Bài giảng Quy hoạch và quản lý tài nguyên nước nâng cao - Chương 4: Giới thiệu về mô phỏng

Nội dung text: Bài giảng Quy hoạch và quản lý tài nguyên nước nâng cao - Chương 4: Giới thiệu về mô phỏng

1. LOGO Chương 4 Giới thiệu về mô phỏng
2. Nội dung 1 Khái niệm 2 Thành phần của mô hình mô phỏng 3 Phân loại mô hình mô phỏng 4 Ứng dụng www.themegallery.com
3. Khái niệm mô hình mô phỏng ❖Mô phỏng (Simulation): Quá trình sao chép lại hành vi của một hệ thống đang tồn tại hoặc được đề xuất ▪ Thiết kế một mô hình của hệ thống và tiến hành thực nghiệm với mô hình đó nhằm để hiểu rõ hơn về chức năng của hệ thống hoặc để đánh giá những chiến lược quản lý khác nhau của hệ thống đó. ▪ Bản chất của mô phỏng là tái sản xuất hành vi của hệ thống trong mọi khiá cạnh quan trọng để trả lời câu hỏi hệ thống phản ứng như thế nào với những điều kiện có thể áp đặt vào nó hoặc có thể phát sinh trong tương lai
4. Khái niệm mô hình mô phỏng ❖Mô phỏng (Simulation): Quá trình sao chép lại hành vi của một hệ thống đang tồn tại hoặc được đề xuất ▪ Thiết kế một mô hình của hệ thống và tiến hành thực nghiệm với mô hình đó nhằm để hiểu rõ hơn về chức năng của hệ thống hoặc để đánh giá những chiến lược quản lý khác nhau của hệ thống đó. ▪ Bản chất của mô phỏng là tái sản xuất hành vi của hệ thống trong mọi khiá cạnh quan trọng để trả lời câu hỏi hệ thống phản ứng như thế nào với những điều kiện có thể áp đặt vào nó hoặc có thể phát sinh trong tương lai
5. Khái niệm mô hình mô phỏng ❖Thuận lợi của mô hình mô phỏng ▪ Có thể đưa một vấn đề logic hoặc cấu trúc vào phân tích (không cần diễn tả hiện hàm mục tiêu và không bị giới hạn bởi bất cứ công thức toán học cụ thể nào) ▪ Cung cấp cái nhìn bên trong về hành vi hệ thống ▪ Cấu trúc của chúng rất phù hợp với công việc thực nghiệm ▪ Có thể được thiết kế để thực thi nhiều lựa chọn ▪ Dự báo trong tương lai ▪ Hỗ trợ trong mối sự tương tác giữa nhà phân tích và nhà ra quyết định
6. Khái niệm mô hình mô phỏng ❖Nhược điểm của mô hình mô phỏng ▪ Yêu cầu dữ liệu khổng lồ ▪ Giải quyết những vấn đề “vô hình” (intangibles) khó khăn ▪ Chi phí cao trong việc phát triển và sử dụng mô hình, đặc biệt cho những vấn đề phức tạp ▪ Không thuận lợi khi tồn tại rất nhiều phương án thay thế cho một vấn đề
7. Khái niệm mô hình mô phỏng
8. Khái niệm mô hình mô phỏng ❖Mô phỏng với tối ưu ▪ Mô phỏng giải quyết câu hỏi “Điều gì sẽ xảy ra?” dưới những kịch bản khác nhau. ▪ Mô hình tối ưu trả lời câu hỏi “Điều gì nên làm?”, “Quyết định nào là tốt nhất?” dưới những giả sử Simulation – ‘what if ’ Optimization – ‘what should be ’
9. Thành phần của mô hình mô phỏng ▪ Đầu vào ▪ Mối quan hệ và những rằng buộc vật lý ▪ Những quy tắc vận hành ▪ Đầu ra
10. Phân loại mô hình mô phỏng ❖Mô phỏng dựa trên sự kiện rời rạc ▪ Mô phỏng phản ứng của lưu vực đối với một trận mưa bão ❖Mô phỏng dựa trên sự kiện liên tục ▪ Mô phỏng vận hành của hồ chứa ❖Mô phỏng dựa trên thống kê ▪ Mô hình hồi quy và mạng thần kinh nhân tạo ❖Mô phỏng động và Mô phỏng tĩnh ▪ Động: Xem xét những thông số thay đổi của hệ thống (cấu trúc và phương tiện) và sự thay đổi trong vận hành ▪ Tĩnh: Những thông số và sự vận hành này là cố định ❖Mô phỏng tất định ❖Mô phỏng ngẫu nhiên ❖Mô hình mô phỏng 1D, 2 D và 3D
11. Ứng dụng của mô phỏng trong TNN ▪ Vận hành hồ chứa ▪ Phân bổ nước ▪ Xử lý nước thải ▪ Quản lý chất lượng nước ▪ Nước ngầm ▪ Quá trình mưa, dòng chảy ▪ Quản lý lưu vực
12. Một số mô hình mô phỏng TNN ❖Mô hình thành phần mưa dòng chảy ▪ TANK, NAM ❖Mô hình diễn toán dòng chảy ▪ Diễn toán thủy văn ▪ Diễn toán thủy lực ❖Mô hình chất lượng nước ▪ Qual2E, MIKE 11 WQ ❖Mô hình nước ngầm ▪ MODFLOW, MIKE-SHE ❖Mô hình quản lý tiêu thoát nước đô thị ▪ SWMM (EPA-SWMM, MIKE-SWMM) ▪ MOUSE ❖Mô hình lưu vực sông (mô hình hệ thống) ▪ HEC-HMS, HEC-ResSim ▪ RIBASIM, WEAP, MIKE BASIN, MODSIM ▪ HEC-RAS, MIKE 11