Ứng dụng mô hình thủy văn mô phỏng dòng chảy và tinh toán cân bằng nước trên hệ thống sông La Ngà

Ứng dụng mô hình thủy văn mô phỏng dòng chảy và tinh toán cân bằng nước trên hệ thống sông La Ngà Ứng dụng mô hình thủy văn mô phỏng dòng chảy và tinh toán cân bằng nước trên hệ thống sông La Ngà Ứng dụng mô hình thủy văn mô phỏng dòng chảy và tinh toán cân bằng nước trên hệ thống sông La Ngà Ứng dụng mô hình thủy văn mô phỏng dòng chảy và tinh toán cân bằng nước trên hệ thống sông La Ngà

TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG TP.HCM KHOA KHÍ TƢỢNG, THỦY VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU PHẠM ÁNH BÌNH ỨNG DỤNG MƠ HÌNH THỦY VĂN MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY VÀ TÍNH TỐN CÂN BẰNG NƢỚC TRÊN HỆ THỐNG SÔNG LA NGÀ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ THỦY VĂN Mã ngành: 52440224 TP HỒ CHÍ MINH - 12/2018 TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG TP.HCM KHOA KHÍ TƢỢNG, THỦY VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ THỦY VĂN ỨNG DỤNG MƠ HÌNH THỦY VĂN MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY VÀ TÍNH TỐN CÂN BẰNG NƢỚC TRÊN HỆ THỐNG SƠNG LA NGÀ Sinh viên thực hiện: Phạm Ánh Bình MSSV: 0350050056 Khóa: 2014 – 2018 Giảng viên hƣớng dẫn: TS Trƣơng Văn Hiếu TP HỒ CHÍ MINH - 12/2018 LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp nội dung nghiên cứu riêng em dƣới hƣớng dẫn TS Trƣơng Văn Hiếu sở số liệu, tài liệu thu thập đƣợc tham khảo từ giáo trình Nội dung đồ án khơng chép nội dung từ đồ án khác, kết đồ án sản phẩm thân em nghiên cứu xây dựng nên Em xin cam đoan điều em nói thật, có vấn đề em xin chịu trách nhiệm theo quy định nhà trƣờng Tp.HCM, ngày 19 tháng 12 năm 2018 Sinh viên thực Phạm Ánh Bình i LỜI CẢM ƠN Trải qua 18 tuần làm đồ án tốt nghiệp, với giúp đỡ tận tình thầy hƣớng dẫn với nỗ lực thân, em hoàn thành đồ án tốt nghiệp “Ứng dụng mơ hình thủy văn mơ dịng chảy tính tốn cân nước hệ thống Sơng La Ngà” Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Trƣơng Văn Hiếu tạo cho em điều kiện tốt nhất, định hƣớng cho em cách tiếp cận tốn, tận tình hƣớng dẫn dành nhiều thời gian quý báu đóng góp ý kiến, nhận xét để em hồn thành đồ án Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy chủ nhiệm TS Cấn Thu Văn với Thầy cô công tác Trƣờng Đại học Tài nguyên Môi trƣờng Thành phố Hồ Chí Minh, Khoa Khí tƣợng Thủy văn tạo cho em môi trƣờng học tập lành mạnh truyền đạt kiến thức chun mơn hữu ích suốt 4,5 năm học qua Em xin gửi lời cảm ơn đến Chú Trần Quang Minh Thầy Trần Tuấn Hoàng Phân viện Khoa học Khí tƣợng Thủy văn Biến đổi Khí hậu, Anh Lê Văn Thịnh Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam tạo điều kiện, giúp đỡ em suốt thời gian thực đồ án Cuối em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè – ngƣời ln ủng hộ, động viên giúp đỡ em suốt trình học tập nhƣ làm đồ án Trong thời gian thực đồ án, hạn chế kiến thức kinh nghiệm thân nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận đƣợc ý kiến quý báu từ thầy cô để đồ án tốt nghiệp đƣợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC HÌNH ẢNH ix MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI LƢU VỰC SÔNG LA NGÀ 1.1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN .4 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Đặc điểm địa hình, thổ nhƣỡng, thảm phủ thực vật .5 1.1.3 Đặc điểm khí hậu 1.1.4 Mạng lƣới sông .11 1.2 TÌNH HÌNH DÂN CƢ, KINH TẾ - XÃ HỘI .12 1.2.1 Dân cƣ 12 1.2.2 Kinh tế xã hội .13 1.3 HIỆN TRẠNG NGẬP LỤT VÀ THIÊN TAI 13 1.3.1 Diễn biến mƣa lũ năm 13 1.3.2 Tình hình thiệt hại lũ gây 14 1.3.3 Hiện trạng cơng trình phịng chống lũ tiêu úng .15 1.4 HIỆN TRẠNG CHẾ ĐỘ DỊNG CHẢY SƠNG LA NGÀ 18 1.4.1 Mạng lƣới quan trắc khí tƣợng thủy văn lƣu vực 18 1.4.2 Dòng chảy năm .19 1.4.3 Dòng chảy kiệt 20 1.4.4 Dòng chảy lũ .22 1.5 ĐÁNH GIÁ CHUNG VỀ DÒNG CHẢY VÀ CÁC ẢNH HƢỞNG ĐẾN DÂN SINH – KINH TẾ 23 CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN MƠ HÌNH MƠ PHỎNG VÀ CÂN BẰNG NƢỚC HỆ THỐNG 24 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG NGUỒN NƢỚC VÀ CÂN BẰNG NƢỚC HỆ THỐNG 24 iii 2.1.1 Hệ thống nguồn nƣớc 24 2.1.2 Cân nƣớc hệ thống .25 2.2 GIỚI THIỆU MỘT SỐ MƠ HÌNH TÍNH TỐN CÂN BẰNG NƢỚC 25 2.2.1 Các mơ hình tốn đƣợc áp dụng 25 2.2.2 Phân tích lựa chọn mơ hình .28 2.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MƠ HÌNH MIKE NAM .29 2.3.1 Giới thiệu mơ hình 29 2.3.2 Thành phần mơ hình MIKE NAM .30 2.3.3 Điều kiện ban đầu mơ hình 32 2.3.4 Hiệu chỉnh mơ hình 32 2.4 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MƠ HÌNH MIKE BASIN 34 2.4.1 Giới thiệu mơ hình 34 2.4.2 Cơ sở lý thuyết mơ hình MIKE BASIN 36 CHƢƠNG 3: ỨNG DỤNG MƠ HÌNH THỦY VĂN MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY TRÊN HỆ THỐNG SÔNG LA NGÀ 38 3.1 TÍNH TỐN MƢA NĂM THIẾT KẾ 38 3.1.1 Mục đích .38 3.1.2 Chọn trạm tần suất tính tốn 38 3.1.3 Nội dung tính tốn 38 3.2 ỨNG DỤNG MƠ HÌNH TỐN THUỶ VĂN TÍNH TỐN DỊNG CHẢY ĐẾN VÙNG NGHIÊN CỨU 40 3.2.1 Các phƣơng án tính tốn .40 3.2.2 Tài liệu sử dụng tính tốn .40 3.2.3 Phân chia lƣu vực tính tốn 41 3.2.4 Hiệu chỉnh xác định thơng số mơ hình NAM .42 3.2.5 Kết tính tốn dịng chảy 43 3.3.6 Nhận xét kết tính tốn phƣơng án 48 CHƢƠNG 4: ỨNG DỤNG MIKE BASIN TÍNH TỐN CÂN BẰNG NƢỚC VÀ ĐÁNH GIÁ CHẾ ĐỘ DÒNG CHẢY THEO KỊCH BẢN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU .49 4.1 TÍNH TỐN NHU CẦU NƢỚC CHO CÁC KỊCH BẢN PHÁT TRIỂN KINH TẾ XÃ HỘI .49 4.1.1 Cơ sở tính toán 49 4.1.2 Tiêu chuẩn tính tốn .50 4.2 KẾT QUẢ TÍNH TỐN .53 4.3 TÌNH HÌNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÙNG NGHIÊN CỨU 58 iv 4.3.1 Tác động hạn hán thiếu nƣớc biến đổi khí hậu đến sản xuất sinh hoạt vùng nghiên cứu 58 4.3.2 Tình hình Biến đổi khí hậu 60 4.4 ỨNG DỤNG MIKE BASIN TÍNH TỐN CÂN BẰNG NƢỚC CHO VÙNG NGHIÊN CỨU 62 4.4.1 Tài liệu đầu vào 62 4.4.2 Kịch tính toán 63 4.4.3 Các bƣớc tính tốn mơ hình 64 4.4.4 Kết tính tốn 65 4.4.5 Nhận xét kết tính tốn 68 4.5 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG NGUỒN NƢỚC HIỆU QUẢ 69 4.5.1 Giải pháp cơng trình .69 4.5.2 Giải pháp phi cơng trình .70 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO .74 PHỤ LỤC PL.1- PL.10 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu Ý nghĩa ATNĐ Áp thấp nhiệt đới BĐKH Biến đổi khí hậu B.HT Bắc Hàm Thuận CCN Cụm công nghiệp ĐT Đặc trƣng KT - XH Kinh tế - xã hội KB Kịch LĐ Lâm Đồng LVSLN Lƣu vực sông La Ngà 10 MNC Mực nƣớc chết 11 MNDBT Mực nƣớc dâng bình thƣờng 12 QĐ Quyết định 13 QH Quy hoạch 14 TBNN Trung bình nhiều năm 15 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 16 TCTK Tiêu chuẩn thiết kế 17 TCXD Tiêu chuẩn xây dựng 18 TNN Tài nguyên nƣớc 19 UBND Ủy ban nhân dân vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Chi lƣu diện tích sơng La Ngà tỉnh Bình Thuận .5 Bảng 1.2: Nhiệt độ đặc trƣng tháng khu vực nghiên cứu Bảng 1.3: Lƣợng mƣa bình quân năm khu vực sông La Ngà (mm) Bảng 1.4: Tỷ lệ lƣợng mƣa mùa mƣa mùa khô so với năm .9 Bảng 1.5: Lƣợng mƣa Max, Min, Bình quân tháng trạm Tà Pao (mm) Bảng 1.6: Độ ẩm đặc trƣng tháng khu vực nghiên cứu (%) 10 Bảng 1.7: Dân số theo cấu hành năm 2016 12 Bảng 1.8: Mực nƣớc lƣu lƣợng sông La Ngà trạm Tà Pao 14 Bảng 1.9: Thông số chủ yếu công trình Hàm Thuận – Đa Mi 16 Bảng 1.10:Thơng số kỹ thuật cơng trình hồ chứa 17 Bảng 1.11: Mạng lƣới trạm đo khí tƣợng sử dụng nghiên cứu 19 Bảng 1.12: Chỉ tiêu khí tƣợng thủy văn đặc trƣng tiểu vùng sông La Ngà 19 Bảng 1.13: Lớp dòng chảy năm TBNN lƣu vực nghiên cứu 20 Bảng 1.14: Đặc trƣng dòng chảy kiệt lƣu vực sông La Ngà 21 Bảng 1.15: Tỷ lệ xuất lũ tháng (%) 22 Bảng 1.16: Tỷ lệ xuất lũ lớn năm (%) 22 Bảng 2.1: Bảng tổng hợp thơng số hiệu chỉnh mơ hình MIKE NAM .32 Bảng 3.1: Tần suất thiết kế 40 Bảng 3.2: Diện tích lƣu vực sơng (Km2) .41 Bảng 3.3: Tiêu chuẩn đánh giá kết hiệu chỉnh mơ hình NAM trạm Tà Pao 42 Bảng 3.4: Bộ thông số mơ hình NAM từ hiệu chỉnh mơ hình cho lƣu vực 43 Bảng 3.5: Phân phối dòng chảy năm thiết kế tuyến có khả khai thác tài nguyên nƣớc ứng với tần suất 10% 44 Bảng 3.6: Phân phối dòng chảy năm thiết kế tuyến có khả khai thác tài nguyên nƣớc ứng với tần suất 50% 45 Bảng 3.7: Phân phối dịng chảy năm thiết kế tuyến có khả khai thác tài nguyên nƣớc ứng với tần suất 90% 46 Bảng 3.8: Tiềm nguồn nƣớc đến vùng nghiên cứu .48 Bảng 4.1: Quy hoạch phát triển nông nghiệp đến năm 2020 – 2030 49 Bảng 4.2: Quy hoạch phát triển chăn nuôi đến năm 2020 – 2030 49 vii Bảng 4.3: Hiện trạng dự kiến dân số vùng nghiên cứu (ngƣời) .50 Bảng 4.4: Quy hoạch khu CN dự kiến đến năm 2030 vùng nghiên cứu 50 Bảng 4.5: Tiêu chuẩn cấp nƣớc sinh hoạt dịch vụ 50 Bảng 4.6: Tiêu chuẩn cấp nƣớc khách du lịch 50 Bảng 4.7: Tiêu chuẩn dùng nƣớc cho xây dựng giao thông .50 Bảng 4.8: Tiêu chuẩn dùng nƣớc cho dịch vụ y tế 51 Bảng 4.9: Lƣợng nƣớc cấp cho nuôi trồng thủy sản 53 Bảng 4.10: Tiêu chuẩn cấp nƣớc cho chăn nuôi 53 Bảng 4.11: Tổng hợp nhu cầu nƣớc theo ngành dùng nƣớc - năm 2016 54 Bảng 4.12: Tổng hợp nhu cầu nƣớc theo ngành dùng nƣớc - năm 2020 55 Bảng 4.13: Tổng hợp nhu cầu nƣớc theo ngành dùng nƣớc - năm 2030 56 Bảng 4.14: Tổng hợp nhu cầu nƣớc theo lƣu vực sông vùng nghiên cứu - năm 2016 (đơn vị: 106 m3) 57 Bảng 4.15: Tổng hợp nhu cầu nƣớc theo lƣu vực sông vùng nghiên cứu - năm 2020 (đơn vị: 106 m3) 57 Bảng 4.16: Tổng hợp nhu cầu nƣớc theo lƣu vực sông vùng nghiên cứu - năm 2030 (đơn vị: 106 m3) 57 Bảng 4.17: Tổng hợp nhu cầu tỷ lệ sử dụng nƣớc ngành kinh tế .58 Bảng 4.18: Biến đổi nhiệt độ trung bình năm (oC) so với thời kì sở 61 Bảng 4.19: Biến đổi lƣợng mƣa năm (%) so với thời kì sở 61 Bảng 4.20: Biến đổi nhiệt độ (oC) lƣợng mƣa (%) so với thời kì sở 63 Bảng 4.21: Lƣợng nƣớc thiếu vùng nghiên cứu theo trạng 66 Bảng 4.22: Lƣợng nƣớc thiếu vùng nghiên cứu năm 2020 66 Bảng 4.23: Lƣợng nƣớc thiếu vùng nghiên cứu năm 2030 66 Bảng 4.24: Tổng lƣợng nƣớc thiếu tiểu lƣu vực trạng 67 Bảng 4.25: Tổng lƣợng nƣớc thiếu tiểu lƣu vực năm 2020 67 Bảng 4.26: Tổng lƣợng nƣớc thiếu tiểu lƣu vực năm 2030 67 Bảng 4.27: Các tháng thiếu nƣớc lƣu vực (m3/s) 68 viii