Nghiên cứu cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ để phát triển bền vững lưu vực sông hồng tính toán chỉnh biên số liệu nhu cầu nước cho các ngành kinh tế

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
VIỆN QUI HOẠCH THỦY LỢI




ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KH&CN CẤP BỘ:
“NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC
VÀ GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ ĐỂ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG
LƯU VỰC SÔNG HỒNG”
Chủ nhiệm đề tài: TS. Tô Trung Nghĩa
_________________________________________________



BÁO CÁO TỔNG KẾT CÁC CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU:

TÍNH TOÁN, CHỈNH BIÊN SỐ LIỆU
NHU CẦU SỬ DỤNG NƯỚC
CHO CÁC LĨNH VỰC









7226-12

19/03/2009


HÀ NỘI - 2008


D:\A-Tep KQNC- DOC\7226\Nhom 12\9-CD-9.doc
i
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
VIỆN QUY HOẠCH THỦY LỢI




ĐỀ TÀI NCKH CẤP BỘ
Nghiên cứu cơ sở khoa học và giải pháp công nghệ
để phát triển bền vững lưu vực sông Hồng
ED




CHUYÊN ĐỀ
CƠ SỞ THIẾT LẬP
CÁC RÀNG BUỘC VỀ NHU CẦU SỬ DỤNG NƯỚC

CƠ QUAN CHỦ TRÌ THỰC HIỆN Chủ nhiệm đề tài: TS. Tô Trung Nghĩa
Chủ nhiệm chuyên đề:
Người viết báo cáo: Nguyễn Văn Toàn




Hà Nội, 2006
D:\A-Tep KQNC- DOC\7226\Nhom 12\9-CD-9.doc
ii

Mục lục

1
Khái quát chung 1
1.1 Khái quát chung về nguồn nước, sử dụng nguồn nước và các ràng buộc 1
1.2 Vị trí địa lý và giới hạn vùng nghiên cứu 2
1.3 Đặc điểm địa hình 2
1.4 Đặc điểm hệ thống sông ngòi 2
1.4.1 Hệ thống sông Hồng 2
1.4.2 Hệ thống sông Thái Bình. 3

2 Nguồn nước, hệ thống sử dụng nước và chế độ vận hành hệ thống sử dụng
nước 5

2.1 Nguồn nước sông Hồng 5
2.2 Hệ thống sử dụng nước 5
2.3 Chế độ vận hành hệ thống sử dụng nước 6
3 Mô phỏng ràng buộc nhu cầu sử dụng nước theo toán học. 7
3.1 Hệ thống mạng liên kết nguồn nước và sử dụng nước trên lưu vực sông 7
3.2 Mô phỏng ràng buộc nhu cầu sử dụng nước theo toán học 7
3.2.1 Cân bằng nước và chuyển nước ở các đoạn sông 7
3.2.2 Dòng chảy hồi quy từ các khu tưới 8
3.2.3 Dòng chảy hồi quy từ khu dùng nước sinh hoạt 9
3.2.4 Dòng chảy hồi quy từ khu dùng nước công nghiệp 9
3.2.5 Cân bằng dung tích hồ chứa 9
3.2.6 Các hàm phát điện 10
3.2.7 Hàm dung tích-mực nước hồ chứa 10
3.2.8 Hàm dung tích - diện tích hồ chứa 10
3.2.8.1 cho các trạm điện được vận hành bởi các hồ chứa thượng lưu. . 11
3.2.8.2 cho tất cả các hồ chứa khác 11
3.2.9 Giới hạn bơm nước ngầm 11
3.2.10 Tổng lượng cung cấp nước mặt cho một khu tưới 11
3.2.11 Quan hệ lượng nước mặt cho tưới với các cây trồng 12
3.2.12 Tổng lượng nước tưới sẵn có cho các cây trồng 12
3.2.13 Tổng lượng nước tưới sẵn có cho toàn bộ khu tưới (bao gồm cả mưa
hiệu quả) 12

3.2.14 Thấm giai đoạn (theo tháng) 13
3.2.15 Giảm sản lượng theo tháng 13
3.2.16 Xác định giảm sản lượng tối đa 13
3.2.17 Tổng lượng nước cấp cho sinh hoạt theo yêu cầu 13

3.2.18 Tổng lượng nước cấp cho công nghiệp theo yêu cầu 14
3.2.19 Dòng chảy nhỏ nhất 14
3.2.20 Ràng buộc về chất lượng nước: 14
3.3 Các ràng buộc về tài nguyên liên quan 14
3.3.1 Khống chế mực nước 14
3.3.2 Khống chế mức xả tối đa từ các hồ chứa 14
3.3.3 Khống chế tốc độ biến đổi dòng chẩy 15
3.3.4 Khống chế công xuất phát điện tối đa 15
D:\A-Tep KQNC- DOC\7226\Nhom 12\9-CD-9.doc
iii
4
Cách mô tả bằng GAMS 15
4.1 Khái quát chung về GAMS và ngôn ngữ GAMS 15
4.2 Khai báo các biến trong GAMS 16
4.2.1 Các biến 16
4.2.1.1 Các biến trong hệ thống: 16
4.2.1.2 Kết nối mạng trong hệ thống lưu vực sông 16
4.2.1.3 Các mối quan hệ lợi nhuận/lợi ích đối với các tỉnh 16
4.2.1.4 Xác định giai đoạn tưới cho cây trồng 17
4.2.1.5 Cơ cấu cây trồng trong mỗi khu tưới 17
4.2.1.6 Các cây trồng được tưới bằng nước ngầm 17
4.2.1.7 Nhu cầu nước sinh hoạt đô thị/nông thôn 17
4.2.2 Các tài liệu đầu vào 17
4.2.2.1 Nguồn tài liệu 17
4.2.2.2 Reservoir data 17
4.2.2.3 Dữ liệu về trạm thuỷ điện 17
4.2.2.4 Dòng chảy tối thiểu 17
4.2.2.5 Các thông số chuyển nước 18
4.2.2.6 Tài liệu cây trồng 18
4.2.2.7 Tài liệu sử dụng nước sinh hoạt 18

4.2.2.8 Tài liệu sử dụng nước công nghiệp 18
4.2.2.9 Tài liệu kinh tế 18
4.2.2.10 Các biến cơ bản 19
4.2.2.11 Các biến trung gian 20
4.2.2.12 Giới hạn biến 21
5 Kết luận kiến nghị 22
6 Phụ lục Error! Bookmark not defined.
6.1 Phụ lục A: Các đường đặc tính hồ chứa Error! Bookmark not defined.
6.2 Phụ lục B: Các đường đặc tính trạm thủy điện Error! Bookmark not
defined.

6.3 Phụ lục C: Môđun vận hành 3 hồ chứa trong môi trường GAMS Error!
Bookmark not defined.




D:\A-Tep KQNC- DOC\7226\Nhom 12\9-CD-9.doc
1
1 Khái quát chung
1.1 Khái quát chung về nguồn nước, sử dụng nguồn nước và các ràng buộc
Nước là tài nguyên quý giá, là tư liệu thiết yếu cho cuộc sống con người. Nước sạch
là nhu cầu không thể thiếu cho sinh hoạt và bảo vệ sức khỏe. Nước cần cho sản xuất
nông nghiệp, công nghiệp và các ngành kinh tế khác. Nước còn cần cho phát triển
thủy điện, du lịch giải trí và duy trì cảnh quan môi trường.
Đặc đ
iểm sử dụng nước của mỗi ngành không giống nhau, có ngành sử dụng quanh
năm, có ngành sử dụng theo mùa. Có ngành sử dụng tiêu hao và có ngành sử dụng
không tiêu hao nước. Giá trị kinh tế của nước mang lại cho mỗi ngành cũng khác
nhau.

Trong tự nhiên số lượng và chất lượng nước nước mặt và nước ngầm cũng biến đổi
theo thời gian và không gian. Không phải bất kỳ lúc nào và ở đâu cũng có đủ lượng
nước
để đáp ứng tất cả các nhu cầu sử dụng nước.
Bài toán đặt khi sử dụng nguồn nước trong lưu vực sông sao cho hiệu quả kinh tế
lớn nhất đồng thời bảo đảm sự bền vững không làm suy thoái, cạn kiệt nguồn nước.
Trong tính toán sử dụng tối ưu nguồn nước chương trình toán được sử dụng khá phổ
biến và rộng rái là GAMS. Trong chương trình GAMS hàm mục tiêu (hàm lợi
nhu
ận của các ngành dùng nước) được tối đa hoá trong khi đó vẫn phải đảm bảo các
điều kiện ràng buộc về tài nguyên nước và các ràng buộc về tài nguyên có liên quan
khác.
Ràng buộc về tài nguyên nước bao gồm:
• Cân bằng nước và chuyển nước ở các đoạn sông
• Dòng chảy hồi quy từ các khu tưới
• Dòng chảy hồi quy từ khu dùng nước sinh hoạt
• Dòng chảy hồi quy từ khu dùng nước công nghiệ
p
• Cân bằng dung tích hồ chứa
• Các hàm phát điện
• Hàm dung tích-mực nước hồ chứa
• Hàm dung tích - diện tích hồ chứa
• Giới hạn bơm nước ngầm
• Tổng lượng cung cấp nước mặt cho một khu tưới
• Tổng lượng nước tưới sẵn có cho các cây trồng
• Quan hệ lượng nước mặt cho tưới với các cây trồng
•
Tổng lượng nước tưới sẵn có cho toàn bộ khu tưới (bao gồm cả mưa hiệu
quả)
• Thấm giai đoạn (theo tháng)

• Giảm sản lượng theo tháng
• Xác định giảm sản lượng tối đa
• Tổng lượng nước cấp cho sinh hoạt theo yêu cầu
• Tổng lượng nước cấp cho công nghiệp theo yêu cầu
• Dòng chảy nhỏ nhất
D:\A-Tep KQNC- DOC\7226\Nhom 12\9-CD-9.doc
2
• Ràng buộc về chất lượng nước
Các ràng buộc về tài nguyên có liên quan khác bao gồm:
• Khống chế mực nước (độ sâu dòng chẩy) trên các đoạn sông đẻ bảo đảm
giao thông thủy
• Khống chế mức xả tối đa từ các hồ chứa (do hạn chế kết cấu công trình)
• Khống chế tốc độ biến đổi dòng chẩy (mực nước sông) nhằ
m giảm nguy
cơ gây xói lở bờ sông
• Khống chế công xuất phát điện tối đa (giới hạn công xuất lắp máy của nhà
máy thủy điện).
1.2 Vị trí địa lý và giới hạn vùng nghiên cứu
Lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình là một lưu vực sông quốc tế nằm trên
lãnh thổ của 3 quốc gia Việt Nam, Trung Quốc, Lào với tổng diện tích tự nhiên là:
169.000 km2.
Lưu vực sông H
ồng - sông Thái Bình trên lãnh thổ Việt Nam có diện tích là
86.680 km2 (chiếm 51,3% diện tích lưu vực) Tây bao gồm đất đai của 26 tỉnh thành
ở Việt Nam là Lai Châu, Điện Biên, Sơn La, Hoà Bình, Hà Giang, Tuyên Quang,
Lào Cai, Yên Bái, Phú Thọ, Vĩnh Phúc, Thái Nguyên, Bắc Cạn, Bắc Ninh, Bắc
Giang, Hải Dương, Hải Phòng, Hưng yên, Hà Nội, Hà Tây, Hà Nam, Nam Định,
Ninh Bình, Thái Bình và một phần đất đai của 3 tỉnh Quảng Ninh, Lạng Sơn, Cao
Bằng (196 huyện) Dân số trong vùng nghiên cứu tính đến năm 2003 là 25.731.639
người.

1.3
Đặc điểm địa hình
Địa thế lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình nói chung dốc nghiêng từ Tây
Bắc xuống Đông Nam và từ Bắc xuống Nam và có thể chia làm bốn miền lớn: Miền
Tây Bắc, Miền cao nguyên phía Bắc, miền núi thấp ở phần dưới lưu vực sông Hồng
và phần trên của lưu vực sông Thái Bình và miền đồng bằng tam giác châu lưu vực
sông Hồng và sông Thái Bình.
1.4 Đặc điểm hệ th
ống sông ngòi
Lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình được tạo thành bởi 2 hệ thống sông tự
nhiên là sông Hồng và sông Thái Bình. Hai sông này được liên kết với nhau bởi hai
sông Đuống và sông Sông Luộc. Hàng năm sông Đuống và sông Luộc đã chuyển tải
một lượng nước nước là 35.5 km
3
từ sông Hồng sang sông Thái Bình.
1.4.1 Hệ thống sông Hồng
Sông Hồng có 3 nhánh lớn là: sông Đà, sông Thao và sông Lô - Gâm, ba
nhánh này gặp nhau tại Việt Trì và được gọi là sông Hồng. Khi chảy vào vùng đồng
bằng nó có nhiều phân lưu ra cả hai phía bờ tả và bờ hữu; hiện tại bờ tả còn 3 phân
lưu là sông Đuống, sông Luộc và sông Trà Lý, bờ hữu còn sông Đào Nam Định và
sông Ninh Cơ.
D:\A-Tep KQNC- DOC\7226\Nhom 12\9-CD-9.doc
3
Sông Đà là nhánh sông cấp I lớn nhất của sông Hồng, có diện tích lưu vực
52900km2 trong đó diện tích thuộc lãng thổ Việt nam là là 26800 km2 . Sông có
chiều dài là 1010km, trong đó chảy trong địa phận Việt Nam là 570km.
Sông Thao phát nguồn từ vùng núi cao (hơn 1770m so với mặt biển) thuộc
lãnh thổ Trung quốc. Sông Thao có diện tích lưu là 51800km
2
và dài 902km (tính

đến Việt Trì).
Sông Lô bắt nguồn từ cao nguyên Vấn Quý của Trung Quốc chảy vào Việt
Nam tại Thanh Thủy (Hà Giang) và nhập lưu với sông Hồng tại Việt Trì, sông dài
464km, trong đó ở Việt Nam dài 354km. Diện tích lưu vực tính đến Việt Trì của
toàn bộ hệ thống sông Lô là 39040km
2
trong đó diện tích của Việt Nam
là:22600km
2
chiếm 58% diện tích toàn lưu vực.
Dòng chính sông Hồng từ ngã ba Việt Trì đến Hà Nội chảy theo hướng Tây
Bắc - Đông Nam. Từ Hà Nội đến cửa Ba Lạt (biển Đông) chảy theo hướng Đông
Bắc - Tây Nam, sông dài 237 km. Có các phụ lưu là sông Đáy, sông Đuống, sông
Luộc, sông Trà Lý, sông Đào Nam Định và sông Ninh Cơ.
1.4.2 Hệ thống sông Thái Bình.
Hệ thống sông Thái Bình nằm hoàn toàn trên lãnh thổ Việt Nam và cũng
được hình thành từ 3 nhánh sông lớn là sông Cầu, sông Thươ
ng và sông Lục Nam.
Ba nhánh gặp nhau tại Phả Lại tạo thành dòng chính sông Thái Bình. Về hạ lưu
sông có nhiều phân lưu thuộc bờ tả như: sông Kinh Thầy, sông Văn Úc và nhận
nước từ sông Hồng chuyển sang qua 2 sông Đuống và sông Luộc.
Dòng chính sông Thái Bình được tính từ ngã ba Chí Linh ra đến cửa biển
sông dài 90km, sông rộng trung bình 350 ÷ 450m ít dốc bị bồi lắng nhiêu. Lòng
sông so với trước kia bị thu hẹp nhỏ như đoạn Ngọc Điể
m đến Quý Cao. Riêng
đoạn Quý Cao nay đã bị lấp chỉ còn một lạch nhỏ.
Sông Cầu là nhánh lớn nhất của sông Thái Bình. Bắt nguồn từ núi Vạn Om -
Chợ Đồn tỉnh Bắc Cạn. Chiều dài sông tính đến Phả Lại là 288,5km diện tích lưu
vực 6030km2.
Sông Thương bắt nguồn từ dãy núi Na Pha Phước - Chi Lăng - Lạng Sơn.

Sông dài 571 km có diện tích lưu vực 3650km2.
Sông Lục Nam bắt nguồn từ huyện Đình L
ập (Lạng Sơn) chảy theo hướng
Đông Bắc - Tây Nam nhập lưu vào sông Thương tại Phương Nhơn (Lục Nam - Bắc
Giang) cách cửa sông Thương 9,5km, diện tích lưu vực 3070 km2. .
Ngoài việc nhận nguồn nước lớn từ 2 phân lưu của sông Hồng là sông
Đuống và sông Luộc đổ vào, sông Thái Bình phân lưu ra các sông chảy ra biển là:
- Sông Văn Úc và nhánh của sông Lạch Tray chúng chảy gần như song song
với nhau và chảy ra biển tại 3 cửa Thái Bình, Văn Úc và Lạ
ch Tray.
- Sông Kinh Thầy: xuất phát từ Chí Linh đến biển dài 82km đoạn đầu lòng
sông rộng khoảng 200 - 300m chảy uốn khúc quanh co gần cửa sông song mở rộng
dần đến 400 - 600m. Sông Kinh Thầy dốc hơn sông Thái Bình độ sâu lòng sông
khoảng từ -5 đến -9m.
D:\A-Tep KQNC- DOC\7226\Nhom 12\9-CD-9.doc
4
- Sông Kinh Môn: xuất phát từ ngã ba Cầu đến cao kênh (xã Tam đa)dài 43
km sông rộng trung bình 300m. Độ dốc lòng sông nhỏ, sông chảy quanh co, độ sâu
đáy sông khoảng 6 ÷10m.
Mạng lưới sông Hồng Thái bình được thể hiện ở bản đồ sau


D:\A-Tep KQNC- DOC\7226\Nhom 12\9-CD-9.doc
5
2 Nguồn nước, hệ thống sử dụng nước và chế độ vận hành hệ thống sử
dụng nước.
2.1 Nguồn nước sông Hồng
Mưa bình quân năm trên lưu vực sông Hồng khoảng 1800mm,
Tổng lượng dòng chảy năm trên toàn lưu vực đạt 135 tỷ m3. Dòng chảy năm
đạt 118.2 tỉ m

3
/năm tại Sơn Tây.
Lượng dòng chảy tại nước ngoài là 52,46 tỷ m3. Chiếm 38,9% dòng chảy
toàn lưu vực. Tại Việt Nam 82,54 tỷ m3 chiếm 61,1% tổng lượng dòng chảy trên
lưu vực
Lượng dòng chảy sản sinh trên lãnh thổ nước ngoài là 6.371 m3/km2, tại
Việt Nam là 9.254 m3/km2.
- Sông Đà: W0 = 57,36 tỷ m3 chiếm 42,5% Wlv.
- Sông Lô: W0 = 34,73 tỷ m3 chiếm 27,7% Wlv.
- Sông Thao: W0 = 27,57 tỷ m3 chiếm 20,4% Wlv.
- Thượng du sông Thái Bình W0 = 8,71 tỷ m3 chiếm 6,45% Wlv.
- Sông Đáy W0 = 3,39 tỷ m3 chi
ếm 2,5% Wlv.
- Vùng Đồng bằng sông Hồng W0 = 3,19 tỷ m3 chiếm 2,36% Wlv.
Phân bổ tổng lượng dòng chảy năm trên lưu vực sông Hồng rất không đều
trong năm. Tổng lượng dòng chảy mùa kiệt (7-9 tháng) chỉ chiếm từ 20-30% tổng
lượng dòng chảy năm. Trong khi đó dòng chảy mùa mưa chiếm tới 70-80% dòng
chẩy năm. Đặc trưng dòng chẩy năm sông Hồng được thể hiện ở bảng 2.1
Bảng 2.1. Đặ
c trưng dòng chảy năm lưu vực sông Hồng
Sông
Tính đến
trạm
Flv
(km2)
%Flv
Qo
(m3/s)
Mo
(l/skm2)

Xo
(mm)
Wo
(106m3)
Yo
(mm)
α
Hồng Sơn Tây 143600 100 3742 26.06 1940 118008 822 0.424
Đà Hoà Bình 51800 36.07 1766 34.1 1960 55692 1075 0.549
Lô Ghềnh Gà 29600 20.61 753 25.44 2000 23747 802 0.401
Thao Yên Bái 48000 33.43 810 16.88 2036 25544 532 0.261
Thái
Bình
Phả Lại 12680 100 280 22.08 1657 8830 696 0.420
2.2 Hệ thống sử dụng nước.
Nguồn nước trên hệ thống sông Hồng được sử dụng cho much đích phát trển
kinh tế xã hội. Các ngành sử dụng chính bao gồm: nước cho sinh hoạt, nông nghiệp,
công nghiệp (cả thủy điện), thủy sản, nước cho môi trường, giao thông thủy. Tuy
mhiên nước được sử dụng nhiều nhất là cho nông nghiệp.
Hiện tổng diện tích đất nông nghiệp trong vùng là: 357.262ha. Diện tích lúa
màu: 291.680ha (3 vụ: 3.072ha, 2 vụ: 120.900ha, 1 vụ: 60.514ha).
D:\A-Tep KQNC- DOC\7226\Nhom 12\9-CD-9.doc
6

Năm 1995 Năm 2000
Cây
trồng
Diện tích (ha)
Năng suất
(tạ/ha)

Diện tích (ha)
Năng suất
(tạ/ha)
Lúa xuân 138.067 35,42 152.979 45,46
Lúa mùa 35,42 35,13 187.586 40,40
Ngô 152.979 26,83 53.247 27,75
Khoai Lang 45,46 60,49 35.214 59,82
Sắn 171.034 84,87 9.778 86,55
Rau đậu 35,13 110.73 31.095 113.77
Cây ăn quả 187.586 355 31.788 284
Chè 40,40 25.206 10.797 63.476

Hệ thống công trình lấy nước trên lưu vực khá dày đặc gồm các hệ thống
cống và trạm bơm lấy nước phục vụ các mục tiêu cấp nước nông nghiệp, công
nghiệp, đô thị, sinh hoạt, duy trì môi trường. Hệ thống các trạm bơm bố trí trên các
nhánh sông Thao trước nhập lưu hai sông Thao-Đà, trên sông Thái Bình, sông Đáy.
Hệ thống cống lấy nước lớn ngoài cống Liên Mạc và Xuân Quan chủ yếu tập trung
ở
vùng hạ lưu ven biển.
Theo chế độ thủy lực có thể phân các hộ dùng nước thành hai nhóm: Nhóm
lấy nước bằng bơm (lấy chủ động và nằm chủ yếu ở trung du) và nhóm lấy nước
bằng cống (lấy nước bị động vì phụ thuốc mực nước trước cống và chủ yếu ở vùng
đồng bằng)
Nhìn chung hệ thống công trình đã xây dựng từ lâu đã xuống cấp, nhi
ều hệ
thống kênh mương nội đồng bị bồi lắng nên khả năng lấy nước phục vụ các yêu cầu
sản xuất thường gặp khó khăn trong mùa khô.
2.3 Chế độ vận hành hệ thống sử dụng nước.
Để giảm thời gian tính toán trong mô phỏng hệ thống các công trình lấy nước
trên sông được nhóm thành các nhóm sử dụng nước. Việc nhóm các nhóm sử dụng

nước được thự
c hiện theo nguyên tắc (i) tính chất lấy nước tưng tự về chế độ thủy
lực và (ii) Khoảng cách giữa các hộ dùng nước thành phần trong nhóm là nhỏ so với
khoảng cách giữa hai mặt cắt địa hình sông.
Theo nguyên tác trên các hộ dùng nước được nhóm thành 162 hộ (162 nút)
trong đó có 120 trạm bơm và 42 cống (có 39 cống ảnh hưởng triểu).
Các hộ sử dụng nức theo yêu cầu cảu mình sẽ lấy nước từ ngồn nướ
c sông Hồng.
Các hộ lấy nước bằng bơm luôn chủ động lấy lượng nước mình mong muốn. Mức
tố đa họ lấy là công suất lấy

D:\A-Tep KQNC- DOC\7226\Nhom 12\9-CD-9.doc
7
3 Mô phỏng ràng buộc nhu cầu sử dụng nước theo toán học.
3.1 Hệ thống mạng liên kết nguồn nước và sử dụng nước trên lưu vực sông.
Lượng nước lấy theo các nút được thể hiện ở bảng phụ lục A

3.2 Mô phỏng ràng buộc nhu cầu sử dụng nước theo toán học
3.2.1 Cân bằng nước và chuyển nước ở các đoạn sông
Trong kho
ảng thời gian pd (tháng), trên đoạn sông rn, dòng chảy từ đoạn
sông phía thượng lưu (rn_up) vào đoạn sông rn cộng với Dòng chảy vào đoạn sông
source(rn, pd), cộng với Dòng chảy từ các hồ chứa đến các đoạn sông res_n_t(rev,
rn, pd){xả} thông qua tuốc bin cộng với, Dòng chảy từ các hồ chứa đến các đoạn
sông res_n_sp(rev, rn, pd){xả} qua tràn, cộng Dòng chảy hồi quy từ khu tưới tới
đo
ạn sông retn_fla (agdm, pd, cộng với Dòng chảy hồi quy từ khu dùng nước sinh
hoạt tới đoạn sông (retn_flm (mundm, pd), cộng với Dòng chảy hồi quy từ khu công
nghiệp đến đoạn sông retn_fli (indm, pd), bằng Dòng chảy từ các đoạn sông đến
các hồ chứa n_res (rn, rev, pd), cộng với Nước tưới lấy từ các đoạn sông n_da(rn,

agdm, pd), cộng với Nước SH lấy từ các đoạ
n sông n_dm(rn, mundm, pd), cộng với
Nước CN lấy từ các đoạn sông n_di(rn, indm, pd). Phương trình này đảm bảo rằng
tổng dòng chảy đến bằng tổng dòng chảy đi.
D:\A-Tep KQNC- DOC\7226\Nhom 12\9-CD-9.doc
8






(A-11)

3.2.2 Dòng chảy hồi quy từ các khu tưới
Dòng chảy hồi quy từ khu tưới bao gồm một phần (drna) tiêu sát mặt từ khu tưới.
Lượng nước thấm phát sinh trên khu tưới từ việc rút nước mặt và nước ngầm. Phần
còn lại bị mất do thấm xuống và bốc hơi. Bên cạnh đó, một phần lượng nướ
c rút bị
mất do tổn thất dọc đường từ sông và hồ chứa cũng hồi quy lại hệ thống sông. Phần
này phụ thuộc vào hệ số gọi là reloss, hệ số này kể đến bốc hơi và các tổn thất khác.
Các hệ số này sẽ được tham khảo từ chuyên đề tính toán dòng hồi quy.












(A-12)








∑

∑∑
∑∑
∑
∑∑
∑∑
∑
∈
−
∈
−
∈
−
∈
−
∈
−
∈
−
∈
−
∈
−
∈
−
∈
−
∈
−
+
++

+=
+
++
++
+
NDLINKi
indmrn
NDLINKm
mundmrn
NDLINKa
agdmrn
NRLINK
revrn
RVLINK
lornrn
DNLINKm
rnmundm
DNLINKi
rnindm
DNLINKa
rnagdm
RNLINK
rnrev
RNLINK
rnrev
RVLINK
rnuprn
pdindmrndin
pdmundmrndmnpdagdmrndan
pdrevrnresnpdlornrnflow

pdmundmflmretn
pdindmfliretnpdagdmflaretn
pdrnrevspnrespdrnrevtnres
pdrnsourcepdrnuprnflow
)(
)()(
)()_(
)(
)()(
)()(
)_(
),,(_
),,(_),,(_
),,(_),_,(
),(_
),(_),(_
),,(__),,(__
),(),,_(
)1(*)(*
)),,(_),,(_(
) (*) , ,( _
) ,( _
)()(
relossagdmlossa
pdagdmrndanpdagdmrevdares
agdmdrnapdcropagdmstgdp
pdagdmflaretn
RDLINKa
agdmrev
NDLINKa

agdmrn
crop
−
++
=
∑∑
∑
∈
−
∈
−
D:\A-Tep KQNC- DOC\7226\Nhom 12\9-CD-9.doc
9

3.2.3 Dòng chảy hồi quy từ khu dùng nước sinh hoạt
Dòng chảy hồi quy từ khu vực dùng nước sinh hoạt được tính bằng một phần
của tổng lượng nước rút, kể cả nước mặt và nước ngầm, với phần được xác định
bằng lượng nước tiêu thụ thực tế (consfrm), phần bị tổn thất dọc đường (lossm), và
tỷ lệ tiêu mặt từ nướ
c bị mất trong quá trình cung cấp đến người sử dụng cuối cùng,
bao gồm cả lượng nước không tính được (UFW), mà hồi quy lại sông. Các hệ số sẽ
được tham khảo từ chuyên đề tính toán dòng hồi quy.







(A-13)

3.2.4 Dòng chảy hồi quy từ khu dùng nước công nghiệp
Dòng chảy hồi quy từ các khu dùng nước công nghiệp được tính bằng một
phần của tổng lượng nước rút, cả nướ
c mặt và nước ngầm, với phần được xác định
bằng lượng nước tiêu thụ thực tế (consfri), phần bị mất do tổn thất dọc đường
(lossi), và một phần tiêu của nước mặt từ lượng nước bị mất khi chuyển nước đến
người sử dụng cuối cùng, bao gồm cả lượng nước không đo được (UFW), mà hồi
quy lại sông (drni). Các hệ
số sẽ được tham khảo từ chuyên đề tính toán dòng hồi
quy.






(A-14)

3.2.5 Cân bằng dung tích hồ chứa

Dung tích hồ chứa tại thời đoạn pd-1 cộng với dòng chảy từ hồ chứa phía
thượng lưu vào hồ chứa cộng với dòng chảy từ đoạn sông vào hồ chứa bằng với
8.0*))(1(*))(1(*
)8.0*9.0*),(inf_),,((
5.0*)(*inf_5.0*1.0*),,(
)5.0)((*)),,(_
),,(_(( ) ,( _
)(
)(
)(
)(
mundmdrnmmundmconsfrm
pdmundmmtopdmundmgwpumpm
mundmdrnmmtopdmundmgwpumpm
mundmlossmpdmundmrevdmres
pdmundmrndmnpdmundmflmretn
GWLNKm
mundmgw
GWLINKm
mundmgw
RDLINKm
mundmrev
NDLINKm
mundmrn
−−
++

++
∗+
=
∑
∑
∑
∑
∈
−
∈
−
∈
−
∈
−
8.0*))(1(*))(1(
)),(inf_),,(
5.0*)(
*)),(inf_),,(
5.0)(*)),,(_
),,(_((
) ,( _
)(
)(
)(
)(
indmdrniindmconsfri
pdindmitopdindmgwpumpi
indmdrni
pdindmitopdindmgwpumpi

indmlossipdindmrevdires
pdindmrndin
pdindmfliretn
GWLNKi
indmgw
GWLNKi
indmgw
RDLINKi
indmrev
NDLINKi
indmrn
−−∗
++
++
∗+
=
∑
∑
∑
∑
∈
−
∈
−
∈
−
∈
−
D:\A-Tep KQNC- DOC\7226\Nhom 12\9-CD-9.doc
10

dung tích hồ chứa tại thời đoạn pd cộng với dòng chảy từ hồ chứa đến hồ chứa phía
hạ lưu, cộng với dòng chảy từ hồ chứa đến khu tưới, khu dùng nước sinh hoạt và
khu dùng nước công nghiệp, cộng với lượng bốc hơi mặt hồ.




(A-15)











3.2.6 Các hàm phát điện

Để ước tính sản lượ
ng điện, bước đầu tiên phải tính được hiệu suất phát điện dựa
vào lượng nước xả hằng ngày và dữ liệu về sản xuất điện:



(A-16)

where:

Q Dòng chảy qua tuốc bin (MCM)
h Cột nước (m)
h
0
Mực nước hạ lưu (m)

Sau đó, quan hệ về sản xuất điện hằng ngày sẽ được giải để tìm ra lượng điện
và các thông số điều chỉnh theo tháng. Q(pwst) [=RES_N_T(rev, rn, pd)] và h là các
biến cơ bản và trung gian trong mô hình. Cột nước để sản xuất điện và diện tích mặt
hồ để xác định bốc hơi thực được tính toán dựa vào các đường quan h
ệ dung tích-
mực nước hồ và dung tích-diện tích:
3.2.7 Hàm dung tích-mực nước hồ chứa


(A-17)


3.2.8 Hàm dung tích - diện tích hồ chứa


(A-18)
∑
∑∑
∑∑
∑
∈
−
∈

−
∈
−
∈
−
∈
−
∈
−
++
++
+=
++−
RNLINK
rnrev
RDLINKm
mundmrev
RDLINKa
agdmrev
RRLINKL
lorevrev
NRLINK
revrn
RRLINK
revuprev
pdrevevaprpdrnrevnres
pdmundmrevdmrespdagdmrevdares
pdlorevrevresrespdrevstrespdrevrnresn
pdrevuprevresrespdrevstres
)(

)()(
)_()(
)_(
),(_),,(_
),,(_),,(_
),_,(_),(_),,(_
),,_(_)1,(_
8.9*24*))pwst(h)pwst(h(*)pwst(Q
1000*)pwst(power
)pwst(effy_pw
0
−
=
ipdpwstSTRESpwstgpdpwstSTRESpwstf
pdpwstSTRESpwstepdpwstAREARES
++
+=
),(_*)(),(_*)(
),(_*)(),(_
2
3
dpdpwsthpwstcpdpwsthpwstb
pdpwsthpwstapdpwstSTRES
+++
=
),(*)(),(*)(
),(*)(),(_
2
3
D:\A-Tep KQNC- DOC\7226\Nhom 12\9-CD-9.doc

11

Trong đó:

RES_ST dung tích hồ (MCM)
RES_AREA diện tích hồ (km
2
)
a~i Hệ số
pd Khoảng thời gian




(A-19)

3.2.8.1 cho các trạm điện được vận hành bởi các hồ chứa thượng lưu.



(A-20)

3.2.8.2 cho tất cả các hồ chứa khác.

Trong đó:

RES_RES Dòng chảy từ hồ chứa đến hồ chứa (MCM)
RES_N_T Dòng chảy qua tuốc bin (MCM)

3.2.9 Giới hạn bơm nước ngầm

Tổng lượ
ng nước ngầm bơm cho khu tưới, khu công nghiệp và khu dùng nước sinh
hoạt ở thời đoạn pd phải nhỏ hơn hoặc bằng trữ lượng giới hạn của nước ngầm ở
cùng thời đoạn.





(A-21)





Giới hạn bơm nước ngầm được xác định theo trữ lượng nước ngầm nông hằng
tháng của các tỉnh.

3.2.10 T
ổng lượng cung cấp nước mặt cho một khu tưới
Tổng lượng nước mặt cấp cho khu tưới phải bằng tổng lượng nước lấy từ sông vào
khu tưới cộng với tổng lượng nước lấy từ hồ chứa vào khu tưới nhân với hệ số dùng
nước (bằng 1-hệ số tổn thất).
725.2*)(_*))(),((*
),,(__),(
0
pwsteffypwpwsthpdpwsth
pdrnrevTNRESpdpwstpower
−
=

725.2*)(_*))(),((*
),_,(_),(
0
pwsteffypwpwsthpdpwsth
pdlorevrevRESRESpdpwstpower
−
=
),(lim_
),,,(),,(
),,( ) ,( _
&
_&_
)()(
)(
pdgwitgw
pdcropagdmgwpumpapdindmgwpumpi
pdmundmgwpumpmpdgwlmtgwpump
pcrop
prdcpcpdemcrop
GWLINKa
agdmgw
GWLINKi
indmgw
GWLINKm
mundmgw
≤
+
+=
∑∑
∑

∈
∈
−
∈
−
∈
−
D:\A-Tep KQNC- DOC\7226\Nhom 12\9-CD-9.doc
12






(A-22)


3.2.11 Quan hệ lượng nước mặt cho tưới với các cây trồng

Tổng lượng nước mặt cho các cây trồng trong khu tưới ở thời đoạn pd bằng tổng
lượng dòng chảy mặt đến khu tưới.

(A-23)



3.2.12 Tổng lượng nước tưới sẵn có cho các cây trồng
Tổng trữ lượng nước theo tháng từ nước mặt và n
ước ngầm, không kể mưa

wacp(agdm, crop, pd) bằng Lượng nước mặt có sẵn cho một loại cây trồng
wsfacp(agdm, crop, pd) cộng với tổng lượng nước ngầm bơm cho cây trồng trong
khu tưới







(A-24)
3.2.13 Tổng lượng nước tưới sẵn có cho toàn bộ khu tưới (bao gồm cả mưa
hiệu quả)
Trữ lượng nước sẵn có theo mùa cho một cây trồng twacp(agdm, crop) bằng Tổ
ng
trữ lượng nước theo tháng từ nước mặt và nước ngầm, không kể mưa wacp(agdm,
crop, pd) cộng với tổng lượng mưa hiệu quả.






(A-25)


[
]
))(1(),,(_
),,(_),(inf_

)(
)(
agdmlosspdagdmrevdares
pdagdmrndanpdagdmato
RDLINKa
agdmrev
NDLINKa
agdmrn
−⋅
+=
∑
∑
∈
−
∈
−
)pd,agdm(_infato)pd,crop,agdm(wsfacp
PRD_CPpd&
CP_DEMcrop
=
∑
∈
∈
∑
+
=
pd
cropagdmareapdcropagdmerpdcropagdmwacp
cropagdmtwacp
),(*),,(),,(

),(
∑
∈
∈
+
=
PCROPcrop
GWLINKagw
pdcropagdmgwpumpapdcropagdmwsfacp
pdcropagdmwacp
&
),,,(),,(
),,(
D:\A-Tep KQNC- DOC\7226\Nhom 12\9-CD-9.doc
13
3.2.14 Thấm giai đoạn (theo tháng)


(A-26)


Trong đó hệ số tưới là cố định. Thấm theo mùa (dp(agdm,crop)) được tính
bằng cách cộng tổng các lượng thấm hằng tháng.

3.2.15 Giảm sản lượng theo tháng

Giảm năng suất cây trồng theo giai đoạn hoặc theo tháng được xác định bởi
công thức sau:

(A-27)


theo Doorenbos and Kassam (1979).
kym(agdm, crop,pd) Hệ số phản ứng năng suất cây tr
ồng theo tháng của FAO
etm(agdm,crop,pd) Bốc hơi tiềm năng (mm)
eta(agdm,crop,pd) Bốc hơi thực tế


3.2.16 Xác định giảm sản lượng tối đa

(A-28)


CT. A-27 and CT. A-28 được sử dụng cho hàm penalty đã trình bày ở trên.

3.2.17 Tổng lượng nước cấp cho sinh hoạt theo yêu cầu
Tổng lượng nước cấp cho sinh hoạt theo yêu cầu phải bằng tổng lượng nước lấy từ
sông và t
ổng lượng nước lấy từ hồ chứa vào khu dùng nước sinh hoạt nhân với hệ
số dùng nước (=1-tổn thất).




(A-29)

và



[
]
))(1(),,(_
),,(_
),(inf_
)(
)(
mundmlosspdmundmrevdmres
pdmundmrndmn
pdmundmmto
RDLINKm
mundmrev
NDLINKm
mundmrn
−⋅
+
=
∑
∑
∈
−
∈
−

∑
∈
+
=
GWLINKmgw
pdmundmgwpumpmpdmundmmto
pdmundmtmuwat
),,(),(inf_
),(
)),(1(*),,(
),,(_
cropagdmeffypdcropagdmwacp
pdcropagdmstgdp
−
=
)
),,(
),,(
1(*),,(
),,(
pdcpagdmetm
pdcpagdmeta
pdcpagdmkym
p
dcpagdmdf
t
−
=
))pd,cp,agdm(dft(max)cp,agdm(mdft
PD_CP

pd
∈
=
D:\A-Tep KQNC- DOC\7226\Nhom 12\9-CD-9.doc
14
(A-30)


Lượng nước cấp được chia thành nhu cầu nước cho sinh hoạt đô thị và nông
thôn.



(A-31)


3.2.18 Tổng lượng nước cấp cho công nghiệp theo yêu cầu
Tổng lượng nước mặt cấp cho công nghiệp ở thời đoạn pd phải bằng tổng
lượng nước lấy từ sông cộng với tổng lượng nước lấy từ hồ chứa vào khu công
nghi
ệp, nhân với hệ số dùng nước công nghiệp.



(A-32)




Và tổng lượng nước cấp cho công nghiệp phải bằng tổng lượng nước mặt

cộng với tổng lượng nước ngầm.


(A-33)


3.2.19 Dòng chảy nhỏ nhất.
Yêu cầu dòng chảy tại một số vị trí trong hệ thống sông ở mỗi thời đoạn phải
đạt mứ
c quy định. Tham khảo trong chuyên đề xác định dòng chảy tối thiểu.
3.2.20 Ràng buộc về chất lượng nước:
Yêu cầu chất lượng nước trong sông phải đạt được các tiêu chuẩn về chất
lượng nước tưới, chất lượng nước sinh hoạt.v.v. Tham khảo trong chuyên đề về chất
lượng nước.
3.3 Các ràng buộc về tài nguyên liên quan
3.3.1 Khống chế mực nước
Để bả
o đảm giao thông thủy và và bảo tồn hệ sinh thái trên sông một số đoạn
sông có những ràng buộc về độ sâu dòng chẩy. Ràng buộc này là các giá trị độ sâu
mực nước tối thiểu thay đổi theo từng đoạn sông phụ thuộc yêu cầu gi (độ sâu dòng
chẩy) trên các đoạn sông đẻ bảo đảm giao thông thủy
3.3.2 Khống chế mức xả tối đa từ các hồ chứa
Do điề
u kiện hạn chế về kết cấu công trình nên năng lực chuyển tải nước của
các công trình là hạn chế. Mỗi công trình đề có một ngưỡng hạn chế cụ thể thể hiện
bằng lưu lượng tối đa.
∑∑
∈∈
+
=

RURALmundmURBANmundm
pdmundmtmuwatrpdmundmtmuwatu
pdmundmtmuwat
),(),(
),(
[
]
))(1(),,(_
),,(_),(inf_
)(
)(
indmlosspdindmrevdmres
pdindmrndmnpdindmito
RDLINKi
indmrev
NDLINKi
indmrn
−⋅
+=
∑
∑
∈
−
∈
−
∑
∈
+
=
GWLINKigw

pdindmgwpumpipdindmito
pdindmtinwat
),,(),(inf_
),(
D:\A-Tep KQNC- DOC\7226\Nhom 12\9-CD-9.doc
15
3.3.3 Khống chế tốc độ biến đổi dòng chẩy
Để bảo đảm môi trường sinh thái và chống xói lở bờ sông nên tùy theo điều
kiện cụ thể của mỗi đoạn sông đề có ràng buộc về thay đổi mực nước sông trong
một thời gian nhất định như mức tối đa thay đổi mực nước ở đoạn sông A là không
quá 2m/ngày)
3.3.4 Khống chế
công xuất phát điện tối đa
Giới hạn công xuất lắp máy của nhà máy thủy điện là ràng buộc cụ thể cho
mỗi nhà máy phát điện.

4 Cách mô tả bằng GAMS
4.1 Khái quát chung về GAMS và ngôn ngữ GAMS.
Công nghệ GAMS (General Algebraic Modelling System) là một công nghệ
mới trong mô phỏng tối ưu hệ thống. Công nghệ GAMS cho phép xây dựng và giải
các bài toán tối ưu tuyến tính, tối ưu phi tuyến một cách hiệu quả. GAMS
đã được
nghiên cứu ứng dụng trong các bài toán quy hoạch quản lý nguồn nước trên thế giới
và ở Việt nam. Gần đây nhất Viện quy hoạch Thuỷ lợi đã thực hiện đề tài nghiên
cứu khoa học cấp Bộ với nội dung “Nghiên cứu, ứng dụng công nghệ GAMS phục
vụ quy hoạch, quản lý và khai thác hệ thống công trình thuỷ lợi vùng thượng du
sông Thái Bình”.
Cũng như nhiều ngôn ngữ lậ
p trình khác ngôn ngữ GAMS có những quy tắc
chặt chẽ cần phải tuân thủ khi sử dụng để phát triển mã nguồn. Cấu trúc chung của

một chương trình viết trong ngôn ngữ GAMS như sau.
Đầu vào Đầu ra
• Sets
Khai báo – Xác định các phần tử
• Data
(Parameters, Tables, Scalars)
Khai báo - Gán giá trị
• Variables
Khai báo -Xác định loại biến
• Gán các giá trị biên/các giá trị ban đầu
(tuỳ chọn)
• Equations
Khai báo - Định nghĩa
• Model and solve statements
• Display statement (tuỳ chọn)
• Liên kết nút: n_to_n(n,n1)
• Echo Print
• Reference Maps
• Equation listings
• Status reports
• Results
D:\A-Tep KQNC- DOC\7226\Nhom 12\9-CD-9.doc
16
Điểm khác biệt ở đây là khi giải mã nguồn không chạy lần lượt từng câu lệnh
như các ngôn ngữ máy lập trình thông thường (Pascal, Fortran, Basic, Delphi, VB,
C…). Khi nhận được lệnh giải, toàn bộ cấu trúc, ràng buộc đã được xác lập trong bộ
mã sẽ được chuyển vào bộ giải tối ưu để dò tìm điểm cực trị.
4.2 Khai báo các biến trong GAMS
4.2.1 Các biến
4.2.1.1 Các biến trong hệ thố

ng:
Trong hệ thống có các biến sau:
pd Khoảng thời gian (tháng)
rn Đoạn sông
rn_lo Đoạn sông hạ lưu
rn_up Đoạn sông thượng lưu
gw Khu vực nước ngầm nông
in Đầu vào của các loại cây trồng
inc Chi phí đầu vào của các loại cây trồng
prov Tỉnh
rev Hồ chứa
rev_lo Hồ chứa dưới hạ du
pwst Trạm điện
agdm Khu t
ưới
mundm Khu dùng nước sinh hoạt (khu dân cư)
indm Khu dùng nước công nghiệp
crop Các loại cây trồng
4.2.1.2 Kết nối mạng trong hệ thống lưu vực sông

RVLINK(rn_up, rn) Nối đoạn sông với đoạn sông
NDLINKm(rn, mundm) Nối đoạn sông với khu dân cư (khu dùng nước sinh
hoạt)
NDLINKa(rn, agdm) Nối đoạn sông với khu tưới
NDLINKi(rn,indm) Nối đoạn sông với khu dùng nước công nghiệp
DNLINKm(mundm, rn) Dòng hồi quy t
ừ khu dân cư tới đoạn sông
DNLINKa(agdm,rn) Dòng hồi quy từ khu tưới tới đoạn sông
NRLINK(rn, rev) Nối đoạn sông với hồ chứa
RDLINKa(rev, agdm) Nối hồ chứa với khu tưới

RDLINKm(rev, mundm) Nối hồ chứa với khu dân cư
RDLINKi(rev, indm) Nối hồ chứa với khu dùng nước công nghiệp
RNLINK(rev, rn) Nối hồ chứa với đoạn sông
RPLINK(rev, pwst) Nối hồ chứa với trạ
m điện
RRLINK(rev,rev) Nối hồ chứa với hồ chứa
GWLINKa(gw,agdm) Nối nước ngầm với khu tưới
GWLINKm(gw,mundm) Nối nước ngầm với khu dân cư
GWLINKi(gw,indm) Nối nước ngầm với khu dùng nước công nghiệp

4.2.1.3 Các mối quan hệ lợi nhuận/lợi ích đối với các tỉnh
prov_agdm(prov, agdm) Tỉnh và khu tưới
prov_mundm(prov, mundm) Tỉnh và khu dùng nước sinh hoạt
prov_indm(prov, indm) Tỉnh và khu dùng nước công nghiệp
D:\A-Tep KQNC- DOC\7226\Nhom 12\9-CD-9.doc
17
prov_pwst(prov,pwst) Tỉnh và nhà máy thuỷ điện

4.2.1.4 Xác định giai đoạn tưới cho cây trồng
cp_prd(agdm,crop, pd) Mối quan hệ giữa các cây trồng với các khu tưới và các
giai đoạn sinh trưởng

4.2.1.5 Cơ cấu cây trồng trong mỗi khu tưới
dem_cp(agdm, crop) Các khu tưới và các loại cây trồng

4.2.1.6 Các cây trồng được tưới bằng nước ngầm
pcrop(agdm,crop) Các cây trồng có thể tiếp nhận nước ngầm

4.2.1.7
Nhu cầu nước sinh hoạt đô thị/nông thôn

urban(mundm) Khu dùng nước sinh hoạt đô thị
rural(mundm) Khu dùng nước sinh hoạt nông thôn

4.2.2 Các tài liệu đầu vào
4.2.2.1 Nguồn tài liệu
source(rn, pd) Dòng chảy vào các đoạn sông (MCM)
er(agdm, crop, pd) Mưa hiệu quả, được tính dựa vào USDA (1967) (mm)
etm(agdm,crop,pd) Bốc hơi tiềm năng (mm)
r_evap (rev,pd) Bốc hơi mặt hồ (mm)

4.2.2.2 Reservoir data
r_up(rev) Dung tích hồ chứa lớn nhất (MCM)
stg0(rev) Dung tích chết (MCM)

rev_st0(rev) Dung tích ban đầu của hồ chứa (MCM)
a,b,c,d,e,f,g, Các thông số quan hệ diện tích/dung tích/cột nước
h.lo(rev,pd) Giới hạn trên của mực nước hồ cho phòng lũ (m)
h.up(rev,pd) Giới hạn dưới của mực nước hồ để đảm bảo dòng chảy
tối thiểu(m)

4.2.2.3 Dữ liệu về trạm thuỷ điện
turb_max(pwst) Dòng chảy tối đa qua tuốc bin (MCM)
h0(pwst) Cao trình mự
c nước hạ lưu (m)
pw_effy(pwst) Hiệu suất phát điện

4.2.2.4 Dòng chảy tối thiểu
miflow_lt(rn, rn_lo, pd) Dòng chảy tối thiểu yêu cầu tại một nút sông (cho môi
trường sống trong sông) (%)
down_flA(pd) Yêu cầu dòng chảy hạ lưu để kiểm soát mặn cho sông A

down_flB(pd) Yêu cầu dòng chảy hạ lưu để kiểm soát mặn , sông B
flow1Cl(pd) Lượng xả tối thiểu sang kênh 1 (MCM)
flow2Cl(pd) Lượng xả tối thiể
u sang kênh 2 (MCM)
flow3Cl(pd) Lượng xả tối thiểu sang kênh 3 (MCM)
rel_TH(pd) Lượng xả tối thiểu từ Thác Huống (MCM) {2010}

D:\A-Tep KQNC- DOC\7226\Nhom 12\9-CD-9.doc
18
4.2.2.5 Các thông số chuyển nước
agwto(agdm) Giới hạn lượng nước rút cho khu tưới nông nghiệp
(MCM)
effy(agdm,crop) Hiệu suất tưới mặt ruộng (%)
ratio_rfa (agdm, rn) hệ số dòng hồi quy từ tưới (%)
ratio_rfm (mundm, rn) Hệ số dòng hồi quy từ sinh hoạt (%)
ratio_rfi (indm, rn) Hệ số dòng hồi quy từ công nghiệp (%)
lossa(agdm) Thấm/bốc hơi (tổn thất dọc đường) từ khu tưới (%)
lossm(mundm) Thấm/bốc h
ơi (tổn thất dọc đường) từ khu dùng nước
sinh hoạt (%)
lossi(indm) Thấm/bốc hơi (tổn thất dọc đường) từ khu dùng nước
công nghiệp (%)
consfr(mundm) Lượng nước tiêu thụ trong tổng lượng nước cấp cho sinh
hoạt (%)
drnm(mundm) Tỷ lệ tiêu, sử dụng nước sinh hoạt (%)
drna(agdm) Hệ số tiêu, khu tưới (%)
drni(indm) Hệ số tiêu, sử dụng công nghiệp (%)
gw_limit (gw,pd) Trữ lượng nước ng
ầm nông (MCM)
agpcap(agdm,pd) Công suất bơm tưới (MCM)

munpcap(mundm,pd) Công suất bơm nước sinh hoạt (MCM)
indpcap (indm, pd) Công suất bơm nước công nghiệp (MCM)
flow1Cu(pd) Lượng nước xả lớn nhất sang kênh 1(MCM)
flow2Cu(pd) Lượng nước xả lớn nhất sang kênh 2 (MCM)
flow3Cu(pd) Lượng nước xả lớn nhất sang kênh 3 (MCM)
rel_TH (pd) Lượng nước xả lớn nhất từ Thác Huống (MCM) {2010}

4.2.2.6 Tài liệu cây trồng
tarea(agdm) Tổng diện tích gieo trồng
areabnd(agdm,crop) Diệ
n tích tưới được thu hoạch thực tế, sử dụng làm giới
hạn diện tích (ha)
ky(crop) Hệ số phản ứng năng suất cây trồng theo mùa của FAO
kym(agdm, crop,pd) Hệ số phản ứng năng suất cây trồng theo tháng của FAO
yldm (crop) Năng suất cây trồng khi có đủ nước (mt/ha) ( = yldst)
ZETA(crop,in,iin) Hằng số, hàm sản xuất bậc hai
ALPHA(crop,in) Hằng số tuyến tính, hàm sản xuất bậc hai
water (agdm,crop) Nhu c
ầu nước tưới cho cây trồng (tưới + mưa hiệu quả)

4.2.2.7 Tài liệu sử dụng nước sinh hoạt
mwd (mundm, pd) Nhu cầu nước bình thường (m
3
/người/tháng)
mwdu (mundm, pd) Nhu cầu nước đô thị bình thường (m
3
/người/tháng)
mwdr (mundm, pd) Nhu cầu nước nông thôn bình thường (m
3
/người/tháng)

pop(mundm) dân số (số người)
popu(mundm) dân số đô thị (số người)
popr(mundm) Dân số nông thôn (số người)

4.2.2.8 Tài liệu sử dụng nước công nghiệp
iwd(indm, pd) Nhu cầu nước bình thường (MCM)
iwd0(indm) Sử dụng nước công nghiệp bình thường (m
3
/tháng)

4.2.2.9 Tài liệu kinh tế
pben(pwst) Giá bán điện (VND/kWh)
pcost(pwst) Chi phí phát điện (VND/kWh)
D:\A-Tep KQNC- DOC\7226\Nhom 12\9-CD-9.doc
19
ppumpi(indm) Chi phí bơm nước công nghiệp (VND/m
3
)
ppumpm(mundm) Chi phí bơm nước sinh hoạt (VND/m
3
)
ppumpa(agdm) Chi phí bơm nước tưới (VND/m
3
)
w_ci(indm) Chi phí cho nước măt dùng trong công nghiệp
(VND/m
3
)
w_ca(agdm) Giá cung nước, phí dịch vụ tuới (VND/m
3

)
price(crop) Giá sản phẩm của các loại cây trồng (VND/mt)
avpriu(mundm) Giá nước trung bình, đô thị, nước mặt (VND/m
3
)
avprir(mundm) Giá nước trung bình, nông thôn, nước mặt (VND/m
3
)
incu (mundm) Thu nhập, khu vực đô thị (VND/người/?)
incr (mundm) Thu nhập, khu vực nông thôn (VND/người/?)
inpts0(crop, in) Đầu vào của các loại cây trồng (giá trị hoặc khối lượng)
- labor (crop) Lao động gia đình và lao động được thuê (Người-
ngày/ha)
- fertn (crop) Phân đạm (kg/ha)
- fertp(crop) Phân P
2
O
5
(kg/ha)
- fertk(crop) Phân K
2
O (kg/ha)
- mach(crop) Máy + súc vật kéo (VND/ha)
- pesti(crop) Thuốc trừ sâu (VND/ha)
- water(agdm,crop) Nước (tưới + mưa hiệu quả) (mm)
inpcos(crop, inc) Chi phí đầu vào
- fertnc (crop) Giá N, P
2
O
5

(VND/kg)
- fertpc(crop) Giá P
2
O
5
(VND/kg)
- fertkc(crop) Giá K
2
O (VND/kg)
- laborc(crop) Công lao động (VND/người-ngày)
intp1 Hằng số trong hàm sử dụng nước sinh hoạt, các hộ được
kết nối
elas_pr1 Co giãn theo giá trong hàm sử dụng nước sinh hoạt, các
hộ được kết nối
elas_in1 Co giãn theo thu nhập trong hàm sử dụng nước sinh
hoạt, các hộ được kết nối
intp2 Hằng số trong hàm sử dụng nước sinh hoạt, các hộ
không được kết nối
elas_pr2 Co giãn theo giá của hàm sử
dụng nước sinh hoạt, các hộ
không được kết nối.
elas_in2 Co giãn theo thu nhập của hàm sử dụng nước sinh hoạt,
các hộ không được kết nối.
elas_ind Co giãn theo giá trong hàm sử dụng nước công nghiệp
alfa(indm) Hằng số trong hàm sử dụng nước công nghiệp

4.2.2.10 Các biến cơ bản

obj Biến mục tiêu (xem hàm mục tiêu)
arval(agdm) Lợi nhuận từ các khu tưới (= VA) (VND million)

muval(mundm) Lợi nhuận từ sử d
ụng nước sinh hoạt (= VM) (VND
million)
inval(indm) Lợi nhuận từ nước sản xuất công nghiệp, coi nước là đầu
vào (= VI) (VND million)
powval(pwst) Lợi nhuận từ phát điện (= VP) (VND million)
muvalu(mundm) Lợi ích cấp nước sinh hoạt đô thị (VND million)
muvalr(mundm) Lợi ích cấp nước sinh hoạt nông thôn (VND million)
res_n_t(rev, rn, pd) Dòng chảy từ các hồ chứa đến các đoạn sông {xả} thông
qua tuốc bin (MCM)
D:\A-Tep KQNC- DOC\7226\Nhom 12\9-CD-9.doc
20
res_n_sp(rev, rn, pd) Dòng chảy từ các hồ chứa đến các đoạn sông {xả} qua
tràn (MCM)
res_res(rev_up,rev,pd) Dòng chảy từ các hồ chứa đến hồ chứa (MCM)
n_res (rn, rev, pd) Dòng chảy từ các đoạn sông đến các hồ chứa (MCM)
res_da(rev,agdm, pd) Lượng nước lấy từ các hồ chứa cho các khu tưới (MCM)
res_dm(rev, mundm, pd) Lượng nước lấy từ các hồ chứa cho khu dùng nước SH
(MCM)
res_di(rev, indm, pd) Lượng nước lấy từ các hồ chứ
a cho khu dùng nước CN
(MCM)
n_da(rn, agdm, pd) Nước tưới lấy từ các đoạn sông (MCM)
n_dm(rn, mundm, pd) Nước SH lấy từ các đoạn sông (MCM)
n_di(rn, indm, pd) Nước CN lấy từ các đoạn sông (MCM)
wacp(agdm, crop, pd) Tổng trữ lượng nước theo tháng từ nước mặt và nước
ngầm, không kể mưa (MCM)
twacp(agdm, crop) Trữ lượng nước sẵn có theo mùa cho một cây trồng
(MCM)
tinwat(indm,pd) Nhu cầu nươc mặt, nước ngầm cho các khu dùng nước

công nghiệp (MCM)
tmuwat(mundm,pd) Nhu c
ầu nước mặt và nước ngầm cho các khu cấp nước
sinh hoạt (MCM)
area(crop,agdm) Diện tích tưới được thu hoạch (ha)
ylda(agdm,crop) Năng suất cây trồng (mt/ha)

4.2.2.11 Các biến trung gian

flow(rn,rn_lo,pd) Dòng chảy từ nút thượng lưu về nút hạ lưu (MCM)
res_st(rev, pd) Dung tích hồ chứa (MCM)
res_area(rev,pd) Diện tích hồ chứa (km
2
)
power(pwst, pd) Lượng điện tại mỗi trạm phát trong mỗi tháng (‘000
GWh)
to_infa(agdm, pd) Tổng lượng nước mặt rút cho một khu tưới (MCM)
to_infi(indm, pd) Tổng lượng nước mặt rút cho một khu công nghiệp
(MCM)
to_infm(mundm, pd) Tổng lượng nước mặt rút cho một khu dùng nước sinh
hoạt(MCM)
wsfacp(agdm, crop, pd) Lượng nước mặt có sẵn cho một loại cây trồng (MCM)
muwatsf(mundm,pd) Lượng nước mặt cho sử dụng sinh hoạt (MCM)
inwatsf(indm,pd) Nước m
ặt cho sử dụng công nghiệp (MCM)
tmuwatr(mundm,pd) Nước mặt và nước ngầm cho khu vực nông thôn không
được kết nối (MCM)
tmuwatu (mundm,pd) Nước mặt và nước ngầm cho khu vực đô thị được kết
nối (MCM)
pumpa(gw,agdm,crop,pd) Bơm nước ngầm để tưới (MCM)

pumpi(gw,indm,pd) Bơm nước ngầm cho công nghiệp (MCM)
pumpm(gw,mundm,pd) Bơm nước ngầm cho sinh hoạt (MCM)
eta_st(agdm,crop, pd) Bốc hơi ET thực từ tưới và mưa hiệu quả (mm)
eta_se(agdm, crop)
ET thực theo mùa bao gồm cả mưa hiệu quả (mm)
dp(agdm, crop) Thấm sâu theo mùa (MCM)
dp_stg(agdm, crop, pd) Thấm sâu theo giai đoạn (MCM)
dft(agdm, crop, pd) Giảm năng suất cây trồng theo giai đoạn
mdft(agdm, crop) Giảm năng suất lớn nhất do thiếu nước trong các giai
đoạn
retn_fla (agdm, pd) Dòng chảy hồi quy từ khu tưới tới đoạn sông (MCM)
D:\A-Tep KQNC- DOC\7226\Nhom 12\9-CD-9.doc
21
retn_flm (mundm, pd) Dòng chảy hồi quy từ khu dùng nước sinh hoạt tới đoạn
sông (MCM)
retn_fli (indm, pd) Dòng chảy hồi quy từ khu công nghiệp đến đoạn sông
(MCM)
h(rev,pd) Bốc hơi mặt hồ (m)

Các biến trung gian được định nghĩa cùng với các công thức.

4.2.2.12 Giới hạn biến
Giới hạn trên và dưới được cụ thể cho một số biến cơ bản và một số biến trung
gian. Ví d
ụ như giới hạn trên đối với dung tích hồ chứa và giới hạn khoảng đối với
diện tích tưới được thu hoạch. Khi thực hiện mô hình GAMS, giới hạn các biến
khác được cụ thể theo yêu cầu tính toán, ví dụ để tránh chia cho 0.