Ứng dụng mô hình thủy văn để mô phỏng dòng chảy lũ đến và tính toán lũ hồ chứa A Lưới – tỉnh Thừa Thiên Huế

Ứng dụng mô hình thủy văn để mô phỏng dòng chảy lũ đến và tính toán lũ hồ chứa A Lưới – tỉnh Thừa Thiên Huế Ứng dụng mô hình thủy văn để mô phỏng dòng chảy lũ đến và tính toán lũ hồ chứa A Lưới – tỉnh Thừa Thiên Huế Ứng dụng mô hình thủy văn để mô phỏng dòng chảy lũ đến và tính toán lũ hồ chứa A Lưới – tỉnh Thừa Thiên Huế Ứng dụng mô hình thủy văn để mô phỏng dòng chảy lũ đến và tính toán lũ hồ chứa A Lưới – tỉnh Thừa Thiên Huế

LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp nội dung nghiên cứu riêng em hướng dẫn ThS Vũ Thị Vân Anh KS Phan Thị Thùy Dương sở số liệu, tài liệu thu thập 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 trường Tp.HCM, ngày tháng 12 năm 2018 Sinh viên thực Đặng Hải Giang i LỜI CẢM ƠN Trải qua 15 tuần làm đồ án tốt nghiệp, với giúp đỡ tận tình thầy hướng dẫn với nổ lực thân, en hồn thành đồ án tốt nghiệp “Ứng dụng mơ hình thủy văn để mơ dịng chảy lũ đến hồ tính tốn điều tiết lũ hồ chứa A Lưới – tỉnh Thừa Thiên Huế” Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Vũ Thị Vân Anh chị Phan Thị Thùy Dương tạo cho em điều kiện tốt nhất, định hướng cho em cách tiếp cận toán, tận tình hướng 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 tất thầy cô công tác trường Đại học Tài nguyên Mơi trường thành phố Hồ Chí Minh, khoa Khí tượng thủy văn tạo cho em môi trường học tập lành mạnh truyền đạt kiến thức chuyên môn hữu ích suốt 4.5 năm học qua Cuối em xin gửi lời cám ơn đến gia đình, bạn bè, người ủng hộ, động viên giúp đỡ em suốt trình học tập làm đồ án Trong thời gian thực đồ án, hạn chế kiến thức kinh nghiệm thân nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến quý báu từ thầy cô để đồ án tốt nghiệp hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN LƯU VỰC HỒ CHỨA ALƯỚI 1.1.ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA LƯU VỰC 1.1.1 Vị trí địa lí 1.1.2 Đặc điểm địa hình nguồn tài nguyên 1.1.3 Đặc điểm khí hậu 1.1.4 Đặc điểm thủy văn 11 1.2 TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH KẾ 12 1.2.1 Dân số, dân cư vùng 12 1.2.2 Văn hóa, xã hội 12 1.2.3 Các ngành kinh tế chủ yếu 13 1.3 GIỚI THIỆU VỀ CƠNG TRÌNH THỦY ĐIỆN A LƯỚI 14 Kết luận chương 15 CHƯƠNG 16 MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY LŨ ĐẾN HỒ CHỨA A LƯỚI BẰNG MƠ HÌNH MIKE NAM 16 2.1 TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ MƠ HÌNH THỦY VĂN 16 2.1.1 Mơ hình MIKE - SHE 16 2.1.2 Mơ hình HEC-HMS 17 2.1.3 Mơ hình SWAT 18 2.1.4 Mơ hình TANK 20 2.1.5 Mơ hình NAM 22 2.1 ỨNG DỤNG MƠ HÌNH NAM TÍNH TỐN DÒNG CHẢY ĐẾN HỒ CHỨA 29 2.2.1 Sử dụng số liệu 29 2.2.2 Các bước xây dựng mơ hình 30 2.2.3 Ứng dụng mơ hình NAM mơ dòng chảy đến hồ chứa 34 CHƯƠNG 37 iii TÍNH TỐN ĐIỀU TIẾT LŨ 37 3.1 KHÁI NIỆM 37 3.2 MỤC ĐÍCH, NHIỆM VỤ, Ý NGHĨA CỦA TÍNH TỐN ĐIỀU TIẾT LŨ 37 3.2.1 Mục đích 37 3.2.2 Nhiệm vụ tính tốn điều tiết lũ 37 3.2.3 Ý nghĩa tính tốn điều tiết lũ 38 3.3 NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA ĐIỀU TIẾT LŨ BẰNG KHO NƯỚC 38 3.4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN ĐIỀU TIẾT LŨ 41 3.4.1 Phương pháp lặp trực tiếp 41 3.4.2 Phương pháp đồ giải Pô-ta-pôp 42 3.4.3 Phương pháp giản hóa Ko-trê-rin 45 3.5 ĐIỀU TIẾT LŨ BẰNG PHƯƠNG PHÁP PÔ-TA-PÔP 47 3.5.1 Dữ liệu đầu vào 47 Kết luận chương 3: 53 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ…………………………………………….62 iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1 Số liệu khí tượng lưu vực hồ A Lưới năm 2016 11 Bảng Các thông số cơng trình 14 Bảng 1: Các thông số hiệu chỉnh mơ hình NAM 24 Bảng 2: Ưu nhược điểm mơ hình Mike Nam 28 Bảng Kết thơng số mơ hình NAM 34 Bảng Số liệu khí tượng mưa, bốc 34 Bảng Lưu lượng mô 36 Bảng Bảng tính giá trị đặc trưng biểu đồ phụ trợ 44 Bảng Đặc tính lịng hồ 47 Bảng 3: Bảng biểu đồ phụ trợ hồ A Lưới với B=14m 48 Bảng Kết điều tiết trận lũ mô tháng 11 năm 2017 49 Bảng Bảng biểu đồ phụ trợ hồ A Lưới với B=28m 51 v DANH MỤC HÌNH Hình 1 Vị trí hồ A Lưới Hình Cơ sở lý thuyết mơ hình 17 Hình 2 Cấu trúc mơ hình LTANK 21 Hình 2.3 Đường q trình dịng chảy thực đo dùng để ước tính tham số k hàm Nash 22 Hình2 Ước tính tham số k hàm Nash từ đường q trình dịng chảy thực đo22 Hình 5: Sơ đồ mơ cấu trúc mơ hình NAM 23 Hình Số liệu mưa vào mơ hình 30 Hình File parameters mơ hình 30 Hình File mơ mơ hình 31 Hình Bộ thơng số mơ hình 31 Hình 10 So sánh thực đo tính tốn trận hiệu chỉnh 32 Hình 11 So sánh thực đo tính tốn trận hiệu chỉnh 33 Hình 12 Đường mơ trận lũ năm 2017 35 Hình 2: Biểu đồ tính tốn điều tiết lũ 40 Hình 3: Dạng biểu đồ phụ trợ 43 Hình 4: Biểu đồ phụ trợ 49 Hình 5: Biểu đồ trình lưu lượng đến(Qđến~t) lưu lượng xả(qxả~t) 51 Hình 6: Biểu đồ phụ trợ - Phương án B=28m 52 vi MỞ ĐẦU ỨNG DỤNG MƠ HÌNH THỦY VĂN ĐỂ MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY LŨ ĐẾN HỒ VÀ TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT LŨ HỒ CHỨA A LƯỚI – TỈNH THỪA THIÊN HUẾ TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong năm gần môi trường vấn đề cấp bách cho tồn nhân loại Ơ nhiễm môi trường, thiên tai, lũ lụt, thảm họa cướp sinh mạng cải hàng triệu người giới đẩy sống hộ gặp nhiều khó khăn thách thức Vấn đề mơi trường thiên tai lũ lụt không loại trừ ai, quốc gia dù giàu hay nghèo Trong tất thiên tai Việt Nam lũ lụt xảy phổ biến tỉnh ven biển Miền Trung đem lại thiệt hại nặng nề người tài sản Tình trạng thiếu lương thực trầm trọng, họ khơng có nhà để ở, khơng có nước để uống, để sinh hoạt, rác xác động vật phân hủy nguy bùng phát dịch bệnh nguy hiểm Nhưng bên cạnh lũ lụt có góp phần nhỏ hệ thống nông nghiệp sinh thái nhờ có lũ mà mùa màng, cối đời sống sinh vật phát triển, điều quan trọng điều chỉnh chiến lược lũ đất nước để mặt bảo vệ kế sinh nhai người sống nhờ vào trận lũ cuối năm hạn chế thiệt hại tài sản kinh tế cho lũ gây Thủy điện A Lưới bổ sung lượng nước cho sông Bồ vào mùa hè, nhằm phục vụ công tác thủy nông, đẩy mặn, phát triển ni trồng thủy sản huyện phía bắc TTHuế, gia tăng điện lượng cho Nhà máy Thủy điện Hương Điền bên Ngồi cịn tạo cảnh quan sinh thái môi trường cho khu vực huyện miền núi A Lưới giảm lũ vùng hạ du Vào mùa mưa lũ vùng hạ lưu bị ngập lụt nặng nề, ta cần bám sát tình hình mưa lũ từ thượng nguồn đổ để điều tiết mực nước đảm bảo an toàn hồ đập vùng hạ du đặc biết thành phố Huế Tuy nhiên năm gần biến đổi yếu tố khí hậu, mưa lũ lớn, kéo dài nên việc mơ dịng chảy góp phần tính tốn điều tiết lượng nước đến, sức chứa hồ tránh tình trạng vỡ đập gây thiệt hại lớn cho hạ du chế độ xã theo thời gian lượng mưa Vì vậy, việc tính tốn điều tiết hồ thủy điện, cơng trình thủy lợi, hồ chứa nước phải chủ động thực để không bị lũ chồng lũ việc xả lũ hậu nặng nề vỡ hồ chứa thủy lợi, thủy điện MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI - Mơ dòng chảy lũ đến hồ chứa A Lưới - Tính tốn điều tiết hồ chứa A Lưới phục vụ kiểm soát lũ cho vùng hạ lưu NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU - Tìm hiểu đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội đặc điểm dòng chảy lũ vùng nghiên cứu - Thiết lập mơ hình Mike Nam mơ dịng chảy lũ đến hồ A Lưới – Tỉnh Thừa Thiên Huế - Tính tốn điều tiết lũ hồ A Lưới phương pháp đồ giải Pô-ta-pôp - Nhận xét kết mô đưa kiến nghị giải pháp PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Phương pháp thu thập, phân tích, thống kê tổng hợp tài liệu: sử dụng việc xử lý số liệu kinh tế xã hội, đồ, địa hình, số liệu khí tượng, thủy văn, thủy lực phục vụ cho phân đoạn tính tốn đồ án - Phương pháp kế thừa: Đồ án kế thừa điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội vùng nghiên cứu - Phương pháp mơ hình tốn : Mơ hình Mike Nam dùng để mơ dịng chảy lũ đến hồ chứa A Lưới - Phương pháp tính tốn điều tiết lũ phương pháp đồ giải Pô-ta-pôp - Phương pháp phân tích kết tính tốn: Từ kết mơ dòng chảy lũ đến điều tiết lũ hồ chứa, phương pháp phân tích kết tính tốn áp dụng để từ đưa kiến nghị DỰ KIẾN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU - Mô thành công dòng chảy mưa cho lưu vực hồ thủy điện A Lưới - Đánh giá trận lũ lưu vực nghiên cứu - Tính tốn điều tiết hồ chứa trận lũ mô mưa BỐ CỤC ĐỒ ÁN Bố cục đồ án gồm phần có chương Phần 1: Mở đầu - Chương 1: Tổng quan lưu vực hồ chứa A Lưới - Chương 2: Mơ dịng chảy lũ đến hồ chứa A Lưới mơ hình Mike Nam - Chương 3: Tính tốn điều tiết lũ Phần 2: Kết luận kiến nghị CHƯƠNG TỔNG QUAN LƯU VỰC HỒ CHỨA ALƯỚI 1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA LƯU VỰC 1.1.1 Vị trí địa lí Địa giới huyện A Lưới giới hạn tọa độ địa lý từ 16000'57'' đến 16027' 30'' vĩ độ Bắc từ 1070 0' 3'' đến 1070 30' 30'' kinh độ Đông Ranh giới hành huyện xác định - Phía Bắc giáp huyện Phong Điền huyện Đa Krông (tỉnh Quảng Trị) - Phía Nam giáp huyện Tây Giang, tỉnh Quảng Nam - Phía Đơng giáp huyện Hương Trà, Nam Đơng thị xã Hương Thủy - Phía Tây giáp nước CHDCND Lào Huyện A Lưới nằm trục đường Hồ Chí Minh chạy qua địa phận 14 xã, thị trấn huyện phá ngõ cụt, nối liền A Lưới thông suốt với hai miền Bắc-Nam đất nước, cách không xa quốc lộ 9- trục đường xuyên Á, thơng thương thuận lợi với nước khu vực qua cửa Lao Bảo-Quảng Trị đồng thời, Quốc lộ 49 nối đường Hồ Chí Minh với quốc lộ 1A, trục giao thông Đông-Tây quan trọng kết nối A Lưới với quốc lộ 1A, thành phố Huế huyện đồng Có 85 km đường biên giới giáp với nước CHDCND Lào huyện tỉnh có quốc tế A Đớt-Tà Vàng (tỉnh Sê Kông) cửa Hồng Vân-Kutai (tỉnh SaLavan) liên thông với CHDCND Lào, cửa ngõ phía Tây quan trọng, lợi để huyện mở rộng hợp tác kinh tế, văn hóa với nước bạn Lào nước Khu vực [10]