Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu tính toán lũ đến hồ và phân tích tính toán các tình huống vỡ đập hồ Ia MơrNghiên cứu tính toán lũ đến hồ và phân tích tính toán các tình huống vỡ đập hồ Ia MơrNghiên cứu tính toán lũ đến hồ và phân tích tính toán các tình huống vỡ đập hồ Ia MơrNghiên cứu tính toán lũ đến hồ và phân tích tính toán các tình huống vỡ đập hồ Ia MơrNghiên cứu tính toán lũ đến hồ và phân tích tính toán các tình huống vỡ đập hồ Ia MơrNghiên cứu tính toán lũ đến hồ và phân tích tính toán các tình huống vỡ đập hồ Ia MơrNghiên cứu tính toán lũ đến hồ và phân tích tính toán các tình huống vỡ đập hồ Ia Mơr
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN NGUYỄN KIM YẾN NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN LŨ ĐẾN HỒ VÀ PHÂN TÍCH TÍNH TỐN CÁC TÌNH HUỐNG VỠ ĐẬP HỒ IA MƠR ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ THỦY VĂN Mã ngành: 52410221 TP HỒ CHÍ MINH – 11/2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MƠI TRƯỜNG TP.HCM KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ THỦY VĂN NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN LŨ ĐẾN HỒ VÀ PHÂN TÍCH TÍNH TỐN CÁC TÌNH HUỐNG VỠ ĐẬP HỒ IA MƠR Sinh viên thực : Nguyễn Kim Yến MSSV : 0250050055 Khóa: 2013 – 2017 Giảng viên hướng dẫn : ThS Nguyễn Văn Nam Giảng viên hướng dẫn : ThS Phan Vũ Hồng Phương TP HỒ CHÍ MINH - Tháng/Năm (11/2017) LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp nội dung nghiên cứu riêng em hướng dẫn ThS.Nguyễn Văn Nam ThS Phan Vũ Hoàng Phương sở 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 30 tháng 11 năm 2017 Sinh viên Nguyễn Kim Yến LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài “Nghiên cứu tính tốn lũ đến hồ phân tích tính tốn tình vỡ đập hồ Ia Mơr” em nhận động viên , khích lệ tạo điều kiện tốt từ gia đình, giúp đỡ tận tình thầy hướng dẫn, giúp đỡ từ bạn bè nỗ lực thân Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Nam thầy Phan Vũ Hồng Phương tận tình bảo giúp đỡ nhiều thời gian làm đồ án hoàn thành báo cáo Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô Khoa Thủy Văn dạy em kiến thức quý báu để hồn thành báo cáo Báo cáo đồ án tốt nghiệp thực thời gian có hạn , hạn chế tài liệu tham khảo , số liệu đo đạc kinh nghiệm thân nên nội dung báo cáo không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận ý kiến đóng góp q báu thầy giáo bạn sinh viên để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU i DANH MỤC HÌNH ẢNH ii MỞ ĐẦU CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ LƯU VỰC HỒ IA MƠR VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VẬN HÀNH HỒ CHỨA NƯỚC 1.1 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN : 1.1.1 Vị trí địa lý : 1.1.2 Đặc điểm địa hình : 1.1.3 Đặc điểm thảm phủ thực vật : 1.1.4 Đặc điểm sơng ngịi : 1.1.5 Đặc điểm khí hậu : 1.1.6 Đặc điểm thủy văn : 11 1.2 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI : 13 1.2.1 Dân số lao động : 13 1.2.2 Tình hình chung kinh tế : 13 1.3 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU VẬN HÀNH VÀ VỠ ĐẬP CỦA HỒ CHỨA : 14 1.3.1 Tình hình nghiên cứu nước : 14 a Phương pháp diễn toán hồ chứa : 15 b Vận hành hồ chứa : 16 1.3.2 Tình hình nghiên cứu nước : 20 CHƯƠNG II : THIẾT LẬP BÀI TOÁN, LỰA CHỌN, THIẾT LẬP MƠ HÌNH TÍNH TỐN MƠ PHỎNG TÍNH TỐN PHÙ HỢP 23 2.1 PHÂN TÍCH , LỰA CHỌN CƠNG CỤ MƠ HÌNH TỐN MƠ PHỎNG : 23 2.1.1 Giới thiệu chung : 23 2.1.2 Phân loại mơ hình thủy văn : 23 2.1.3 Q trình ứng dụng mơ hình thủy văn : 24 2.1.4 Lựa chọn cơng cụ mơ hình tính tốn mơ : 25 2.1.5 Giới thiệu số mơ hình mưa rào dòng chảy : 26 HEC-HMS : 26 MIKE-SHE : 26 Nasim : 27 NAM : 28 2.2 TỔNG QUAN VỀ MƠ HÌNH MIKE NAM : 28 2.2.1 Giới thiệu mơ hình Mike Nam : 28 2.2.2 Cấu trúc mơ hình Mike Nam : 29 2.2.3 Diễn tốn dịng chảy : 31 2.2.4 Chỉ tiêu đánh giá : 33 2.3 THIẾT LẬP MƠ HÌNH MIKE NAM CHO HỒ CHỨA IA MƠR : 34 2.3.1 Yêu cầu liệu đầu vào : 34 2.3.2 Thiết lập thơng số mơ hình : 35 2.3.3 Hiệu chỉnh mơ hình : 36 2.3.4 Kiểm định mơ hình : 38 CHƯƠNG III : TÍNH TỐN LƯU LƯỢNG LŨ ĐẾN HỒ, ĐIỀU TIẾT THEO CÁC KỊCH BẢN VÀ PHÂN TÍCH CÁC TÌNH HUỐNG VỠ ĐẬP HỒ CHỨA NƯỚC IAMOR .40 3.1 TÍNH TỐN MƯA THIẾT KẾ : 40 3.2 TÍNH TỐN LŨ ĐẾN HỒ THEO MƯA THIẾT KẾ : 44 3.2.1 Tần suất tính tốn : 44 3.2.2 Tính tốn lưu lượng đỉnh lũ thiết kế : 44 3.2.3 Tính tốn tổng lượng lũ thiết kế : 46 3.2.4 Đường trình lũ thiết kế : 46 3.3 TÍNH TỐN ĐIỀU TIẾT HỒ IA MƠR : 47 3.3.1 Tài liệu dùng tính tốn : 47 3.3.2 Phương pháp tính tốn : 47 3.4 PHÂN TÍCH TÍNH TỐN CÁC TÌNH HUỐNG VỠ ĐẬP : 48 3.4.1 Xác định tình vỡ đập : 48 3.4.1.1 Cơ chế vỡ đập : 48 3.4.1.2 Phương pháp tính tốn vỡ đập : 51 3.4.1.3 Cơng cụ tính tốn : 52 3.4.1.4 Các tình vỡ đập : 52 3.4.2 Tính tốn thơng số vỡ đập : 52 3.4.2.1 Tiêu chuẩn áp dụng tính tốn : 52 3.4.2.2 Tính tốn thơng số vỡ đập : 53 3.4.3 Lưu lượng sau đập vỡ : 54 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 PHỤ LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 : Các đặc trưng lưu vực hồ chứa Ia Mơr Bảng 1.2 : Đặc trưng nhiệt độ khơng khí trạm Pleiku(ºC) Bảng 1.3 : Đặc trưng độ ẩm khơng khí trạm Pleiku (%) Bảng 1.4 : Đặc trưng tốc độ gió trạm Pleiku (m/s) Bảng 1.5 Bảng tần suất gió năm mạnh trạm Pleiku (m/s) Bảng 1.6 : Đặc trưng lượng bốc Piche trung bình tháng trạm Pleiku (mm) Bảng 1.7 : Phân phối lượng bốc mặt nước hàng tháng 10 Bảng 1.8 : Phân phối lượng bốc phụ thêm hàng tháng 11 Bảng 1.9 : Tổng số nắng hàng tháng trạm Pleiku (giờ) 11 Bảng 1.10 : Tình hình quan trắc trạm khí tượng, trạm đo mưa 12 Bảng 1.11: Một số phương pháp diễn tốn sóng lũ qua hồ chứa .16 Bảng 2.1 : Bộ thơng số mơ hình MIKE – NAM 39 Bảng 3.1 : Lượng mưa bình quân tháng trạm lân cận lưu vực 41 Bảng 3.2 : Lượng mưa trung bình nhiều năm trạm Chư Prông 42 Bảng 3.3: Lượng mưa năm thiết kế lưu vực hồ Ia Mơr 42 Bảng 3.4 : Lượng mưa ngày lớn thiết kế trạm Chư Prông 44 Bảng 3.5: Lượng mưa ba ngày lớn thiết kế trạm Chư Prông 44 Bảng 3.6 : Lưu lượng lớn ứng với tần suất P% hồ Ia Mơr .46 Bảng 3.7 : Tổng lượng lũ ứng với tần suất P% hồ Ia Mơr 46 Bảng 3.8 : Tổng hợp số liệu điều tiết lũ ứng với P=0.5% 48 Bảng 3.9 : Tổng hợp số liệu điều tiết lũ ứng với P=1% 48 Bảng 3.10 : Tổng hợp kết tính tốn thơng số vỡ đập 54 i DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Sơ đồ khu vực nghiên cứu Hình 1.2 : Bản đồ địa hình khu vực nghiên cứu Hình 1.3: Bản đồ mạng lưới trạm khí tượng thuỷ văn .13 Hình 1.4 : Biểu diễn dạng đồ thị diễn toán hồ chứa 15 Hình 1.5 : Sự cần thiết điều tiết để đáp ứng yêu cầu xã hội 17 Hình 2.1 : Sơ đồ phân loại mơ hình tốn thủy văn 23 Hình 2.2 : Mơ hình nhận thức mơ hình NAM 31 Hình 2.3 : Kết mơ đường q trình lưu lượng thực đo tính tốn trạm EaSoup thượng từ ngày 18/8/2014 đến ngày 8/9/2014 37 Hình 2.4 : Kết mơ đường tích lũy tổng lượng dịng chảy ngày trạm EaSoup thượng từ ngày 18/8/2014 đến ngày 8/9/2014 37 Hình 2.5 : Kết mơ đường q trình lưu lượng thực đo tính tốn trạm EaSoup thượng từ ngày 20/6/2016 đến ngày 10/7/2016 38 Hình 2.6: Kết mơ đường tích lũy tổng lượng dòng chảy ngày trạm EaSoup thượng từ ngày 20/6/2016 đến ngày 10/7/2016 39 Hình 3.1 : Lượng mưa trung bình nhiều năm trạm Chư Prơng .42 Hình 3.2 : Lượng mưa ngày lớn thiết kế trạm Chư Prông 43 Hình 3.3 : Lượng mưa ba ngày lớn thiết kế trạm Chư Prông 44 Hình 3.4 : Sơ đồ vỡ đập tràn đỉnh 49 Hình 3.5 : Sự phát triển vết vỡ tràn đỉnh dạng hình thang 50 Hình 3.6 : Sơ đồ vỡ đập dạng lỗ xói thân đập 50 ii MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài : Lũ lụt tượng thiên tai ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống người , sản xuất, tài sản tính mạng người dân Nguyên nhân lũ lụt mưa lớn làm mực nước sông suối dâng cao gây ảnh hưởng đến vùng ven sông suối; thủy triều dâng cao gây ngập vùng hạ du ven biển; tác động người lên cơng trình sơng kênh đào, hồ chứa Ngồi ra, lũ lụt sinh cố, thảm họa động đất, sóng thần hay vỡ đập hồ thủy lợi, thủy điện Đối với cơng trình hồ chứa lớn, có vai trị quan trọng hạ du khả gây lũ lụt cho hạ du nghiêm trọng đặc biệt tình khẩn cấp hay cố cơng trình Với mục đích chủ động ứng phó với tình ngập lụt xả lũ khẩn cấp tình vỡ đập nhằm bảo vệ tính mạng nhân dân giảm nhẹ thiệt hại người tài sản vùng hạ du đập ; chủ động cảnh báo, kiểm tra vùng hạ du trình vận hành hồ chứa bình thường bảo đảm an toàn cho người, gia súc, tàu thuyền phương tiện lại, hoạt động sông, suối tuyến đường giao thơng phía hạ du hồ chứa ; thơng qua phương án để tuyên truyền, nâng cao ý thức tự giác quyền địa phương nhân dân khu vực cơng trình kiến thức phịng, chống lụt, bão cho vùng hạ du hồ chứa Từ vấn đề nêu cho thấy cần thiết phải Nghiên cứu tính tốn lũ đến hồ diễn tốn dòng chảy lũ theo kịch xả lũ hồ Ia Mơr Kết nghiên cứu phục vụ cơng tác phịng, chống thiên tai, lũ, lụt, cứu trợ khẩn cấp xảy cố quản lý khai thác hồ chứa Ia Mơr hiệu quả, an tồn Tình hình nghiên cứu : Tính tốn lũ thiết kế, quản lý lũ, dự báo lũ nhiệm vụ quan trọng khoa học thuỷ văn từ thời kỳ đầu tiên, phần thiếu thiết kế đánh giá, vận hành hồ chứa Một trận lũ mô tả hàm đa biến gồm đỉnh lũ , tổng lượng lũ thời gian lũ Trong việc thiết kế cầu, cống hay kênh dẫn thường tập trung vào xác định đỉnh lũ ứng với tần suất cơng trình đập, hồ chứa việc xem xét toàn trận lũ cần thiết Một số kết nghiên cứu để tính tốn lũ thiết kế , quản lý, kiểm soát lũ pg lưu vực sông, nhằm giảm nhẹ thiệt hại lũ lụt gây Trong điển hình có kết nghiên cứu sau : Các nghiên cứu khác dựa phân bố chuẩn hai biến (Krstanovic Singh, 1987 ; Sackl Bergman, 1987) , nhiên, đỉnh lũ tổng lượng lũ có sai lệch lớn địi hỏi phải có chuyển đổi liệu từ trước Trong trường hợp kết số liệu thống kê đỉnh tổng lượng mô tả hàm phân phối Gumbel, sử dụng phân phối cực trị hai chiều (Yue et al., 1999) Tất nghiên cứu giả thiết biến lũ biểu diễn phân phối Để mở rộng cho việc biểu diễn đỉnh lũ tổng lượng lũ, phân phối đơn biến đa biến áp dụng thông qua phương pháp Copula Đề tài "Ứng dụng số mơ hình thích hợp để dự báo lũ thượng lưu hệ thống sông Thái Bình", TS Nguyễn Lan Châu làm chủ nhiệm Trên sở phân tích hình thời tiết gây mưa chế độ nước lũ thượng lưu sơng Thái Bình (sơng Cầu, sơng Thương, sơng Lục Nam), nghiên cứu ứng dụng mơ hình TANK , NAM phương pháp hồi quy bội để tính tốn, dự báo q trình dịng chảy lũ Thái Ngun sông Cầu , Phủ Lạng Thương sông Thương Lục Nam sông Lục Nam Kết nghiên cứu cho thấy kết tính tốn dự báo dịng chảy lũ theo mơ hình nêu cho kết tốt Mơ hình Trung tâm dự báo Dự báo KTTTV Trung ương bổ sung đưa vào dự báo tác nghiệp thử nghiệm từ năm 2000 Đề tài "Xây dựng công cụ mô số phục vụ cho đề xuất, đánh giá điều hành phương án phịng chống lũ sơng Hồng - Thái Bình" (Viện Cơ học) Đã áp dụng số mơ hình thủy lực VRSAP, TL1, TL2, TELEMAC2-D để tính tốn thuỷ lực cho hạ lưu hệ thống sơng Hồng - Thái Bình, phân lũ sơng Đáy chậm lũ Tam Thanh , Lương Phú , Lương Phú - Quảng Oai Đề tài thử nghiệm mô hình cơng phu tốn mẫu (test cases) để đảm bảo khả áp dụng mơ hình Mục đích nghiên cứu : • Giới thệu hồ chứa Ia mơr hệ thống sông Ia Mơr • Sử dụng thành thạo mơ hình thủy văn MIKE NAM • Nghiên cứu lũ đến hồ chứa Ia Mơr tính tốn điều tiết • Xác định lưu lượng xảy đập Ia Mơr vỡ pg