Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu cơ sở khoa học lựa chọn sơ đồ bố trí và thông số thiết kế tối ưu của trạm bơm tưới cho vùng đất dốc khu vực Trung du, miền núi phía Bắc

Luận án Nghiên cứu cơ sở khoa học lựa chọn sơ đồ bố trí và thông số thiết kế tối ưu của trạm bơm tưới cho vùng đất dốc khu vực Trung du, miền núi phía Bắc được thực hiện với mục đích xây dựng phương pháp giải bài toán lựa chọn sơ đồ bố trí và thông số thiết kế tối ưu của trạm bơm tưới cho vùng đất dốc; ứng dụng phương... Đề tài Hoàn thiện công tác quản trị nhân sự tại Công ty TNHH Mộc Khải Tuyên được nghiên cứu nhằm giúp công ty TNHH Mộc Khải Tuyên làm rõ được thực trạng công tác quản trị nhân sự trong công ty như thế nào từ đó đề ra các giải pháp giúp công ty hoàn thiện công tác quản trị nhân sự tốt hơn trong thời gian tới.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

VŨ THỊ DOAN

NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC LỰA CHỌN SƠ ĐỒ BỐ

TRÍ VÀ THÔNG SỐ THIẾT KẾ TỐI ƯU CỦA TRẠM BƠM

TƯỚI CHO VÙNG ĐẤT DỐC KHU VỰC TRUNG DU, MIỀN

Công trình được hoàn thành tại Trường Đại học Thủy lợi

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Tuấn Anh

Phản biện 1: GS TS Trần Viết Ổn, Hội Thủy lợi Việt Nam

Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Văn Tuấn, Viện Quy hoạch Thủy lợi

Phản biện 3: PGS.TS Trần Chí Trung, Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án họp tại

vào lúc giờ ngày tháng năm 2024

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:

M Ở ĐẦU

1 Tính c ấp thiết của luận án

Việt Nam có diện tích đất đồi núi khá lớn có thể canh tác cây trồng cạn gồm các

cây ăn quả, cây công nghiệp, cây lương thực… Theo số liệu điều tra của Tổng

cục thống kê, diện tích gieo trồng cây trồng cạn năm 2020 ở một số khu vực như

1.640.600 ha; Việc tưới nước cho cây trồng cạn vùng đồi núi, ngoài việc tận

dụng nước mưa, còn lại chủ yếu tưới bằng động lực (chiếm khoảng 90%), các

hình thức bơm động lực có thể kể đến là: bơm giếng sâu, bơm tia, bơm nước va,

bơm thủy luân, bơm cánh quạt ly tâm, lấy nước ngầm, nước từ hồ và sông suối…

Trong đó phổ biến là hình thức dùng trạm bơm lấy nước từ sông, suối, hồ chứa

cho các dải đất, vùng đồi canh tác ven bờ sông, suối trên sườn dốc

Trong công tác thiết kế, quy hoạch, vận hành các hệ thống tưới nói chung, các

trạm bơm tưới, cấp nước nói riêng, đặt ra bài toán cần xác định phương án thiết

kế, vận hành tối ưu sao cho chi phí đầu tư xây dựng ban đầu và chi phí năng

lượng bơm là nhỏ nhất Với công trình cấp nước cho các khu tưới có dạng trên

là cần xác định phương án bố trí và thông số thiết kế cho các trạm bơm trong tổ

hợp các phương án thiết kế khác nhau sao cho đảm bảo yêu cầu tưới với chi phí

đầu tư xây dựng, chi phí quản lý vận hành là nhỏ nhất

Do đó, vấn đề cấp thiết hiện nay đang cần là cấp nước tưới cho các loại cây trồng

cạn có giá trị kinh tế cao ở vùng đất dốc khu vực TDMNPB, là vùng đất chưa

được khai thác hiệu quả, còn nhiều tiềm năng phát triển kinh tế của nước ta

Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu cơ sở khoa học lựa chọn sơ đồ bố trí và thông số

thiết kế tối ưu của trạm bơm tưới cho vùng đất dốc khu vực Trung du, miền

núi phía Bắc” là đề tài có ý nghĩa lớn về khoa học, học thuật, có tính thực tiễn

cao, giúp các cơ quan quản lý định hướng và lựa chọn sơ đồ bố trí, loại máy bơm

phù hợp, có hiệu quả kinh tế cao đối với các dự án đầu tư xây dựng phục vụ tưới

cho cây trồng cạn vùng đất dốc ở nước ta.

2 M ục tiêu nghiên cứu

- Xây dựng phương pháp giải bài toán lựa chọn sơ đồ bố trí và thông số thiết kế

tối ưu của trạm bơm tưới cho vùng đất dốc;

- Ứng dụng phương pháp lựa chọn sơ đồ bố trí và thông số thiết kế tối ưu của

trạm bơm tưới cho vùng đất dốc để xác định phương án tối ưu công trình cấp

nước bằng động lực cho cây trồng cạn vùng TDMNPB

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Lựa chọn sơ đồ bố trí và thông số thiết kế tối ưu của

trạm bơm tưới bao gồm sơ đồ bố trí trạm bơm; các thông số về quy mô diện tích

phụ trách; lưu lượng thiết kế trạm bơm; cột nước bơm thiết kế; số máy bơm trong

bơm tưới cho cây trồng cạn vùng đất dốc khu vực TDMNPB, nghiên cứu điển

hình cho tỉnh Hòa Bình; vùng tưới trồng cây tập trung, địa hình liên tục dạng bát

úp, mặt đất dốc đều có độ dốc i ≤ 30% và vùng tưới dạng hình chữ nhật có tỷ lệ

giữa cạnh dài và cạnh ngắn ≤ 1,5; diện tích khu tưới ≤ 150 ha Trong luận án chỉ

tập trung nghiên cứu trạm bơm đầu mối và đường ống dẫn tới bể xả

4 N ội dung nghiên cứu

Nghiên cứu tổng quan về điều kiện tự nhiên, quy mô, hiện trạng sản xuất cây

trồng cạn và các mô hình hệ thống tưới cho cây trồng cạn vùng đất dốc khu vực

TDMNPB Tổng quan các nghiên cứu liên quan cả trong và ngoài nước; phân

tích cơ sở lý thuyết, đề xuất cơ sở khoa học, phương pháp lựa chọn sơ đồ bố trí

và thông số thiết kế tối ưu của trạm bơm tưới cho cây trồng cạn vùng đất dốc; áp

dụng phương pháp lựa chọn sơ đồ bố trí, thông số thiết kế tối ưu của trạm bơm

tưới cho cây trồng cạn vùng đất dốc và ứng dụng phần mềm phân vùng bơm tối

ưu vùng đất dốc để xác định các phương án tối ưu cho một số vùng điển hình và

thiết lập các thông số để lựa chọn phương án tối ưu công trình cấp nước bằng

động lực cho cây trồng vùng đất dốc

5 P hương pháp nghiên cứu

Phương pháp thống kê: tổng hợp, phân tích các tài liệu đã có nhằm tổng kết, kế

thừa các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước về các vấn đề có liên quan đến

nội dung nghiên cứu của luận án; phương pháp phân tích hệ thống: ứng dụng lý

thuyết phân tích hệ thống, phân tích các yếu tố liên quan đến kết quả của bài toán,

từ đó có cơ sở thiết lập mô hình toán: phương pháp mô phỏng và phương pháp

tối ưu hóa

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

6.1 Ý nghĩa khoa học

Phát triển phương pháp luận giải bài toán lựa chọn sơ đồ bố trí và thông số thiết

kế tối ưu của trạm bơm tưới cho cây trồng cạn vùng đất dốc

6.2 Ý nghĩa thực tiễn

Dựa trên kết quả nghiên cứu của luận án này, người thiết kế có thể xác định

phương án thiết kế khác nhau và nhanh chóng tìm ra được phương án tối ưu khi

quy hoạch, thiết kế trạm bơm tưới cho vùng đất dốc

7 C ấu trúc luận án

Gồm phần mở đầu, 3 chương chính và kết luận Ngoài ra còn có các phần: các

công trình tác giả đã công bố; tài liệu tham khảo, phụ lục

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Khái ni ệm về đất dốc

Đất dốc là đất có bề mặt nghiêng, thường gồ ghề không bằng phẳng hay nhấp

nhô, lượn sóng Trong sản xuất nông lâm nghiệp người ta phân chia đất đai theo

5 cấp độ dốc Thực tế cho thấy vùng trồng cây tập trung, cây có giá trị kinh tế

cao chủ yếu ở vùng trung du, vùng đồi có đất dốc nhẹ, dốc vừa được phân theo

cây trồng cạn tập trung vùng TDMNPB vùng đất dốc có độ dốc nhẹ và dốc vừa

có độ dốc i ≤ 27%, để thuận tiện trong quá trình nghiên cứu, tác giả chọn độ dốc

i trong khoảng từ 10% ÷ 30%

1.2 Sơ lược về điều kiện tự nhiên vùng TDMNPB

Vùng TDMNPB bao gồm 14 tỉnh: Hà Giang, Cao Bằng, Lào Cai, Bắc Kạn, Lạng

Sơn, Tuyên Quang, Yên Bái, Thái Nguyên, Phú Thọ, Bắc Giang, Lai Châu, Điện

Biên, Sơn La, Hòa Bình cùng 21 huyện, một thị xã phía Tây của hai tỉnh Thanh

Hóa và Nghệ An; vùng TDMNPB có địa hình khá phức tạp, khí hậu nhiệt đới gió

mùa, ; mô hình hệ thống tưới cho cây trồng cạn phổ biến là tưới tự chảy và tưới

động lực: tưới tự chảy, tưới bằng động lực: dùng máy bơm, hệ thống công trình

trạm bơm Trong luận án này chủ yếu nghiên cứu những vùng cây trồng có giá

trị kinh tế cao, có diện tích tương đối lớn do vậy thực tế cho thấy chủ yếu sử dụng

tưới bằng động lực hình thức tưới là hồ → trạm bơm → hệ thống đường ống →

vòi phun cầm tay

1.3 Đánh giá về hiệu quả sử dụng nước tưới cho cây trồng cạn

Hiệu quả sử dụng nước tưới cho cây trồng cạn của vùng TDMNPB chưa cao, vì

trồng chưa được đầu tư đồng bộ, còn nhiều công trình bị xuống cấp, khó đáp

ứng được yêu cầu cấp nước cho cây trồng cạn ngày càng phát triển nhất là cây

trồng chủ lực; những công nghệ tưới tiên tiến tiết kiệm nước cũng đang gặp

nhiều hạn chế như vốn đầu tư nhiều, thiết bị phải thay thế hàng năm

1.4 Các nghiên cứu trong và ngoài nước có liên quan đến luận án

1.4.1 Các nghiên cứu nước ngoài

Trong công tác thiết kế, vận hành các hệ thống tưới, cấp nước nói chung và các

kế, vận hành tối ưu sao cho chi phí đầu tư ban đầu và chi phí năng lượng bơm là

nhỏ nhất Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về bài toán này, điển hình như:

Chase và Ormsbee (1989) đã đề xuất một phương pháp tiếp cận quy hoạch phi

tuyến; Coulbeck và Orr năm 1985; Duan và cộng sự năm 1990; đã nghiên cứu

các phương pháp được sử dụng để tối ưu hóa hoạt động của hệ thống bơm cấp

nước nhằm giảm thiểu chi phí vận hành Mahdi Moradi-Jalal (2003) đã nghiên

cứu bài toán thiết kế và vận hành tối ưu các trạm bơm tưới qua việc tích hợp một

quy trình vận hành tối ưu vào sơ đồ thiết kế

1.4.2 Các nghiên c ứu trong nước

Tại Việt Nam, đã có một số nghiên cứu về giải pháp cấp nước tưới trên sườn dốc

và một số nghiên cứu về bài toán thiết kế hệ thống tưới tiêu hợp lý điển hình như:

tối ưu cho các hệ thống tiêu vùng Đồng bằng Bắc Bộ; tác giả Phạm Thị Hoài

phân vùng tối ưu hệ thống thủy nông Văn Giang; tác giả Nguyễn Tuấn Anh dựa

trên lý thuyết phân tích hệ thống, phương pháp mô hình mô phỏng và tối ưu hóa

để xây dựng bài toán xác định phương án và quy mô trạm bơm tưới áp dụng cho

trạm bơm IAKO tỉnh Gia Lai Tuy nhiên, kết quả này mới chỉ là bước đầu, vì bài

toán đã đơn giản hóa nhiều yếu tố đầu vào, chưa xét đến biến đổi khí hậu

K ết luận chương 1

Việc cấp nước tưới cho cây trồng cạn vùng TDMNPB ngày càng được chú trọng

Việc tưới nước cho cây trồng cạn còn thiếu chủ động, mô hình tưới bằng động

lực thì chi phí lớn; mặc dù bài toán về quy hoạch, quản lý nguồn nước tương đối

đa dạng và phong phú Khi phân tích lựa chọn phương án quy hoạch thường ứng

dụng hai phương pháp rất đặc trưng của lý thuyết phân tích hệ thống đó là:

phương pháp tối ưu hóa và phương pháp mô phỏng tuy nhiên ứng dụng phương

pháp phân tích hệ thống để nghiên cứu xác định giải pháp cấp nước cho vùng đất

dốc nhất là vùng TDMNPB còn nhiều hạn chế; với đặc điểm tự nhiên của vùng

TDMNPB, những vùng đồi và vùng đất dốc i ≤ 30% là những vùng đất có tiềm

năng rất lớn, phù hợp phát triển trên diện rộng, các vùng tập trung nhiều loại cây

trồng có giá trị kinh tế cao

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Xây d ựng bài toán

Do đặc điểm địa hình của vùng trung du và miền núi các khu tưới thường mang

những đặc điểm sau: những vùng đất canh tác thường có độ dốc lớn, ruộng bậc

thang, diện tích khu tưới nhỏ và phân tán xen kẽ đồi núi Do vậy, các trạm bơm

tưới vùng đất dốc thường các cách bố trí như sau: bố trí trạm bơm một cấp; bố

trí một trạm bơm bơm lên nhiều bể tháo; bố trí nhiều trạm bơm riêng biệt; bố trí

trạm bơm nhiều cấp Trong công tác thiết kế các trạm bơm tưới cho cây trồng

cạn trên vùng đất dốc, yêu cầu người thiết kế phải lựa chọn sơ đồ bố trí, xác định

thông số thiết kế của các trạm bơm hợp lý để tiết kiệm chi phí xây dựng và vận

hành hệ thống tưới Các số liệu đầu vào gồm: tài liệu địa hình khu tưới, tài liệu

khí tượng, thủy văn, nguồn nước, thổ nhưỡng, cây trồng, Yêu cầu đặt ra là cần

xác định một phương án thiết kế hợp lý về: sơ đồ bố trí hệ thống trạm bơm tưới,

các thông số thiết kế như: lưu lượng Q, cột nước H, số máy bơm, loại máy bơm

của mỗi trạm bơm sao cho hiệu quả nhất về kinh tế, kỹ thuật

2.2 Lựa chọn phương pháp giải bài toán

Để giải quyết bài toán đã nêu trên cần phân tích lựa chọn phương pháp giải phù

hợp Trong lĩnh thực thủy lợi, người ta thường sử dụng hai phương pháp đặc

trưng của lý thuyết phân tích hệ thống đó là phương pháp mô phỏng và phương

pháp tối ưu hóa

2.2.1 Cơ sở lý thuyết phân tích hệ thống ứng dụng trong nghiên cứu lựa chọn

sơ đồ bố trí và thông số thiết kế tối ưu của trạm bơm tưới

Do yêu cầu của thực tế sản xuất ngày càng phát triển, các nhà khoa học phải xem

xét các phương pháp toán học nhằm tìm kiếm lời giải tối ưu khi thiết kế và điều

khiển các hệ thống phức tạp do đó ra đời môn khoa học mới Lý thuyết phân tích

hệ thống Mục đích phân tích hệ thống là xác định lời giải tối ưu hoặc hợp lý khi

thiết kế và điều khiển hệ thống Phân tích hệ thống bao gồm hệ thống các quan

điểm, các nguyên lý và các kỹ thuật phân tích hệ thống

2.2.2 Hệ thống các quan điểm và nguyên lý tiếp cận hệ thống

2.2.2.1 Hệ thống các quan điểm

Lý thuyết phân tích hệ thống coi trọng tính tổng thể, đây chính là quan điểm hệ

thống thể hiện tính biện chứng trong nghiên cứu hệ thống Quan điểm đó phải

được lượng hóa bằng các mô hình toán học mô tả các quá trình của hệ thống

Lý thuyết phân tích hệ thống thừa nhận tính bất định của hệ thống, tôn trọng và

thừa nhận tính liên ngành Kết hợp giữa phương pháp hình thức và phương pháp

phi hình thức, kết hợp giữa phân tích toán học và kinh nghiệm

2.2.2.2 Nguyên lý tiếp cận hệ thống

Nguyên lý tiếp cận hệ thống đó là tiếp cận từng bước và làm rõ mục tiêu của bài

hệ thống

2.2.3 Phương pháp mô phỏng và phương pháp tối ưu hóa trong phân tích hệ

thống

Phân tích hệ thống, đặc biệt là hệ thống nguồn nước sử dụng hai công cụ chính

là phương pháp tối ưu hóa và phương pháp mô phỏng Phương pháp mô phỏng

không giải bài toán tối ưu mà chỉ tìm các giá trị khả dĩ chấp nhận được với hàm

mục tiêu Vì phương pháp tối ưu có những hạn chế về phương pháp nhận nghiệm,

bởi vậy có thể có sự giản hóa trong mô phỏng đối với các quá trình của hệ thống,

trong khi đó các mô phỏng đó được mô tả chi tiết hơn khi sử dụng phương pháp

mô phỏng Vì vậy trong luận án này tác giả sử dụng hai phương pháp này để giải

bài toán lựa chọn sơ đồ bố trí và thông số thiết kế tối ưu của trạm bơm tưới

2.2.3.1 Mô hình mô p hỏng hệ thống

Mô phỏng hệ thống là phương thức mô tả hệ thống thực bằng một hệ thống không

thực do người nghiên cứu tạo ra Có nhiều cách mô phỏng, bao gồm: Mô hình

vật lý, mô hình toán,… Khi nghiên cứu các hệ thống kỹ thuật và hệ thống nguồn

nước, người ta sử dụng mô phỏng toán học

2.2.3.2 Tối ưu hóa về giải pháp cấp nước tưới

Trong quy hoạch và quản lý nguồn nước thường dùng các phương pháp tối ưu

hóa sau đây: phương pháp quy hoạch tuyến tính; phương pháp quy hoạch động;

phương pháp giải bài toán tối ưu phi tuyến

a) Phương pháp quy hoạch tuyến tính

Quá trình xây dựng và giải bài toán quy hoạch tuyến tính thông thường bao gồm

5 bước

b) Phương pháp quy hoạch động

* Phương pháp quy hoạch động dựa trên nguyên lý của Bellman (1954), được

phát biểu tóm tắt như sau: một chiến lược tối ưu chỉ có thể bao gồm những chiến

lược con tối ưu (chiến lược ở đây còn có thể hiểu là lộ trình hay phương án)

c) Phương pháp quy hoạch phi tuyến

Bài toán trong luận án, hàm mục tiêu, ràng buộc đa số là hàm phi tuyến của các

biến thông số trong sơ đồ bố trí và thông số thiết kế trạm bơm tưới.Vì vậy bài

toán tối ưu là bài toán dưới dạng phi tuyến Những bài toán dưới dạng phi tuyến

có thể không có ràng buộc hoặc có ràng buộc Về tổng quát có hai loại phương

pháp giải bài toán tối ưu phi tuyến: phương pháp không dùng đạo hàm và phương

pháp dùng đạo hàm Các bài toán dạng cổ điển được giải bằng cách tìm đạo hàm

chỉ phù hợp với những dạng bài toán có thể hàm hóa được Ngoài ra cần chứng

minh sự tồn tại nghiệm và các đạo hàm tương ứng Trong các bài toán kỹ thuật

những điều kiện này rất khó thỏa mãn, vì vậy trong luận án này sử dụng phương

pháp không đạo hàm, phương pháp quét tìm các thông số tối ưu Phương pháp

này áp dụng cho cả bài toán ràng buộc và không ràng buộc

Phương pháp quét khi có một biến điều khiển

Trong phương pháp quét đối với hàm mục tiêu một chiều, xét hàm mục tiêu một

cách liên tiếp trong các khoảng cho trước của thông số điều khiển, gọi là bước quét:

quét với bước quét không đổi và quét với bước quét trở lại thay đổi Đối với

phương pháp quét với bước không đổi có ưu điểm dễ dàng lập thuật toán,với

bước quét nhỏ thì cho khả năng tìm được cực trị toàn cục Tuy nhiên nhược điểm

của phương pháp này là khối lượng tính toán cần thiết là rất lớn Còn phương

pháp quét với bước biến đổi cần khối lượng tính toán hàm mục tiêu ít hơn, nhưng

đối với các hàm mục tiêu đa cực trị, có xác suất bỏ qua cực trị toàn cục Trong

khi đó phương pháp quét với bước quét trở lại thay đổi chỉ có thể đảm bảo tìm

được cực trị trong trường hợp hàm mục tiêu có một cực trị Căn cứ vào những

ưu nhược điểm của các phương pháp, chọn phương pháp quét với bước không

đổi để tìm thông số tối ưu cho bài toán lựa chọn sơ đồ bố trí và thông số thiết kế

tối ưu cho cây trồng cạn vùng đất dốc

Phương pháp quét khi có nhiều biến điều khiển

Trong phương pháp quét liên tiếp theo bước, tiến hành xét hàm mục tiêu trong

khoảng xác định của nó và lựa chọn kết quả tốt nhất từ nhiều điểm xem xét Về

bản chất, khi có nhiều thông số điều khiển thì việc quét hàm mục tiêu cũng được

thực hiện như đối với trường hợp có một thông số điều khiển với sự thay đổi

bước của các thông số còn lại trong miền xác định Với bài toán là lựa chọn sơ

đồ bố trí và thông số thiết kế tối ưu của trạm trạm bơm tưới cho vùng đất dốc, vì

vậy trong luận án này chọn phương pháp quét có bước không đổi để tìm các

thông số tối ưu Mặc dù phương pháp này có khối lượng tính toán nhiều, nhưng

cho kết quả chính xác hơn phương pháp quét với bước thay đổi

2.3 Phương pháp giải bài toán

Qua phân tích các phương pháp nêu trên, để phù hợp với bài toán lựa chọn sơ đồ

bố trí và thông số thiết kế tối ưu của trạm bơm tưới cho cây trồng cạn vùng đất

dốc, trong luận án này chọn phương pháp mô hình mô phỏng để xây dựng các

phương án thiết kế hệ thống trạm bơm và thuật toán quét để tìm nghiệm tối ưu

Nguyên lý chung của phương pháp giải là xét nhiều loại sơ đồ bố trí khác nhau,

với nhiều phương án thiết kế khác nhau, so sánh giữa các phương án khác nhau

để xác định được phương án hợp lý Trình tự thực hiện các bước như sau: bước

1: xét nhiều loại sơ đồ bố trí khác nhau của trạm bơm tưới vùng đất dốc, với mỗi

sơ đồ bố trí lại xét nhiều phương án khác nhau; bước 2: với mỗi phương án thiết

kế, tính toán được các thông số thiết kế của các trạm bơm, từ đó chọn được số

máy bơm và loại máy bơm; bước 3: qua thiết kế định hình xác định được chi phí

một chỉ tiêu tối ưu sẽ xác định được phương án hợp lý

2.3.1 Thiết lập các phương án bố trí trạm bơm

Trong các cách bố trí trạm bơm tưới cho vùng đất dốc như đã trình bày trong

mục xây dựng bài toán 2.1 thì cách bố trí nhiều trạm bơm riêng biệt cung cấp

nước tưới cho từng khu tưới khác nhau tương tự như trường hợp bố trí trạm bơm

một cấp Do vậy trong nghiên cứu này, trạm bơm tưới vùng đất dốc gồm các cách

bố trí trạm bơm như sau: trạm bơm một cấp, một trạm bơm bơm lên nhiều bể

tháo, trạm bơm nhiều cấp Trong thực tế thường bố trí 2÷3 cấp bơm nối tiếp hoặc

2÷3 loại bơm làm việc song song để thuận tiện cho công tác quản lý, vận hành

2.3.2 Đề xuất và thiết kế các phương án

Với mỗi sơ đồ bố trí trạm bơm lại có các phương án thiết kế khác nhau bằng cách

thay đổi liên tiếp cao trình đặt bể tháo, các phương án cụ thể được đề xuất theo

các sơ đồ bố trí: một trạm bơm bơm lên một bể tháo; một trạm bơm bơm lên hai

bể tháo; một trạm bơm bơm lên ba bể tháo; hai cấp trạm bơm (hai trạm bơm nối

tiếp); ba cấp trạm bơm (ba trạm bơm nối tiếp)

2.3.3 Lựa chọn hàm mục tiêu, điều kiện ràng buộc

2.3.3.1 Các chỉ tiêu tối ưu

Có nhiều chỉ tiêu để xác định phương án tối ưu, ở đây đề cập đến ba chỉ tiêu hay

về hệ số nội hoàn kinh tế: IRR; chỉ tiêu tối ưu về tổng chi phí và vốn đầu tư quy

2.3.3.2 Lựa chọn chỉ tiêu tối ưu - hàm mục tiêu

Trong ba chỉ tiêu tối ưu trên, chỉ tiêu tối ưu về NPV, IRR thường được áp dụng

theo các phương án khác nhau Đối với bài toán mà hiệu ích (B) do công trình

đem lại là không thay đổi (B = const) theo các phương án thì phương án có

bài toán này được chọn như công thức (2-47):

phí quản lý vận hành năm thứ t tương ứng phương án j; i - Lãi suất tính toán; t -

Biến chạy: t = 1 ÷ T;T - Thời gian hoạt động của dự án, T = 30 năm;

2.3.3.3 Điều kiện ràng buộc

Các phương án khác nhau về sơ đồ bố trí đều phải thỏa mãn các ràng buộc sau:

các phương án đều phải đảm bảo cung cấp đủ nước tưới cho diện tích ω cho

trước; các phương án đều phải đảm bảo tổng lượng nước tưới cho khu vực được

phương án đề ra phải có tính khả thi

2.3.3.4 Tính toán các thành phần trong hàm mục tiêu

b) Chi phí quản lý hàng năm