xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy 5 ngày đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông đà và sông lô

BỘ TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG TRUNG TÂM KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN QUỐC GIA BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ: XÂY DỰNG CƠNG NGHỆ DỰ BÁO DỊNG CHẢY NGÀY ĐẾN CÁC HỒ CHỨA LỚN TRÊN HỆ THỐNG SÔNG ĐÀ VÀ SÔNG LÔ Chủ nhiệm: TS Nguyễn Viết Thi 7151 03/3/2009 Hà Nội, 10 - 2008 BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Tên đề tài: XÂY DỰNG CƠNG NGHỆ DỰ BÁO DỊNG CHẢY NGÀY ĐẾN CÁC HỒ CHỨA LỚN TRÊN HỆ THỐNG SÔNG ĐÀ VÀ SÔNG LÔ Chỉ số phân loại: Chỉ số đăng ký: Chỉ số lưu trữ: Các quan cộng tác viên tham gia thực đề tài: TS Đặng Ngọc Tĩnh Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương TS Nguyễn Lan Châu Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương ThS Trần Bích Liên Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương ThS Nguyễn Tiến Kiên Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương KS Bùi Đình Lập Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương KS Đào Anh Tuấn Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương KS Đinh Xuân Trường Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương ThS Đỗ Lệ Thuỷ Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương TS Hoàng Minh Tuyển Viện khoa học KTTV Môi trường 10 KS Nguyễn Huy Hùng Viện khoa học KTTV Môi trường Hà Nội, ngày 30 tháng 10 năm 2008 Hà Nội, ngày tháng năm 2008 CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI THỦ TRƯỞNG CƠ QUAN CHỦ TRÌ KT TỔNG GIÁM ĐỐC TRUNG TÂM KTTV QUỐC GIA PHÓ TỔNG GIÁM ĐỐC TS Nguyễn Viết Thi Trần Văn Sáp Hà Nội, ngày tháng năm 2008 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG Hà Nội, ngày tháng năm 2009 THỦ TRƯỞNG CƠ QUAN QUẢN LÝ ĐỀ TÀI TL BỘ TRƯỞNG KT VỤ TRƯỞNG VỤ KHOA HỌC - CƠNG NGHỆ PHĨ VỤ TRƯỞNG TS Nguyễn Lê Tâm Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy ngày đến hồ chứa lớn hệ thống sông Đà sông Lô MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, QUY LUẬT HÌNH THÀNH DỊNG CHẢY VÀ PHÂN CHIA LƯU VỰC BỘ PHẬN 1.1 LƯU VỰC SÔNG ĐÀ ĐẾN ĐẬP HỒ BÌNH 1.1.1 Điều kiện địa lý mạng lưới sông 1.1.2 Các sơng nhánh 1.1.2.1 Sông Nậm Pô 1.1.2.2 Sông Nậm Na 1.1.2.3 Sông Nậm Mức 1.1.2.4 Sông Nậm Mu 1.1.3 Đặc điểm mưa dòng chảy lũ 1.1.3.1 Đặc điểm mưa 1.1.3.2 Đặc điểm dòng chảy lũ 1.1.3.3 Hồ thuỷ điện Hồ Bình 1.1.3.4 Thời gian truyền lũ sơng Đà hồ Hồ Bình 1.2 SÔNG CHẢY ĐẾN HỒ THÁC BÀ 1.2.1 Điều kiện địa lý tự nhiên 1.2.2 Đặc điểm khí tượng thủy văn lưu vực sơng Chảy 1.2.3 Hồ Thuỷ điện Thác Bà 1.2.4 Thời gian truyền lũ sông Chảy 1.3 SÔNG GÂM ĐẾN HỒ TUYÊN QUANG 1.3.1 Điều kiện địa lý tự nhiên sông Gâm 1.3.2 Đặc điểm khí tượng thủy văn lưu vực sơng Gâm 1.3.3 Các phụ lưu 1.3.3.1 Sông Nho Quế 1.3.3.2 Sông Năng 1.3.4 Hồ thuỷ điện Tuyên Quang 1.3.5 Thời gian truyền lũ sông Gâm 1.4 NHỮNG HÌNH THẾ THỜI TIẾT GÂY MƯA SINH LŨ TRÊN LƯU VỰC SÔNG ĐÀ, SÔNG CHẢY VÀ SƠNG GÂM 1.4.1 Phân loại hình thời tiết gây mưa lớn 1.4.2 Đặc điểm mưa lớn gây lũ lớn sông Đà, sông Chảy Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS Nguyễn Viết Thi 3 5 10 10 11 13 14 14 14 15 16 17 17 17 18 20 20 21 21 22 22 22 i Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy ngày đến hồ chứa lớn hệ thống sông Đà sông Lô sông Gâm 1.4.2.1 Mưa lớn gây lũ lớn 1.4.2.2 Những trận mưa lớn gây lũ đặc biệt lớn sông Đà sông Lô 1.4.3 Chế độ đặc điểm chung lũ sông Đà, sông Chảy sông Gâm 1.4.3.1 Chế độ đặc điểm lũ 1.4.3.2 Một số đặc điểm hình thành trận lũ lớn, đặc biệt lớn 1.5 CÁC THÔNG TIN VỀ MẠNG LƯỚI TRẠM KTTV 1.5.1 Các thông tin mạng lưới trạm điện báo mưa lũ 1.5.1.1 Mạng lưới trạm khí tượng thuỷ văn sông Đà 1.5.1.2 Mạng lưới trạm khí tượng thuỷ văn sơng Chảy 1.5.1.3 Mạng lưới trạm khí tượng thuỷ văn sơng Gâm 1.5.2 Chế độ điện báo khí tượng thuỷ văn 1.6 PHÂN CHIA CÁC LƯU VỰC BỘ PHẬN TRÊN LƯU VỰC SÔNG ĐÀ, SÔNG CHẢY VÀ SÔNG GÂM CHO PHÙ HỢP VỚI MƠ HÌNH NAM 1.6.1 Nguyên tắc chung 1.6.2 Phân chia lưu vực phận lưu vực sông Đà 1.6.3 Lưu vực sông Chảy 1.6.4 Lưu vực sông Gâm CHƯƠNG II: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU DỰ BÁO DÒNG CHẢY HẠN VỪA, CƠ SỞ LÝ THUYẾT MIKE 11 VÀ XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU KTTV 2.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 2.1.1 Trên giới 2.1.2 Trong nước 2.1.2.1 Các phương pháp dự báo sử dụng Việt Nam 2.1.2.2 Các công trình nghiên cứu dự báo hạn vừa cơng bố 2.1.3 Lý lựa chọn mơ hình MIKE 11 2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MƠ HÌNH MIKE 11 2.2.1 Mơ hình NAM 2.2.1.1 Cấu trúc mơ hình 2.2.1.2 Các thành phần dòng chảy 2.2.1.3 Các thơng số mơ hình Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS Nguyễn Viết Thi 24 24 24 25 25 25 26 26 26 30 30 31 31 31 32 33 34 36 36 36 38 38 38 40 41 41 41 43 45 ii Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy ngày đến hồ chứa lớn hệ thống sông Đà sông Lô 2.2.1.4 Các điều kiện ban đầu mơ hình 2.2.1.5 Tối ưu thông số mơ hình NAM 2.2.2 Mơ hình động lực MIKE 11 2.2.3 Các biên tập MIKE 11 2.2.3.1 Biên tập số liệu thiết lập mơ hình 2.2.3.2 Kết nối mơ hìmh NAM với Mike11 2.2.3 Cở sở lý thuyết toán điều hành hồ chứa 2.2.3.1 Nguyên lý điều tiết hồ chứa 2.2.3.2 Giải toán điều tiết lũ hồ chứa 2.2.3.3 Hướng dẫn sử dụng chương trình điều tiết hồ chứa (DieuTiet5day) 2.2.4 Chỉ tiêu chất lượng đánh giá mơ dự báo mơ hình 2.3 XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN 2.3.1 Thực trạng số liệu khí tượng thuỷ văn phục vụ dự báo thuỷ văn 2.3.2 Xây dựng sở liệu 2.3.2.1 Thiết kế CSDL 2.3.2.2 Cơ chế BDE ODBC 2.3.2.3 Lập bảng CSDL file máy chủ 2.3.3 Giới thiệu phần mềm truy vấn, cập nhật kết xuất CSDL 2.3.3.1 Cài đặt chương trình 2.3.3.2 Lập file mẫu lọc liệu 2.3.3.3 Giải mã số liệu điện báo 2.3.3.4 Cơ sở liệu 2.3.3.5 Lọc tệp mực nước, mưa, lưu lượng theo mẫu, xuất tệp dạng txt hay đổi thành chuỗi thời gian MIKE 11 (TS MIKE 11 ) CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG MƠ HÌNH NAM, MIKE 11 MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY ĐẾN HỒ CHỨA HỒ BÌNH, THÁC BÀ VÀ TUYÊN QUANG 3.1 ỨNG DỤNG NAM VÀ MIKE 11 MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY ĐẾN HỒ HỒ BÌNH 3.1.1 Xây dựng sơ đồ tính tốn mơ hình NAM MIKE 11 3.1.1.1 Xây dựng đồ phân vùng ảnh hưởng trạm mưa xác định trọng số mưa trạm lưu vực phận 3.1.1.2 Xây dựng sơ đồ mạng thuỷ lực diễn tốn dịng chảy sông Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS Nguyễn Viết Thi 46 46 47 54 54 65 68 68 68 69 75 76 76 79 80 81 81 83 83 85 86 86 86 91 91 91 91 94 iii Xây dựng cơng nghệ dự báo dịng chảy ngày đến hồ chứa lớn hệ thống sơng Đà sơng Lơ 3.1.1.3 Kết nối mơ hình NAM với MIKE 11 3.1.1.4 Biên mơ hình 3.1.1.5 Tài liệu thủy văn để tối ưu kiểm định mơ hình 3.1.2 Xác định thơng số mơ hình NAM MIKE 11 lưu vực sơng Đà đến hồ Hồ Bình 3.1.2.1 Nguyên tắc hiệu chỉnh thơng số mơ hình NAM, MIKE 11 cho lưu vực sông Đà 3.1.2.2 Số liệu dùng để xác định thông số mơ hình NAM MIKE 11 3.1.2.3 Kết xác định thơng số mơ hình NAM tập số liệu phụ thuộc 3.1.2.4 Kết xác định thông số MIKE 11 tập số liệu phụ thuộc 3.1.2.5 Đánh giá chất lượng mô mô hình NAM MIKE 11 tập số liệu phụ thuộc 3.1.2.6 Kết kiểm định thơng số mơ hình NAM MIKE 11 tập số liệu độc lập 3.1.3 Nhận xét chung 3.2 ỨNG DỤNG MƠ HÌNH NAM VÀ MIKE 11 MƠ PHỎNG DÒNG CHẢY HỒ THÁC BÀ 3.2.1 Xây dựng sơ đồ tính tốn mơ hình NAM MIKE 11 3.2.1.1 Xây dựng đồ phân vùng ảnh hưởng trạm mưa xác định trọng số mưa trạm lưu vực phận 3.2.1.2 Xây dựng sơ đồ mạng thuỷ lực diễn tốn dịng chảy sông 3.2.1.3 Kết nối mơ hình NAM với MIKE 11 3.2.1.4 Biên mơ hình 3.2.1.5 Tài liệu thủy văn để tối ưu kiểm định mơ hình 3.2.2 Xác định thơng số mơ hình NAM MIKE 11 lưu vực sông Chảy đến hồ Thác Bà 3.2.2.1 Nguyên tắc hiệu chỉnh thơng số mơ hình NAM MIKE 11 cho lưu vực sông Chảy 3.2.2.2 Số liệu dùng để xác định thông số mơ hình NAM MIKE 11 3.2.2.3 Kết xác định thơng số mơ hình NAM tập số liệu Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS Nguyễn Viết Thi 96 99 100 100 100 101 102 111 116 132 141 142 142 142 144 146 146 146 147 147 147 iv Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy ngày đến hồ chứa lớn hệ thống sông Đà sông Lô phụ thuộc 3.2.2.4 Kết xác định thông số MIKE 11 tập số liệu phụ thuộc 3.2.2.5 Đánh giá chất lượng mơ mơ hình NAM MIKE 11 tập số liệu phụ thuộc 3.2.2.6 Kết kiểm định thông số mơ hình NAM MIKE 11 tập số liệu độc lập 3.2.3 Nhận xét chung 3.3 ỨNG DỤNG MƠ HÌNH MIKE 11 DỰ BÁO DÒNG CHẢY ĐẾN HỒ TUYÊN QUANG 3.3.1 Xây dựng sơ đồ tính tốn mơ hình NAM MIKE 11 3.3.1.1 Xây dựng đồ phân vùng ảnh hưởng trạm mưa xác định trọng số trạm mưa cho lưu vực phận 3.3.1.2 Xây dựng sơ đồ mạng thủy lực diễn tốn lũ sơng 3.3.1.3 Kết nối mơ hình NAM với MIKE 11 3.3.1.4 Biên mơ hình 3.3.1.5 Tài liệu thủy văn để tối ưu kiểm định mơ hình 3.3.2 Ứng dụng mơ hình NAM MIKE 11 mơ dịng chảy sông Gâm đến hồ Tuyên Quang 3.3.2.1 Nguyên tắc hiệu chỉnh thơng số mơ hình NAM, MIKE 11 cho lưu vực sông Gâm 3.3.2.2 Số liệu sử dụng để xác định thông số mơ hình NAM MIKE 11 3.3.2.3 Kết xác định thơng số mơ hình NAM, tập số liệu phụ thuộc 3.3.2.4 Hiệu chỉnh, xác định thơng số mơ hình MIKE 11 3.3.2.5 Kết mơ mơ hình NAM mơ hình MIKE 11 3.3.2.6 Kiểm định thơng số tối ưu tập số liệu độc lập 3.3.3 Nhận xét chung CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ VÀ DỰ BÁO THỬ NGHIỆM DÒNG CHẢY NGÀY ĐẾN HỒ CHỨA LỚN BẰNG PHẦN MỀM MIKE 11 4.1 SỰ CẦN THIẾT VÀ CÁC BÀI TOÁN CẦN GIẢI QUYẾT 148 150 150 153 155 156 156 156 157 160 160 161 162 162 163 163 167 167 170 173 174 174 4.2 XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ DỰ BÁO DÒNG CHẢY NGÀY 175 ĐẾN HỒ CHỨA: HỒ BÌNH, THÁC BÀ VÀ TUN QUANG 177 4.3 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS Nguyễn Viết Thi v Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy ngày đến hồ chứa lớn hệ thống sông Đà sông Lô 4.3.1 Giải mã, xử lý, khai thác số liệu điện báo KTTV 179 4.3.2 Dự báo cho hồ chứa 182 4.3.2.1 Hồ chứa Hồ Bình 182 4.3.2.2 Hồ chứa Tuyên Quang 188 4.3.2.3 Hồ chứa Thác Bà 189 4.4 SỬ DỤNG DỰ BÁO MƯA SỐ TRỊ VÀ MƯA VỆ TINH LÀM ĐẦU VÀO CHO MƠ HÌNH MIKE 11 - NAM 190 4.4.1 Giới thiệu chung 190 4.4.2 Dự báo mưa số trị phục vụ đầu vào mơ hình MIKE - NAM 190 4.4.3 Tính mưa từ ảnh mây vệ tinh phục vụ đầu vào mơ hình thủy văn 199 4.5 KẾT QUẢ DỰ BÁO KIỂM NGHIỆM TÁC NGHIỆP 200 4.5.1 Nguyên tắc chung 200 4.5.2 Kết dự báo thử nghiệm 201 4.5.2.1 Kết dự báo đợt từ ngày đến 26/IX/2007 201 4.5.2.2 Kết dự báo đợt 2: mùa lũ năm 2008 202 4.5.3 Nhận xét chung 206 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 209 TÀI LIỆU THAM KHẢO 211 PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: KẾT QUẢ ỨNG DỤNG MƠ HÌNH NAM - MIKE 11 MƠ PHỎNG VÀ DỰ BÁO DỊNG CHẢY SƠNG ĐÀ 212 ĐẾN HỒ HỒ BÌNH PHỤ LỤC 2: KẾT QUẢ ỨNG DỤNG MƠ HÌNH NAM - MIKE 11 MƠ PHỎNG VÀ DỰ BÁO DỊNG CHẢY SƠNG CHẢY ĐẾN HỒ THÁC BÀ 248 PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ ỨNG DỤNG MƠ HÌNH NAM - MIKE 11 MƠ PHỎNG VÀ DỰ BÁO DỊNG CHẢY SƠNG GÂM ĐẾN HỒ TUYÊN QUANG 255 PHỤ LỤC 4: KẾT QUẢ DỰ BÁO THỬ NGHIỆM DÒNG CHẢY NGÀY ĐẾN HỒ HỒ BÌNH, THÁC BÀ VÀ TUYÊN QUANG TRÊN CƠ SỞ SỐ LIỆU DỰ BÁO MƯA SỐ TRỊ BẰNG MƠ HÌNH HRM 266 Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS Nguyễn Viết Thi vi Xây dựng cơng nghệ dự báo dịng chảy ngày đến hồ chứa lớn hệ thống sông Đà sông Lô MỤC LỤC BẢNG Bảng 1.1: Phân bố độ cao theo diện tích lưu vực sông Đà phần Việt Nam Bảng 1.2: Các sông nhánh cấp sơng Đà địa phận Việt Nam Bảng 1.3: Đặc trưng hình thái lưu vực sông Nậm Pô Bảng 1.4: Đặc trưng dịng chảy năm sơng Nậm Na Bảng 1.5: Đặc trưng hình thái lưu vực sông Nậm Mức Bảng 1.6: Đặc trưng hình thái lưu vực sơng Nậm Mu 10 Bảng 1.7: Một số đặc trưng thủy văn lưu vực sông Đà 11 Bảng 1.8: Tần suất (%) bắt đầu kết thúc mùa lũ hệ thống sông Đà 12 Bảng 1.9: Đặc trưng dịng chảy sơng Đà 12 Bảng 1.10: Đặc trưng dịng chảy năm sơng Chảy 16 Bảng 1.11: Đặc trưng dòng chảy năm sông Gâm 19 Bảng 1.12: Danh sách trạm khí tượng điện báo mưa sông Đà 27 Bảng 1.13: Danh sách trạm thuỷ văn lưu vực sông Đà 28 Bảng 1.14: Danh sách trạm KTTV lưu vực sông Chảy 30 Bảng 1.15: Danh sách trạm KTTV lưu vực sông Gâm 31 Bảng 1.16: Danh sách lưu vực phận sông Đà 33 Bảng 1.17: Danh sách lưu vực phận sông Chảy 34 Bảng 1.18: Danh sách lưu vực phận sông Gâm 35 Bảng 3.1: Danh sách vị trí trạm mưa sử dụng lưu vực sông Đà 92 Bảng 3.2: Trọng số mưa trạm điện báo mưa lưu vực phận sông Đà 93 Bảng 3.3: Danh sách trạm thủy văn dùng để tối ưu kiểm định mơ hình 100 Bảng 3.4: Bộ thơng số mơ hình NAM lưu vực phận Da1 102 Bảng 3.5: Bộ thơng số mơ hình NAM lưu vực phận Da2 103 Bảng 3.6: Bộ thơng số mơ hình NAM lưu vực phận Da3 104 Bảng 3.7: Bộ thông số mơ hình NAM lưu vực phận Da4 105 Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS Nguyễn Viết Thi vii Xây dựng cơng nghệ dự báo dịng chảy ngày đến hồ chứa lớn hệ thống sông Đà sông Lô Bảng 3.8: Bộ thông số mơ hình NAM lưu vực phận Da5 106 Bảng 3.9: Bộ thơng số mơ hình NAM lưu vực phận Da6 107 Bảng 3.10: Bộ thơng số mơ hình NAM lưu vực phận Da7 108 Bảng 3.11: Bộ thơng số mơ hình NAM lưu vực phận Da8 108 Bảng 3.12: Bộ thông số mô hình NAM lưu vực phận Da9 109 Bảng 3.13: Bộ thơng số mơ hình NAM lưu vực phận Da10 110 Bảng 3.14: Bộ thơng số mơ hình NAM lưu vực phận sông Đà 111 Bảng 3.15: Thông số địa hình sơ đồ tính tốn thủy lực sơng Đà (từ biên giới đến đập Hịa Bình) 111 Bảng 3.16: Kết mô Trung Ái Kiều 116 Bảng 3.17: Kết mô mô Lý Tiên Độ 118 Bảng 3.18: Kết mô Mường Tè 120 Bảng 3.19: Kết mô Nậm Giàng 121 Bảng 3.20: Kết mô Lai Châu 123 Bảng 3.21: Kết mô Nậm Mức 125 Bảng 3.22: Kết mô Quỳnh Nhai 126 Bảng 3.23: Kết mô Bản Củng 128 Bảng 3.24: Kết mơ q trình dòng chảy Tạ Bú 129 Bảng 3.25: Kết mơ q trình dịng chảy hồ Hồ Bình 131 Bảng 3.26: Kết kiểm định mơ hình với thơng số tối ưu Trung Ái Kiều 132 Bảng 3.27: Kết kiểm định mơ hình với thơng số tối ưu Lý Tiên Độ 133 Bảng 3.28: Kết kiểm định mô hình với thơng số tối ưu Mường Tè 134 Bảng 3.29: Kết kiểm định mơ hình với thông số tối ưu Nậm Giàng 135 Bảng 3.30: Kết kiểm định mơ hình với thơng số tối ưu Lai Châu 135 Bảng 3.31: Kết kiểm định mơ hình với thơng số tối ưu Nậm Mức 136 Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS Nguyễn Viết Thi viii Báo cáo tóm tắt đề tài: Xây dựng cơng nghệ dự báo dịng chảy ngày đến hồ chứa lớn hệ thống sông Đà sông Lô Bảng 3.13: Bộ thông số nhám mơ hình MIKE 11 sơng Gâm đến hồ Tuyên Quang TT Mặt cắt Địa danh K/c lẻ theo sông (m) Độ dài sông (m) Hệ số nhám TB (n) MC Thượng nguồn (Bảo Lạc) - 0.025 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 MC MC MC MC MC MC MC MC MC 10 MC 11 MC 12 MC 13 MC 14 MC 15 MC 16 MC 17 MC 18 MC 19 MC 20 MC 21 MC 22 MC 23 MC 24 MC 25 MC 26 2285 2286 4571 2286 4572 6100 6100 6300 5500 6000 6000 5643 5557 5700 5671 5643 5586 5700 5600 5686 5643 5571 5700 5657 5643 2285 4571 9142 11428 16000 22100 28200 34500 40000 46000 52000 57643 63200 68900 74571 80214 85800 91500 97100 102786 108429 114000 119700 125357 131000 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.025 0.026 0.026 0.026 0.026 0.026 0.026 0.026 0.026 0.026 0.027 0.027 0.027 0.027 0.027 0.027 27 MC 27 - 0.025 28 29 30 31 MC 28 MC 29 MC 30 MC 31 9285 9286 4643 9286 9285 18571 23214 32500 0.026 0.026 0.027 0.027 Trạm Bắc Mê Vùng lịng hồ Thượng nguồn (Sơng Năng) Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS Nguyễn Viết Thi 49 Báo cáo tóm tắt đề tài: Xây dựng cơng nghệ dự báo dịng chảy ngày đến hồ chứa lớn hệ thống sông Đà sông Lơ 3.3.2.5 Chất lượng mơ mơ hình NAM mơ hình MIKE 11 Kết mơ q trình dịng chảy mùa lũ sơng Gâm đến hồ Tun Quang mơ hình NAM MIKE 11 kiểm tra trạm thuỷ văn Bảo Lạc, Bắc Mê Na Hang (hồ Tuyên Quang) tổng hợp bảng 3.14 cho thấy: thông số nhận mô hình NAM mơ hình MIKE 11 mơ tốt q trình dịng chảy mùa lũ năm 2000 – 2004 2007 đỉnh lũ, tổng lượng q trình Sai số mơ tổng lượng đỉnh lũ thấp 15 %, trung bình % Sai số thời gian xuất đỉnh lũ trung bình h Tỷ số σ’/σ nhỏ 0.60, giá trị trung bình giảm dần từ thượng lưu hạ du: Bảo Lạc 0.56; Bắc Mê 0.52 Na Hang 0.48 Tương ứng, hệ số tương quan lớn 0.81, giá trị trung bình Bảo Lạc 0.83; Bắc Mê 0.86 Na Hang 0.88 Đánh giá theo tiêu chất lượng thơng số mơ hình NAM MIKE 11 nhận mơ dịng chảy sơng Gâm đến hồ Tuyên Quang mức “Đạt” Bảng 3.14: Kết mơ mơ hình NAM MIKE 11 cho sông Gâm TT Năm ∆W/WTĐ ∆Q/QmaxTĐ τ (%) (%) (h) σ’/σ η 1) Tại trạm thuỷ văn Bảo Lạc TB 6.4 9.0 0.56 0.83 Max 13 14.6 0.6 0.86 Min -2.3 0.51 0.81 2) Tại trạm thuỷ văn Bắc Mê TB 8.4 -2.4 0.52 0.86 Max 13.8 9.0 0.53 0.87 Min 2.9 -1.0 0.50 0.85 3) Tại hồ Tuyên Quang TB 7.1 7.1 0.48 0.88 Max 14.9 14.9 0.51 0.89 Min 0.5 0.5 0.46 0.86 Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS Nguyễn Viết Thi 50 Báo cáo tóm tắt đề tài: Xây dựng cơng nghệ dự báo dịng chảy ngày đến hồ chứa lớn hệ thống sông Đà sông Lô 3.3.2.6 Kiểm định thông số tối ưu tập số liêu độc lập Đề tài chọn mùa lũ 2005, 2006 trận lũ lớn năm 2001 2002 để kiểm định khả mô thông số tối ưu mơ hình Chất lượng mơ tập số liệu độc lập trình bày bảng 3.15 Bảng 3.15: Chất lượng mô kiểm định thông số mơ hình NAM MIKE 11 tập số liệu độc lập TT Năm ∆W/WTĐ ∆Q/QmaxTĐ τ (%) (%) (h) σ’/σ η 1) Tại trạm thuỷ văn Bảo Lạc TB 5.5 5.6 -3.5 0.48 0.88 Max 11.3 12 -12 0.52 0.89 Min -3 -2 0.45 0.85 2) Tại trạm thuỷ văn Bắc Mê TB 9.3 -16 -2 0.51 0.86 Max 12.7 -24 -6 0.56 0.88 Min 5.6 -11 0.47 0.83 3) Tại trạm thuỷ văn Na Hang (hồ Tuyên Quang) TB 9.7 -9.8 0.56 0.83 Max 14 14 -6 0.58 0.84 Min -7 0.54 0.81 3.3.3 Nhận xét chung Kết nghiên cứu mô phỏng, xác định thơng số mơ hình NAM MIKE 11 cho lưu vực sông Gâm đến hồ Tuyên Quang sở tập số liệu phụ thuộc (2000 - 2004, 2007) tập số liệu độc lập (2005, 2006 trận lũ lớn 2001 2002) cho kết đánh giá theo tiêu dự báo mức "Đạt" Với chất lượng này, sử dụng chúng để tính tốn dự báo dịng chảy đến hồ Tuyên Quang Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS Nguyễn Viết Thi 51 Báo cáo tóm tắt đề tài: Xây dựng cơng nghệ dự báo dịng chảy ngày đến hồ chứa lớn hệ thống sông Đà sơng Lơ Chương IV XÂY DỰNG CƠNG NGHỆ VÀ DỰ BÁO THỬ NGHIỆM DÒNG CHẢY NGÀY ĐẾN HỒ CHỨA LỚN BẰNG PHẦN MỀM MIKE 11 4.1 SỰ CẦN THIẾT VÀ CÁC BÀI TOÁN CẦN GIẢI QUYẾT Sau xây dựng, thiết lập sở liệu, xác định thông số tối ưu mơ hình cho lưu vực hình thành dịng chảy đến hồ chứa, cần xây dựng công nghệ để kết nối sở liệu với mô hình NAM, thuỷ động lực MIKE 11 điều tiết hồ chứa, đảm bảo tự động hoá số liệu đầu vào, kiểm tra khâu chuẩn bị số liệu, điều khiển mô đun dự báo mưa, dự báo thuỷ văn, thuỷ lực với mô đun cập nhật sai số, biên soạn tin, hiển thị, in ấn kết đầu ra, giảm thao tác thủ công, đảm bảo dự báo tác nghiệp thuận tiện, nhanh chóng xác 4.2 XÂY DỰNG CƠNG NGHỆ DỰ BÁO DỊNG CHẢY NGÀY ĐẾN HỒ CHỨA: HỒ BÌNH, THÁC BÀ VÀ TUYÊN QUANG Để xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy ngày đến hồ chứa với đặc thù toán tác nghiệp khác nhau, Đề tài tiến hành thiết kế, xây dựng chương trình phần mềm tích hợp: mơ đun sở liệu khứ tác nghiệp; mô đun chuẩn bị, chuyển đổi định dạng, kết xuất số liệu; mô đun mô phỏng, dự báo, đồng hố số liệu mơ đun in ấn, hiển thị kết đầu dạng tin, bảng biểu, đồ thị Chương trình cho phép tiến hành dự báo tác nghiệp dòng chảy ngày đến hồ chứa: Hồ Bình, Tun Quang, Thác Bà sử dụng số liệu điện báo KTTV hàng ngày với dự báo mưa số trị mơ hình dự báo Trung tâm Dự báo KTTV TƯ (HRM, ETA, BOLAM, GEM), từ nguồn dự báo mưa khác Mặt khác sử dụng chương trình để hiệu chỉnh, kiểm nghiệm thơng số mơ hình NAM, thuỷ động lực MIKE 11, điều tiết hồ chứa với số liệu khứ kịch khác Chương trình tính tới khả phát triển, thay đổi mềm dẻo, phù hợp với thay đổi, cập nhật sở liệu, kịch dự báo mưa thay đổi sơ đồ tính tốn, mô mà không cần phải thay đổi mã nguồn Chương trình điều khiển mơ đun riêng rẽ, đồng thời tạo kết nối, liên hợp khâu từ chuẩn bị, kiểm tra số liệu đầu vào, cập nhập, kiểm tra file chuyên dụng MIKE 11 trước mô phỏng, đến khâu chạy mô hình, cập nhật sai số, tính tốn cân hồ in ấn, hiển thị, lưu trữ kết dự báo cuối Công nghệ gồm khối bản: khối sở liệu; khối mô phỏng, dự báo khối hiển thi, phân tích, đánh giá kết Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS Nguyễn Viết Thi 52 Báo cáo tóm tắt đề tài: Xây dựng cơng nghệ dự báo dịng chảy ngày đến hồ chứa lớn hệ thống sông Đà sông Lô 1) Khối mô đun liên quan với sở liệu bao gồm: - Giải mã, xử lý, kiểm tra số liệu điện báo thủy văn mưa synop dạng Paradox máy tính cá nhân, CSDL dạng Access máy chủ - Kết xuất số liệu mưa, mực nước, lưu lượng theo nhiều trạm hay trạm, lọc theo yêu cầu từ sở liệu - Chuyển đổi hai chiều file định dạng dfs0, res11 MIKE 11 định dạng txt, csv phục vụ tự động hoá, cập nhật số liệu đầu vào, trao đổi liệu cần thiết mô đun file MIKE 11 - Chuẩn bị số liệu đầu vào, bao gồm file mưa điểm, file mưa trung bình lưu vực, file mực nước thực đo, lưu lượng thực đo lượng mưa dự báo từ mơ hình số trị hay người sử dụng xác định - Cho phép kiểm tra file đầu vào MIKE 11, đảm bảo số liệu đầy đủ, xác trước tiến hành mô phỏng, dự báo - Kết xuất, hiển thị số liệu, kết dự báo dạng text, bảng excel, đồ thị, tin 2) Khối mơ đun mơ phỏng, dự báo dịng chảy ngày: xây dựng cho hồ chứa Các mô đun liên kết bảng menu riêng biệt cho hồ chứa có giao diện tương tự nhau, tạo thuận lợi sử dụng tiến hành dự báo từ hồ chứa sang hồ chứa khác Khối mô dự báo cho phép chuẩn bị, xác định điều kiện biên, mô đun đồng hố số liệu, thời gian tiến hành mơ dự báo chạy MIKE 11 mô đun tính tốn cân điều tiết hồ 3) Khối hiển thị, kết xuất kết mô phỏng, dự báo cho phép in lưu trữ kết dự báo hàng ngày tin dạng word text, hiển thị đồ thị trình mực nước, lưu lượng thực đo, dự báo để phân tích, đánh giá Kết xuất trị số mực nước, lưu lượng dự báo thực đo để đánh giá, hiệu chỉnh sai số tức thời 4.3 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG Hướng dẫn sử dụng Cơng nghệ dự báo dịng chảy ngày đến hồ chứa Hồ Bình, Tun Quang, Thác Bà trình bày cụ thể gồm phần sau: Cài đặt chương trình; Thiết lập cấu hình chương trình; Giải mã, xử lý, khai thác số liệu điện báo KTTV; Dự báo cho hồ chứa (Hoà Bình, Thác Bà Tuyên Quang): bước dự báo trình bày Menu kèm theo hướng dẫn cụ thể; Kết xuất kết quả, đánh giá dự báo Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS Nguyễn Viết Thi 53 Báo cáo tóm tắt đề tài: Xây dựng cơng nghệ dự báo dịng chảy ngày đến hồ chứa lớn hệ thống sông Đà sông Lô 4.4 SỬ DỤNG DỰ BÁO MƯA SỐ TRỊ VÀ MƯA VỆ TINH LÀM ĐẦU VÀO CHO MƠ HÌNH MIKE 11 - NAM 4.4.1 Giới thiệu chung Để dự báo dòng chảy với thời gian dự kiến ngày đến hồ chứa, cần thiết phải có dự báo mưa Từ năm 2007, Trung tâm Dự báo KTTV TƯ sử dụng đồng thời mơ hình dự báo mưa số trị: HRM, BOLAM, ETA GEM với số liệu đầu vào kết mơ hình phổ toàn cầu GFS chạy dự báo mưa 120 (5 ngày) Các sản phẩm mưa DBST hiển thị dạng đồ giúp dự báo viên tham khảo tin thời tiết hàng ngày đồng thời dùng làm đầu vào cho số phương pháp, mơ hình tính tốn dự báo khí tượng thuỷ văn 4.4.2 Dự báo mưa số trị phục vụ đầu vào mơ hình MIKE - NAM Sơ đồ chạy nghiệp vụ mơ hình HRM, BOLAM, ETA GEM minh hoạ hình 4.1 Số liệu mưa dự báo từ: HRM, Ảnh ETA, BOLAM, GEM Xác định lượng mưa cho lưu vực Xác định màu cho lưu vực tạo ảnh Tạo màu cho ảnh bảng trị số mưa trạm trung bình lưu vực phận Hình 4.1: Sơ đồ chuẩn bị số liệu mưa DBST từ mơ hình HRM cho tính tốn thuỷ văn Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS Nguyễn Viết Thi 54 Báo cáo tóm tắt đề tài: Xây dựng cơng nghệ dự báo dịng chảy ngày đến hồ chứa lớn hệ thống sông Đà sơng Lơ Chương trình chiết xuất lượng mưa dự báo ngày (20 thời đoạn 6h: từ 00h đến 120h) nút lưới mơ hình Chương trình tạo file mưa dự báo dạng văn cho toàn trạm lưu vực file số liệu mưa dùng cho tính tốn (HrmRainTV.f); Chương trình tạo file đồ họa lượng mưa cho lưu vực nhỏ nằm lưu vực sông Hồng (RainBasin.vbp); Đưa toàn kết (dạng văn bản, dạng đồ hoạ) lên mạng Trung tâm Dự báo KTTVTƯ phục vụ dự báo thuỷ văn Sản phẩm mưa DBST kết xuất dạng mưa điểm (tại trạm điện báo mưa) mưa trung bình khu vực sơng Đà: D1 ÷ D7 khu vực sơng Lơ: L4 L8 (Hình 4.2) Hình 4.2: Phân vùng dự báo mưa số trị lưu vực sông Hồng Số liệu dự báo mưa từ kết mơ hình HRM, BOLAM, E#TA GEM thời điểm 12Z hệ máy tính song song (16 máy) hiệu cao lấy máy PC thủ tục “Getbaro” Các file lưu thư mục DataHYD_5days máy “Nghiepvu”: “//Nghiepvu/TinKTTV/ThuyVan/ThuydienSonLa/R4Hydro/DataHYD_5days” Kết dự báo mưa ngày thực hàng ngày vào lúc 12Z (19 h Việt Nam) dạng bảng 4.1(ví dụ cho mơ hình HRM): Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS Nguyễn Viết Thi 55 Báo cáo tóm tắt đề tài: Xây dựng cơng nghệ dự báo dịng chảy ngày đến hồ chứa lớn hệ thống sông Đà sông Lô Bảng 4.1: Lượng mưa dự báo theo mơ hình HRM-GFS cho lưu vực sơng Đà, sông Lô Luong Mua Du Bao Theo Mo Hinh HRM_GFS (00-06 114-120) Tinh tu 12Z Ngay 28 Thang 05 Nam 2008 Name INDEX LAT LON 00-06 06-12 12-18 18-24 24-30 30-36 36-42 42-48 48-54 54-60 60-66 66-72 72-78 78-84 84-90 90-96 96-102 102-108 108-114 114-120 Song Da: D1 - Luu vuc phan Trung Quoc Trung Ai Kieu 54001 23.3 101.4 0.0 0.0 0.0 1.9 0.0 0.0 0.2 0.0 0.2 2.3 0.7 3.2 4.3 7.5 0.5 0.8 0.0 0.7 7.6 96.8 Tho Kha Ha 54002 22.6 102.1 6.0 0.0 0.0 1.0 0.3 0.0 1.0 0.0 0.6 3.4 26.0 8.0 0.0 0.7 5.8 1.3 0.0 0.8 5.8 22.5 Luong mua trung binh = 4.8 1.2 0.1 0.8 0.0 0.1 0.2 0.2 0.6 2.5 8.3 4.3 3.8 7.0 2.6 5.9 0.7 1.8 13.7 23.0 Song Lo: L8 - song Chay ve den dap Thac Ba Hoang Su Phi 48/31 22.8 104.7 0.0 0.5 1.1 0.0 0.0 0.2 0.8 0.5 0.2 0.0 0.0 0.3 2.2 1.8 9.7 3.5 0.0 20.3 2.0 0.4 Xin Man 74/40 22.5 104.3 0.6 2.8 1.1 6.5 5.6 0.0 3.7 0.2 0.0 0.0 0.0 0.0 1.2 0.3 0.2 0.0 0.0 0.1 2.9 1.0 Muong Khuong 74/29 22.8 104.1 2.1 0.5 1.9 15.0 14.6 0.0 0.0 0.0 0.2 0.9 0.1 1.3 1.9 1.3 7.0 6.5 0.0 8.9 0.0 0.0 Bac Ha 48/30 22.6 104.3 0.0 0.1 0.2 5.9 2.6 0.0 1.8 1.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.3 0.4 0.1 0.0 0.1 0.6 7.2 1.5 Pho Rang 48/29 22.2 104.5 0.0 0.6 0.0 0.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.2 0.0 0.6 0.7 2.2 12.2 0.5 22.3 0.0 Bao Yen 74121 22.0 104.6 0.0 1.8 0.0 1.2 0.2 0.0 0.3 26.8 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.3 2.9 12.1 6.3 Thac Ba 74130 21.7 105.1 0.0 0.0 0.0 1.1 0.0 0.0 0.0 19.6 15.0 3.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.5 15.8 1.0 1.1 Luong mua trung binh = 0.1 2.2 0.6 0.2 0.0 0.0 0.3 0.3 0.1 0.1 0.3 7.7 5.3 4.7 5.8 2.7 0.0 4.5 9.0 1.8 4.4.3 Tính mưa từ ảnh mây vệ tinh phục vụ đầu vào mơ hình thủy văn Trong năm gần đây, Trung tâm Dự báo KTTV TƯ kết hợp sử dụng ảnh vệ tinh địa tĩnh số liệu mưa thực đo từ lưới trạm KTTV để đánh giá lượng mưa xảy thuộc lưu vực sông Hồng Theo kết nghiên cứu Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS Nguyễn Viết Thi 56 Báo cáo tóm tắt đề tài: Xây dựng cơng nghệ dự báo dòng chảy ngày đến hồ chứa lớn hệ thống sông Đà sông Lô tác giả [10], lượng mưa xác định từ vệ tinh cho lưu vực sơng Hồng bổ sung tốt cho số liệu lượng mưa thời đoạn từ - vị trí khơng có trạm đo mưa, đặc biệt vùng thượng nguồn, kể vùng thuộc địa phận Trung Quốc Tuy nhiên, theo kết nghiên cứu sử dụng số liệu mưa từ ảnh vệ tinh vào tính tốn dự báo thuỷ văn tác giả [2], cho thấy, lưu lượng đỉnh lũ Hồ Bình Tạ Bú tính mưa vệ tinh thường có sai số lớn, xa kết tính từ số liệu mưa thực đo trạm quan trắc Do vậy, đề tài chúng tơi sử dụng lượng mưa tính từ ảnh mây vệ tinh thời đoạn h (từ 00 06) để tham khảo hiệu chỉnh, bổ sung tính tốn lượng mưa trung bình lưu vực phận có mưa lớn phục vụ cho việc chỉnh mưa DBST tính dự báo 4.5 KẾT QUẢ DỰ BÁO KIỂM NGHIỆM TÁC NGHIỆP Sau xây dựng công nghệ dự báo, Đề tài tiến hành dự báo thử nghiệm dòng chảy ngày đến hồ chứa Hồ Bình, Thác Bà Tun Quang Phịng Dự báo Thuỷ văn 1, Trung tâm Dự báo KTTVTƯ Do cố kỹ thuật, vào đầu năm 2008, máy Server lưu trữ Cơ sở liệu bị hỏng đầu đọc, nên khơng có mưa DBST mùa lũ năm 2007 để chạy thử nghiệm công nghệ dự báo ngày dòng chảy đến hồ chứa quy định đề cương Để khắc phục cố đảm bảo nội dung chất lượng đề tài, tiến hành dự báo thử nghiệm cho tháng IX năm 2007 mùa lũ năm 2008 để thay 4.5.1 Nguyên tắc chung Dự báo thử nghiệm tiến hành theo trình tự sau: Cập nhật số liệu mưa, mực nước lưu lượng thực đo đến h hàng ngày Cập nhật mưa DBST phát báo lúc 19 h hôm trước Phân tích số liệu mưa thực đo, so sánh điều chỉnh mưa số trị phát có khác biệt lớn giá trị trung bình lưu vực phận tính từ mưa thực đo X tđ với giá trị mưa trung bình tính từ DBST X DBST thời đoạn (00 - 06 h): XHC = Km XDBST, i , với i = ÷ 20 (là số thời đoạn mưa dự báo) K m = X tđ X DBST Trong trình dự báo, để hiệu chỉnh sai số dự báo sử dụng mơ đun đồng hố số liệu (DA) để thích nghi trạng thái mơ hình với chuỗi số liệu thực đo đến thời điểm làm dự báo Việc đồng hoá số liệu thực phương pháp hàm trọng số (Weighting function) có MIKE 11 - 2007 Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS Nguyễn Viết Thi 57 Báo cáo tóm tắt đề tài: Xây dựng cơng nghệ dự báo dòng chảy ngày đến hồ chứa lớn hệ thống sông Đà sông Lô Tính dự báo dịng chảy ngày cho hồ chứa theo quy trình mục 4.3 Hiệu chỉnh dự báo tức thời theo công thức sau: QHC = QDB, i - KQ,i ∆Q1 (*) Trong đó: i = 1÷ 20 (số tri số lưu lượng dự báo mơ hình) KQ, i: hệ số điều chỉnh cho trị số dự báo thứ i = 1÷ 20, tính phương pháp thống kê từ 20 trị số dự báo trước ∆Q1 = QDB, - Qtđ, 1: sai số dự báo lúc ngày tính dự báo, trị số biết Sơ đồ dự báo cụ thể hình 4.3: Cập nhật số liệu mưa, dòng chảy Cập nhật số liệu mưa DBST Phân tích xử lý số liệu mưa DBST, hiệu chỉnh SL Chạy mơ đun DA hiệu chỉnh trạng thái Tính toán dự báo cho hồ chứa Hiệu chỉnh dự báo theo công thức (*) Biên soạn tin dự báo Hình 4.3: Sơ đồ khối dự báo MIKE 11 4.5.2 Kết dự báo thử nghiệm Dự báo thử nghiệm dòng chảy ngày đến hồ chứa tiến hành hàng ngày vào lúc h, sử dụng kết dự báo mưa số trị 120 h (5 ngày) với 20 thời đoạn mưa h phát báo vào lúc 19 h (12Z) ngày hôm trước (Bảng 4.1) Đã tiến hành dự báo thử nghiệm đợt: - Đợt 1: Từ ngày đến 26 tháng IX năm 2007; - Đợt 2: mùa lũ năm 2008 (từ ngày tháng VI đến 31 tháng VIII năm 2008) Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS Nguyễn Viết Thi 58 Báo cáo tóm tắt đề tài: Xây dựng cơng nghệ dự báo dịng chảy ngày đến hồ chứa lớn hệ thống sông Đà sông Lô 4.5.2.1 Kết dự báo đợt 1: từ ngày đến 26/IX/2007 Số liệu mưa DBST có 25 tin, từ 19h ngày đến 19h ngày 25/IX Kết phát báo 25 tin dự báo ngày dịng chảy đến hồ chứa Hồ Bình, Thác Bà Tuyên Quang Chất lượng dự báo thống kê bảng 4.2 Bảng 4.2: Kết dự báo thử nghiệm dòng chảy hồ chứa tháng IX/2007 Hồ Bình Thác Bà Tun Quang Thời Sai số gian dự cho δ'/δ η η η P% δ'/δ P% δ'/δ P% báo phép % ngày 16 0.27 0.96 89 0.32 0.95 88 0,27 0,96 85 ngày 17 0.59 0.81 85 0.38 0.92 79 0,41 0,91 78 ngày 18 0.64 0.77 74 0.67 0.74 55 0,45 0,89 68 ngày 19 0.71 0.71 69 0.75 0.66 52 0,47 0,88 59 ngày 20 0.71 0.71 71 0.68 0.74 62 0,48 0,88 58 4.5.2.2 Kết dự báo đợt 2: mùa lũ năm 2008 Năm 2008 năm có nhiều lũ hệ thống sông Bắc Bộ Trên sơng Đà có trận lũ; sơng Chảy sơng Gâm có trận lũ Trong trận lũ lớn năm xảy đồng thời sông từ ngày đến 11/VIII Lưu lượng đỉnh lũ lớn hồ Hồ Bình 11.500 m3/s (11/VIII), thuộc loại lũ lớn; hồ Thác Bà 4.600 m3/s (9/VIII) hồ Tuyên Quang 4.100 m3/s (10/VIII) thuộc loại lũ lớn đặc biệt lớn Số liệu mưa DBST có 90 tin, từ 19 h ngày 1/VI đến 19 h ngày 31/VIII/2008 Đã thực dự báo phát báo 90 tin dự báo ngày dòng chảy đến hồ chứa Hồ Bình, Thác Bà Tun Quang Các tiêu chất lượng thống kê bảng 4.3 Bảng 4.3: Kết dự báo thử nghiệm dòng chảy hồ chứa mùa lũ 2008 Hồ Bình Sai số Thời cho gian dự δ'/δ η P% phép % báo ngày 16 0.20 0.98 91 ngày 17 0.50 0.86 ngày 18 0.69 ngày 19 ngày 20 Thác Bà P% δ'/δ η P% 0.42 0.91 84 0,33 0,94 81 67 0.57 0.79 65 0,53 0,85 67 0.72 58 0.70 0.71 57 0,53 0,85 60 0.62 0.79 54 0.64 0.77 48 0,49 0,87 56 0.78 0.63 52 0.71 0.71 46 0,66 0,76 50 Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS Nguyễn Viết Thi δ'/δ η Tuyên Quang 59 Báo cáo tóm tắt đề tài: Xây dựng cơng nghệ dự báo dòng chảy ngày đến hồ chứa lớn hệ thống sông Đà sông Lô 4.5.2.3 Nhận xét chung Kết dự báo dòng chảy đến hồ chưa Hồ Bình, Thác Bà Tun Quang cho tháng IX/2007 mùa lũ từ tháng VI đến tháng VIII/2008 cho thấy dự báo dòng chảy đến hồ chứa mơ hình NAM MIKE 11 có chất lượng "Đạt" ngày đầu Sai số tổng lượng thường 10 %, sai số dự báo đỉnh lũ mức 12 %; tỷ số σ'/σ mức 0.30 - 0.60, tương ứng với hệ số tương quan tính tốn thực đo mức 0.80 Mức đảm bảo dự báo ngày thứ đạt mức "Tốt" 80 %, ngày thứ mức "Đạt" từ 65 - 70 %, giảm nhanh ngày thứ 3, thứ thứ Trong ngày cuối, sai số dự báo đỉnh lũ thường lớn, nhiều lên tới 40 – 50 % mức đảm bảo dự báo thường mức 46 - 60 % Tuy nhiên, mực đảm bảo trung bình dự báo ngày cho hồ Hồ Bình 65.6 %, hồ Thác Bà 60 % hồ Tuyên Quang 62%, đạt cao mức đảm bảo dự báo phương pháp truyền thống từ 3,4 đến 6.0 % (Bảng 4.4) Với kết này, cơng nghệ dự báo dịng chảy ngày đến hồ chứa lớn sông Đà sông Lô sử dụng phương án dự báo Trung tâm Dự báo KTTV TƯ Bảng 4.4: Hiệu dự báo so với phương pháp truyền thống Hồ chứa Hồ Bình Thác Bà Phương pháp Thời gian dự kiến (ngày) Trung bình MIKE 11 91 70 62 54 52 65.8 Truyền thống 86 66 54 46 47 59.8 Hiệu 8 MIKE 11 84 65 57 48 46 60 Truyền thống 80 59 54 47 43 56.6 Hiệu 3 3.4 MIKE 11 81 67 60 56 50 62.4 74 65 56 53 42 57.6 7.0 2.0 4.0 3.0 8.0 4.8 Tuyên Quang Truyền thống Hiệu Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS Nguyễn Viết Thi 60 Báo cáo tóm tắt đề tài: Xây dựng cơng nghệ dự báo dòng chảy ngày đến hồ chứa lớn hệ thống sông Đà sông Lô KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ A Kết luận Sau năm nghiên cứu ứng dụng phần mềm MIKE 11 Real - time phiên 2007 để xây dựng cơng nghệ dự báo dịng chảy ngày đến hồ chứa lớn sông Đà sơng Lơ, đề tài hồn thành nội dung sau: Xây dựng CSDL KTTV, địa hình từ năm 2000 - 2007 số năm lũ lớn, đặc biệt lớn hệ thống sơng Hồng; đặc trưng quy trình điều tiết hồ chứa thuỷ điện, thông tin dự báo mưa số trị Xây dựng phần mềm quản lý, khai thác số liệu phục vụ cơng nghệ dự báo dịng chảy đến hồ chứa phần mềm MIKE 11 Nghiên cứu đặc điểm địa hình, địa chất, KTTV, chế hình thành dịng chảy; sử dụng phần mềm ArcGIS 9.1 Google Earth pro phân chia lưu vực sơng Đà đến hồ Hồ Bình, sơng Chảy đến hồ Thác Bà sông Gâm đến hồ Tuyên Quang thành lưu vực phận phù hợp với yêu cầu mơ hình NAM Xây dựng đồ phân vùng ảnh hưởng trạm mưa, xác định trọng số mưa 64 trạm khí tượng thủy văn lưu vực kể Xây dựng sơ đồ tính tốn thuỷ lực dịng sơng Đà: từ biên giới Việt Trung đập Hồ Bình; sơng Chảy: từ trạm thuỷ văn Bảo n hồ Thác Bà sông Gâm: từ trạm thuỷ văn Bảo Lạc trạm thuỷ văn Đầu Đẳng trạm thuỷ văn Na Hang (đập Tuyên Quang) Xây dựng phần mềm tính tốn cân điều tiết hồ chứa Kết nghiên cứu ứng dụng số phương án hiệu chỉnh mưa DBST từ mưa thực đo; mô đun đồng số liệu (DA) để hiệu chỉnh thích nghi thời kỳ tiền dự báo phương án điều chỉnh sai số tức thời nâng cao chất lượng dự báo từ - % Xây dựng công nghệ dự báo dạng Bộ chương trình phần mềm tích hợp mơ đun dự báo thủy văn (NAM), thủy lực (MIKE11) cân điều tiết hồ chứa phần mềm hỗ trợ dự báo viên nghiệp vụ như: cập nhật số liệu điện báo thực đo từ sở liệu, cập nhật số liệu mưa dự báo số trị, hiệu chỉnh sai số, hiển thị in ấn kết quả, tin dự báo dòng chảy ngày cho hồ chưa: Hịa Bình, Thác Bà Tun Quang Công nghệ thân thiện, trực quan, dễ sử dụng tốn thời gian tính tốn dự báo (dưới 10 phút), đáp ứng yêu cầu đề Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS Nguyễn Viết Thi 61 Báo cáo tóm tắt đề tài: Xây dựng cơng nghệ dự báo dòng chảy ngày đến hồ chứa lớn hệ thống sông Đà sông Lô Trên sở số liệu mùa lũ năm từ 2000 - 2006 số trận lũ lớn, đặc biệt lớn khư, xác định thơng số tối ưu mơ hình NAM MIKE 11 cho lưu vực sông Đà, sông Chảy sông Gâm Chất lượng mô kiểm định đánh giá theo tiêu chuẩn ngành KTTV tổng lượng, đỉnh lũ, độ phù hợp trình mức "Đạt" Riêng lưu vực phận thuộc Trung Quốc lưu vực Nậm Mức, chất lượng mô mức "Dùng tạm" Đã thực dự báo thử nghiệm dòng chảy ngày đến hồ chứa với số liệu đầu vào mưa DBST mơ hình HRM cho tháng IX/2007 mùa lũ năm 2008 (từ tháng VI - VIII), kết thuộc loại "Tốt" vào ngày thứ 1, "Đạt" vào ngày thứ "Dùng tạm" ngày thứ 3, thứ thứ Mức đảm bảo dự báo thử nghiệm ngày thứ 80 %, ngày thứ từ 65 - 70 % giảm nhanh ngày thứ 3, thứ thứ 5, mức 45 - 60 % Tuy nhiên, với mức đảm bảo dự báo thử nghiệm trung bình ngày hồ Hồ Bình 65.8 %, hồ Thác Bà 60 % Tuyên Quang 62.4 %, mức cao kết dự báo phương pháp truyền thống sử dụng Trung tâm Dự báo KTTVTƯ từ - % Tuy kết ứng dụng mơ hình MIKE 11 Real - time mức "Đạt" hướng nghiên cứu mới, lần ứng dụng phần mềm đại, hoàn chỉnh có kết nối GIS dự báo mưa số trị để dự báo q trình dịng chảy ngày đến hồ chưa lớn sông Đà sông Lô nói riêng Việt Nam nói chung, phù hợp xu phát triển công tác dự báo thủy văn giới B Những đóng góp Mặc dù kết ứng dụng phần mềm MIKE 11 mức "Đạt" "Dùng tạm" tạo công nghệ mới, đại, sử dụng thuận lợi, tiết kiệm thời gian, cho phép dự báo q trình dịng chảy ngày đến hồ chứa lớn Ngoài ra, cho phép kết xuất mực nước lưu lượng mặt cắt dịng sơng Đà, sơng Chảy sơng Gâm để phục vụ theo yêu cầu cần Trong trình thực đề tài đào tạo đội ngũ dự báo viên có khả nghiên cứu ứng dụng phần mềm MIKE 11 Real - time tính tốn dự báo thuỷ văn Đội ngũ nhân tố tích cực để phát triển dự báo thuỷ văn tương lai Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS Nguyễn Viết Thi 62 Báo cáo tóm tắt đề tài: Xây dựng cơng nghệ dự báo dòng chảy ngày đến hồ chứa lớn hệ thống sông Đà sông Lô C Tồn Mơ hình NAM mơ hình tham số tập trung, phù hợp với điều kiện số liệu KTTV Việt Nam Tuy nhiên, lưới trạm KTTV lưu vực nghiên cứu thưa, đặc biệt lưu vực phận thuộc Trung Quốc khơng có số liệu mưa, nên chất lượng mơ dự báo NAM cho lưu vực cịn thấp Tài liệu địa hình lưu vực sơng Chảy sơng Gâm chưa có, chất lượng mặt cắt ngang tạo từ DEM 90x90 thấp, nguyên nhân làm cho chất lượng mô dự báo dòng chảy ngày đến hồ chứa Thác Bà Tuyên Quang chưa cao Kết tính tốn dự báo dịng chảy phụ thuộc nhiều vào dự báo mưa Hiện nay, chất lượng dự báo mưa nói chung mưa số trị nói riêng cịn chưa cao dẫn tới chất lượng dự báo phần mềm MIKE 11 mức "Đạt" C Kiến nghị Cần tăng cường số lượng trạm đo mưa, trọng ưu tiên phát triển trạm đo mưa tự động Quy hoạch phân bố lưới trạm KTTV cho hợp lý, lưu vực miền núi, nơi đầu nguồn sinh lũ Tăng cường công tác khảo sát, đo đạc địa hình, mặt cắt sơng, xây dựng đồ địa hình lưu vực chính, vùng hồ Thác Bà Tuyên Quang Vì thời gian có hạn, nên đề tài cho phép tập trung thực nội dung đề cương, tương lai, đề tài cần tiếp tục đầu tư để phát triển hồn thiện cơng nghệ, cập nhật thơng tin KTTV địa hình nhằm nâng cao chất lượng mơ dự báo cho hồ chứa nói chung mở rộng để dự báo cho hồ chứa Sơn La nói riêng Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS Nguyễn Viết Thi 63