Chào mừng bạn đến website của Viện Quy hoạch Thủy lợi

Tối ưu hóa hệ thống và khả năng ứng dụng trong quản lý tài nguyên nước

Hài hòa các mục tiêu sử dụng trong quy hoạch, quản lý hệ thống nguồn nước trước diễn biến bất thường của điều kiện tự nhiên, yêu cầu của phát triển dưới tác động chi phối của yếu tố thị trường đang là vấn đề bức xúc hiện nay ở nước ta. Qua rà soát, đánh giá kết quả ứng dụng phương pháp  mô hình toán mô phỏng, phương pháp mô hình toán tối ưu trong quản lý tài nguyên nước, hệ thống hồ chứa nước bài viết đã đề xuất sử dụng tối ưu phi tuyến kết hợp phân tích tối ưu Pareto trong nghiên cứu ứng dụng nhằm tìm lời giải cho bài toán quy hoạch và quản lý hệ thống nguồn nước. Công nghệ GAMS được đánh giá là một công cụ phù hợp phục vụ cho phân tích, tính toán tối ưu các hệ thống lưu vực sông và hồ chứa phức tạp ở Việt Nam. Để phát triển nghiên cứu, triển khai ứng dụng phương pháp luận và công cụ tối ưu hệ thống vào thực tiễn ở Việt Nam, ngoài ưu tiên đầu tư cho công tác đào tạo, nghiên cứu triển khai ứng dụng thì, đặc biệt, cần tạo môi trường tốt cho hoạt động trao đổi thông tin giữa nhà nghiên cứu với đội ngũ cán bộ quản lý, vận hành hệ thống công trình cũng như các bên hưởng lợi liên quan để hiểu rõ được tính ưu việt của tối ưu hóa hệ thống đồng thời phải bảo đảm chuyển tải được thông tin về tính minh bạch, rõ ràng phương pháp luận tối ưu, tính mềm dẻo đơn giản của công cụ và tính định lượng của hiệu quả ứng dụng phương pháp luận tối ưu và công cụ tối ưu hóa hệ thống đến người có thẩm quyền ra quyết định.

1. Mở đầu

Thời gian qua, sức ép của gia tăng dân số, phát triển kinh tế trong điều kiện các nguyên tắc quản lý tổng hợp tài nguyên nước chưa được thực thi đồng bộ, cùng với đó diễn biến cực đoan của dòng chảy các lưu vực sông, đặc biệt là suy giảm nguồn nước mùa cạn dẫn đến nhu cầu bức thiết phải nghiên cứu khai thác nâng cao hiệu quả sử dụng hệ thống công trình thủy lợi và nâng cao hiệu quả sử dụng nước (Hoàng Văn Thắng, 2015).

Trên thế giới cũng như ở nước ta, hệ thống nguồn nước và công trình khai thác sử dụng nước đã được quan tâm đầu tư phát triển - đến nay công tác quản lý nguồn nước đã mang lại các kết quả vô cùng to lớn phục vụ cho mục tiêu phát triển đất nước trong suốt quá trình lịch sử. Cùng với quá trình phát triển của lịch sử, của nhu cầu phục vụ các hoạt động phát triển kinh tế-xã hội thì hệ thống nguồn nước và công trình khai thác nguồn nước được xây dựng phục vụ đa mục tiêu. Quá trình phát triển của các mục tiêu phục vụ, nhu cầu sử dụng cùng với tác động của nền kinh tế thị trường đã làm tăng mức độ phức tạp trong hoạt động quản lý, vận hành hệ thống nguồn nước. Tranh chấp trong chia sẻ nguồn nước giữa các mục tiêu sử dụng, giữa phát triển và bảo tồn nguồn nước ngày càng trở nên phức tạp yêu cầu có hướng tiếp cận phù hợp trong phân bổ, chia sẻ nguồn nước phục vụ mục tiêu phát triển. Mâu thuẫn trong chia sẻ nguồn nước, tranh chấp trong khai thác, sử dụng nguồn nước gần đây có thể kể đến như giữa phát triển công trình thủy lợi phục vụ đa mục tiêu cấp nước cho đô thị, công nghiệp, tưới, phòng chống lũ với phát triển, khai thác hệ thống công trình hồ chứa thủy điện ngày càng bộc lộ rõ và cần đầu tư nghiên cứu giải quyết.

Để điều hòa, phân bố nguồn nước giữa các mục tiêu sử dụng trong nghiên cứu quy hoạch cũng như quản lý có thể vận dụng mô hình mô phỏng hoặc mô hình tối ưu (Lund và Guzman, 1999; Tô Trung Nghĩa  và Lê Hùng Nam, 2007). Mô hình toán mô phỏng có khả năng cho biết Hệ thống sẽ phản hồi như thế nào theo các kịch bản đề ra? Tuy vậy mô hình toán mô phỏng không thể trả lời câu hỏi Vậy hệ thống phản hồi như vậy đã tốt nhất hay chưa? mô hình toán tối ưu sẽ trả lời cho câu hỏi này (Hillier và Liebeman, 2001, Mays và Tung, 1992, Helweg và Labadie, 1977). Lĩnh vực tối ưu hóa hệ thống được xem là một trong những lĩnh vực nghiên cứu thu hút tập trung các nhà nghiên cứu trong suốt lịch sử phát triển. Đến nay tối ưu hóa hệ thống trong quản lý, phân bổ và sử dụng các nguồn tài nguyên hạn hẹp, trong đó có nguồn nước, vẫn được đặc biệt tập trung đầu tư.

Phát triển của tối ưu hóa hệ thống liên quan đến cơ sở toán học, khả năng về công nghệ phần mềm, phần cứng, con người, đầu vào số liệu. Sự phát triển của các yếu tố nêu trên thời gian vừa qua đã bước đầu và sẽ tạo điều kiện cho khả năng triển khai áp dụng vào quản lý phân bổ tối ưu tài nguyên nước phục vụ phát triển kinh tế xã hội ở nước ta.

Nội dung bài viết sẽ phân tích, đánh giá quá trình phát triển và ứng dụng của phương pháp tối ưu hóa hệ thống trong quản lý phân bổ nguồn nước nói chung và khả năng triển khai ứng dụng trong quản lý tài nguyên nước ở nước ta.

2. Phương pháp nghiên cứu

Bài viết tiến hành đánh giá quá trình phát triển phương pháp tối ưu hóa toán học, đặc biệt tập trung vào tối ưu phi tuyến trong quản lý, vận hành hệ thống - sẽ đi vào các nội dung phương pháp tối ưu, công cụ ứng dụng, khả năng về số liệu, thực tế triển khai ứng dụng trong thực tế. Với việc đánh giá một số ứng dụng tối ưu hóa hệ thống ở trong nước và ngoài nước bài viết sẽ đưa ra các khuyến cáo trong phát triển, ứng dụng công nghệ tối ưu hóa hệ thống trong quản lý, khai thác hợp lý tài nguyên ở Việt Nam.

3. Kết quả và thảo luận

Chi tiết

 

Nguồn: http://www.tongcucthuyloi.gov.vn/

Top