Đang tải... (xem toàn văn)
Tính toán các đặc trưng thủy văn và điều tiết cấp nước hồ chứa Xuyên Mộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu Tính toán các đặc trưng thủy văn và điều tiết cấp nước hồ chứa Xuyên Mộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu Tính toán các đặc trưng thủy văn và điều tiết cấp nước hồ chứa Xuyên Mộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu Tính toán các đặc trưng thủy văn và điều tiết cấp nước hồ chứa Xuyên Mộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU NGUYỄN THỊ BÍCH PHƯƠNG TÍNH TỐN CÁC ĐẶC TRƯNG THỦY VĂN VÀ ĐIỀU TIẾT CẤP NƯỚC HỒ CHỨA XUYÊN MỘC TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ THỦY VĂN Mã ngành: 52440224 TP HỒ CHÍ MINH – 12/2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ THỦY VĂN TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TRƯNG THỦY VĂN VÀ ĐIỀU TIẾT CẤP NƯỚC HỒ CHỨA XUYÊN MỘC TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THỊ BÍCH PHƯƠNG MSSV: 0350050090 Khóa: 2014 – 2018 Giảng viên hướng dẫn: TH.S VŨ THỊ VÂN ANH K.S VƯƠNG KHÁNH ÚT TP HỒ CHÍ MINH - 12/2018 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan Đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Tính tốn đặc trưng thủy văn điều tiết cấp nước hồ chứa Xuyên Mộc, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu” nghiên cứu cá nhân Nội dung đồ án không chép nội dung từ đồ án khác sản phẩm đồ án thân nghiên cứu xây dựng nên Nếu khơng nêu trên, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm đề tài Người cam đoan Nguyễn Thị Bích Phương ii LỜI CẢM ƠN Kính chào Q Thầy Cơ trường Đại Học Tài Ngun Mơi Trường TP Hồ Chí Minh! Để có nhận định xác tồn diện đề tài “Tính tốn thuỷ văn điều tiết hồ chứa Xuyên Mộc – tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu”, nhận giúp đỡ định hướng nhiều anh chị cán Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Thủy Lợi (HECII), đặc biệt phận Thủy văn Thủy lực Xí nghiệp tư vấn số thuộc HECII tạo điều kiện cung cấp cho số liệu cần thiết tận tình giúp đỡ tơi trình làm đồ án Đây thật khoảng thời gian vơ bổ ích đáng q với cơng việc mang tính thực hành, đem lại cho hiểu biết rộng mở kiến thức mà tơi góp nhặt q trình bốn năm học trường Đầu tiên tơi xin gửi lời cám ơn chân thành tri ân sâu sắc Thầy Cơ Khoa Khí Tượng – Thủy Văn Biến Đổi Khí Hậu Trường Đại học Tài Nguyên Môi Trường Đặc biệt Thầy Cô môn Thủy Văn dùng nhiều tâm huyết để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho suốt thời gian qua Nhân đây, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn tới Th.S Vũ Thị Vân Anh K.S Vương Khánh Út Thầy Cô giành thời gian quý báu nhiệt tình hướng dẫn đóng góp ý kiến, nhận xét để tơi hồn thiện tốt đồ án Trong q trình hồn thành đồ án khó tránh khỏi sai sót, mong Thầy Cơ bỏ qua Đồng thời trình độ lý luận kinh nghiệm thực tiễn hạn chế nên đồ án tránh khỏi thiếu sót, tơi mong nhận ý kiến đóng góp Thầy, Cơ để tơi học thêm nhiều kinh nghiệm hoàn thành tốt công việc tới Tôi xin chân thành cảm ơn! iii MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH viii MỞ ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ LƯU VỰC HỒ XUYÊN MỘC 1.1 TỈNH BÀ RỊA-VŨNG TÀU 1.1.1 Điều kiện tự nhiên 1.1.2 Tình hình dân sinh kinh tế 1.2 HUYỆN XUYÊN MỘC 1.2.1 Địa lý 1.2.2 Hành 10 1.2.3 Dân số 10 1.2.4 Hồ Xuyên Mộc 10 CHƯƠNG II 18 TÍNH TỐN CÁC ĐẶC TRƯNG KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN 18 2.1 TÍNH TỐN CÁC ĐẶC TRƯNG KHÍ TƯỢNG THIẾT KẾ 18 2.1.1 Chế độ nhiệt 18 2.1.2 Số nắng 18 2.1.3 Gió 19 2.1.4 Chế độ ẩm 21 2.1.5 Bốc 22 2.2 TÍNH TỐN CÁC ĐẶC TRƯNG VỀ MƯA 23 2.2.1 Phân mùa mưa 23 2.2.2 Tính lượng mưa năm trung bình nhiều năm 25 2.2.3 Lượng mưa năm thiết kế 25 2.2.4 Phân phối mưa năm 26 2.2.5 Mưa vụ 31 2.2.6 Mưa tiêu 36 2.2.7 Mưa gây lũ 40 2.3 TÍNH TỐN DỊNG CHẢY NĂM 40 2.3.1 Chuẩn dòng chảy năm 42 iv 2.3.2 Chọn mơ hình 43 2.3.3 Cơ sở lý thuyết mơ hình Tank 46 2.3.4 Ứng dụng mơ hình Tank để tính tốn dịng chảy đến hồ Xun Mộc 53 2.3.5 Tính tốn dịng chảy đến hồ Xun Mộc công thức kinh nghiệm 57 2.3.6 Dòng chảy năm thiết kế 60 2.3.7 Phân phối dòng chảy năm thiết kế 63 2.4 TÍNH TỐN DỊNG CHẢY LŨ THIẾT KẾ 65 2.4.1 Lũ đặc trưng lũ 65 2.4.2 Tính tốn lũ thiết kế 67 2.5 TÍNH TỐN DỊNG CHẢY BÙN CÁT VÀ TỔN THẤT 72 2.5.1 Tính tốn dịng chảy bùn cát 72 2.5.2 Tính tốn lượng tổn thất 74 2.6.1 Sơ đồ tính tốn 77 2.6.2 Kết tính tốn 77 CHƯƠNG III 79 TÍNH TỐN ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA XUYÊN MỘC 79 3.1 HỒ CHỨA VÀ ĐIỀU TIẾT DÒNG CHẢY BẰNG HỒ CHỨA XUYÊN MỘC 79 3.1.1 Khái niệm điều tiết dòng chảy phân loại 79 3.1.2 Các thành phần dung tích mực nước hồ chứa 80 3.1.3 Tài liệu dùng tính tốn điều tiết hồ chứa 81 3.2 NHU CẦU DÙNG NƯỚC HỒ CHỨA XUYÊN MỘC 83 3.3 TÍNH TỐN ĐIỀU TIẾT DỊNG CHẢY NĂM 84 3.4 TÍNH TỐN ĐIỀU TIẾT DỊNG CHẢY LŨ 92 3.4.1 Khái quát chung 92 3.4.2 Các phương án điều tiết lũ 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO 114 PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Thống kê diện tích, dân số, mật độ dân số đơn vị hành cấp Huyện Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu[3] Bảng 1.2: Bảng tính độ dốc bình qn lịng sơng 14 Bảng 1.3: Bảng tính độ dốc bình qn lưu vực 14 Bảng 1.4: Bảng đặc trưng hình học lưu vực 15 Bảng 1.5: Bảng đặc tính lịng hồ F=f(Z) 16 Bảng 1.6: Bảng đặc tính lịng hồ V=f(Z) 17 Bảng 2.1: Bảng nhiệt độ T (0C) trung bình tháng trạm Vũng Tàu 18 Bảng 2.2: Tổng số nắng tháng trạm Vũng Tàu 19 Bảng 2.3: Vận tốc gió tháng trạm Vũng Tàu 20 Bảng 2.4: Độ ẩm R (%) trung bình tháng trạm Vũng Tàu 21 Bảng 2.5: Bốc Z (mm) trung bình tháng trạm Vũng Tàu 22 Bảng 2.6: Lượng bốc tháng trung bình nhiều năm trạm Vũng Tàu 24 Bảng 2.7: Các thông số thống kê Lượng mưa năm ứng với tần suất thiết kế trạm Xuyên Mộc 26 Bảng 2.8: Lượng mưa tháng trung bình nhiều năm trạm Xuyên Mộc 26 Bảng 2.9: Mơ hình mưa năm theo phương pháp năm đại biểu trạm Xuyên Mộc 29 Bảng 2.10: Các đặc trưng thống kê lượng mưa vụ 31 Bảng 2.11: Hệ số thu phóng lượng mưa ngày thiết kế cho vụ 32 Bảng 2.12: Lượng mưa vụ Đông Xuân thiết kế 33 Bảng 2.13: Lượng mưa vụ Hè Thu thiết kế 34 Bảng 2.14: Lượng mưa vụ Mùa thiết kế 35 Bảng 2.15: Các tham số thống kê lượng mưa ứng với tần suất thiết kế trạm Xuyên Mộc 37 Bảng 2.16: Trận mưa đại biểu 39 Bảng 2.17: Hệ số hiệu chỉnh trận mưa đại biểu 39 Bảng 2.18: Mơ hình mưa tiêu thiết kế P=10% trạm Xuyên Mộc 39 Bảng 2.19: Các tham số thống kê lượng mưa ngày max thiết kế 40 Bảng 2.20: Các đặc trưng thủy văn trạm Cần Đăng 53 Bảng 2.21: Bảng thông số mơ hình Tank 54 Bảng 2.22: Các đặc trưng thủy văn lưu vực Xun Mộc theo mơ hình Tank 57 Bảng 2.23: Bảng phân vùng thuỷ văn thuộc miền đồi núi Việt Nam[8] 59 Bảng 24: Kết chuẩn dòng chảy theo phương pháp 59 Bảng 2.25: Bảng tính hệ số phân tán 62 Bảng 2.26: Tham số thống kê lưu lượng ứng với tần suất thiết kế 63 Bảng 2.27: Tần suất xuất giá trị vượt Qbq – lưu vực Cần Đăng 63 Bảng 2.28: Các tham sô thống kê lưu lượng năm ứng với tần suất thiết kế trạm Cần Đăng Error! Bookmark not defined Bảng 2.29: Phân phối lưu lượng nhóm năm đại biểu – lưu vực Cần Đăng 64 vi Bảng 2.30: Phân phối dòng chảy năm thiết kế lưu vực Xuyên Mộc 65 Bảng 2.31: Bảng tính lưu lượng đỉnh lũ thiết kế lũ vụ Error! Bookmark not defined Bảng 2.32: Bảng tính đường q trình lũ vụ Q ~ t 71 Bảng 2.33: Bảng thống kê đặc trưng dòng chảy bùn cát 74 Bảng 2.34: Thể tích bùn cát năm lượng bùn cát bồi lắng 74 Bảng 2.35: Lượng tổn thất bốc gia tăng hàng tháng – hồ Xuyên Mộc 75 Bảng 2.36: Thống kê vị trí sơ đồ thủy lực HEC RAS 77 Bảng 2.37: Quan hệ Q=f(H) Hạ lưu 77 Bảng 3.1: Quan hệ F=f(Z) 82 Bảng 2: Quan hệ V=f(Z) 82 Bảng 3.3: Nhu cầu dùng nước Hồ Xuyên Mộc 83 Bảng 3.4: Phân phối dòng chảy năm thiết kế (W ~ t)85% 85 Bảng 3.5: Bảng tính tốn điều tiết năm- P.A 1- chưa tổn thất 86 Bảng 3.6: Bảng tính tốn điều tiết năm- P.A 2- chưa tổn thất 87 Bảng 3.7: Bảng tính tốn điều tiết năm- P.A 1- có kể tổn thất lần 89 Bảng 3.8: Bảng tính tốn điều tiết năm- P.A 2- có kể tổn thất lần 90 Bảng 3.9: Bảng tính tốn điều tiết năm- P.A 1- có kể tổn thất lần 91 Bảng 3.10: Bảng tính tốn điều tiết năm- P.A 2- có kể tổn thất lần 92 Bảng 3.11: Bảng tổng hợp kết điều tiết dòng chảy năm – hồ Xuyên Mộc 92 Bảng 3.12: Bảng tính giá trị đặc trưng biểu đồ phụ trợ- PA B= 15m 96 Bảng 3.13: Bảng tính giá trị đặc trưng biểu đồ phụ trợ - PA B= 18m 96 Bảng 3.14: Bảng tính giá trị đặc trưng biểu đồ phụ trợ- PA B= 20m 97 Bảng 3.15: Bảng tính tốn điều tiết lũ với tần suất lũ P=0.2% 99 Bảng 3.16: Bảng tính tốn điều tiết lũ với tần suất lũ P=0.5% 100 Bảng 3.17: Bảng tính tốn điều tiết lũ với tần suất lũ P=1% Error! Bookmark not defined Bảng 3.18: Bảng tính tốn điều tiết lũ với tần suất lũ P=1.5% 102 Bảng 3.19: Bảng tính tốn điều tiết lũ với tần suất lũ P=0.2% 103 Bảng 3.20: Bảng tính tốn điều tiết lũ với tần suất lũ P=0.5% 104 Bảng 3.21: Bảng tính tốn điều tiết lũ với tần suất lũ P=1% 105 Bảng 3.22: Bảng tính tốn điều tiết lũ với tần suất lũ P=1.5% 106 Bảng 3.23: Bảng tính tốn điều tiết lũ với tần suất lũ P=0.2% 107 Bảng 3.24: Bảng tính tốn điều tiết lũ với tần suất lũ P=0.5% 108 Bảng 3.25: Bảng tính tốn điều tiết lũ với tần suất lũ P=1% 109 Bảng 3.26: Bảng tính tốn điều tiết lũ với tần suất lũ P=1.5% 110 vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Bản đồ hành tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu[3] Hình 1.2: Bản đồ hành huyện Xuyên Mộc[4] 10 Hình 1.3: Đường phân nước lưu vực 12 Hình 1.4: Bình đồ lịng hồ 16 Hình 2.1: Biểu đồ nhiệt độ trung bình tháng trạm Vũng Tàu 18 Hình 2.2: Biểu đồ số nắng trung bình nhiều năm trạm Vũng Tàu 19 Hình 2.3: Hình tám hướng gió 20 Hình 2.4: Biểu đồ vận tốc gió trung bình tháng trạm Vũng Tàu 20 Hình 2.5: Biểu đồ độ ẩm trung bình tháng trạm Vũng Tàu 22 Hình 2.6: Biểu đồ lượng bốc trung bình tháng trạm Vũng Tàu 23 Hình 2.7: Mơ hình phân phối mưa tháng năm 27 Hình 2.8: Mơ hình phân phối mưa năm thiết kế trạm Xuyên Mộc 30 Hình 2.9: Mơ hình phân phối mưa năm thiết kế trạm Xuyên Mộc 30 Hình 10: Mơ hình phân phối mưa năm thiết kế trạm Xun Mộc 30 Hình 2.11: Mơ hình mưa thiết kế vụ Đơng Xn – trạm Xun Mộc (P=75%)33 Hình 2.12: Mơ hình mưa thiết kế vụ Đơng Xn – trạm Xun Mộc (P=85%)33 Hình 2.13: Mơ hình mưa thiết kế vụ Hè Thu – trạm Xuyên Mộc 34 Hình 14: Mơ hình mưa thiết kế vụ Hè Thu – trạm Xuyên Mộc 35 Hình 2.15: Mơ hình mưa thiết kế vụ Mùa – trạm Xuyên Mộc 36 Hình 2.16: Mơ hình mưa thiết kế vụ Mùa – trạm Xun Mộc 36 Hình 2.17: Mơ hình mưa tiêu đại biểu trạm Xuyên Mộc 39 Hình 2.18: Mơ hình mưa tiêu thiết kế P=10% trạm Xuyên Mộc 40 Hình 2.19: Cấu trúc mơ hình TANK Error! Bookmark not defined Hình 2.20: Đường q trình dịng chảy thực đo dùng để ước tính tham số k hàm Nash 48 Hình 2.21: Ước tính tham số k hàm Nash từ đường trình dịng chảy thực đo 48 Hình 2.22: Đường q trình hiệu chỉnh dịng chảy tính tốn (Qtt ~ t) thực đo (Qtđ ~ t) trạm Cần Đăng 55 Hình 2.23: Đường trình kiểm định dịng chảy tính tốn (Qtt ~ t) thực đo (Qtđ~t) trạm Cần Đăng 55 Hình 2.24: Đường q trình dịng chảy tính tốn trạm Xun Mộc 56 Hình 2.25: Moduyn dịng chảy năm theo Viện nghiên cứu KTTV 57 Hình 2.26: Đường q trình lũ vụ Q ~ t 71 Hình 2.27: Cắt dọc suối đoạn hạ lưu đập 78 Hình 3.1: Quan hệ F=f(Z)hồ Xuyên Mộc 82 Hình 3.2: Quan hệ V=f(Z) hồ Xuyên Mộc 83 Hình 3.3: Biểu đồ phụ trợ q~f1 q~f2 với B=15m 96 Hình 3.4: Biểu đồ phụ trợ q~f1 q~f2 với B=18m 97 Hình 3.5: Biểu đồ phụ trợ q~f1 q~f2 với B=20m 98 viii Hình 3.6: Đường trình lũ Q ~ t q ~t tần suất P=0.2% 100 Hình 3.7: Đường trình lũ Q ~ t q ~t tần suất P=0.5% 101 Hình 3.8: Đường trình lũ Q ~ t q ~t tần suất P=1% 102 Hình 3.9: Đường trình lũ Q ~ t q ~t tần suất P=1% 103 Hình 3.10: Đường trình lũ Q ~ t q ~t tần suất P=0.2% 104 Hình 3.11: Đường trình lũ Q ~ t q ~t tần suất P=0.5% 105 Hình 3.12: Đường trình lũ Q ~ t q ~t tần suất P=1% 106 Hình 3.13: Đường trình lũ Q ~ t q ~t tần suất P=1.5% 107 Hình 3.14: Đường trình lũ Q ~ t q ~t tần suất P= 0.2% 108 Hình 3.15: Đường trình lũ Q ~ t q ~t tần suất P= 0.5% 109 Hình 3.16: Đường trình lũ Q ~ t q ~t tần suất P= 1% 110 Hình 3.17: Đường trình lũ Q ~ t q ~ t tần suất P= 1.5% 111 ix