Some examples comparing static and dynamic network approaches in water resources allocation models for the rivers of high instability of flows

• Autorzy: Wojas W. , Tyszewski S.

Warianty tytułu

PL

Porównanie statycznego i dynamicznego podejścia sieciowego w modelach alokacji zasobów wodnych dla rzek o dużej zmienności przepływów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper the authors compare two mathematical approaches to the problem of determination of optimal water resources allocation. We compare standard static approach based on static network flow model in pure or generalized network with the dynamic approach based on MDGNFM model presented in [WOJAS 2008]. This comparison is done in the framework of three worked examples of water system. We discuss the following aspects: a possibility to guarantee in the model the availability of the water which is allocated to user in analysed time period; the influence of a choice of the length of time step on the final result, a possibility to consider different summary times in water allocation paths. Comparative analysis can recommend the dynamic approach as more appropriate in the case of water systems of high instability of water flows.

PL

W pracy dokonano porównania dwóch matematycznych podejść sieciowych do problemu wyznaczania optymalnych alokacji zasobów wodnych w systemach wodno-gospodarczych. Porównano standardowe podejście statyczne, bazujące na modelu statycznego przepływu w sieci czystej lub uogólnionej, z podejściem dynamicznym, bazującym na modelu MDGNFM zaprezentowanym w pracy WOJASA [2008]. Porównania dokonano na trzech roboczych przykładach systemów wodno-gospodarczych. Omówione zostały następujące aspekty: możliwość zagwarantowania w modelu dostępności przydzielonej użytkownikowi wody w analizowanym okresie; wpływ wyboru długości kroku czasowego na wynik końcowy; możliwość uwzględniania ścieżek o różnych czasach sumarycznych przy rozdziale wody. W wyniku analizy porównawczej za bardziej odpowiednie w przypadku systemów wodno-gospodarczych o dużej zmienności i dynamice przepływów uznano podejście dynamiczne oparte na modelu MDGNFM.

Słowa kluczowe

EN

dynamic networks; network flows; network optimisation; water resources allocation; water system balance

PL

program alokacja zasobów wodnych; bilans wodnogospodarczy; optymalizacja sieciowa; przepływy w sieciach; sieci dynamiczne

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Journal of Water and Land Development
• Rocznik: 2013
• Tom: no. 18 [I-VI]
• Strony: 21--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wojas W.

• Warsaw University of Life Sciences, Department of Applied Mathematics, ul. Nowoursynowska 159, 02-776 Warszawa, Poland

autor

Tyszewski S.

• Warsaw University of Technology, Chair of Environmental Protection and Management, ul. Nowowiejska 20, 00-653 Warszawa, Poland

Bibliografia

• [1.] AHUJA R.K., MAGNANTI T.L., ORLIN J.B. 1993. Networks flows: Theory, algorithms, and applications. Uniwersytet Michigan. Prentice Hall. ISBN 013617549X pp. 846.
• [2.] AHUJA R.K., ORLIN J.B., SECHI G.M., ZUDDAS P. 1999. Algorithms for the simple equal flow problem. Management Science. Vol. 45. No. 10 p. 1440–1445.
• [3.] ARONSON J.E. 1989. A survey of dynamic network flows. Annals of Operations Research. Vol. 20. Iss. 1–4 p. 1–66.
• [4.] BRENDECKE C.M., DEOREOE W.B., PAYTON E.A., ROZAKLIS L. 1989. Networks models of water rights and system operation. Journal of Water Resources Planning and Management. Vol. 115 Iss. 5 p. 684–698.
• [5.] CHUNG F.I., ARCHER M.C., DEVRIES J.J. 1989. Network flow algorithm applied to California Aqueduct simulation. Journal of Water Resources Planning and Management. Vol. 115. Iss. 2 p. 131–147.
• [6.] DAI T., LABADIE J.W. 2001. River basin network model for integrated water quantity/quality management. Journal of Water Resources Planning and Management. Vol. 127. Iss. 5 p. 295–305.
• [7.] FORD L.R., FULKERSON D.R. 1969. Przepływy w sieciach [Flows in networks]. Warszawa. PWN. pp. 256.
• [8.] HSU N.-S., CHENG K.-W. 2002. Network flow optimisation model for basin-scale water supply planning. Journal of Water Resources Planning and Management. Vol. 128. Iss. 2 p. 102–112.
• [9.] CBSiPBW Hydroprojekt 1992. Metodyka jednolitych bilansów wodno-gospodarczych (Methodology of uniform water resources balances) pp. 98.
• [10.] KINDLER J. 1975. The out-of-kilter algorithm and some of its applications in water resources. IIASA Working Paper WP-75-19 pp. 27.
• [11.] SABET H., CREEL C.L. 1991a. Model aggregation for California State Water Project. Journal of Water Resources Planning and Management. Vol. 117. Iss. 5 p. 549–565.
• [12.] SABET H., CREEL C.L. 1991b. Network flow modelling of Oroville Complex. Journal of Water Resources Planning and Management. Vol. 117. Iss. 3 p. 301–319.
• [13.] SUN Y.-H., YEH W.W.-G, HSU N.-S., LOUIE P.W.-F. 1995. Generalized network algorithm for water-supply-system optimisation. Journal of Water Resources Planning and Management. Vol. 121. Iss. 5 p. 392–398.
• [14.] WOJAS W. 2008. Multistage Dynamic Generalized Network Flow Model for a Short-Term Planning of Water Resources Allocation. PhD Thesis. Warszawa. IBS PAN pp. 107.
• [15.] WOJAS W. 2010. Computer analysis of hydrological data in the Odra River navigation problem. In: Informatyczne aspekty analizy danych (Information technologies in data analysis). Warszawa. SGGW p. 80–98.