Tham Giá AV-DM4 0.635 0.702 0.686 0.784 0.574 0.718 Giá trị Giá trị Giá trị số Trung trị Trung SB4-DM4 0.561 0.776 0.742 0.758 0.681 0.594 lớn nhỏ lớn bình nhỏ bình nhất nhất nhất ST2-DM4 0.133 0.250 0.175 0.797 0.603 0.763 Qtb nhất Qtb Qmax Qmin Qmax ST2-SB4 0.019 0.123 0.027 0.730 0.889 0.750 Thời (m3/s) Qmin (m3/s) 3 3 (m3/s) (m /s) (m3/s) đoạn (m /s) AV: A Vương; ST2: Sông Tranh 2; SB4: Hồ A Vương Đăk Mi 4 Sông Bung 4; DM4: Đăk Mi 4 10T1 32.91 10.36 135.6 62.04 10.52 214.7 20T1 33.19 8.84 121.6 61.95 12.30 309.0 30T1 33.18 9.57 127.8 61.82 14.19 242.5 10T2 21.55 7.34 68.46 41.13 21.82 273.9 20T2 21.59 7.17 62.60 40.69 21.71 281.1 30T2 21.53 6.61 83.90 40.80 21.70 186.0 10T3 16.21 5.99 44.00 35.66 18.46 87.96 20T3 16.16 5.86 45.21 35.79 18.38 84.57 Hình 1. Minh họa tương quan dòng chảy 30T3 16.18 6.73 49.99 35.61 18.20 88.46 đến giữa các hồ (tháng 5) 10T4 14.62 5.13 48.70 35.65 0.65 83.25 Kiểm tra kết quả phát ngẫu nhiên dòng 20T4 14.74 5.41 83.34 35.53 0.14 114.6 chảy đến 04 hồ theo từng thời đoạn 10 30T4 14.69 5.17 56.07 35.57 0.56 82.37 552
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2017. ISBN: 978-604-82-2274-1 Bảng 2. (tiếp theo) Q Hồ chứa Trung Trung Độ lệch Cv Hồ Sông Bung 4 Sông Tranh 2 bình tuyến chuẩn 10T1 56.96 38.37 103.9 275.6 2.35 1347 Thực tế 98.28 100.15 32.35 -0.25 20T1 56.86 38.39 105.3 273.5 0.51 1350 Sai lệch 0.30 0.39 0.09 0.01 30T1 56.72 38.45 103.6 275.1 1.57 1324 Tỉ lệ % 0.31 0.39 0.28 4.77 10T2 44.05 28.78 86.21 400.8 0.87 2583 Phát 20T2 43.85 31.09 83.46 402.9 9.99 3003 ngẫu 159.69 145.17 79.03 1.32 30T2 43.86 30.81 86.21 395.6 14.99 2276 Sông nhiên 10T3 39.16 32.75 122.8 242.9 4.57 996.6 Bung 4 Thực tế 158.95 144.94 77.50 1.28 20T3 39.05 32.73 114.5 240.0 5.83 1021 Sai lệch 0.74 0.23 1.53 0.04 30T3 39.04 32.59 89.25 240.3 4.94 1096. Tỉ lệ % 0.47 0.16 1.97 3.13 10T4 38.67 32.91 239.4 100.5 30.82 459.0 Như vậy, chuỗi số ngẫu nhiên được tạo ra 20T4 38.73 32.86 191.3 100.5 27.08 432.7 có thể sử dụng được trong bài toán tối ưu vận 30T4 38.68 32.89 170.7 100.1 26.26 541.9 hành hồ chứa, phân bổ nguồn nước hồ chứa Tiến hành phát thử nghiệm với các trị số hợp lý lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn. ngẫu nhiên dòng chảy trung bình cho từng thời đoạn theo dạng phân bố xác suất và các hệ số 4. KẾT LUẬN tương quan đã xác định ở trên. Kết quả tạo Bài báo đã trình bày nghiên cứu ứng dụng chuỗi dòng chảy ngẫu nhiên thời đoạn 10 ngày phương pháp mô phỏng Monte-Carlo mô phỏng tới 04 hồ chứa như bảng 2. So sánh các chuỗi ngẫu nhiên chuỗi dòng chảy đến hệ thống hồ số được phát ngẫu nhiên với chuỗi dòng chảy chứa lớn trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn thực tế nhận thấy không có sự sai lệch lớn. Sai (Hồ A Vương, Sông Tranh 2, Đăk Mi 4 và lệch về giá trị Q trung bình từ 0% (hồ A Sông Bung 4). Kết quả tính toán đã xác định Vương & Sông Tranh 2) đến 0,47% (Dak Mil được các dạng phân phối xác xuất phổ biến của 4 & Sông Bung 4). Sai lệch về Trung tuyến từ chuỗi dòng chảy thực đo tới hệ thống 04 hồ 0% (A Vương) đến 0,39% (Dak Mil 4). Sai chứa, tương quan thủy văn giữa các nhánh sông lệch về độ lệch chuẩn từ 0,1% (Sông Tranh 2) lớn trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn. Từ đến 1,97% (Sông Bung 4) (Bảng 3). đó, nghiên cứu mô phỏng thành công chuỗi Bảng 3. So sánh thông số 2 chuỗi dòng chảy dòng chảy ngẫu nhiên tới các hồ chứa với ràng phát ngẫu nhiên và thực tế buộc là các tương quan thủy văn giữa các hồ. Chuỗi giá trị mô phỏng này sẽ được sử dụng Q Trung Độ lệch Hồ chứa Trung tuyến chuẩn Cv làm đầu vào cho các mô hình thủy văn, thủy lực bình phục vụ cho quá trình tính toán vận hành tối ưu Phát phân bổ nguồn nước hệ thống hồ chứa trên lưu ngẫu 21.56 20.46 6.66 1.11 nhiên vực sông Vu Gia - Thu Bồn. A Vương Thực tế 21.56 20.46 6.69 1.14 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO Sai lệch 0.00 0.00 0.03 0.03 Tỉ lệ % 0.00 0.00 0.45 2.63 [1] Bộ Công nghiệp (2003). Phê duyệt quy Phát hoạch bậc thang thủy điện trên lưu vực ngẫu 38.92 36.66 13.77 1.19 sông Vu Gia – Thu Bồn. Sông nhiên [2] Fayaed, S. S., (2013). Reservoir-system Tranh 2 Thực tế 38.92 36.64 13.87 1.14 simulation and optimization techniques. Sai lệch 0.00 0.02 0.10 0.05 Stochastic Environmental Research and Tỉ lệ % 0.00 0.05 0.72 4.39 Risk Assessment, 27(7), 1751–1772. Phát [3] Barbara Gentry (2008). Crytal Ball User Đăk Mi ngẫu 97.98 99.76 32.26 -0.24 Manual. Oracle. 4 nhiên 553

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.