Giáo trình Mạng lưới cấp thoát nước - Chương 2: Quản lý cung-cầu trong cấp nước - Nguyễn Thống

Quy hoạch hệ thống thóat nước. Chương 7. Mô hình hoá & thiết kế ht. thoát nước. Chương 8. Thoát nước vùng triều. Chương 9. Quản lý vận hành ht. cấp và thoát nước. Phần mềm SWMM & EPANET MẠNG LƯỚI CẤP THOÁT NƯƠÙC 10/14/2010 3 NỘI DUNG Thực hành 1: Mô hình dự báo nhu cầu nước dùng với p/p Hồi quy tuyến tính Thực hành 2: Mô phỏng mạng lưới cấp nước với EPANET. Thực hành 3: Mô phỏng mạng lưới thoát nước với SWMM. Thực hành 4: Mô phỏng thủy lực với HEC- RAS MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 1: Chaát löôïng, heä thoáng phaân phoái & thieát bò PGS. Dr. Nguyễn Thống 10/14/2010 4 CHÖÔNG 2 QUAÛN LYÙ CUNG-CAÀU TRONG CAÁP NÖÔÙC Noäi dung: - Tính toaùn & döï baùo daân soá - Döï baùo nhu caàu söû duïng nöôùc - Quaûn lyù caàu trong heä thoáng caáp nöôùc - Quaûn lyù cung trong heä thoáng caáp nöôùc. MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 10/14/2010 5 MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 10/14/2010 6 TÍNH TOAÙN & DÖÏ BAÙO DAÂN SOÁ Ñeå coù theå öôùc löôïng toát söï bieán ñoåi daân soá vuøng khaûo saùt, ngöôøi kyõ sö coù theå coù caùc nguoàn döõ lieäu nhö sau: - söï ñieàu tra daân soá treân quy moâ toaøn quoác; - soá lieäu lieân quan ñeán ngöôøi nhaäp vaø xuaát treân quy moâ quoác gia vaø quy moâ vuøng; - thoáng keâ lieân quan ñeán treû sô sinh vaø cheát; - keá hoaïch ñoâ thò hoùa, nhôø ñoù chuùng ta bieát ñöôïc maät ñoä daân cö hieän taïi vaø töø ñoù öôùc löôïng maät ñoä daân cö coù theå cho khu quy hoaïch. MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 210/14/2010 7 MOÂ PHOÛNG SÖÏ GIA TAÊNG DAÂN SOÁ • Trong moät moâi tröôøng höõu haïn, coù keå ñeán caùc ñieàu kieän xaõ hoäi, kinh teá, thöïc phaåm söï bieán ñoäng cuûa daân soá có theå moâ phoûng töông töï nhö soá löôïng caùc vi truøng soáng trong moät moâi tröôøng giam haõm ôû ñoù nguoàn thöïc phaåm laø giôùi haïn. •
coù theå sô ñoà hoùa söï bieán thieân nhö sau: MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 10/14/2010 8 (a): chu kyø ban ñaàu gia taêng gaàn nhö tuyeán tính (b): chu kyø gia taêng nhanh choùng (c) : chu kyø gia taêng chaäm (d): chu kyø giaûm PGS. Dr. Nguyễn Thống (a) (b) (c) (d) T Daân soá MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc Tương tự như Chu kỳ sống của một sản phẩm trong xã hội ! ! Xác ñịnh giai ñoạn phát triển của khu vực  p/p dự báo thích hợp 10/14/2010 9 PGS. Dr. Nguyễn Thống Thôøi gian Daân soá Hieän taïi, t0 Ngoaïi suy MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc NGOAïI SUY TÖØ ÑOÀ THÒ 10/14/2010 10 SO SAÙNH SÖÏ TAÊNG TRÖÔÛNG DAÂN SOÁ TÖØø NHIEÀU THAØNH PHOÁ • Vôùi phöông phaùp naøy, chuùng ta seõ so saùnh ñöôøng cong bieåu thò söï gia taêng daân soá cho thaønh phoá maø chuùng ta muoán öùôùc löôïng soá daân cö trong töông lai vôùi daân cö cuûa caùc thaønh phoá khaùc ñaõ coù daân cö töông töï trong quaù khöù.  phaûi baûo ñaûm raèng taát caû caùc thaønh phoá duøng ñeå so saùnh phaûi coù caùc ñaëc tính veà kinh teá, xaõ hoäi töông töï trong chu kyø ôû ñoù daân soá töông öùng vôùi daân soá cho thaønh phoá ñang nghieân cöùu. PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 11 So saùnh vôùi caùc Thaønh phoá töông töï PGS. Dr. Nguyễn Thống t0 T Daân soá t0+5t0+10 t0+15 Döï baùo Tp. Y: 65,70,75,80 Tp. Z: 75,80,85,90 Hieän taïi MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 12 ÖÔÙC LÖÔÏNG TREÂN CÔ SÔÛ GIA TAÊNG SOÁ HOïC (Giai ñoaïn ñaàu) Gia taêng daân soá soá hoïc P khi suaát gia taêng, dP/dt, cuûa daân soá nghieân cöùu laø haèng soá.
P: daân soá ; t: thôøi gian; Ka: haèng soá taêng tröôûng PGS. Dr. Nguyễn Thống .hsK dt dP a == ∫∫ = 2 1 2 1 t ta P P dtKdP
( )1212 ttKPP a −=− MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 310/14/2010 13 ÖÔÙC LÖÔÏNG TREÂN CÔ SÔÛ GIA TAÊNG SOÁ HOïC Haèng soá taêng tröôûng Ka seõ ñöôïc xaùc ñònh nhôø vaøo caùc soá lieäu quan traéc trong quaù khöù. Döï baùo: Pn = P2 + Ka(tn-t2) trong ñoù: • tn: thôøi ñieåm chuùng ta muoán öôùc löôïng daân soá; PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 14 • Pn: daân soá öôùc löôïng cho thôøi ñieåm tn; • P2: daân soá taïi thôøi ñieåm t2.  Söï öôùc löôïng daân soá theo phöông phaùp naøy thích hôïp vôùi caùc thaønh phoá ñaõ phaùt trieån oån ñònh.  Thoâng thöôøng ñaây laø tröôøng hôïp cuûa caùc khu naèm trong moâi tröôøng noâng nghieäp. PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 15 ÖÔÙC LÖÔÏNG DAÂN SOÁ TREÂN CÔ SÔÛ GIA TAÊNG THEO CAÁP SOÁ NHAÂN • Gia taêng daân soá theo caáp soá nhaân P khi suaát gia taêng, dP/dt, cuûa daân soá nghieân cöùu seõ tyû leä vôùi daân soá. •
• Kg: haèng soá taêng tröôûng theo caáp soá nhaân. PGS. Dr. Nguyễn Thống PK dt dP g= ∫∫ = 2 1 2 1 t tg P P dtK P dP
( )1212 )()( ttKPLnPLn g −=− MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 16 Öôùc löôïng daân soá taïi thôøi ñieåm tn seõ ñöôïc tính töø coâng thöùc: Ngoaøi ra, chuùng ta cuõng coù theå trình baøy söï gia taêng daân soá trong tröôøng hôïp naøy nhôø vaøo phöông trình döôùi daïng luõy thöøa nhö sau: n: soá chu kyø (naêm) trong ñoù söï gia taêng daân soá theo caáp soá nhaân; r: suaát gia taêng cuûa moãi chu kyø; • P1: daân soá taïi thôøi ñieåm t1PGS. Dr. Nguyễn Thống ( )22 )()( ttKPLnPLn ngn −+= ( )nn rPP += 11 MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 17 Ví duï: Giaû söû toác ñoä gia taêng daân soá cuûa thaønh phoá X coù 25000 daân taïi thôøi ñieåm t0, tuaân theo caáp soá nhaân. Cho bieát suaát gia taêng daân soá laø r=5%/ naêm. a. Trong bao nhieâu naêm daân soá naøy seõ ñaït ñeán 50000 daân; b. So saùnh caùc giaù trò cuûa r vaø Kg. PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 18 Do chuùng ta bieát daân soá taïi 2 thôøi ñieåm khaùc nhau ta coù:
n = 14.2 naêm Vôùi löu yù laø n = tn-t1
ngoaøi ra: so saùnh 2 phöông trình treân cho ta: PGS. Dr. Nguyễn Thống ( )nn rPP += 11 ( )n05.012500050000 +=
( )nn r P P += 1 1 ( )1 1 ttK P P Ln ng n −=      MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 410/14/2010 19 Hay: vôùi r=5% ta coù Kg = 0.049 Ngoaøi ra, ta coøn coù theå tính suaát gia taêng r nhôø vaøo quan heä sau ñaây: PGS. Dr. Nguyễn Thống ( ) ( )11 ttKrnLn ng −=+ ( ) gKrLn =+1 1 /1 1 −      = n n P P r MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 20 Baøi taäp: Giaû söû toác ñoä gia taêng daân soá cuûa thaønh phoá X coù100000 daân, tuaân theo caáp soá nhaân. Cho bieát suaát gia taêng daân soá laø 3%/ naêm. a. Trong bao nhieâu naêm daân soá naøy seõ ñaït ñeán 120000 daân; b. So saùnh caùc giaù trò cuûa r vaø Kg. PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 21 • Trong moät vaøi tröôøng hôïp, chuùng ta muoán xaùc ñònh thôøi gian caàn thieát ñeå daân soá taêng gaáp ñoâi trong tröôøng hôïp möùc taêng tröôûng theo daïng caáp soá nhaân. Ví duï trong moät quoác gia ñang phaùt trieån, coù möùc ñoä taêng daân soá theo quy luaät caáp soá nhaân vôùi tyû suaát laø r=3.4%/naêm. • Thôøi gian ñeå daân soá taêng gaáp ñoâi seõ vaøo khoaûng 21 naêm, vôùi ñieàu kieän xu theá naøy seõ khoâng thay ñoåi trong suoát chu kyø naøy. PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 22 Giaûi: Thaät vaäy, ñeå daân soá gia taêng gaáp ñoâi ta coù phöông trình sau ñaây: • töø ñoù n = 20.7 naêm PGS. Dr. Nguyễn Thống ( )nn rPP += 11 ( )nrPP += 12 ( )n034.0112 += MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 23 Chuù yù:
Trong thöïc teá, ta seõ gaëp tröôøng hôïp gia taêng daân soá cho moät thaønh phoá khi yeáu toá kinh teá giöõ moät vai troø quan troïng.
Ñoù laø tröôøng hôïp nhieàu Coâng ty, Xí nghieäp ñöôïc xaây döïng ôû ñaây
söï gia taêng daân soá do nhieàu coâng nhaân môùi, cuõng nhö gia ñình cuûa hoï ñeán nôi naøy. PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 24
Löu yù laø söï gia taêng daân soá theo caáp soá nhaân thöôøng chæ xaûy ra trong moät chu kyø ngaén.
neáu ta söû duïng phöông phaùp naøy ñeå döï baùo daân soá cho tröôøng hôïp daøi haïn seõ coù nguy cô daãn ñeán söï öôùc löôïng quaù cao, khoâng coù trong thöïc teá. PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 510/14/2010 25 ÖÔÙC LÖÔÏNG TREÂN CÔ SÔÛ SUAÁT GIA TAÊNG GIAÛM • Ta coù nhaän xeùt, trong cuoái chu kyø thöù 3 (giai ñoaïn c) cuûa ñöôøng cong bieåu thò thay ñoåi daân soá noù seõ ñaït ñeán giaù trò lôùn nhaát maø ta goïi laø daân soá baõo hoøa, S. Chuùng ta coù theå moâ phoûng söï bieán ñoåi trong chu kyø naøy vôùi giaû thieát laø suaát gia taêng phuï thuoäc vaøo söï caùch bieät giöõa daân soá baõo hoøa S vaø daân soá hieän coù P, ñieàu naøy coù nghóa laø: PGS. Dr. Nguyễn Thống )( PSK dt dP −= MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 26
PGS. Dr. Nguyễn Thống ∫∫ = − 2 1 2 1 t t P P dtK PS dP )( 12 2 1 ttK PS PS Ln −=      − −

( ) ( ) ( )1212 ttKePSPS −−−=−
( ) ( )[ ]2122 ttKn nePSPP −−−−+=Toång quaùt: ( ) ( )]1[ 12112 ttKePSPP −−−−+= MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 27 Vôùi phöông phaùp öôùc löôïng naøy cho pheùp aùp duïng khaù chính xaùc trong caùc vuøng ôû ñoù daân soá ôû laân caän vuøng giôùi haïn baõo hoøa. PGS. Dr. Nguyễn Thống T Daân soá Daân soá baõo hoøa, S Döï baùo P1, t1 P2, t2 Pn, tn MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc S Hiện tại 10/14/2010 28 Ví duï: Söï gia taêng daân soá cuûa Thaønh phoá Z coù tyû suaát giaûm. Daân soá Thaønh phoá caùch ñaây 10 naêm laø 65145 ngöôøi vaø hieän taïi laø 70000 ngöôøi. Bieát raèng daân soá cuoái cuøng seõ ñaït ñeán laø 100000 ngöôøi. a. Tính suaát gia taêng naêm K; b. Öôùc löôïng daân soá trong voøng 12 naêm ñeán. Giaûi: a. Tính suaát gia taêng naêm K Ñeå xaùc ñònh K ta aùp duïng coâng thöùc sau ñaây: PGS. Dr. Nguyễn Thống ( ) ( )[ ]2122 ttKn nePSPP −−−−+= MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 29
do ñoù K = 0.015 (1/naêm) b. Öôùc löôïng daân soá trong voøng 12 naêm ñeán Chuùng ta xaùc ñònh daân soá theo coâng thöùc sau:
74942 ngöôøi PGS. Dr. Nguyễn Thống ( ) ( )[ ]101651451000006514570000 Ke−−−+= ( ) ( )[ ]2122 ttKn nePSPP −−−−+= ( ) ( )[ ]12015.017000010000070000 −−−+= ePn MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 30 ÖÔÙC LÖÔÏNG TREÂN CÔ SÔÛ GIA TAÊNG DAÂN SOÁ TUAÂN THEO HAØM LOGISTIQUE
Ñaây laø phöông phaùp cho pheùp öôùc löôïng daøi haïn daân soá.
Söï gia taêng daân soá seõ traûi qua 3 giai ñoaïn: * khôûi ñaàu gia taêng töông ñoái chaäm; * tieáp theo laø moät chu kyø taêng tröôûng nhanh; * keát thuùc bôûi moät söï gia taêng caøng luùc caøng chaäm vaø keát thuùc seõ ñaït ñeán giaù trò cöïc ñaïi. PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 610/14/2010 31 Phöông trình sau ñaây bieåu thò haøm soá logistique: S: giaù trò baõo hoøa cuûa y. a, b caùc thoâng soá (b < 0) PGS. Dr. Nguyễn Thống btae1 Sy + = T Daân soá Baõo hoøa S P1,t1 P2,t2 P3,t3 Döï baùo MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc Giai ñoạn tăng nhanh Giai ñoạn tăng chậm Giai ñoạn tăng chậm 10/14/2010 32 • Phöông phaùp naøy seõ ñöôïc nghieân cöùu aùp duïng khi chuùng ta ñaõ bieát daân soá cuûa vuøng nghieân cöùu trong nhieàu naêm. •
Chuùng ta seõ choïn 3 giaù trò daân soá P1, P2, P3 töông öùng vôùi caùc thôøi ñoaïn nhö nhau: • t2 - t1 = t3 - t2 = n PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 33 Trong ñoù:  P1 töông öùng vôùi daân soá trong thôøi kyø taêng tröôûng chaäm  P2 töông öùng vôùi daân soá trong thôøi kyø taêng tröôûng nhanh.  P3 töông öùng vôùi daân soá trong thôøi kyø taêng tröôûng coù suaát taêng tröôûng giaûm. PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 34 • Chuùng ta tính daân soá Pn taïi thôøi ñieåm t nhôø vaøo phöông trình sau ñaây: vôùi phöông phaùp gaàn ñuùng cho ta caùc phöông trình xaùc ñònh caùc thoâng soá nhö sau: PGS. Dr. Nguyễn Thống btn ae SP + = 1 ( ) 2 231 31 2 23212 PPP PPPPPPS − +− =       − = 1 1log P PS a ( ) ( )     − − = 12 21log1 PSP PSP n b MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 35 Ví duï. Giaû thieát gia taêng daân soá cho Thaønh phoá Z tuaân theo phöông trình logistique. Theo soá lieäu trong quaù khöù cho thaáy daân soá vaøo caùc naêm 1920, 1940, 1960 laàn löôït laø 10000 (P1), 50000 (P2), 80000 (P3) ngöôøi. Tính daân soá vaøo naêm 1980. Giaûi: PGS. Dr. Nguyễn Thống ( ) nguoi PPP PPPPPPS 852942 2 231 31 2 2321 = − +− = 88,0 10000 1000085294log =      − =a ( ) ( ) 05,01000050000 5000010000log 20 1 −=      − − = S Sb MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 36 vaø n = 1960-1940=1940-1920=20 naêm PGS. Dr. Nguyễn Thống nguoi eae SP btn 8393188.01 85284 1 20*05.0 = + = + = − MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 710/14/2010 37 BAØI TAÄP Baøi 1. Daân soá cuûa Thaønh phoá Z gia taêng vôùi moät tyû suaát giaûm daàn laø 1.5% naêm. Daân soá hieän taïi laø 70000 ngöôøi. Theo keá hoaïch ñoâ thò hoùa, daân soá toái ña seõ laø 100000 daân. Ñaùnh giaù daân soá trong voøng 10 naêm ñeán. ÑS: 74179 ngöôøi Baøi 2. Vôùi moät thaønh phoá «treû» trong giai ñoaïn phaùt trieån nhanh, theo Anh (Chò) phöông phaùp naøo thích hôïp ñeå öôùc löôïng daân soá ngaén haïn (ví duï 5 naêm). Höôùng daãn: Gia taêng caáp soá nhaân PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 38 Baøi 3. Söï gia taêng daân soá cuûa Thaønh phoá X theo daïng luõy thöøa vaø ñoåi töø 20000 daân leân 25000 daân trong voøng 10 naêm. Trong chu kyø naøy, tính suaát gia taêng naêm cuûa daân soá. Tính haèng soá gia taêng luõy thöøa. ÑS: r=0.0226; Kg=0.0223 Baøi 4. Trong voøng 10 naêm, daân soá cuûa Thaønh phoá A gia taêng theo quy luaät sau: - 1/1/1979: 12100 ngöôøi - 1/1/1984: 15078 ngöôøi - 1/1/1989: 18790 ngöôøi Quy luaät gia taêng?. Öôùc löôïng daân soá vaøo 1/1/1999. Tính suaát gia taêng naêm cho quy luaät naøy. ÑS: Gia taêng caáp soá nhaân; r=0.045; P1999=29180 ngöôøi PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 39 Baøi 5. Giaû thieát gia taêng daân soá cuûa Thaønh phoá B tuaân theo quy luaät caáp soá nhaân trong chu kyø khaûo saùt vôùi suaát gia taêng r=3% naêm. Daân soá hieän taïi laø 50000 ngöôøi. a. Xaùc ñònh daân soá trong 10 naêm ñeán; b. Trong bao nhieâu naêm daân soá seõ gaáp ñoâi hieän taïi. c. Xaùc ñònh haèng soá taêng tröôûng Kg ÑS. 67196 ngöôøi; 23.45 naêm; 2.95% PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 40 Baøi 6. Khaûo saùt bieán ñoäng daân soá cho Thaønh phoá X cho thaáy trong giai ñoaïn coù tyû suaát giaûm. Daân soá caùch ñaây 5 naêm laø 25000 ngöôøi vaø hieän taïi laø 27500 ngöôøi. Theo quy hoaïch ñöôïc bieát daân soá oån ñònh cuoái cuøng seõ laø 45000 ngöôøi. Tính suaát gia taêng K vaø öôùc löôïng daân soá trong voøng 10 naêm ñeán. Giaû thieát söï bieán ñoåi daân soá tuaân theo cuøng quy luaät trong 10 naêm ñeán. ÑS. K=2.67%; 31600 ngöôøi PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 41 Baøi 7. Soá lieäu ghi nhaän söï gia taêng daân soá ôû Thaønh phoá A trong quaù khöù nhö sau: - 100000 vaøo naêm 1975 - 300000 vaøo naêm 1985 - 400000 vaøo naêm 1995 Haõy xaùc ñònh daân soá baõo hoøa S vaø daân soá Thaønh phoá vaøo naêm 2005 vôùi phöông phaùp logistique. Baøi 8. Daân soá Thaønh phoá A trong 3 naêm cuoái lieân tieáp ghi nhaän nhö sau: 50000 ngöôøi; 51000 ngöôøi; 52020 ngöôøi. Anh (Chò) cho bieát quy luaät taêng tröôûng. Giaû söû söï taêng tröôûng giöõ nguyeân quy luaät, öôùc löôïng daân soá Thaønh phoá cho 5 naêm ñeán. PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 42 DÖÏÏ BAÙÙ O NHU CAÀÀ U DUØØ NG NÖÔÙÙ C MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 810/14/2010 43 Döï baùo nhu caàu duøng nöôùc laø moät quaù trình ra quyeát ñònh veà söû duïng nöôùc trong töông lai treân cô sôû kieán thöùc veà caùch thöùc duøng nöôùc trong quaù khöù vaø hieän taïi. Döï baùo ñeå traû lôøi: - Caùch thöùc duøng nöôùc hôïp lyù ? - Löu löôïng nöôùc caáp yeâu caàu ? - Quy moâ traïm xöû lyù ? - Aûnh höôûng thôøi tieát ? - Caùch ñaùnh giaù hieäu quaû c/trình tieát kieäm nöôùc ? - Taùc nhaân laøm giaûm löôïng nöôùc caáp baùn ñöôïc ? MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 10/14/2010 44 CAÙC LOAÏI DÖÏ BAÙO & ÖÙNG DUÏNG MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống Caáp nöôùc thoâ> [7-10] naêmDaøi haïn Döï aùn ñaàu tö traïm xöû lyù, phaân phoái, xaùc laäp möùc ñoä tieâu thuï, ch./trình tieát kieäm [1-2]
[7-10] naêm Trung haïn Döï baùo vaän haønh, doanh thu 1
2 naêmNgaén haïn ÖÙng duïngPhaïm vi thôøi gian Loaïi döï baùo 10/14/2010 45 NHÖÕNG YEÁU TOÁ XAÙC ÑÒNH NHU CAÀU DUØNG NÖÔÙC MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống Nhieät ñoä & möa Kieåu khoâng gian ñoâ thò Maät ñoä nhaø Hieäu quaû söû duïng nöôùc Quy moâ & t/phaàn g/ñình Phí caáp & thoaùt nöôùc Saûn phaåm coâng nghieäp Tyû leä sinh töï nhieân Nhaäp cö Tyû leä laäp gia ñình Khaû naêng cung caáp nhaø Taêng tröôûng kinh teá Tyû leä tham gia lao ñoäng Chính saùch p/trieån ñoâ thò Yeáu toá xaùc ñònh ñònh möùc söû duïng trung bình Yeáu toá xaùc ñònh soá ngöôøi 10/14/2010 46 XAÙC ÑÒNH NHU CAÀU DUØNG NÖÔÙC MOÄT HOÄ DÖÏA TREÂN PHÖÔNG PHAÙP HOÀI QUY TUYEÁN TÍNH Daïng cô baûn cuûa p/trình hoài quy: Q löu löôïng nöôùc duøng, βi caùc haèng soá hoài quy ñöôïc öôùc löôïng töø soá lieäu quan saùt. ε
Sai soá moâ hình MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống ε+β+β+ β+β+β+β= SizeIncome iceTempRainQ 54 3210 Pr 10/14/2010 47 VÍ DUÏ (Xem Q_ho_tieu_thu.xls) Keát quaû hoài quy töø moät maãu 24 quan saùt nhö sau: MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 24Observations 1.20Standard Error 0.55Adjusted R Square 0.65R Square 0.81Multiple R Regression Statistics SUMMARY OUTPUT 10/14/2010 48 MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 73.9823Total 1.4425.9018Residual 0.006.689.6248.085Regression Significance FFMSSSdf ANOVA 910/14/2010 49 MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 0.071.920.230.44Size (nguoi) 0.013.040.060.18 Income (tr./thang) 0.00-4.560.01-0.03Price (VND/m**3) 0.061.990.100.19Temp (oC) 0.720.360.020.01Rain (mm/thang) 0.004.464.3219.28Intercept P-valuet Stat Standard Error Coefficien ts 10/14/2010 50 KEÁT QUAÛ HOÀI QUY Giaûi thích yù nghóa cuûa caùc heä soá !!!!! MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống ε++ −+= SizeIncome iceTempQ 44.018.0 Pr03.019.028.19 ε+ +−= Income18.0 icePr03.028.19Q 10/14/2010 51 DÖÏ BAÙO NHU CAÀU NGAÉN HAÏN BAÈNG PHÖÔNG PHAÙP PHAÂN TÍCH CHUOÃI THÔØI GIAN MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 10/14/2010 52 PHÂN TÍCH CHUỖI THỜI GIAN (PHƯƠNG PHÁP PHÂN RÃ) 0 t Y ??? t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 Y5 Y0 PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 53 1. PHÂN TÍCH XU THẾ: ðây là một phân tích liên quan ñến chuỗi nhiều năm, do ñó ta sẽ sử dụng số liệu hàng năm ñể phân tích. Một cách tổng quát ta cần phải có một chuỗi dài ít ra là 10
15 năm. t Y ??? t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 Y0 Xu theá tuyeán tính Y=a+bt ∆Y3 PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 54 ðây là phương pháp cho phép xác ñịnh ñược ñường cong (thẳng) hoặc mặt phẳng (siêu mặt phẳng), giới thiệu "tốt nhất" số liệu trong quá khứ. Trong trường hợp cá biệt khi nhận thấy xu thế của biến khảo sát trong thời gian dài là tuyến tính, phương trình sẽ xác ñịnh bởi: Y = a + bt trong ñó t biểu thị thời gian (năm) và a, b chỉ các thông số ñược xác ñịnh ñường thẳng tính ñược từ phương pháp BPTT. PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10 10/14/2010 55 • Gọi ∆yi là khoảng cách thẳng ñứng từ ñiểm quan sát (ti,yi) ñến ñường thẳng cần xác ñịnh. Ta ñịnh nghĩa haøm muïc tieâu: • ðây là một hàm 2 biến a và b, ñể cho D cực trị (với ý nghĩa vật lý của bài toán ta biết ñó là cực tiểu) ta phải có: [ ] min)( 2 11 2 ⇒+−=∆= ∑∑ == N i ii N i i btaYYD ∂ ∂ ∂ ∂ D a D b = =       0 0 PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 56 Töø ñoù: Giải hệ phương trình trên ta có: [ ] [ ] i i i i i i i 2 y (a bt ) 0 2 y (a bt ) .t 0 − + = − + = ∑ ∑ i i i i i 22 i i i i i t y n t .y b t n t a y b t − = − = − ∑ ∑ PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 57 XAÙC ÑÒNH a & b TRONG EXCEL Y =a + bt
a =Intercept (ti,Yi)
b =Linest(ti,Yi) PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 58 Chuù yù: Trong trường hợp xu thế không phải là tuyến tính, ta có thể xét ñến dạng ñường cong hàm mũ y = abt hoặc dạng parabol y = a + bt + ct2.
Các thông số a, b, c vẫn xác ñịnh dựa vào khái niệm bình phương tối thiểu mà ta vừa nghiên cứu trên. PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 59 ðÁNH GIÁ SỰ BIẾN ðỔI THEO MÙA ðể nhận biết ảnh hưởng của thành phần mùa lên chuỗi thời gian khảo sát ta dùng thông số gọi là chỉ số mùa. • Chỉ số mùa is* ñược tính như sau: is,t=giá tr
quan trc / giá tr
cho bi y=[a+bt]t Ta có: - Nếu số liệu theo tháng, ta có 12 giá trị is. - Nếu số liệu theo qúy, ta có 4 giá trị is. - Nếu giá trị tính theo 6 tháng, ta có 2 giá trị is. PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 60 XÁC ðỊNH is,t :Ví dụ: is,3=AC/AB >1 0 t Y t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 Y5 Y0 PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc A B C 11 10/14/2010 61 Từ các giá trị is,t, các giá trị ñại biểu is ñược tính bằng giá trị trung bình của các tháng (quý) tương ứng: • Theo tháng: • Theo qúy: Với N chỉ chiều dài chuỗi số liệu phân tích 4,1;1 , , == ∑ = k N i i N kts ks 12,1;1 , , == ∑ = k N i i N kts ks PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 62 • Giá trị chỉ số mùa hiệu chỉnh: Ta phải có: )thang(12i 12 1i i,s =∑ = )quy(4i 4 1i i,s =∑ = PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 63
Hiệu chỉnh: k,s12 1i i,s k,s i i 12i ∑ = = ks i is ks i i i ,4 1 , , 4 ∑ = = PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc ≠ 12 ≠ 4 10/14/2010 64 • Chuỗi CVS (lọai bỏ ảnh hưởng mùa trong chuỗi quan sát).
Sự hiệu chỉnh mùa này cho phép chúng ta muốn so sánh kết quả của các tháng khác nhau trong một mùa nhằm ñể biết nếu có sự tăng hay giảm ñã xảy ra so với giá trị bình thường. Và giá trị hiệu chỉnh mùa sẽ ñược tính như sau: ks t kt i y y , * , = k=1,12 (số liệu tháng) hay 1,4 (số liệu qúy) PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 65 DỰ BÁO VỚI MÔ HÌNH PHÂN RÃ Giá trị dự báo tại thời ñiểm t của biến nghiên cứu y*t ñược xác ñịnh như sau: k tương ứng với tháng (mùa) tại thời ñiểm t. [ ] kst ibtay ,* *+= PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 66 DỰ BÁO 0 t Y t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 Y5 Y0 PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc ðƯỜNG XU THẾ y =a+bt 12 10/14/2010 67 Ví dụ: Một Công ty kinh doanh nước ghi nhận nước tiêu thụ (W, 106m3 ) cho 6 năm gần ñây như sau (tính theo tỷ ñồng): 50466 856043365 835540334 805040313 754036242 55353021Năm 1 4321Qúy PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 68 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 69 a. Giả thiết xu thế dạng ñường thẳng, xác ñịnh phương trình bằng phương pháp bình phương tối thiểu (Y=a+bt).
Từ ñó xác ñịnh hệ số biến ñổi mùa ñại biểu cho 4 qúy. b. Dự báo nhu cầu tiêu thụ từ mô hình cho quý 3 và 4 của năm cuối cùng và quý 1, cho năm kế. PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 70 57.661.5361.46537.535534 35.990.9940.96736.183523 28.330.8130.86134.843012 21.970.6560.62733.492101 (7)=(4)*(6)(6)(5)=(3)/(4)(4)=bt+a(3)(2)(1) Chæ soá muøa hieäu chænh is,tWtQúy 65.931.5361.74742.927574 41.340.9940.96241.574063 32.720.8130.89540.233652 25.510.6560.61738.882441 PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 7182.491.5361.54653.7 83154 52.060.9941.05152.3555143 41.480.8130.7845140132 32.580.6560.66549.6633121 74.211.5361.65648.3180114 46.70.9941.06546.9650103 37.10.8130.87745.624092 29.040.6560.744.273181 PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 10/14/2010 72 99.051.53664.48?234 62.780.99463.13?223 50.250.8130.80961.7850212 39.650.6560.76160.4446201 90.771.5361.43959.0985194 57.420.9941.03957.7460183 45.860.8130.76256.3943172 36.110.6560.65455.0536161 4,004,09Total 1.5361.571Quùy 4 0.9941.017Quùy 3 0.8130.832Quùy 21.347b= 0.6560.671Quùy 133.49a= PGS. Dr. Nguyễn Thống MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc 13 10/14/2010 73 DỰ BÁO Qúy 3 năm 6: t=22 :  W22=[33.49+1.347*22]*0.994 = 62.78 Qúy 4 năm 6: t=23 :  W23=[33.49+1.347*23]*1.536 = 99.05 Qúy 1 năm 7: t=24 :  W24=[33.49+1.347*24]*0.656 = 65.82 MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 10/14/2010 74 BÀI TẬP (Xem kết quả  Excel-Chuoi thoi gian) MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống ?9585827560IV ?7065605040III ?5550454015II ?5030252012I 654321Quý\Năm 10/14/2010 75 QUAÛÛ N LYÙÙ CAÀÀ U TRONG CAÁÁ P NÖÔÙÙ C MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 10/14/2010 76 LAÁY MAÃU ÑOÁI TÖÔÏNG DUØNG NÖÔÙC Nhaèm xaùc ñònh nhu caàu duøng nöôùc (khi khoâng theå thöïc hieän ñieàu tra cho toaøn taäp hôïp meï). - Maãu xaùc suaát ñôn ngaãu nhieân. - Maãu ngaãu nhieân phaân taàng. - Laáy maãu coù heä thoáng. MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 10/14/2010 77 XAÙC ÑÒNH CAÙC THAØNH PHAÀN CUÛA NHU CAÀU NÖÔÙC Phaân khu phoå bieán: - Khu gia ñình ñôn leõ - Khu taäp theå vaø nhaø chung cö - Khu thöông maïi - Khu haønh chính vaø coâng coäng - Khu saûn xuaát - Khu vöïc söû duïng chöa tính ñeán. MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống 10/14/2010 78 XAÂY DÖÏNG MOÂ HÌNH SÖÛ DUÏNG NÖÔÙC - Moâ hình chuoãi thôøi gian. - Moâ hình hoài quy. MOÂ HÌNH HOÀI QUY Moâ hình tuyeán tính: αi heä soá moâ hình, yi,t nhu caàu duøng nöôùc lónh vöïc i vôùi nhieàu quan saùt t. MAÏNG LÖÔÙI CAÁP THOAÙT NÖÔÙC Chöông 2: Quaûn lyù cung - caàu trong caáp nöôùc PGS. Dr. Nguyễn Thống NtXy t K i tiiti ,1; 1 ,0, =ε+α+α= ∑ = 14 10/14/2010 79 Moâ hình tuyeán tính logarithme: Moâ hình soá muõ: MAÏNG