Luận án tiến sĩ: Xây dựng mô hình hiện đại hóa quản lý hệ thống tưới nước

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới

1.1.1. Các công trình nghiên cứu về mô hình lập kế hoạch quản lý vận hành và giám sát điều khiển bán tự động

1.1.2. Phạm vi áp dụng và khả năng ứng dụng vào Việt Nam

1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu ở Việt Nam

1.2.1. Các công trình nghiên cứu về mô hình lập kế hoạch quản lý vận hành và giám sát điều khiển bán tự động

1.2.2. Các công trình nghiên cứu về mô hình giám sát và điều khiển tự động từ xa

1.3. Định hướng nghiên cứu xây dựng, phát triển mô hình hiện đại hóa quản lý vận hành hệ thống tưới

1.4. Kết luận chương 1

2. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Nội dung nghiên cứu

2.2. Phương pháp nghiên cứu

2.2.1. Phương pháp mô hình hóa

2.2.2. Phương pháp dự báo thích nghi các yếu tố khí tượng, thủy văn

2.2.3. Phương pháp lập trình

2.2.4. Phương pháp thí nghiệm, thực nghiệm

2.3. Kết luận chương 2

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Kết quả nghiên cứu xây dựng mô hình hiện đại hóa quản lý vận hành hệ thống tưới

3.1.1. Kết quả mô hình hóa bài toán lập kế hoạch quản lý khai thác tối ưu hệ thống tưới

3.1.2. Các điều kiện ràng buộc và các biến tham số quyết định

3.1.3. Kết quả đầu ra

3.1.4. Kết quả nghiên cứu phát triển thuật toán lập kế hoạch quản lý khai thác tối ưu hệ thống tưới

3.1.5. Kết quả xây dựng phần mềm lập kế hoạch quản lý khai thác tối ưu hệ thống tưới

3.1.6. Nhận xét và đánh giá

3.2. Kết quả nghiên cứu xây dựng mô hình quản lý vận hành hệ thống tưới theo số liệu quan trắc thực tế (thời gian thực)

3.2.1. Kết quả nghiên cứu xây dựng bộ công cụ giám sát, cập nhật số liệu quan trắc theo thời gian thực

3.2.2. Kết quả nghiên cứu xây dựng bộ công cụ điều khiển hệ thống tưới tự động từ xa

3.2.3. Kết quả xây dựng phần mềm quản lý vận hành hệ thống tưới theo số liệu quan trắc thực tế

3.2.4. Kết quả nghiên cứu hiện đại hóa quản lý vận hành và giám sát điều khiển hệ thống tưới thông qua mạng Internet và hệ thống viễn thông di động toàn cầu

3.3. Kết quả nghiên cứu từng bước hiện đại hóa giám sát, điều khiển cho các hệ thống đang được quản lý vận hành bằng thủ công và giai đoạn quá độ tiến tới tự động hóa

3.4. Kết quả nghiên cứu ứng dụng, phát triển công nghệ giám sát và điều khiển hệ thống tưới

3.5. Kết quả nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu trực tuyến phục vụ công tác quản lý các công trình trên hệ thống tưới

3.6. Kết quả nghiên cứu cải tiến, phát triển bộ công cụ đánh giá hiệu quả quản lý khai thác và hỗ trợ chu trình nâng cao hiệu quả của hệ thống tưới

3.7. Kết quả tổng hợp và liên kết các thành phần trong mô hình hiện đại hóa quản lý vận hành hệ thống tưới

3.8. Kết quả ứng dụng mô hình hiện đại hóa quản lý vận hành hệ thống tưới

3.9. Kết quả lập kế hoạch quản lý khai thác tối ưu hệ thống tưới Phù Sa

3.10. Kết quả ứng dụng mô hình quản lý vận hành hệ thống tưới theo số liệu quan trắc thực tế

3.11. Kết quả tính toán liên đới mô hình quản lý vận hành hệ thống tưới bằng các số liệu quan trắc năm 2017

3.12. Kết quả ứng dụng mô hình quản lý vận hành hệ thống tưới theo số liệu quan trắc thời gian thực

3.13. Kết quả ứng dụng công nghệ hiện đại hóa quản lý vận hành, giám sát điều khiển hệ thống tưới thông qua mạng Internet và hệ thống viễn thông di động toàn cầu

3.14. Kết quả ứng dụng giao diện giám sát, điều khiển và phần mềm hiện đại hóa quản lý vận hành hệ thống tưới

3.15. Kết quả ứng dụng, phát triển công nghệ giám sát và điều khiển hệ thống tưới

3.16. Kết quả xây dựng cơ sở dữ liệu trực tuyến phục vụ công tác quản lý các công trình trên hệ thống tưới Phù Sa

3.17. Kết quả ứng dụng bộ công cụ đánh giá các chỉ số hiệu quả và hỗ trợ chu trình nâng cao hiệu quả quản lý khai thác hệ thống tưới Phù Sa

3.18. Kết luận chương 3

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

Phụ lục 1. Thông tin chi tiết về các mô hình hiện đại hóa quản lý vận hành các hệ thống tưới

Phụ lục 2. Các số liệu khí tượng, thủy văn: chế độ tưới và tài liệu liên quan đến quản lý khai thác của Công ty TNHH MTV Thủy lợi Sông Tích

Phụ lục 3. Kết quả tính toán dự báo khí tượng, thủy văn theo mô hình ARIMA

Phụ lục 4. Các kết quả tính toán chi tiết về lập kế hoạch khai thác tối ưu hệ thống tưới

Phụ lục 5. Những sơ đồ thuật toán và các chương trình phần mềm chính

I. Tính cấp thiết của đề tài luận án

Tính cấp thiết của đề tài luận án 'Xây dựng mô hình hiện đại hóa quản lý hệ thống tưới nước' được thể hiện qua thực trạng quản lý và khai thác nước hiện nay. Theo số liệu thống kê, hiệu quả quản lý khai thác các hệ thống tưới (HTT) tại Việt Nam chỉ đạt từ 65% đến 80% so với thiết kế. Điều này cho thấy sự lãng phí lớn trong việc sử dụng nguồn nước, ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất cây trồng. Hệ số sử dụng nước thấp, cùng với tình trạng ngập úng cục bộ, đã làm giảm hiệu quả sản xuất nông nghiệp. Do đó, việc hiện đại hóa quản lý hệ thống tưới là cần thiết để nâng cao hiệu quả sử dụng nước, tiết kiệm chi phí và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của nông nghiệp trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Trên thế giới, nhiều quốc gia đã áp dụng các mô hình hiện đại hóa quản lý hệ thống tưới nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng nước. Các mô hình này thường sử dụng công nghệ tiên tiến như SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) để giám sát và điều khiển hệ thống tưới từ xa. Việc áp dụng công nghệ này không chỉ giúp tiết kiệm nước mà còn nâng cao độ chính xác trong việc cung cấp nước cho cây trồng. Tuy nhiên, mỗi mô hình đều có những ưu nhược điểm riêng, và chưa có mô hình nào hoàn toàn phù hợp với điều kiện thực tế tại Việt Nam.

II. Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu của luận án tập trung vào việc xây dựng mô hình hiện đại hóa quản lý vận hành hệ thống tưới. Phương pháp nghiên cứu bao gồm việc phân tích các mô hình hiện có, đánh giá hiệu quả của chúng và đề xuất mô hình mới phù hợp với điều kiện Việt Nam. Các phương pháp mô hình hóa và lập trình cũng được áp dụng để phát triển phần mềm quản lý tưới thông minh. Mô hình hóa bài toán quản lý khai thác nước sẽ giúp tối ưu hóa việc sử dụng nước, giảm thiểu lãng phí và nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp.

2.1. Phương pháp mô hình hóa

Phương pháp mô hình hóa được sử dụng để xây dựng các kịch bản khác nhau cho việc quản lý hệ thống tưới. Mô hình hóa bài toán quản lý khai thác nước sẽ giúp xác định các biến quyết định và điều kiện ràng buộc. Việc áp dụng các công nghệ như ARIMA (Autoregressive Integrated Moving Average) trong dự báo khí tượng, thủy văn sẽ cung cấp dữ liệu chính xác hơn cho việc lập kế hoạch tưới. Điều này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả sử dụng nước mà còn giảm thiểu rủi ro trong sản xuất nông nghiệp.

III. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy mô hình hiện đại hóa quản lý vận hành hệ thống tưới đã đạt được những thành công nhất định. Các công cụ giảm sát và điều khiển tự động từ xa đã được phát triển, cho phép quản lý hệ thống tưới một cách hiệu quả hơn. Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong quản lý tưới đã giúp nâng cao độ chính xác và giảm thiểu thời gian phản hồi. Hệ thống thông tin quản lý cũng đã được xây dựng, cung cấp dữ liệu kịp thời cho người quản lý. Những kết quả này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn cao trong việc nâng cao hiệu quả quản lý tưới nước tại Việt Nam.

3.1. Kết quả mô hình hóa

Kết quả mô hình hóa cho thấy khả năng tối ưu hóa việc sử dụng nước trong hệ thống tưới. Mô hình đã chỉ ra rằng việc áp dụng các phương pháp quản lý hiện đại có thể nâng cao hiệu quả sử dụng nước lên đến 20%. Các chỉ số hiệu quả được xây dựng và đánh giá cho thấy sự cải thiện rõ rệt trong việc quản lý khai thác nước. Điều này chứng tỏ rằng việc hiện đại hóa quản lý hệ thống tưới không chỉ là một xu hướng mà còn là một yêu cầu cấp thiết trong bối cảnh hiện nay.

Luận án tiến sĩ về quy hoạch và quản lý tài nguyên nước: Nghiên cứu xây dựng mô hình hiện đại hóa quản lý vận hành hệ thống tưới