BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TR¦êNG §¹I HäC THUû LîI
F  G LUYỆN ĐỨC THUẬN

“NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP QUY HOẠCH
TUYẾN TÍNH TRONG BÀI TOÁN PHÂN BỔ TÀI NGUYÊN
NƯỚC TỈNH CAO BẰNG”

LUẬN VĂN THẠC SĨ



Người hướng dẫn khoa học:
1. TS. Nguyễn Mai Đăng
2. TS. Tống Ngọc Thanh
Hà Nội - 2013
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu
trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất cứ công trình
nào khác.

Hà Nội, tháng 6 năm 2013
Tác giả luận văn Luyện Đức Thuận LỜI CẢM ƠN

DANH SÁCH HÌNH 6
MỞ ĐẦU 7
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU VÀ KHU VỰC
NGHIÊN CỨU 11

1.1. Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu 11
1.1.1. Phân loại tổng quan các mô hình tối ưu 11
1.1.1.1. Bài toán tối ưu tổng quát 11
1.1.1.2. Bài toán quy hoạch tuyến tính 12
1.1.2. Quy hoạch tuyến tính 12
1.1.2.1. Khái niệm và các ví dụ về bài toán quy hoạch tuyến tính (QHTT) 12
1.1.2.2. Hai dạng cơ bản của quy hoạch tuyến tính 12
1.1.2.3. Định lý cơ bản và các định nghĩa về quy hoạch tuyến tính 14
1.1.2.4. Giải bài toán quy hoạch tuyến tính 15
1.1.3. Tổng quan tình hình ứng dụng quy hoạch tuyến tính trong tài nguyên
nước ở Việt Nam và trên thế giới 21

1.1.3.1. Trên thế giới 21
1.1.3.2. Trong nước 22
1.2. Tổng quan về khu vực nghiên cứu 24
1.2.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên 24
1.2.1.1. Vị trí địa lý 24
1.2.1.2. Đặc điểm địa hình, địa mạo 25
1.2.2. Đặc điểm khí tượng 26
1.2.3. Hiện trạng phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Cao Bằng 28
1.2.3.1. Dân cư 28
1.2.3.2. Tăng trưởng kinh tế 29
1.2.3.3. Chuyển dịch cơ cấu kinh tế 30
1.2.3.4. Những định hướng phát triển 30
1.2.4. Đặc điểm mạng lưới sông hồ 33

2.3.5. Trữ lượng tài nguyên nước mặt 63
2.3.6. Trữ lượng tài nguyên nước dưới đất 65
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG QUY HOẠCH TUYẾN TÍNH VÀO PHÂN BỔ TÀI
NGUYÊN NƯỚC TỈNH CAO BẰNG 70

3.1. Dự báo nhu cầu khai thác sử dụng nước tỉnh Cao Bằng 70
3.1.1. Các tiêu chuẩn và chỉ tiêu dùng nước 70
3.1.1.1. Chỉ tiêu cấp nước sinh hoạt 70
3.1.1.2. Chỉ tiêu cấp nước công nghiệp 71
3.1.1.3. Chỉ tiêu cấp nước nông nghiệp 71
3.1.1.4. Chỉ tiêu cấp nước cho hoạt động dịch vụ, công cộng 74
3.1.2. Nhu cầu sử dụng nước tỉnh Cao Bằng 74
3.1.2.1. Nhu cầu dùng nước cho sinh hoạt 75
3.1.2.2. Nhu cầu nước cho nông nghiệp 76
3.1.2.3. Nhu cầu nước cho công nghiệp 78
3.1.2.4. Nhu cầu dùng nước cho dịch vụ, công cộng 79
3.1.2.5. Tổng hợp nhu cầu sử dụng nước tỉnh Cao Bằng 80
3.1.2.6. Yêu cầu về dòng chảy môi trường 84
3.1.2.7. Dòng hồi quy từ khu sử dụng nước 84 Nghiên cứu ứng dụng phương pháp quy hoạch tuyến tính trong bài toán phân bổ tài nguyên nước tỉnh Cao Bằng3
3.1.3. Hiệu quả khai thác, sử dụng nước trong địa bàn tỉnh Cao Bằng 85
3.2. Phương án phân bổ tài nguyên nước 86
3.3. Ứng dụng quy hoạch tuyến tính trong phân bổ tài nguyên nước tỉnh Cao
Bằng 88


3.5.2. Các giải pháp kỹ thuật 104
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 106
TÀI LIỆU THAM KHẢO 108
PHỤ LỤC 109
Nghiên cứu ứng dụng phương pháp quy hoạch tuyến tính trong bài toán phân bổ tài nguyên nước tỉnh Cao Bằng4
DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1.1. Phân bố dân số trên địa bàn tỉnh 29
Bảng 1.2. Dự báo phân bổ đất canh tác theo đơn vị hành chính tỉnh Cao Bằng (ha) 31
Bảng 1.3. Quy hoạch đàn gia súc, gia cầm tỉnh Cao Bằng đến năm 2015 và 2020 32
Bảng 1.4. Quy hoạch diện tích mặt nước (ha) nuôi trồng thủy sản tỉnh Cao Bằng 32
Bảng 2.1. Bảng phân phối lượng mưa theo mùa thời kỳ quan trắc 38
Bảng 2.2. Đặc trưng dòng chảy năm một số trạm 39
Bảng 2.3. Phân phối dòng chảy năm trung bình một số trạm 39
Bảng 2.4. Phân phối mô đuyn dòng chảy năm trung bình một số trạm 40
Bảng 2.5. Một số trận lũ lớn ở tỉnh Cao Bằng 42
Bảng 2.6. Dòng chảy nhỏ nhất một số trạm trên tỉnh Cao Bằng 42
Bảng 2.7. Thống kê công trình cấp nước sạch đô thị tỉnh Cao Bằng 50
Bảng 2.8. Hiện trạng khai thác nước dưới đất tỉnh Cao Bằng 52
Bảng 2.9. Hiện trạng khai thác nước cho công nghiệp 52
Bảng 2.10. Hiện trạng khai thác nước của công trình thủy điện 54
Bảng 2.11. Hiện trạng công trình thủy lợi tỉnh Cao Bằng 55
Bảng 2.12. Hiện trạng khai thác tài nguyên nước trên địa bàn tỉnh Cao Bằng 56
Bảng 2.13. Kết quả phân khu sử dụng nước tỉnh Cao Bằng 58

Bảng 3.17. Yêu cầu về dòng chảy môi trường 84
Bảng 3.18. Dòng chảy hồi quy từ khu sử dụng nước 85
Bảng 3.19. Tỷ lệ phân bổ chia sẻ nguồn nước năm 2015 và 2020_PA1 87
Bảng 3.20. Tỷ lệ phân bổ chia sẻ nguồn nước năm 2015 và 2020 _ PA2 88
Bảng 3.21. Giá trị của các thông số đầu vào cho bài toán quy hoạch tuyến tính giai đoạn
2015 94
Bảng 3.22. Lượng nước phân bổ tháng III cho các ngành giai đoạn năm 2015_PA1 96
Bảng 3.23. Giá trị của các ngành sử dụng nước trong tháng III năm 2015_PA1 96
Bảng 3.24. Lượng nước phân bổ tháng III cho các ngành giai đoạn năm 2015_PA2 97
Bảng 3.25. Giá trị của các ngành sử dụng nước trong tháng III năm 2015_PA2 98
Bảng 3.26. Giá trị của các thông số đầu vào cho bài toán quy hoạch tuyến tính giai đoạn
2020 98
Bảng 3.27. Lượng nước phân bổ tháng III cho các ngành giai đoạn năm 2020_PA1 99
Bảng 3.28. Giá trị của các ngành sử dụng nước trong tháng III năm 2020_PA1 100
Bảng 3.29. Lượng nước phân bổ tháng III cho các ngành giai đoạn năm 2020_PA2 101
Bảng 3.30. Giá trị của các ngành sử dụng nước trong tháng III năm 2020_PA2 102
Nghiên cứu ứng dụng phương pháp quy hoạch tuyến tính trong bài toán phân bổ tài nguyên nước tỉnh Cao Bằng6
DANH SÁCH HÌNH
Hình 1.1 16
Hình 1.2 16
Hình 1.3. Sơ đồ khối tính nghiệm tối ưu bằng phương pháp Đơn hình 20
Hình 1.4. Vị trí địa lý tỉnh Cao Bằng 25
Hình 1.5. Tốc độ tăng trưởng theo các khu vực kinh tế tỉnh Cao Bằng 30
Hình 1.6. Biểu đồ chuyển dịch cơ cấu kinh tế tỉnh Cao Bằng 30

trong khi làm quy ho
ạch có mục tiêu, phương pháp tiếp cận và xử lý vấn đề khác
nhau. Vì vậy rất cần có cách nhìn tổng thể và đồng bộ, xem xét đánh giá nhu cầu
của các ngành một cách khách quan, tránh tình trạng quy hoạch này phá vỡ và
chống chéo lên các quy hoạch khác. Từ đó đề xuất các các phương án khai thác sử
dụng TNN phù hợp nhằm đạt được mục tiêu quản lý tổng hợp tài nguyên nước ở
Việt Nam là việc làm hết sức cần thiết và cần
được đầu tư nghiên cứu
Thực hiện Luật tài nguyên nước, và các Chương trình hành động của Chính
phủ, nhằm đảm bảo việc khai thác sử dụng tài nguyên nước công bằng, bền vững và
bảo vệ tài nguyên nước không bị suy thoái cạn kiệt, trong những năm qua Bộ Tài
nguyên và Môi trường đã và đang triển khai xây dựng các quy hoạch tài nguyên
nước trên các lưu vực sông và các vùng kinh tế trọng điểm, cụ thể là: QH TNN các
lưu vự
c sông Đồng Nai, sông Ba, sông Cầu, sông Hương; các Vùng kinh tế trọng
điểm Bắc Bộ, phía Nam, Vùng cực Nam Trung Bộ, Bán đảo Cà Mau Tuy nhiên,
đến nay hầu như chưa có một quy hoạch tổng thể tài nguyên nước ở lưu vực sông,
vùng lãnh thổ nào được Chính phủ hoặc Bộ quản lý phê duyệt. Bên cạnh đó Luật tài
nguyên nước sửa đổi năm 2012 ngoài các quy định về quy hoạch theo đơn vị lưu Nghiên cứu ứng dụng phương pháp quy hoạch tuyến tính trong bài toán phân bổ tài nguyên nước tỉnh Cao Bằng8
vực sông còn cho phép thực hiện quy hoạch trong phạm vị ranh giới hành chính.
Điều này phù hợp với thực tế quản lý ở nước ta vì vậy nhiều tỉnh đã sớm thực hiện
quy hoạch tài nguyên nước nhằm đáp ứng yêu cầu về quản lý tài nguyên nước của
tỉnh. Tuy nhiên việc thực hiện gặp nhiều lúng túng đặc biệt là trong phân bổ, chia sẻ
nguồn nước do ngoài việc phân bổ trong nội bộ tỉnh còn phải xét đến mối quan hệ

9
Xây dựng hàm mục tiêu và các điều kiện ràng buộc của bài toán quy hoạch
tuyến tính trong phân bổ tài nguyên nước và tiến hành giải bài toán tối ưu hiệu quả
sử dụng nước của các ngành để mang lại giá trị kinh tế cao nhất cho tỉnh Cao Bằng.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
* Đối tượng nghiên cứu:
Nghiên cứu phương pháp quy hoạch tuyến tính để phân bổ tài nguyên nước
tỉnh Cao Bằng.
* Phạm vi nghiên cứu:
Toàn b
ộ tỉnh Cao Bằng với diện tích là 6.717 km
2

4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
* Cách tiếp cận:
Để nghiên cứu xây dựng quy hoạch phân bổ tài nguyên nước tỉnh Cao Bằng sẽ
sử dụng 2 cách tiếp cận chính sau:
+ Phương pháp phân tích hệ thống: Quy hoạch phân bổ tài nguyên nước là quy
hoạch có liên quan đến nhiều ngành, hộ dùng nước và nhiều yếu tố tác động đến
vùng quy hoạch. Việc phân tích hệ thống (các yếu tố như: nguồn nước mưa, nước
mặ
t, nước dưới đất, khai thác sử dụng…) sử dụng các công cụ GIS và phương pháp
quy hoạch tuyến tính đưa ra phương án tối ưu cho hệ thống.
+ Kế thừa các nghiên cứu đã có trước đây của các ngành liên quan trên các
vùng liên quan. Phương pháp kế thừa, tổng hợp, phân tích, thống kê…;
* Phương pháp nghiên cứu:
Đề tài sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau đây:
- Phương pháp tương tự thủy văn;
- Phương pháp thống kê;
- Phương pháp kế

1.1.1.1. Bài toán tối ưu tổng quát
Bài toán tố
i ưu tổng quát có thể mô tả như sau:
Cần tìm cực trị hàm mục tiêu có dạng:
F(X) → min (max) (1 - 1)
Với hệ các biểu thức ràng buộc:
g
j
(X) ≤ b
j
, với j = 1, 2,…, m (1 - 2)
Hệ (1 – 1) và (1 – 2) có thể viết dưới dạng đầy đủ:
F(x
1
, x
2
,…, x
i
,…, x
n
) → min (max) (1 – 3)
Với các ràng buộc:
g
1
(x
1
, x
2
,…, x
i

…………………………………
g
m
(x
1
, x
2
,…, x
i
,…, x
n
) ≤ b
m
Với các biến của hàm số là véc tơ có dạng: Nghiên cứu ứng dụng phương pháp quy hoạch tuyến tính trong bài toán phân bổ tài nguyên nước tỉnh Cao Bằng12
X = (x
1
, x
2
,…, x
n
) (1 - 5)
Nghiệm tối ưu của bài toán tối ưu là véc tơ nghiệm
X
*

Với ràng buộc
j
n
i
iji
bxa ≤
∑
=1
với j = 1, 2,…, m; (1 – 8)
Và x
i
≥ 0 với i = 1, 2,…, n
1.1.2. Quy hoạch tuyến tính
1.1.2.1. Khái niệm và các ví dụ về bài toán quy hoạch tuyến tính (QHTT)
Quy hoạch tuyến tính là môn toán học nghiên cứu phương pháp tìm giá trị nhỏ
nhất (min) hoặc lớn nhất (max) của một hàm tuyến tính (hàm mục tiêu) theo một số
biến, thỏa mãn một số hữu hạn ràng buộc được biểu diễn bằng hệ phương trình và
bất phương trình tuyến tính.
1.1.2.2. Hai dạng cơ
bản của quy hoạch tuyến tính
1. Dạng chính tắc
Nếu hàm mục tiêu và ràng buộc (1 – 1) và (1 – 2) là các biểu thức tuyến tính
đối với các biến số, ta có mô hình tối ưu là tuyến tính đối với các biến số: Mô hình
tuyến tính được gọi là chính tắc nếu các ràng buộc là đẳng thức. Ta có hàm mục tiêu
của mô hình tuyến tính là:
F(X) c
1
x
1
+ c

= b
j
;
mj ,1=
(1 – 10) Nghiên cứu ứng dụng phương pháp quy hoạch tuyến tính trong bài toán phân bổ tài nguyên nước tỉnh Cao Bằng13
và x
i
≥ 0 với i = 1, 2,…, n.
Với b
j
là hằng số với ràng buộc thứ j; a
ji
là các hằng số.
Trong trường hợp bài toán cần tìm cực đại (max), phải nhân hàm mục tiêu với
(-1) để đưa về bài toán tối ưu dạng chính tắc.
Bài toán tìm cực đại (1 – 2) có dạng:
F(X) c
1
x
1
+ c
2
x
2

và x
i
≥ 0 với i = 1, 2,…, n.
được đưa về dạng chính tắc với hàm mục tiêu:
max F(X) = min (-F(X))
tức là:
F
1
(X) = -F(X) = -c
1
x
1
– c
2
x
2
- … - c
i
x
i
- … - c
n
x
n
→ min
2. Dạng chuẩn tắc
Dạng chuẩn tắc là dạng mà ràng buộc là bất đẳng thức, tức là:
g
j
(X) = a

phụ vào vế trái của các bất đẳng thức. Có m ràng buộc bất đẳng thức sẽ có m biến
phụ. Do đó dạng chính tắc mới sẽ có n + m nghiệm. Ta có:
g
j
(X) + x
n+j
= 0; mj ,1= (1 – 14) Nghiên cứu ứng dụng phương pháp quy hoạch tuyến tính trong bài toán phân bổ tài nguyên nước tỉnh Cao Bằng14
trong đó: x
n+j
là biến phụ;
và x
i
≥ 0 với i =1, 2, , n.
1.1.2.3. Định lý cơ bản và các định nghĩa về quy hoạch tuyến tính
1. Định lý cơ bản của quy hoạch tuyến tính
Định lý:
(Phát biểu cho dạng chính tắc): Phương án tối ưu quy hoạch tuyến
tính chứa một số biến dương đúng bằng số các ràng buộc dạng đẳng thức độc
lập, các biến còn lại có giá trị không.
Nếu bài toán tối ưu tuyến tính dạng chính tắc có nghiệm thì nghiệm của bài
toán sẽ nằm ở các điểm cực biên: các đỉnh tam giác (đối với bài toán phẳng) và đỉnh
các đa giác (đố
i với bài toán 3 chiều)…Các phương pháp tìm nghiệm của bài toán
thường là các phép thử dần tại các điểm cực biên. Giả sử đã dò tìm ở tất cả những

15
Xác định giá trị của biến cơ sở bằng cách giải hệ các phương trình ràng buộc
với sau khi thay các giá trị bằng không của biến tự do vào phương trình.
Phương án cơ sở chấp nhận được
Là phương án cơ sở có các biến cơ sở nhận các giá trị dương.
1.1.2.4. Giải bài toán quy hoạch tuyến tính
1. Phương pháp đồ thị
Phương pháp đồ thị được dùng khi số biến số
≤ 3. Về phương pháp này có thể
tham khảo ở nhiều tài liệu chuyên khảo. Ta xem xét bài toán phẳng qua một ví dụ:
Bài toán:
Tìm nghiệm tối ưu X
*
= (x
1
*
, x
2
*
) sao cho hàm mục tiêu:
Z = c
1
x
1
+ c
2
x
2
→ max (1 – 15)
Các ràng buộc:

1
M
1
và N
2
M
2
.
+ Nếu ràng buộc là bất đẳng thức thì miền chấp nhận được là hình AN
1
OM
2
,
bao gồm cả biên AN
1
và AN
2
.
Vẽ các đường cùng mục tiêu (đường mức):
+ Cho một giá trị cụ thể Z = Z
0
. Vẽ đường
1
2
1
1
0
2
x
c


Hình 1.1 Hình 1.2
Trường hợp mở rộng: Đối với bài toán có n biến x
1
, x
2
,…, x
n
với m ràng
buộc.
+ Nghiệm tối ưu là tọa độ của một đỉnh hay nhiều đỉnh miền cho phép. Miền
đa diện là một đa diện lồi (n-m) chiều.
+ Nghiệm đơn trị nếu có 1 đỉnh tiếp xúc với mặt cùng mục tiêu.
+ Nghiệm đa trị nếu có k đỉnh (k > 1) tiếp xúc với mặt mục tiêu, tạo thành 1
đơn hình (k – 1) chiều. Đó là cơ sở của phương pháp đơn hình.
2. Phương pháp đơn hình
Phương pháp đơn hình là phương pháp cơ bản nhất khi giải các bài toán quy
hoạch tuyến tính. Phương pháp do G.B Dantzig đưa ra năm 1948. Nghiên cứu ứng dụng phương pháp quy hoạch tuyến tính trong bài toán phân bổ tài nguyên nước tỉnh Cao Bằng17
Nội dung của phương pháp như sau: Tìm đỉnh tối ưu của đa diện các nghiệm
cho phép bằng phương pháp lần lượt thử các đỉnh của đa diện. Để việc thử không
phải mò mẫm, người ta đưa ra thuật toán đi từ nghiệm xấu đến nghiệm tốt hơn tức
là đi dần đến nghiệm tối ưu.
Cơ sở của phương pháp tính thử d
ần:

2
+ …+ a
1m
x
m
= b
1
a
21
x
1
+ a
22
x
2
+ …+ a
2m
x
m
= b
2
(1 – 18)
………………………………
a
m1
x
1
+ a
m2
x

x
2
(0)
+…+ c
m
x
m
(0)
(1 – 19)
b. Chọn nghiệm thử thứ hai
- Thử thêm vào 1 biến mới x
m+1
( có thể chọn bất kỳ trong số các biến không
còn lại). Lúc này ràng buộc có dạng: Nghiên cứu ứng dụng phương pháp quy hoạch tuyến tính trong bài toán phân bổ tài nguyên nước tỉnh Cao Bằng18
a
11
x
1
+ a
12
x
2
+ …+ a
1m

x
2
+ …+ a
mm
x
m
+ a
m,m+1
= b
m

Hệ (1 – 20) có m phương trình với m+1 biến, hệ này có nghiệm đơn trị khi các
phương trình tạo thành hệ phục thuộc, do đó cột cuối cùng phụ thuộc tuyến tính vào
các cột còn lại y
i
có dạng:
a
11
y
1
+ a
12
y
2
+ …+ a
1m
y
m
= a
1,m+1


Hệ (1 – 21) có nghiệm duy nhất là: y
1
(0)
, y
2
(0)
,…, y
m
(0)

- Tính hiệu số: Lấy các số hạng của (1 – 20) trừ đi bội số của (1 – 21), ký hiệu
bội số là k, ta có:
a
11
(x
1
- ky
1
) + a
12
(x
2
– ky
2
) + …+ a
1m
(x
m
– ky

a
m1
(x
1
- ky
1
) + a
m2
(x
2
– ky
2
) + …+ a
mm
(x
m
– ky
m
) + a
m,m+1
k = b
m
- Chọn nghiệm thử thứ 2 cho (1 – 22)
(x
1
(0)
– ky
1
(0)
), (x
Nghiên cứu ứng dụng phương pháp quy hoạch tuyến tính trong bài toán phân bổ tài nguyên nước tỉnh Cao Bằng19
Với: γ
m+1
= c
1
y
1
(0)
+ c
2
y
2
(0)
+….+ c
m
y
m
(0)
(1 – 25)
Hiệu số c
m+1
- γ
m+1
gọi là hiệu suất, trong đó c
m+1

)0(
)0(
i
i
i
y
x
k =
(1 – 26)
Loại biến nào có hệ số k>0 và nhận giá trị nhỏ nhất, tức là:
0 < k
i
= min
)0(
)0(
i
i
y
x
(1 – 27)
- Thực hiện lien tục các thuật toán trên: Dựa vào các biến chưa dùng m+2,
m+3,…, tính các giá trị tương ứng ΔZ
2
, ΔZ
3
,… cho đến khi thử hết các biến cơ sở.
ΔZ
1
= k[c
m+1

]
Tính toán được thực hiện sau (n-m) lần lặp được nghiệm tối ưu.
Phương pháp đơn hình có ưu điểm là thuật toán đơn giản. Nếu số ẩn có ít có
thể tính bằng tay (trực tiếp hoặc bằng bảng đơn hình). Khi có nhiều biến số phải lập
chương trình tính. Chương trình toán có sơ đồ trình bày trên Hình 1.3. Hình 1.3. Sơ đồ khối tính nghiệm tối ưu bằng phương pháp Đơn hình

Bắt đầu
Vào số liệu và chọn biến cơ sở
Tìm nghiệm xuất phát và
đánh giá
ΔZ
i
với i = 1, 2,…
Mọi giá trị
ΔZ
i
< 0
Thêm biến mới
x
m+1
và đánh giá
ΔZ
i
với i = 1, 2,…
Tìm
0< k
i

TNN. Mỗi nhà quy hoạch đều đưa ra quan điểm và có hướng tiếp cận riêng, có
những đề xuất về nguyên tắc phân bổ chia sẻ; những nghiên cứu để xác định tiêu
chí; những nghiên cứu và phân tích về giá tr
ị của nước; Tuy nhiên, các vấn đề
đó mới chỉ xem xét theo các khía cạnh riêng lẻ theo những cấu trúc riêng, chưa
được xem xét một cách tổng thể theo hệ thống, trong những ràng buộc nhất định
trong một hệ thống tích hợp hay tổng hợp (intergrated system). Trong bài toán quy
hoạch chia sẻ, phân bổ TNN có thể xem xét như một hệ thống tổng hợp bao gồm
các hệ thống con. Giải quyết nội dung quy hoạch chia sẻ phân bổ TNN theo phương
pháp tiếp cận tổng hợp hệ thống giúp cho các nhà quy hoạch có thể xem xét các vấn
đề nảy sinh, các tác động qua lại giữa các thành phần trong hệ thống môt cách linh
hoạt, logic, định lượng và có cấu trúc.
Phân bổ nguồn nước là vấn đề thách thức các nhà khoa học và kỹ sư tài
nguyên nước trong hàng thập kỷ. Các nghiên cứu khoa học và kỹ thuật về phân bổ
nguồn nước chủ yếu tập trung vào tối ưu hóa phân bổ lượng n
ước sau hồ chứa
(Louck và nnk, 1981). Ngay cả khi dòng chảy không bị điều tiết bởi đập thì việc
quản lý tài nguyên nước trong lưu vực cũng rất phức tạp.
Nhiều nước đã ban hành hệ thống cấp phép để quản lý tài nguyên nước. Việc
cấp phép cho phép các nhà quản lý tài nguyên nước phân bổ tài nguyên nước theo
phương thức phản ánh được giá trị của khu vực (Cox, 1989). Nhiệm vụ đầu tiên
trong việc phân bổ nguồ
n nước là xác định và tính toán mục tiêu tổng quát của hệ
thống cấp phép và quy tắc ban hành giấy phép. Lund và Israel (1995) sử dụng kỹ
thuật tối ưu hóa trong quy hoạch mạng phân phối nước trong đô thị. Winter (1995)
đã tổng quát những nghiên cứu hiện tại liên quan đến việc tối ưu trong phân bổ
nguồn nước mặt và nước dưới đất. Nhiệm vụ của phân bổ nguồn nước tối ưu trong
lưu v
ực có thể được tiếp cận theo hướng phân tích hệ thống. Phân tích hệ thống đã