Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết Ứng dụng mô hình thủy lực HEC RAS 2D mô phỏng quá trình xả lũ hồ Thượng Sông Trí nghiên cứu, đánh giá quá trình diễn biến của trận lũ và dự báo khả năng ngập lụt nếu việc xả lũ của hồ xảy ra.
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 ỨNG DỤNG MƠ HÌNH THỦY LỰC HEC RAS 2D MƠ PHỎNG Q TRÌNH XẢ LŨ HỒ THƯỢNG SƠNG TRÍ Lê Thị Hải Yến Trường Đại học Thủy lợi, email: lethihaiyen@tlu.edu.vn GIỚI THIỆU CHUNG Trong năm gần đây, ảnh hưởng biến đổi khí hậu tồn cầu, tình hình thời tiết diễn bất thường, khơng theo quy luật Có thể thấy tượng mưa to, lũ lớn với tần suất xuất lũ có biến động đáng kể lưu lượng đỉnh, đường trình tổng lượng, điều gây nguy hiểm cho cơng trình thủy lợi, đặc biêt an tồn hồ, đập cơng trình xây dựng với mục đích khai thác đa mục tiêu Gây tổn thất to lớn cho người, tài sản an toàn dân sinh, xã hội Những trận lũ lớn vượt khả cho phép hồ chứa Do nhiều hồ chứa phải xả lũ đến vùng hạ du để giảm thiểu tối đa tác động bất lợi xảy cho cơng trình Vì vậy, cần có nghiên cứu, đánh giá nhanh q trình diễn biến trận lũ dự báo khả ngập lụt việc xả lũ hồ xảy Kết tính tốn dùng làm tài liệu tham khảo cho Sở, Ban, Ngành, địa phương có nhìn tổng quan tình xả lũ, để có sách thích hợp vùng ngập sâu, nguy hiểm, tăng cường biện pháp phịng chống hạ du, di dời dân, vật ni, tạm dừng hoạt động vui chơi, sản xuất.v.v… Mục đích giảm thiểu tối đa thiệt hại kinh tế đảm bảo tính mạng người dân vùng hạ du PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1 Phạm vi nghiên cứu Lưu vực sơng Trí thuộc địa phận huyện Kỳ Anh, bắt nguồn từ vùng núi thấp huyện Kỳ Anh, chảy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam đổ biển Vũng Áng với diện tích 57km2 Hồ chứa nước thượng nguồn sơng Trí cơng trình thủy lợi đa mục tiêu, với dung tích thiết kế 25,4 triệu m3 nước, có nhiệm vụ tạo nguồn cấp nước cho khu kinh tế Vũng Áng với công suất 116,7 ngàn m3/ngày đêm, bổ sung nguồn nước cho đập dâng hạ sông Trí để cấp nước cho sản xuất nơng nghiệp sinh hoạt cho khu đô thị Nam Hà Tĩnh, bổ sung nước cho hồ Đá Cát để phục vụ sản xuất nơng nghiệp ni trồng thủy sản; góp phần chống xói mịn hạ lưu cải tạo mơi trường kết hợp du lịch sinh thái Đối với nghiên cứu này, phạm vi tính tốn thủy lực mạng lưới sơng toàn khu vực từ tuyến đập đến toàn khu vực bị ảnh hưởng hạ du hồ Thượng Sơng Trí 2.2 Phương pháp nghiên cứu Hiện giới, có nhiều phương pháp mơ hình số phát triển mạnh mẽ nhờ nhiều thành tựu nghiên cứu khoa học cơng nghệ máy tính Có nhiều phần mềm mơ thủy lực MIKE, HEC, TELEMAC, SOBEK… Tuy nhiên báo này, chủ yếu đề cập đến việc đánh giá nhanh mô hình thủy lực hai chiều HEC-RAS kết hợp với việc sử dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) để đưa vị trí định lượng vùng ngập lụt khu vực Đây phương pháp ứng dụng rộng rãi cho nghiên cứu tương tự nước Tác giả lựa chọn kịch xả lũ là: xả lũ với tần suất lũ thiết kế 1% xả lũ với tần suất lũ kiểm tra 0.2% 771 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 Hình Sơ đồ tiếp cận Mơ hình thủy văn mơ dịng chảy đến hồ khu phía sau hồ Thượng Sơng Trí sử dụng mơ hình HECGEOHMS HEC-HMS Mơ hình mơ lựa chọn cho hồ Thượng Sơng Trí modun Dambreak tích hợp phần mềm HEC Mỹ Trong modun tích hợp nhiều cơng thức kinh nghiệm sử dụng rộng rãi giới Mơ hình thủy lực diễn tốn dịng chảy lũ phía sau đập xuống hạ du mơ hình thủy lực HEC-RAS chiều Vì điều kiện khơng có trạm đo thủy văn hạ lưu hồ Thượng Sơng Trí, hệ số nhám mơ hình sử dụng theo hệ số nhám đặc trưng sơng miền núi Mơ hình phân tích khơng gian ArcGIS sử dụng để xây dựng đồ cảnh báo ngập lụt ứng với phương án tính tốn khác từ kết mơ mơ hình thủy lực chiều nói Arcgis sơ xây dựng sơ đồ thủy lực mạng lưới sông khu vực hạ du hồ Thượng Sơng Trí đưa sơ đồ thủy lực vừa xây dựng vào HEC-RAS Từ giới hạn đó, hồ chứa xác định trường hợp bất lợi hồ chứa tích đầy, tức khả chứa lũ hồ có lũ xảy Việc lũ nhằm đảm bảo an toàn cho đập thực thông qua tràn xả lũ qua cống lấy nước hồ cịn tràn cố khơng hoạt động + Số liệu biên trên: đường trình lưu lượng xả lũ qua tràn + Số liệu biên nhập lưu tính tốn mơ từ mơ hình thủy văn HEC-HMS xây dựng cho lưu vực phụ cận nhập vào mạng lưới sông Số liệu thực đo để hiệu chỉnh kiểm định mơ hình thực tế khơng có, mơ hình thủy lực mạng lưới sông không thực hai bước hiệu chỉnh kiểm định Mặt khác thông số độ nhám lấy cách tương đối dựa vào việc phân tích tính tương tự với mơ hình xây dựng kiểm định cho khu vực khác KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Mơ hình hóa hồ chứa mạng lưới sông hạ du hồ Thượng Sông Trí mơ hình HEC RAS Để giải tốn đánh giá ảnh hưởng xả lũ việc xây dựng mạng lưới thủy lực tính tốn vơ quan trọng Từ số liệu địa hình thu thập từ báo cáo thiết kế hồ chứa sở khai thác địa hình 1:10.000, nghiên cứu sử dụng mô đun HEC-GEO-RAS, công cụ hỗ trợ 772 Hình Mơ lưới chiều Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 3.2 Kết mơ đường q trình xả lũ hồ Thượng Sơng Trí Dựa vào kết mô thủy lực, xác định vùng nguy hiểm, vùng bị ngập sâu chịu ảnh hưởng lớn xả lũ, giúp có biện pháp khắc phục, biết trước tình diễn biến lũ Thời gian tập trung lũ nhanh việc chuẩn bị ứng phó trước xảy cố quan trọng Hình Bản đồ ngập lụt hạ du hồ KẾT LUẬN Hình Mực nước vị trí cách 1000m, 2000m phía hạ lưu vị trí cầu Sơng Trí Kết tính toán cho thấy: dạng lũ bất lợi với lũ kép, đỉnh lũ lên nhanh, thời gian từ xả đến xuất lưu lượng đỉnh lũ ngắn, nguy hiểm cho khu vực hạ lưu đập Để xây dựng đồ ngập lụt tính tốn tác động khu vực hạ du hồ Thượng Sơng Trí theo kịch xả lũ lớn cần phải triết xuất kết tính tốn từ mơ hình thủy lực Mỗi kịch tính tốn ta cần triết xuất cao trình mặt nước tất mặt cắt ô ruộng theo giờ, từ bắt đầu vỡ đập hay xả lũ đến hết ngập Những kết triết xuất nhập vào Hệ thông tin địa lý GIS để kết hợp với đồ địa hình, trạng sử dụng đất, giao thơng để tiến hành phân tích khơng gian đánh giá ảnh hưởng ngập lụt đến khu vực hạ du Từ kết tính tốn cho vùng nghiên cứu, xác định khu vực ảnh hưởng xảy cố, tùy thuộc vào mức độ bị ảnh hưởng mà ta có biện pháp để giảm thiểu thiệt hại cho người dân Mặc khác việc ứng dụng mơ hình HEC-RAS mơ tình xả lũ ứng dụng tốt mà mơ hình khác số hạn chế định, đặc biệt nơi có nhiều hồ chứa phía hạ du tập trung đơng dân cư cần phải có nghiên cứu an toàn đập TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tony A.Atallah 2000 “A view on Dams and break parameters estimation" Virginia Polytechnic Institute and state University Blacksburg VA [2] Báo cáo thuyết minh tính tốn Thủy văn, Thủy lợi hồ Thượng Sơng Trí [3] Tài liệu hướng dẫn xây dựng đồ ngập lụt đập có cố Cơ quan Quản lý Khẩn cấp Hoa kỳ - FEMA (Federal Guidelines for Inundation Mapping of Flood Risks Associated with Dam Incidents and Failures 7/ 2013) 773 ... 978-604-82-2981-8 Hình Sơ đồ tiếp cận Mơ hình thủy văn mơ dịng chảy đến hồ khu phía sau hồ Thượng Sơng Trí sử dụng mơ hình HECGEOHMS HEC- HMS Mơ hình mơ lựa chọn cho hồ Thượng Sơng Trí modun Dambreak... từ kết mơ mơ hình thủy lực chiều nói Arcgis sơ xây dựng sơ đồ thủy lực mạng lưới sông khu vực hạ du hồ Thượng Sơng Trí đưa sơ đồ thủy lực vừa xây dựng vào HEC- RAS Từ giới hạn đó, hồ chứa xác định... 3.1 Mơ hình hóa hồ chứa mạng lưới sơng hạ du hồ Thượng Sơng Trí mơ hình HEC RAS Để giải toán đánh giá ảnh hưởng xả lũ việc xây dựng mạng lưới thủy lực tính tốn vơ quan trọng Từ số liệu địa hình