Microsoft Word 66 Tran Kim Chau doc Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN 978 604 82 2981 8 308 ỨNG DỤNG CÁC MÔ HÌNH THỦY VĂN THỦY LỰC DIỄN TOÁN MỨC ĐỘ NGẬP LỤT HẠ LƯU HỒ CHỨA XUÂN KHA[.]
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 ỨNG DỤNG CÁC MƠ HÌNH THỦY VĂN THỦY LỰC DIỄN TOÁN MỨC ĐỘ NGẬP LỤT HẠ LƯU HỒ CHỨA XUÂN KHANH Trần Kim Châu1, Lê Văn Chín1 Trường Đại học Thủy lợi, email: kimchau_hwru@tlu.edu.vn GIỚI THIỆU CHUNG An toàn đập vấn đề cấp bách mà dư luận xã hội quan tâm khơng vấn đề an tồn cơng trình mà an tồn tính mạng, tài sản nhân dân vùng hạ lưu Vấn đề phủ đạo Bộ ngành liên quan tỉnh rà sốt hồ đập có nguy an tồn nước để có lộ trình sớm sửa chữa nâng cấp đảm bảo an toàn hồ đập theo qui định Các hồ chứa thủy lợi nằm địa bàn Hà Nội nay, hầu hết xây dựng từ lâu nguồn vốn hạn chế, kỹ thuật thi công thô sơ lạc hậu, yêu cầu thiết kế tính đảm bảo an tồn chưa cao, chưa đáp ứng yêu cầu chống lũ khí hậu biến đổi mạnh theo xu hướng ngày bất lợi cho cơng trình Bên cạnh đó, nhiều hồ chứa chưa quan tâm nâng cấp cải tạo xảy mưa lũ lớn, hồ chứa không đủ khả chống lũ dẫn đến nguy vỡ đập, gây thiệt hại đáng kể vùng hạ lưu khó khăn việc khôi phục sản xuất nông nghiệp Hồ chứa Xuân Khanh nằm Xuân Sơn, thị xã Sơn Tây hồ chứa tình trạng Hồ chứa có diện tích lưu vực 3,5km2 Dung tích hồ chứa 3,05 triệu m3 Đập đất có chiều cao 12,5m tổng chiều dài thân đập 638m Hồ chứa có tràn xả lũ khơng năm hướng đập mà hướng dịng chảy nhánh sơng Hang Ngay sau đập đất dân cư tập trung sinh sống đông Nếu xả cố vỡ đập gây hậu qua vô vùng nặng nề cho người tài sản Chính lý đó, nghiên cứu này, tác giả ứng dụng mơ hình thủy văn thủy lực để đánh giá mức độ ngập lụt hạ du hồ chứa Xuân Khánh trường hợp xả lũ vỡ đập Kết nghiên cứu sơ đưa mức độ ảnh hưởng hạ du hồ chứa trường hợp khẩn cấp Hình Hình ảnh hồ chứa Xuân Khanh PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp nghiên cứu trình bày theo sơ đồ khối sau: Hình Sơ đồ nghiên cứu Số liệu nghiên cứu thu thập bao gồm số liệu khí tượng thủy văn, số liệu hồ chứa Xuân Khanh, số liệu mặt cắt lòng sơng địa hình khu vực nghiên cứu, số liệu cơng trình hệ thống có ảnh hưởng đến vấn đề thoát lũ 308 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 Do khu vực nghiên cứu khơng có trạm thủy văn đo đạc để phục vụ mục đích hiệu chỉnh mơ hình thủy văn, nghiên cứu tiến hành thiết lập mô mơ hình mưa rào dịng chảy cho trạm thủy văn Lâm Sơn (có số liệu) Sau có thông số hiệu chỉnh kiểm định trạm Lâm Sơn, đơn vị tư vấn lấy thông số làm sở để xác định thông số cho mơ hình lưu vực hồ Xn Khanh Mơ hình sử dụng để tính tốn lũ đến hồ biên nhập lưu hạ du hồ chứa Dịng chảy lũ đến hồ chứa tính tốn điều tiết làm biên cho mơ hình thủy lực Cũng q trình này, cơng thức kinh nghiệm xử dụng để xác định thông số vết vỡ lưu lượng vỡ đập (Froehlich 1995 a&b) Đối với trường hợp hồ Xuân Khanh, đập tràn nằm nhánh sông khác nhau, hướng xả lũ và vỡ đập tính tốn theo hướng khác Hình Mơ hình thủy lực Mike Flood tác giả thiết lập cho hồ chứa Xuân Khanh Nhánh xả lũ mô chiều mặt cắt đo đạc từ hạ lưu tràn đến nhánh sông Hang Phần bãi mơ mơ hình chiều với 30631 lưới 751501 nút Diện tích lưới biến đổi từ 500m2 đến 1000m2 Trong mơ hình cơng trình đường, cầu qua sơng tác giả mô nhằm đảm bảo độ tin cậy mơ hình Mơ hình thủy lực hiệu chỉnh kiểm định với vết lũ điều tra thực địa Trong nghiên cứu này, số kịch xả lũ vỡ đập mô thể Bảng Bảng Các kịch tính tốn KB Mơ tả Tràn tháo lũ tần suất vượt thiết kế P = KB 0,01%, đâp không bị vỡ Dòng chảy qua 01 tràn kết hợp với mưa hạ lưu gây ngập lụt Tràn tháo lũ tần suất vượt thiết kế P = KB 0,01%, đập bị vỡ theo hình thức xói 02 ngầm Ha du đập đập phụ có mưa tần suất Dựa kết diễn toán thủy lực, đồ ngập lụt cho kịch xây dựng Diện tích ngập lụt số hộ bị ảnh hưởng kịch tính tốn sở đánh giá thiệt hại KẾT QỦA Nghiên cứu thiết lập mơ hình thủy văn Mike Nam cho lưu vực Lâm Sơn Mơ hình hiệu chỉnh kiểm định với trận lũ lớn 27/9 31/10 năm 2008 Bảng Kết mơ hình Mike Nam Chỉ tiêu 9/2008 10/2008 Hệ số NASH 0,81 0,9 Sai số tổng lượng (%) 3,16 3,4 Sai số đỉnh (%) 0,29 2,7 0 Sai số thời gian xuất đỉnh (giờ) Nhận thấy mơ hình cho kết tốt nhiều mặt (chỉ sô NASH, sai số tổng lượng, sai số đỉnh); nên tác giả mượn thơng số để tính tốn cho lưu vực hồ Xuân Khanh Dòng chảy lũ đến hồ Xuân Khanh tính tốn điều tiết qua tràn xã lũ kịch Trong kịch 2, dòng chảy theo nhánh xả lũ tính tốn có quan tâm đến sư suy giảm mực nước đột ngột vỡ đập Kết tính tốn thể Bảng Bảng Kết tính xả lũ vỡ đập Hình Mơ hình thủy lực Mike Flood 309 Kịch Qtràn Qvỡ đập KB 01 118,2 KB 02 113,3 1733,9 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 Nhận thấy lưu lượng xả lũ KB01 KB02 không thay đổi nhiều thời điểm vỡ đập chọn lúc mực nước hồ cực đại Tuy nhiên có khác biết đáng kể trình lũ rút Hình trường hợp vỡ đập kết hợp với mưa lớn hạ du, không khu vực đồng ruộng bị ngập mà khu dân cư đồi cao bị ảnh hưởng Điều thể số nhà bị ảnh hưởng tăng lên đến 562 ngơi, phần lớn thuộc xã Xn Sơn với 523 ngơi nhà bị ảnh hưởng Hình Đường trình xả lũ trường hợp Kết hiệu chỉnh kiểm định mơ hình thủy lực cho Bảng cho thấy mơ hình đủ tin cậy để mơ phong ngập lụt Hình Bản đồ ngập lụt KB01 (trái) KB02 (phải) Bảng Kết tính tốn thực đo Trận lũ 2018 1980 Kết Mặt cắt tính tốn (m) MC 04 13,2 MC 06 12,88 MC 09 12,48 MC 01 19,6 MC 08 14,26 Vết lũ đo đạc (m) 13,15 12,85 12,34 19,6 14,31 KẾT LUẬN Chênh lệch (m) 0,05 0,03 0,135 0,051 Kết đồ ngập lụt cho Hình Trong kịch KB01, diện tích ngập tập trung phía hạ lưu tràn xả lũ với tổng diện tích ngập 37,61ha Trong có 22,35ha ngập 3m việc xả lũ gây ngập cho ba xã Xuân Khanh, Xuân Sơn phần nhỏ Thanh Mỹ Trong nặng nề Xuân Sơn với tổng diện tích ngập 22,93ha Trong trường hợp có 79 ngơi nhà bị ảnh hưởng Trong trường hợp vỡ đập kịch KB02, nhận thấy có khác biệt nhỏ nhánh xả lũ lưu lượng có thay đổi nhiên lượng lũ cắt không nhiều Sự khác biệt rõ ràng hạ lưu đập vùng ngập gây vỡ đập lớn Thơng kê diện tích ngập kịch KB02 cho thấy tổng diện tích ngập tăng lên 349,8ha Trong xã Xuân Sơn bị ảnh hưởng nặng nề với 326,2ha bị ngập Trong Nghiên cứu thiết lập mơ hình thủy văn thủy lực tính tốn ngập lụt hồ chứa Xn Khanh trường hợp vỡ đập xả lũ vượt thiết kế Các mơ hình tốn hiệu chỉnh kiểm định nhằm đảm bảo độ tin cậy kết tính tốn Kết mơ cho thấy ảnh hưởng nhánh xả lũ trường hợp đập bị vỡ không bị vỡ tương đương Tuy nhiên tác động người dân sau đập trường hơp vỡ đâp lớn Vùng ngập ảnh hưởng khu dân cư đồi cao TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Froehlich, David C., 1995a, “Peak Outflow from Breached Embankment Dam,” Journal of Water Resources Planning and Management, vol 121, no 1, p 90-97 [2] Froehlich, David C., 1995b, “Embankment Dam Breach Parameters Revisited,” Water Resources Engineering, Proceedings of the 1995 ASCE Conference on Water Resources Engineering, San Antonio, Texas, August 14-18, 1995, p 887-891 310 ... thơng số cho mơ hình lưu vực hồ Xn Khanh Mơ hình sử dụng để tính tốn lũ đến hồ biên nhập lưu hạ du hồ chứa Dòng chảy lũ đến hồ chứa tính tốn điều tiết làm biên cho mơ hình thủy lực Cũng q trình... lập mơ hình thủy văn thủy lực tính tốn ngập lụt hồ chứa Xuân Khanh trường hợp vỡ đập xả lũ vượt thiết kế Các mơ hình tốn hiệu chỉnh kiểm định nhằm đảm bảo độ tin cậy kết tính tốn Kết mô cho thấy... Kết đồ ngập lụt cho Hình Trong kịch KB01, diện tích ngập tập trung phía hạ lưu tràn xả lũ với tổng diện tích ngập 37,61ha Trong có 22,35ha ngập 3m việc xả lũ gây ngập cho ba xã Xuân Khanh, Xuân