Mô Phỏng Ngập Lụt Hạ Du Sông Ba Khi Xét Đến Tác Động Của Biến Đổi Khí Hậu Và Mực Nước Biển Dâng.pdf

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN VĂN LƯU TÊN ĐỀ TÀI MÔ PHỎNG NGẬP LỤT HẠ DU SÔNG BA KHI XÉT ĐẾN TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ MỰC NƯỚC BIỂN DÂNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔ[.]

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - NGUYỄN VĂN LƯU TÊN ĐỀ TÀI: MÔ PHỎNG NGẬP LỤT HẠ DU SÔNG BA KHI XÉT ĐẾN TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ MỰC NƯỚC BIỂN DÂNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY Đà Nẵng – Năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - NGUYỄN VĂN LƯU TÊN ĐỀ TÀI: MÔ PHỎNG NGẬP LỤT HẠ DU SÔNG BA KHI XÉT ĐẾN TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ MỰC NƯỚC BIỂN DÂNG Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy Mã số: 60.58.02.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Lê Hùng Đà Nẵng – Năm 2018 i CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Những nội dung đồ án tốt nghiệp tự thực hướng dẫn trực tiếp giáo viên hướng dẫn; Các số liệu sử dụng đồ án có nguồn gốc rõ ràng Các kết nghiên cứu đồ án tự tìm hiểu, phân tích cách trung thực, khách quan; Mọi tham khảo dùng đồ án trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên cơng trình Học viên thực Nguyễn Văn Lưu ii MỤC LỤC CAM ĐOAN i MỤC LỤC ii TÓM TẮT LUẬN VĂN iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH viii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu .2 3.2 Phạm vi nghiên cứu .2 Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa thực tiễn đề tài Chương – TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU LŨ LỤT 1.1 Tình hình ngập lụt sơng Ba 1.1.1 Tình hình ngập lụt sơng Ba 1.1.2 Thiệt hại ngập lụt 1.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.2.1 Các nghiên cứu nước 1.2.2 Các nghiên cứu nước 1.2.3 Các nghiên cứu liên quan đến sông Ba .8 Chương – ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, XÃ HỘI LƯU VỰC SÔNG BA 10 2.1 Đặc điểm tự nhiên 10 2.1.1 Vị trí địa lý 10 2.1.2 Đặc điểm địa hình .11 2.1.3 Mạng lưới sơng ngịi 11 2.1.4 Khí hậu 12 2.1.5 Thủy văn 14 2.2 Đặc điểm xã hội 19 2.2.1 Đặc điểm dân sinh kinh tế 19 2.2.2 Đặc điểm kinh tế 19 2.3 Tác động biến đổi khí hậu 20 2.4 Các hồ chứa lưu vực sông ba 20 iii Chương – THIẾT LẬP MƠ HÌNH THỦY VĂN - THỦY LỰC MÔ PHỎNG NGẬP LỤT LƯU VỰC SÔNG BA 23 3.1 Trình tự bước thiết lập mơ hình thủy lực 23 3.2 Tính tốn dịng chảy lũ 23 3.2.1 Tính tốn dịng chảy lũ đến hồ chứa 23 3.2.2 Tính tốn điều tiết lũ hồ chứa 25 3.2.3 Tính tốn lũ nhập lưu hạ du sơng Ba lũ sơng Bàn Thạch 27 3.2.4 Tính tốn lũ kể đến BĐKH 31 3.3 Tính tốn mực nước triều 35 3.4 Xây dựng mơ hình thủy lực 36 3.4.1 Mơ hình MIKE 11 36 3.4.2 Mơ hình MIKE 21 37 3.4.3 Mơ hình MIKE Flood .39 3.4.4 Hiệu chỉnh kiểm định mô hình: 41 3.4.5 Đánh giá chung 46 Chương – MÔ PHỎNG CÁC KỊCH BẢN NGẬP LỤT HẠ LƯU SÔNG BA KHI XÉT ĐẾN TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 47 4.1 Xây dựng kịch mô 47 4.2 Mô kịch 47 4.2.1 Các bước mô kịch 47 4.2.2 Các điều kiện biên 48 4.2.3 Thông số thủy lực, thời gian mô 49 4.3 Phân tích, đánh giá kết đề xuất giải pháp giảm ngập 50 4.3.1 Kết mô phỏng: .50 4.3.2 Phân tích, đánh giá kết quả: 59 4.3.3 Đề xuất giải pháp giảm ngập: 60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 61 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 PHỤ LỤC – TÍNH TỐN DÕNG CHẢY LŨ ĐẾN CÁC HỒ CHỨA 64 PHỤ LỤC – TÍNH TỐN LŨ NHẬP LƯU 68 PHỤ LỤC – TÍNH TỐN MỰC NƯỚC TRIỀU 78 iv TĨM TẮT LUẬN VĂN MƠ PHỎNG NGẬP LỤT HẠ DU SÔNG BA KHI XÉT ĐẾN TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ MỰC NƯỚC BIỂN DÂNG Học viên: Nguyễn Văn Lưu Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy Mã số: 60.58.02.02 Khóa: K33 Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN Tóm tắt - Sơng Ba (thượng lưu gọi Eapa hạ lưu sông Đà Rằng), sông lớn miền Trung Hiện nay, tình hình biến đổi khí hậu diễn phưc tạp Dưới tác động biến đổi khí hậu, thiên tai lũ lụt Việt Nam tác động xấu đến hoạt động phát triển kinh tế, xã hội môi trường, cản trở không nhỏ đến phát triển bền vững đất nước Những năm gần lũ lụt tỉnh ven biển Miền Trung nói chung lưu vực sơng Ba nói riêng ln vấn đề nóng công tác quản lý tài nguyên nước Từ việc mô trận lũ thực tế, tác giả xây dựng kịch xét đến biến đổi khí hậu mực nước biển dâng để đánh giá tác hại, hậu biến đổi khí hậu gây Kết nghiên cứu làm sở ban đầu để quan quyền hoạch định sách liên quan tới biến đổi khí hậu cho hoạt động quy hoạch, quản lý, xây dựng sở hạ tầng Từ khóa – Biến đổi khí hậu, ngập lụt sơng Ba FLOOD SIMULATION IN THE LOWLAND OF BA RIVER UPON IMPACTS OF CLIMATE CHANGE AND SEA RISING LEVEL Abstract - Ba River (The upstream is called Eapa and the downstream is Da Rang River), is one of the largest rivers in The Central Vietnam At present, the situation of climate change is very complicated Affected by the impact of climate change, natural disasters and floods in Vietnam have been seriously impacting on the development of economy, society and environment It has been also obstructing the sustainable development of the country In recent years, floods in coastal provinces of Central Vietnam in general and in Ba river basin in particular have always been a hot issue in the management of water resource From the simulation of actual floods, the author has developed assumptions of climate change and sea rising level to evaluate consequences caused by climate change The result of the study may serve as the initial foundation for authorities to form policies related to climate change and infrastructure planning, management and development Key words – Climate change, Flood on Ba River v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT  CÁC KÝ HIỆU X: Lượng mưa, (mm); P: Tần suất, (%); : Hệ số dòng chảy trận lũ; H0 : Lượng tổn thất ban đầu, (mm) HTP : Lượng mưa lớn thời gian tính tốn T tương ứng với tần suất thiết kế P, (mm) 1: Hệ số triết giảm đỉnh ảnh hưởng điều tiết ao hồ đầm lầy lưu vực; 2: Hệ số triết giảm đỉnh ảnh hưởng điều tiết lớp phủ thực vật; 3: Hệ số triết giảm đỉnh ảnh hưởng điều tiết lịng sơng; Qng: Lưu lượng nước ngầm trước có lũ, (m3/s) f : Hệ số hình dạng lũ, đại lượng khơng thứ ngun; F: Diện tích lưu vực (km2); QmaxP : Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế theo tần suất P, (m3/s); Ls: Chiều dài sơng chính, (km); Js: Độ dốc bình quân sườn dốc; Z: Cao trình mực nước, (m); V: Dung tích hồ, (m3); H: Mực nước (m);  CÁC CHỮ VIẾT TẮT BĐKH: Biến đổi khí hậu; RCP: Representative Concentration Pathways, đường nồng độ khí nhà kính đại diện; GIS: Geographic Information System , hệ thống thông tin địa lý; GDP: Gross Domestic Product, tổng sản phẩm quốc nội; WB: Ngân hang giới; Bộ TNMT: Bộ Tài nguyên Môi trường vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Lượng mưa lớn ứng với tần suất p% trạm lưu vực sông Ba 16 Bảng 2.2 Mực nước lớn trạm Phú Lâm 18 Bảng 2.3 Khả xuất cấp lũ 18 Bảng 2.4: Thông số hồ lưu vực sông Ba 22 Bảng 3.1: Kết tính tốn lưu lượng lũ hồ chứa 24 Bảng 3.2: Tổng hợp thơng số lưu vực nhập lưu 29 Bảng 3.3: Thơng số lưu vực sơng Bàn Thạch 29 Bảng 3.4: Tung độ đường đơn vị không thứ nguyên SCS (qs~ts) 30 Bảng 3.5: Kết tính tốn mưa theo tần suất trạm Tuy Hịa 31 Bảng 3.6: Kết tính tốn mưa theo tần suất trạm Củng Sơn 31 Bảng 3.7: Kết tính tốn lũ nhập lưu hạ du sơng Ba 31 Bảng 3.8: Kết tính tốn lũ sơng Bàn Thạch 31 Bảng 3.9: Biến đổi lượng mưa mùa đông so với thời kỳ sở theo kịch BĐKH Bộ TNMT năm 2016 Phú Yên 31 Bảng 3.10: Kết tính tốn lưu lượng đến hồ chứa xét đến BĐKH 32 Bảng 3.11: Kết tính tốn lưu lượng lưu vực hạ du sông Ba xét đến BĐKH 34 Bảng 3.12: Kết tính tốn lưu lượng lưu vực sông Bàn Thạch xét đến BĐKH 35 Bảng 3.13: Mực nước biển dâng theo kịch BĐKH Bộ TNMT năm 2016 Phú Yên 36 Bảng 3.14: Kết tính tốn tần suất mực nước triều lớn 36 Bảng 3.15: Thông số chia lưới 38 Bảng 3.16: Đánh giá sai số kết mô trận lũ năm 2009 42 Bảng 3.17: Kết thực đo tính tốn độ sâu ngập lụt trận lũ năm 2009 43 Bảng 3.18: Đánh giá sai số kết mô trận lũ năm 1993 45 Bảng 3.19: Kết thực đo tính toán độ sâu ngập lụt trận lũ năm 1993 46 Bảng 4.1: Các kịch mô 47 Bảng 4.2: Biến đổi lượng mưa mùa đông so với thời kỳ sở theo kịch BĐKH Bộ TNMT năm 2016 Phú Yên 47 Bảng 4.3: Mực nước biển dâng theo kịch BĐKH Bộ TNMT năm 2016 Phú Yên 47 Bảng 4.4: Hệ số nhám mơ hình MIKE 11 49 Bảng 4.5: Diện tích ngập ứng với kịch 1, 2, 58 Bảng 4.6: Diện tích ngập ứng với kịch 4, 5, 59 Bảng PL1.1: Tỷ số diện tích khu vực so với lưu vực 64 Bảng PL1.2: Kết tính tốn mưa ngày theo tần suất lưu vực sông Ba Hạ 65 vii Bảng PL1.3: Bảng tính lưu lượng lũ hồ sơng Ba Hạ 65 Bảng PL1.4: Kết tính tốn mưa ngày theo tần suất lưu vực sông Hinh 66 Bảng PL1.5: Bảng tính lưu lượng lũ hồ sơng Hinh 66 Bảng PL2.1: Số liệu đo mưa 6h năm 2009 68 Bảng PL2.2: Số liệu đo mưa 6h năm 1993 69 Bảng PL2.3: Kết tính tốn mưa ngày theo tần suất trạm Củng Sơn 72 Bảng PL2.4: Kết tính tốn mưa ngày theo tần suất trạm Tuy Hòa 73 Bảng PL2.5: Kết phân phối mưa thiết kế theo mơ hình mưa Củng Sơn năm 1993 73 Bảng PL2.6: Kết phân phối mưa thiết kế theo mơ hình mưa Tuy Hịa năm 1993 73 Bảng PL3.1: Kết tính tốn tần suất mực nước triều lớn 79 viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1: Sơ đồ lưu vực sông Ba Hình 2.1: Bản đồ lưu vực sông Ba [13] 10 Hình 2.2: Bản đồ lưu vực sông Ba Hạ, Sông Hinh, Krông H’năng, Ayun Hạ An Khê –Ka Nak [14] 21 Hình 3.1: Đường trình lũ sơng Ba Hạ 24 Hình 3.2: Đường trình lũ sơng Hinh 25 Hình 3.3: Quá trình lũ đến lưu lượng xả tuyến hồ chứa 26 Hình 3.4: Đường q trình điều tiết lũ P = 5% hồ sơng Ba Hạ 27 Hình 3.5: Đường trình điều tiết lũ P = 5% hồ sông Hinh 27 Hình 3.6: Bản đồ phân chia lưu vực hạ du sông Ba [11] 28 Hình 3.7: Bản đồ phân chia lưu vực sông Bàn Thạch [11] 28 Hình 3.8: Đường trình lũ P = 5% hồ sông Ba Hạ 32 Hình 3.9: Đường trình lũ P = 10% hồ sông Ba Hạ 33 Hình 3.10: Đường trình lũ P = 5% hồ sông sông Hinh 33 Hình 3.11: Đường trình lũ P = 10% hồ sông sông Hinh 34 Hình 3.12: Đường trình triều điển hình 36 Hình 3.13: Thiết lập sơ đồ thủy lực mạng lưới sơng Ba mơ hình MIKE 11 37 Hình 3.14: Điều kiện biên mơ hình MIKE 11 vị trí lưu vực nhập lưu 37 Hình 3.15: Các thơng số lưới thơ vùng tính tốn 38 Hình 3.16: Các thơng số lưới mịn vùng tính tốn 38 Hình 3.17: Kết nội suy cao độ 39 Hình 3.18: Mơ hình thủy lực chiều, phạm vi từ hạ lưu hồ sông Ba Hạ đến cửa sông Đà Rằng 39 Hình 3.19: Dạng kết nối bên theo hình thức đập tràn từ mơ hình MIKE 11 liên kết với mơ hình MIKE 21 40 Hình 3.20: Mơ hình MIKE FLood kết nối mơ hình MIKE 11 với mơ hình MIKE 21 40 Hình 3.21: Biểu đồ so sánh q trình mực nước tính tốn thực đo trạm Củng Sơn trận lũ tháng 11/2009 42 Hình 3.22: Biểu đồ so sánh trình mực nước tính tốn thực đo trạm Phú Lâm trận lũ tháng 11/2009 42 Hình 3.23: Kết mơ cao độ ngập trận lũ tháng 11/2009 43 Hình 3.24: Biểu đồ so sánh trình mực nước tính tốn thực đo trạm Củng Sơn trận lũ tháng 10/1993 44 Hình 3.25: Biểu đồ so sánh trình mực nước tính tốn thực đo trạm Phú Lâm trận lũ tháng 10/1993 45 25 Q~t 9000 8000 Lưu lượng, Q(m3/s) 7000 6000 5000 P= 1% 4000 P = 5% 3000 P = 10% 2000 1000 0 20 40 60 80 100 120 140 Thời gian, T(giờ) Hình 3.2: Đường q trình lũ sơng Hinh 3.2.2 Tính tốn điều tiết lũ hồ chứa Khi thiết kế hồ chứa việc lựa chọn mực nước dâng bình thường dung tích hiệu dụng nhằm đáp ứng u cầu cấp nước cịn phải tính tốn lựa chọn thơng số dung tích điều tiết lũ mực nước siêu cao theo nhiệm vụ chống lũ cho cơng trình phịng lũ cho hạ du - Nhiệm vụ chống lũ: nhiệm vụ đặt theo cần đảm bảo an tồn cho hệ thống cơng trình (hồ chứa, đập, hệ thống đê ) xảy trận lũ thiết kế tuyến cơng trình - Nhiệm vụ phòng lũ: nhiệm vụ đặt theo cần đảm bảo an tồn cho vùng phòng lũ hạ du xẩy trận lũ thiết kế tuyến phòng lũ hạ du Như vậy, nói ―nhiệm vụ chống lũ‖ hiểu chống lũ cho thân cơng trình, cịn nói ―nhiệm vụ phịng lũ‖ có nghĩa phịng lũ cho hạ du Hồ chứa xây dựng nhằm tích lại phần nước đến mùa lũ để cấp nước cho mùa kiệt, lượng nước lại phải xả thừa xuống hạ du Bởi vậy, nhiệm vụ chống lũ cho cơng trình nhiệm vụ tất yếu thiết kế cơng trình hồ chứa, cịn nhiệm vụ phịng lũ cho hạ du đặt hồ chứa mà vùng hạ du có u cầu phịng chống lũ Tính tốn điều tiết lũ dựa ngun lý cân nước phương trình biểu thị lưu lượng qua cơng trình xả lũ Khi đó, ngun lý tính tốn điều tiết lũ hợp giải hệ hai phương trình phương trình cân nước phương trình động lực với biểu đồ phụ trợ: Phương trình cân nước: dV  Q  qr dt 26 Phương trình động lực cho cơng trình xả lũ có dạng tổng qt hàm tham số: qx = f [A, Z, Zh] Các quan hệ phụ trợ: - Đường quan hệ mực nước dung tích: Z ~V - Đường quan hệ mực nước lưu lượng hạ lưu: H ~Q Trong đó: - Q: q trình lũ đến; - qr: trình lưu lượng khỏi hồ bao gồm lưu lượng xả qx qua cơng trình xả lũ, lưu lượng qua cơng trình lấy nước qc lưu lượng tổn thất; - Z mực nước thượng lưu (mực nước hồ); - Zh mực nước hạ lưu cửa xả; - A thơng số hình thức mơ tả loại quy mơ cơng trình xả lũ; - V: dung tích hồ chứa thời điểm t; - dV : thay đổi dung tích hồ chứa theo thời gian t dt Hình 3.3: Quá trình lũ đến lưu lượng xả tuyến hồ chứa 27 Q~t, q~t 20000 18000 Lưu lượng, Q (m3/s) 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Thời gian, T (giờ) Q đến Q xả Hình 3.4: Đường trình điều tiết lũ P = 5% hồ sơng Ba Hạ Q~t, q~t 7000 Lưu lượng, Q (m3/s) 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 20 40 60 80 100 120 140 Thời gian, T (giờ) Q đến q xả Hình 3.5: Đường trình điều tiết lũ P = 5% hồ sơng Hinh 3.2.3 Tính tốn lũ nhập lưu hạ du sông Ba lũ sông Bàn Thạch Do lưu vực nhập lưu hạ du sông Ba lưu vực Sơng Bàn Thạch có diện tích lưu vực lớn, thời gian thực luận văn có hạn nên khơng thể tiến hành đo đạc địa hình, mặt cắt ngang sơng nhập lưu Vì vậy, ta tiến hành phân chia lưu vực để xác định lưu lượng nhập lưu để làm điều kiện biên cho toán 28 Lưu vực nhập lưu sau đập thủy điện Sông Ba Hạ đập Sơng Hinh có diện tích lưu vực: 1397,6 km2 gồm lưu vực Hình 3.6: Bản đồ phân chia lưu vực hạ du sông Ba [11] Lưu vực Sơng Bàn Thạch có diện tích lưu vực 548 km2 gồm lưu vực Hình 3.7: Bản đồ phân chia lưu vực sông Bàn Thạch [11] 29 Bảng 3.2: Tổng hợp thơng số lưu vực nhập lưu TT Tên lưu vực LV1 LV2 LV3 LV4 LV5 LV6 LV7 LV8 Flv (km2) 164,1 233 68,3 73,5 209,4 16,12 241,9 195,1 Ls (km) 49,6 31,75 22,1 20,2 24,2 9,3 42,5 27 Js (%) 14,96 14,85 20 18,8 19,3 17 LV9 196,2 29,8 29,1 Bảng 3.3: Thông số lưu vực sơng Bàn Thạch TT Tên lưu vực Flv (km2) Ls (km) Js (%) LV1 LV2 LV3 LV4 276,07 56,6 78,6 172,8 27,6 17,2 18,5 27,6 17 14 17 Tính lũ nhập lưu: từ số liệu đặc trưng lưu vực q trình mưa 6h, ta sử dụng mơ hình Mike UHM để tính tốn dịng chảy lũ nhập lưu Tính tốn lũ nhập lưu theo mơ hình đường đơn vị tổng hợp khơng thứ ngun SCS: Đường q trình tuyến cửa lưu vực sông tạo lượng mưa hiệu đơn vị phân bố lưu vực khoảng thời gian hiệu t Trong đường trình đơn vị tổng hợp không thứ nguyên này, tung độ lưu lượng biểu thị tỷ số lưu lượng Q/QP thời gian biểu thị tỷ số T/TP đường trình đơn vị Khi xác định lưu lượng đỉnh thời gian trễ khoảng thời gian mưa hiệu dụng, ta ước tính đường trình đơn vị từ đường trình đơn vị tổng hợp không thứ nguyên lưu vực cho trước Lưu lượng đỉnh thời gian trễ (Qp Tp) xác định cách sử dụng mơ hình giản hố đường q trình đơn vị hình tam giác, thời gian tính lưu lượng tính m3/s.cm Từ kết phân tích số lượng lớn đường trình đơn vị, quan bảo vệ thổ nhưỡng Hoa Kỳ đề nghị thời gian nước rút lấy xấp xỉ 1.67 Tp Bởi diện tích nằm bên đường q trình đơn vị phải với độ sâu dịng chảy trực tiếp cm nên ta có: Qp  CF Tp Trong đó: - C = 2,08 F diện tích lưu vực tính km2; 30 - Thời gian nước lên Tp biểu thị theo thời gian trễ thời gian mưa hiệu dụng tr sau: Tp  tr  L0,8  S  25,4  7069  y 0,5 0, Trong đó: - tp: Thời gian trễ (giờ); tr: thời gian mưa hiệu dụng (giờ); L: Chiều dài sơng (m); y: Độ dốc bình qn lưu vực (%); S: Giới hạn lượng nước trữ tiềm Sau xác định Qp, Tp đường đơn vị thời đoạn xác định chuyển đường đơn vị không thứ nguyên thành đường đơn vị thời đoạn (Q~t) sau: Q= qs×Qmax t= ts×Td Bảng 3.4: Tung độ đường đơn vị không thứ nguyên SCS (qs~ts) ts 0,2 0,4 0,6 0,8 qs 0,1 0,31 0,66 0,93 ts qs ts qs ts qs Ts qs 1,2 1,4 1,6 1,8 0,93 0,78 0,56 0,39 0,28 2,2 2,4 2,6 2,8 0,207 0,147 0,107 0,077 0,055 3,2 3,4 3,6 3,8 0,04 0,029 0,021 0,015 0,011 4,2 4,4 4,6 4,8 0,01 0,007 0,003 0,0015 Đường đơn vị không thứ nguyên 1.2 ts 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.5 1.5 2.5 qs 3.5 4.5 31 Số liệu mưa ngày max phục vụ tính lũ nhập lưu: trạm Củng Sơn Tuy Hòa Khoảng cách hai trạm 35km theo hướng Đông Tây, hai trạm thể đặc điểm mưa ảnh hưởng khí hậu Đơng Trường Sơn toàn lưu vực nhập lưu Bảng 3.5: Kết tính tốn mưa theo tần suất trạm Tuy Hòa P% X1 ngày max (mm) X5 ngày max (mm) 1% 751,15 1326,63 5% 528,66 906,82 10% 433,10 732,41 Bảng 3.6: Kết tính tốn mưa theo tần suất trạm Củng Sơn P% X1 ngày max (mm) X5 ngày max (mm) 1% 658,60 1115,87 5% 461,65 755,08 10% 377,43 606,36 Bảng 3.7: Kết tính tốn lũ nhập lưu hạ du sông Ba STT Tên lưu vực LV1 LV2 LV3 LV4 LV5 LV6 LV7 LV8 LV9 Lưu lượng đỉnh lũ, Qmax (m3/s) P = 1% P = 5% P = 10% 1430,4 930,26 722,83 2202,4 1436 1117,2 736,17 454,13 338,3 1110,8 756,01 608,03 3081,1 1978,3 1557,5 243,91 157,59 124,1 2239,3 1463,2 1140,4 1897,6 1243,6 971,32 1959,1 1286,6 1006,5 Bảng 3.8: Kết tính tốn lũ sơng Bàn Thạch STT Tên lưu vực LV1 LV2 LV3 LV4 Lưu lượng đỉnh lũ, Qmax (m3/s) P = 1% P = 5% P = 10% 4028 2824,8 2265,7 672,34 401,98 308,82 1200,3 773,72 608,72 2605,6 1665 1305,7 3.2.4 Tính tốn lũ kể đến BĐKH Bảng 3.9: Biến đổi lượng mưa mùa đông so với thời kỳ sở theo kịch BĐKH Bộ TNMT năm 2016 Phú Yên Đơn vị (%) Kịch RCP 4.5 Biến đổi khí hậu 2030 10,9 Biến đổi khí hậu 2050 16 32 Theo kịch biến đổi khí hậu lượng mưa tăng lên so với thời kỳ sở Cách tính tốn lại lượng mưa: - Đối với lượng mưa lớn ngày: Tăng giá trị lượng mưa ngày lớn lên 10,9% ứng với BĐKH 2030 16% ứng với BĐKH 2050 năm vẽ lại đường tần suất - Đối với lượng mưa lớn ngày: Tăng giá trị lượng mưa ngày lớn lên 10,9% ứng với BĐKH 2030 16% ứng với BĐKH 2050 năm vẽ lại đường tần suất a Tính tốn lưu lưỡng lũ đến hồ chứa: Cách tính tốn lại lưu lượng lũ hồ chứa: Từ thơng số tính tốn tính từ trước, thay lượng mưa lớn ngày lượng mưa ngày lớn ngày xét đến BĐKH tính tốn lại lưu lượng lũ đến Bảng 3.10: Kết tính tốn lưu lượng đến hồ chứa xét đến BĐKH Đơn vị: m3/s Cơ P = 5% P = 10% 18118 14500 5985 5017 Hồ chứa Hồ sông Ba Hạ Hồ sông Hinh BĐKH 2030 P = 5% P = 10% 20221 16197 6672 5595 BĐKH 2050 P = 5% P = 10% 21205 16991 6993 5866 Q~t 22000 20000 Lưu lượng, Q(m3/s) 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Thời gian, T (giờ) Cơ BĐKH 2030 BĐKH 2050 Hình 3.8: Đường trình lũ P = 5% hồ sông Ba Hạ 180 200 33 Q~t 18000 16000 Lưu lượng, Q(m3/s) 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Thời gian, T(giờ) Cơ BĐKH 2030 BĐKH 2050 Hình 3.9: Đường trình lũ P = 10% hồ sông Ba Hạ Q~t 8000 Lưu lượng, Q(m3/s) 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 20 40 60 80 100 120 Thời gian, T(giờ) Cơ BĐKH 2030 BĐKH 2050 Hình 3.10: Đường trình lũ P = 5% hồ sông sông Hinh 140 34 Q~t 7000 Lưu lượng, Q)m3/s) 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 20 40 60 80 100 120 140 Thời gian, T(giờ) Cơ BĐKH 2030 BĐKH 2050 Hình 3.11: Đường trình lũ P = 10% hồ sơng sơng Hinh  Nhận xét: Lưu lượng đỉnh lũ hồ sông Ba Hạ hồ sông Hinh - Đối với kịch BĐKH 2030 lượng mưa tăng 10,9%: + Với P=5% lượng mưa tăng, lưu lượng đỉnh lũ hồ tăng từ 11,4 – 11,6%; + Với P=10% lượng mưa tăng, lưu lượng đỉnh lũ hồ tăng từ 11,5 – 11,7%; - Đối với kịch BĐKH 2050 lượng mưa tăng 16%: + Với P=5% lượng mưa tăng, lưu lượng đỉnh lũ hồ tăng từ 16,8 – 17,0%; + Với P=10% lượng mưa tăng, lưu lượng đỉnh lũ hồ tăng từ 16,9 – 17,1%; Vậy lượng mưa tăng so với thời kỳ sở lưu lượng đỉnh lũ hồ tăng lớn tăng lượng mưa từ 0,5 - 1,1% b Tính tốn lưu lượng lũ nhập lưu Cách tính tốn lại lưu lượng lũ nhập lưu: Từ kết tính tốn tần suất mưa ngày, phân phối lại trình mưa 6h Sau đó, từ thơng số có mơ hình MIKE UHM, tính tốn lại lưu lượng lũ nhập lưu Bảng 3.11: Kết tính tốn lưu lượng lưu vực hạ du sông Ba xét đến BĐKH Đơn vị: m3/s Tên lưu vực LV LV LV LV LV Cơ P = 5% P = 10% 930,26 722,83 1436 1117,2 454,13 338,3 756,01 608,03 1978,3 1557,5 BĐKH 2030 P = 5% P = 10% 1044,8 815,13 1611,6 1259,1 518,53 389,67 839,66 675,81 2215,5 1750,4 BĐKH 2050 P = 5% P = 10% 1098,3 858,28 1693,7 1325,4 548,67 413,78 878,76 707,51 2326,2 1840,5 35 LV LV LV LV 157,59 1463,2 1243,6 1286,6 124,1 1140,4 971,32 1006,5 176,46 1641,2 1393,6 1440,9 139,45 1284,1 1092,6 1131,6 185,27 1724,2 1463,6 1512,9 146,62 1351,3 1149,2 1189,9 Bảng 3.12: Kết tính tốn lưu lượng lưu vực sông Bàn Thạch xét đến BĐKH Đơn vị: m3/s Tên lưu vực LV LV2 LV LV Cơ P = 5% P = 10% 2824,8 2265,7 401,98 308,82 773,72 608,72 1665 1305,7 BĐKH 2030 P = 5% P = 10% 3105,1 2487,6 454,9 351,39 866,68 684,37 1867,5 1470,4 BĐKH 2050 P = 5% P = 10% 3252,4 2607,2 479,67 371,37 910,06 719,72 1962 1547,3  Nhận xét: Lưu lượng đỉnh lũ lưu vực hạ du Sông Ba lưu vực sông Bàn Thạch - Đối với kịch BĐKH 2030 lượng mưa tăng 10,9%: + Với P=5% lượng mưa tăng, lưu lượng đỉnh lũ LV tăng từ 9,95 – 14,1%; + Với P=10% lượng mưa tăng, lưu lượng đỉnh lũ LV tăng từ 9,8 – 15,09%; - Đối với kịch BĐKH 2050 lượng mưa tăng 16%: + Với P=5% lượng mưa tăng, lưu lượng đỉnh lũ LV tăng từ 15,16 – 20,70%; + Với P=10% lượng mưa tăng, lưu lượng đỉnh lũ LV tăng từ 15,1 – 22,19%; Vậy lượng mưa tăng so với thời kỳ sở lưu lượng đỉnh lũ số lưu vực tăng lớn tăng lượng mưa từ 4-5% 3.3 Tính tốn mực nước triều Bờ biển Việt Nam có chế độ triều khác Chế độ thủy triều vùng từ Quảng Nam đến Hàm Tân có chế độ nhật triều không Biên độ triều cường từ 1,2 ÷ 2,0 m Tuy Hịa khơng có trạm quan trắc mực mức nước triều: số liệu triều cửa sơng Đà Rằng tính tồn chuyển đổi từ số liệu quan trắc mực nước triều Quy Nhơn Quá trình mực nước triều thu phóng từ q triều điển hình năm 1986, năm có mực nước triều lớn năm quan trắc triều 36 Z~t Mực nước triều, Z (cm) 200 150 100 50 -50 -100 50 100 150 200 250 Thời gian, T(giờ) Hình 3.12: Đường trình triều điển hình Bảng 3.13: Mực nước biển dâng theo kịch BĐKH Bộ TNMT năm 2016 Phú Yên Đơn vị: cm Mực nước biển dâng 2030 13 Kịch RCP 4.5 Mực nước biển dâng 2050 22 Cách tính tốn lại mực nước triều: Tăng giá trị mực nước triều 13cm ứng với BĐKH 2030 22cm ứng với BĐKH 2050 năm vẽ lại đường tần suất Bảng 3.14: Kết tính tốn tần suất mực nước triều lớn Đơn vị: cm Tần suất P (%) 1% 5% 10% Cơ 153,52 138,87 132,07 3.4 Xây dựng mơ hình thủy lực 3.4.1 Mơ hình MIKE 11 Các trường hợp tính tốn MNBD 2030 170,85 154,54 146,97 MNBD 2050 182,85 165,39 157,29 Tải FULL (192 trang): https://bit.ly/3QM2Xlg Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net Hệ thống mạng lưới sơng để xây dựng cấu trúc mơ hình MIKE 11 hạ lưu sông Ba bao gồm: - Đoạn sông từ sau đập Sông Ba Hạ đến cửa Sông Đà Rằng, dài 65,7 km Mặt cắt ngang sông tiến hành đo vẽ gồm 95 mặt cắt, khoảng cách mặt cắt từ 0,5  4,0 km - Đoạn sông từ sau đập Sông Hinh đến nhập lưu sông Ba, dài 20 km, thuộc địa phận huyện Sông Hinh Mặt cắt sông gồm 18 mặt cắt; 37 - Sơng Bàn Thạch chọn lưu vực sơng xây dựng mơ hình thủy lực chiều đến cửa sơng, chiều dài sơng chính: 50 km Mặt cắt sơng gồm 62 mặt cắt Khoảng cách trung bình mặt cắt 0,3  3,5 km; - Kết nối hạ du sơng Ba với sơng Bàn Thạch vị trí lý trình Km 44 + 661m (Gần cửa sơng Địng Bị) với sơng Hinh Km 11 + 484m từ hạ hưu đập thủy điện Sông Ba Hạ; - Kết nối hạ du sông Ba với lưu vực thông qua nút kết nối Các nút kết nối sử dụng tài liệu tính tốn dịng chảy từ mưa mơ hình hình Mike UHM - Biên đường q trình triều cường cửa sơng Đà Rằng Hình 3.13: Thiết lập sơ đồ thủy lực mạng lưới sơng Ba mơ hình MIKE 11 Hình 3.14: Điều kiện biên mơ hình MIKE 11 vị trí lưu vực nhập lưu 3.4.2 Mơ hình MIKE 21 Tải FULL (192 trang): https://bit.ly/3QM2Xlg Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net Tọa độ điểm (x, y, z) phục vụ xây dựng đồ cao độ số (DEM) số hóa trích xuất từ đồ địa 1/10.000 Lưới phần từ hữu hạn sử dụng để rời rạc hóa khu vực tính tốn 38 Để tiết kiệm thời gian chạy mơ hình ta chia lưới thơ cho tồn vùng tính tốn sau chia lưới mịn phần sông vùng ven bờ Các thông số chia lưới cụ thể: Bảng 3.15: Thông số chia lưới Mạng lưới Diện tích lưới phần từ lớn (m2) Góc nhỏ phần tử chia lưới Lưới thô 20000 26 Hình 3.15: Các thơng số lưới thơ vùng tính tốn Hình 3.16: Các thơng số lưới mịn vùng tính tốn Lưới mịn 1000 26 39 Hình 3.17: Kết nội suy cao độ Hình 3.18: Mơ hình thủy lực chiều, phạm vi từ hạ lưu hồ sông Ba Hạ đến cửa sơng Đà Rằng 3.4.3 Mơ hình MIKE Flood Việc kết nối mơ hình – chiều mơ hình MIKE FLOOD nhằm tạo trao đổi nước sông bãi ngập lũ thơng qua liên kết mơ hình MIKE 11 mơ hình MIKE 21 Khi mực nước sơng lên cao lan dần bãi dịng chảy tính tốn từ mơ hình MIKE 11 đóng vai trị nguồn cung cấp nước cho mơ hình MIKE 21 lưới liên kết với mơ hình chiều sông Ngược lại, mực nước sông thấp mực nước bãi ngập lũ dịng chảy tính tốn từ mơ hình MIKE 21 trở thành nguồn cấp nước cho mơ hình MIKE 11 7740364 ... hành động đề giải pháp quy hoạch, quản lý xây dựng sở hạ tầng cho phù hợp Do đó, tơi chọn đề tài ―MÔ PHỎNG NGẬP LỤT VÙNG HẠ DU SÔNG BA KHI XÉT ĐẾN TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ MỰC NƯỚC BIỂN... TÊN ĐỀ TÀI: MÔ PHỎNG NGẬP LỤT HẠ DU SÔNG BA KHI XÉT ĐẾN TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ MỰC NƯỚC BIỂN DÂNG Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy Mã số: 60.58.02.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI... TÍNH TỐN MỰC NƯỚC TRIỀU 78 iv TÓM TẮT LUẬN VĂN MÔ PHỎNG NGẬP LỤT HẠ DU SÔNG BA KHI XÉT ĐẾN TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ MỰC NƯỚC BIỂN DÂNG Học viên: Nguyễn Văn Lưu Chun ngành: Kỹ thuật