Ứng dụng mô hình HECRESSIM tính toán điều tiết hồ chứa Sông Mây

Ứng dụng mô hình HECRESSIM tính toán điều tiết hồ chứa Sông MâyỨng dụng mô hình HECRESSIM tính toán điều tiết hồ chứa Sông MâyỨng dụng mô hình HECRESSIM tính toán điều tiết hồ chứa Sông MâyỨng dụng mô hình HECRESSIM tính toán điều tiết hồ chứa Sông MâyỨng dụng mô hình HECRESSIM tính toán điều tiết hồ chứa Sông MâyỨng dụng mô hình HECRESSIM tính toán điều tiết hồ chứa Sông Mây

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN ĐỒN NGỌC THU ỨNG DỤNG MƠ HÌNH HEC – RESSIM TÍNH TỐN ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA SÔNG MÂY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ THỦY VĂN Mã ngành: 52440224 TP HỒ CHÍ MINH - 11/2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG TP.HCM KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ THỦY VĂN ỨNG DỤNG MƠ HÌNH HEC – RESSIM TÍNH TỐN ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA SÔNG MÂY Sinh viên thực hiện: Đồn Ngọc Thu MSSV: 0250050042 Khóa: 2013 – 2017 Giảng viên hướng dẫn 1: Th.S Vũ Hải Sơn Giảng viên hướng dẫn 2: Th.S Vũ Thị Vân Anh TP HỒ CHÍ MINH - 11/2017 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân Các số liệu, kết nêu đồ án trung thực Mọi giúp đỡ cho việc thực đồ án cảm ơn thông tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Nếu không nêu trên, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Tp.HCM, ngày 24 tháng 11 năm 2017 Người cam đoan Đoàn Ngọc Thu i LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu, tìm hiểu thực hiện, với cố gắng thân hướng dẫn tận tình Th.S Vũ Hải Sơn Th.S Vũ Thị Vân Anh, hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “Ứng dụng mơ hình HEC – Ressim tính tốn điều tiết hồ chứa Sông Mây” Thời gian làm đồ án tốt nghiệp khoảng thời gian có ích để tơi có điều kiện hệ thống lại kiến thức học giúp biết cách áp dụng lý thuyết vào thực tế Tôi xin chân thành cảm ơn Th.S Vũ Hải Sơn Th.S Vũ Thị Vân Anh, người trực tiếp hướng dẫn tơi hồn thành báo cáo đồ án tốt nghiệp Cảm ơn Thầy Cô tận tình bảo, hỗ trợ động viên tơi suốt thời gian nghiên cứu thực đồ án tốt nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Quy hoạch Thủy lợi Miền Nam nói chung Phịng Quy hoạch Thủy lợi Đơng Nam Bộ phụ cận nói riêng, tạo điều kiện để thực tập quý quan Đặc biệt, trân trọng cảm ơn anh Lương Công Tuấn Anh cán cơng tác Phịng Quy hoạch Thủy lợi Đông Nam Bộ phụ cận thời gian qua nhiệt tình giúp đỡ, trao đổi kinh nghiệm quý báu, hỗ trợ tài liệu, liệu tạo điều kiện giúp đồ án tơi hồn thành tốt Tôi xin gửi lời tri ân sâu sắc đến tất quý Thầy Cô Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Tp.HCM Cảm ơn Thầy Cô kiến thức bổ ích giúp đỡ nhiệt tình dành cho 4.5 năm học tập trường Dù thân cố gắng, nỗ lực hồn thành đồ án với kiến thức có khơng thể tránh khỏi thiếu sót q trình làm Tơi kính mong nhận bảo Thầy Cô giúp cho đồ án tơi hồn chỉnh hơn, từ kiến thức chun mơn hồn thiện nâng cao Tôi xin chân thành cảm ơn! ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC BẢNG BIỂU v DANH MỤC HÌNH VẼ vi MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU 1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Điều kiện địa hình, địa chất thổ nhưỡng .5 1.1.3 Đặc điểm thảm phủ thực vật 1.1.4 Đặc điểm khí hậu .9 1.1.5 Đặc điểm khí tượng .10 1.1.6 Đặc điểm thủy văn 14 1.2 TÌNH HÌNH KINH TẾ XÃ HỘI 16 1.2.1 Tình hình dân sinh 16 1.2.2 Tình hình kinh tế 17 1.3 HIỆN TRẠNG CƠNG TRÌNH THỦY LỢI TRÊN LƯU VỰC 20 1.3.1 Hiện trạng cơng trình thủy lợi tỉnh Đồng Nai 20 1.3.2 Hồ chứa Sông Mây 21 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN DỊNG CHẢY ĐẾN HỒ CHỨA SƠNG MÂY 26 2.1 TÍNH TỐN MƯA THIẾT KẾ 26 2.1.1 Cơ sở liệu 26 2.1.2 Trình tự tính tốn xác định mơ hình mưa thiết kế 27 2.1.3 Kết tính tốn xác định mơ hình mưa thiết kế 30 2.2 TÍNH TỐN DỊNG CHẢY ĐẾN HỒ CHỨA SƠNG MÂY .33 2.2.1 Lựa chọn mơ hình 33 2.2.2 Tổng quan mơ hình nghiên cứu 35 2.2.3 Ứng dụng mơ hình HEC - HMS xác định dịng chảy đến hồ chứa Sơng Mây .46 2.2.4 Kết 57 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG MƠ HÌNH HEC – RESSIM TÍNH TỐN ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA SƠNG MÂY 59 3.1 KHÁI QT VỀ TÍNH TỐN ĐIỀU TIẾT DỊNG CHẢY 59 3.1.1 Mục đích ý nghĩa việc tính tốn điều tiết dịng chảy 59 3.1.2 Phân loại điều tiết dòng chảy 59 3.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT MƠ HÌNH HEC – RESSIM .60 3.2.1 Giới thiệu mơ hình HEC – Ressim 60 3.2.2 Cấu trúc mơ hình HEC – Ressim 61 3.2.3 Diễn tốn đoạn sơng 64 3.3 ỨNG DỤNG MƠ HÌNH HEC – RESSIM TÍNH TỐN ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA SÔNG MÂY 65 3.3.1 Chuẩn bị số liệu đầu vào cho mơ hình HEC – Ressim 65 3.3.2 Ứng dụng mơ hình HEC – Ressim tính tốn điều tiết hồ chứa .75 3.4 KẾT QUẢ .80 iii KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 PHỤ LỤC PLError! Bookmark not defined iv DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Độ dốc địa hình tỉnh Đồng Nai .5 Bảng 1.2: Phân loại nhóm đất tỉnh Đồng Nai Bảng 1.3: Phân bố trạng sử dụng đất tỉnh Đồng Nai [8] Bảng 1.4: Tổng lượng mưa trung bình nhiều năm (mm) _Thời đoạn 1978 - 2007 10 Bảng 1.5: Lượng bốc tháng trung bình nhiều năm (mm) trạm Biên Hòa_Thời đoạn 1978 - 2007 11 Bảng 1.6: Nhiệt độ không khí lớn nhất, nhỏ trung bình nhiều năm (oC) trạm Biên Hòa_Thời đoạn 1978 - 2007 11 Bảng 1.7: Tổng số nắng trung bình nhiều năm (h) trạm Biên Hòa_Thời đoạn 1978 - 2007 12 Bảng 1.8: Tốc độ gió trung bình nhiều năm (m/s) trạm Biên Hịa_Thời đoạn .13 Bảng 1.9: Độ ẩm khơng khí trung bình nhiều năm (%) trạm Biên Hòa_Thời đoạn 1978 - 2007 13 Bảng 1.10: Dân số huyện, thị xã, thành phố tỉnh Đồng Nai 16 Bảng 1.11: Bảng giới hạn mực nước điều tiết mùa lũ 23 Bảng 1.12: Bảng giới hạn mực nước điều tiết mùa kiệt 24 Bảng 2.1: Phân loại độ ẩm kỳ trước AMC 40 Bảng 2.2: Bảng phân loại đất theo SCS 41 Bảng 2.3: Bảng tra giá trị CN 41 Bảng 2.4: Bảng thống kê diện tích tiểu lưu vực Lá Buông .48 Bảng 2.5: Một số đặc trưng lưu vực Lá Buông 49 Bảng 2.6: Trọng số mưa tiểu lưu vực lưu vực Lá Buông 49 Bảng 2.7: Các tham số mơ hình ban đầu .50 Bảng 2.8: Các mô hình lưu vực phương pháp sử dụng mơ hình HEC HMS 52 Bảng 2.9: Ảnh hưởng thông số đến dạng đường q trình tính tốn .53 Bảng 2.10: Trọng số tiểu lưu vực Lá Buông 56 Bảng 3.1: Quan hệ đường đặc tính lịng hồ chứa Sơng Mây .65 Bảng 3.2: Bốc trung bình tháng trạm Biên Hòa (Đơn vị: mm) 65 Bảng 3.3: Tiêu chuẩn thấm hồ chứa [4] 66 Bảng 3.4: Nhiệm vụ hồ chứa Sông Mây 67 Bảng 3.5: Số liệu khí tượng tháng trung bình nhiều năm trạm Biên Hòa .72 Bảng 3.6: Thời gian gieo cấy loại lưu vực 74 Bảng 3.7: Kết mức tưới chạy từ mơ hình Cropwat .74 Bảng 3.8: Kết nhu cầu nước tưới hồ Sông Mây .75 Bảng 3.9: Kết nhu cầu nước cho thủy sản hồ Sông Mây 75 Bảng 3.10: Lượng dòng chảy lớn nhỏ tháng mùa lũ [9] 79 Bảng 3.11: Bảng số liệu dòng chảy nhu cầu nước hạ lưu hồ Sơng Mây 82 v DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Bản đồ hành tỉnh Đồng Nai Hình 1.2: Bản đồ địa hình tỉnh Đồng Nai [5] Hình 1.3: Diễn biến diện tích rừng [8] Hình 1.4: Biểu đồ phân bố lượng mưa năm 10 Hình 1.5: Biểu đồ phân bố lượng bốc tháng trạm Biên Hòa 11 Hình 1.6: Biểu đồ phân phối nhiệt độ tram Biên Hòa 12 Hình 1.7: Biểu đồ phân phối số nắng trạm Biên Hịa .12 Hình 1.8: Biểu đồ phân phối tốc độ gió trung bình nhiều năm trạm Biên Hịa 13 Hình 1.9: Biểu đồ phân phối độ ẩm khơng khí trung bình nhiều năm trạm Biên Hịa 14 Hình 1.10: Bản đồ mạng lưới sơng ngịi tỉnh Đồng Nai .15 Hình 1.11: Bản đồ vị trí hồ chứa Sơng Mây 22 Hình 2.1: Bản đồ phân bố trạm đo mưa khu vực hồ Sơng Mây 27 Hình 2.2: Biểu đồ mưa 37 Hình 2.3: Bản đồ vị trí lưu vực Lá Bng .47 Hình 2.4: Bản đồ mạng lưới trạm khí tượng thủy văn lưu vực Lá Bng 48 Hình 2.5: Bản đồ phân chia lưu vực Lá Buông 49 Hình 2.6: Các bước thực mơ hình HEC - HMS 51 Hình 2.7: Bản đồ thiết lập mơ hình HEC – HMS lưu vực Lá Buông .52 Hình 2.8: Kết hiệu chỉnh mơ hình HEC – HMS lưu vực Lá Bng 54 Hình 2.9: Kết kiểm định mơ hình HEC – HMS lưu vực Lá Bng .55 Hình 2.10: Sơ đồ phân chia lưu vực hồ Sông Mây .56 Hình 2.11: Đường trình Q ~ t lưu vực hồ Sông Mây .57 Hình 3.1: Mơđun thiết lập lưu vực mơ hình HEC – Ressim [12] 62 Hình 3.2: Mơđun mạng lưới hồ mơ hình HEC – Ressim [12] 63 Hình 3.3: Mơđun mơ mơ hình HEC-Ressim [12] .63 Hình 3.4: Bảng số liệu mưa kết tính Eff rain .73 Hình 3.5: Bảng số liệu khí tượng kết tính ET0 73 Hình 3.6: Mạng lưới sơng lưu vực hồ Sơng Mây Watershed Setup 77 Hình 3.7: Mạng lưới sông lưu vực hồ Sông Mây Reservoir Network 77 Hình 3.8: Quan hệ Z ~F Z~V hồ Sông Mây 78 Hình 3.9: Quan hệ Z ~ Q hồ Sông Mây 78 Hình 3.10: Lượng tổn thất bốc (Đơn vị: mm) .78 Hình 3.11: Lượng tổn thất thấm (Đơn vị: m3/s) 79 Hình 3.12: Biểu đồ nhu cầu nước tưới hồ Sông Mây .80 Hình 3.13: Biểu đồ nhu cầu nước thủy sản hồ Sông Mây 80 Hình 3.14: Đường trình lưu lượng đến lưu lượng xả hồ Sông Mây 80 Hình 3.15: Biểu đồ vận hành hồ Sông Mây 81 Hình 3.16: Biểu đồ lưu lượng xả tràn qua đập hồ chứa Sông Mây 81 Hình 3.17: Biểu đồ đánh giá khả đáp ứng nhu cầu nước hạ lưu hồ chứa Sông Mây 82 vi MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỒ ÁN Cùng với nghiệp cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước, phát triển ngày cao kinh tế quốc dân, nhu cầu dùng nước cho ngành kinh tế khơng ngừng tăng trưởng địi hỏi đáp ứng đầy đủ nước, bền vững, hợp lý cân đối ngành Nhu cầu dùng nước tăng làm tăng thêm mâu thuẫn phân phối nguồn nước vốn không năm, dao động nguồn nước lớn phạm vi nhiều năm với yêu cầu dung nước ngành kinh tế quốc dân Từ đặt nhiệm vụ phải điều chỉnh nguồn nước phục vụ cho nghiệp phát triển kinh tế dân sinh Để thực nhiệm vụ biến đổi nguồn nước cho phù hợp với yêu cầu ngành kinh tế quốc dân, công cụ chủ yếu điều tiết dịng chảy hồ chứa Tính tốn điều tiết dịng chảy khâu quan trọng khai thác, lợi dụng quản lý vận hành nguồn tài nguyên nước Nhiêm vụ dựa vào đặc điểm phân phối dòng chảy, yêu cầu dùng nước ngành kinh tế quốc dân yêu cầu bảo vệ môi trường điều kiện cơng trình cho đạt hiệu tổng hợp cao cho kinh tế quốc dân Đồng thời, từ quan điểm trị, kinh tế,… tiến hành tổng hợp phân tích, đề xuất phương án khai thác, chỉnh trị sơng ngịi, tính tốn hiệu ích cơng trình hoạch định vận hành hợp lý Tỉnh Đồng Nai có khoảng 123 cơng trình thủy lợi hoạt động với tổng lực phục vụ 23.355 đất canh tác bao gồm đất trồng lúa 19.756 chiếm tỷ lệ 51%, hoa màu 819 ha, công nghiệp ăn trái 2.780 ha, ngồi cịn phục vụ ni trồng thủy sản 955.5 ngăn mặn, tiêu lũ 9.369 Hồ chứa Sơng Mây cơng trình đầu mối thuộc huyện Trảng Bom, tỉnh Đồng Nai Hồ Sơng Mây có dung tích hồ 15 triệu m3 Hồ Sông Mây cung cấp nước phục vụ sản xuất cho gần ngàn đất trồng lúa, phục vụ thủy sản cho địa bàn huyện Trảng Bom, tỉnh Đồng Nai Trong 36 năm vận hành khai thác, hồ chứa Sông Mây góp phần khơng nhỏ phát triển huyện Trảng Bom nói riêng tỉnh Đồng Nai nói chung Tuy nhiên thay đổi việc khai thác nguồn nước hệ canh tác năm qua nên lượng nước hệ thống cần tính tốn đánh giá lại Chính vậy, việc PL.1 tính tốn điều tiết hồ chứa Sơng Mây phần quan trọng công tác vận hành, quản lý hồ chứa, có ý nghĩa thúc đẩy phát triển khu vực Nắm yêu cầu cấp thiết tầm quan trọng thiếu hồ chứa nước, em chọn đề tài tốt nghiệp “Ứng dụng mơ hình HEC – Ressim tính tốn điều tiết hồ chứa Sông Mây” MỤC TIÊU CỦA ĐỒ ÁN - Ứng dụng mơ hình HEC – HMS để tính tốn dịng chảy đến hồ chứa Sơng Mây - Ứng dụng mơ hình HEC – Ressim tính tốn điều tiết cấp nước cho hồ chứa Sơng Mây, từ đánh giá khả đáp ứng nhu cầu nước hạ lưu hồ chứa Sông Mây NỘI DUNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ❖ Nội dung nghiên cứu: - - - Nội dung 1: Tìm hiểu tổng quan vùng nghiên cứu + Tìm hiểu đặc điểm địa lý tự nhiên tỉnh Đồng Nai + Tìm hiểu tình hình dân sinh, kinh tế, xã hội tỉnh Đồng Nai + Tìm hiểu trạng cơng trình thủy lợi địa bàn tỉnh Đồng Nai Nội dung 2: Thu thập biên tập tài liệu + Thu thập số liệu dòng chảy + Thu thập xử lý số liệu: khí tượng thủy văn lưu vực Nội dung 3: Tính tốn dịng chảy đến hồ chứa Sơng Mây mơ hình HEC HMS + Sử dụng mơ hình HEC – HMS để tính tốn dịng chảy đến hồ chứa Sơng Mây - Nội dung 4: Tính tốn điều tiết cấp nước hồ chứa Sơng Mây mơ hình HEC – Ressim - + Xác định nhu cầu dùng nước + Sử dụng mơ hình HEC – Ressim để tính tốn điều tiết hồ chứa Sơng Mây Nội dung 5: Tổng kết báo cáo + Viết báo cáo ❖ Phạm vi nghiên cứu: Hồ chứa Sông Mây PL.2