Đang tải... (xem toàn văn)
BẢN CAM KET
Tén tac gia: Nguyén Thi Thu Binh
Hoc vién cao hoc: 22V21
Người hướng dan khoa hoc: PGS TS Hoang Minh Tuyén, PGS TS Ngô Lê Long
Tên dé tài luận văn: “Ung dung mô hình toán dự báo dòng chảy lũ trên lưu vực
sông Đà”.
Tác giả xin cam đoan đê tài luận văn được làm dựa trên sô liệu, tư liệu thu thập được từ nguồn thực tê đê tính toán ra các kêt quả, từ đó mô phỏng đánh giá đưa ra nhận xét Tác giả không sao chép bât kỳ một luận văn hoặc một đê tài nghiên cứu nảo trước
Tôi xin cam đoan, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được ghi rõ nguồn gốc.
Tác giả luận văn
Nguyễn Thị Thu Bình
Trang 2LỜI CÁM ƠN
Sau một thời gian nghiên cứu, đến nay luận văn the sĩ với dé tài “Ứng dụng mô hình oán dự báo dong chảy lĩ trên lưu vực sông Đà” đã được hoàn thành tại Trường Đại
học Thủy lợi Hà Nội với sự nỗ lực của bản thân và sự giáp đỡ, chỉ bảo, hướng dẫn
nhiệt tình của các thầy giáo, cô giáo, sự động viên của gia đình, bạn bề và đồng
nghiệp Để hoàn thành được luận văn, tác giả chân thành cảm ơn sự giúp đỡ ThS.
‘Trinh Thu Phương công té ti Trang tâm Dự báo Khí tượng thủy văn Trang ương,
chủ nhiệm đề tài cắp Bộ *Nghiên cứu xây dựng công nghệ nhận định lũ lớn và dòng
chi mùa cạn trên lưu vục sông Hồng nhằm nâng cao qua vận hành liên hỗ chứa
đã hỗ tug số liệu khí tượng thủy văn, số liệu vận hành hd, hướng din tìm hiểu các
phương pháp trong dự báo lũ hiện nay, thiết lập mô hình thủy văn HECHMS, vận hànhhồ HECRESSIM và ứng dụng phương pháp mô hình toán trong dự báo lũ sông Đà.
“Tie giả xin bày tô lồng bit ơn sâu sie và tân trong tới 2 thấy PGS TS Hoàng Minh
Tuyển, PGS TS Ngô Lê Long đã chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ tác giả eit tận tình
‘rong suốt thời gian thực hiện và hoàn thành luận văn.
“ác giả xin gửi lời cảm ơn đến Phòng Dio tạo đại học và sau dại học, Khoa Thủy vin
Tài nguyên nước của trường Đại học Thủy lợi và toàn thể các thầy cô đã giảng day,
giúp đỡ tác giả trong thời gian học tập cũng như thực hiện luận văn.
“Tác giá cũng chân thành cảm ơn tới các bạn dng nghiệp, bạn bé, đặc biệt phòng Nghiên cứu Tai nguyên nước, Trung tâm nghiên cứu Thủy văn và Tài nguyên nước,‘Vien Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biển đổi khí hậu nơi tác giả dang công tác đã
hỗ trợ chuyên môn, thu thập tà liệu liên quan để luận văn được hoàn thành,
Do thời gian nghiên cứu không dai, trình độ và kinh nghiệm thực tiễn chưa nhiều nên luận văn chắc chắn không thể tránh được những hạn chế
mong các thiy, cô giáo, đồng nghiệp đóng góp ý kiến để kết quá nghiên cứu được"hoàn thiện hơn.
“Tác giả xin chân thành cảm ont
Trang 3MỤC LỤC
CHUONG 1 TONG QUAN DỰ BAO DONG CHAY LŨ Š 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu dy báo lũ trên thé
1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu ở Việt Nam về dự báo dng chảy lũ
1.3 Các phương pháp dự báo lũ
1.3.1 Phương pháp xu thể 9 1.3.2 Phương pháp mục nước, lưu lượng tương ứng 10
1.3.3 Phương pháp lượng tr 10
1.3.4 Phương pháp phân tic thing ke "
3 5 Mo hình mang thần kinh nhân to " 1.3.6 Phương pháp mô hình toán 2
1.4 Lựa chọn phương pháp dự báo dòng chay lũ trên sông Dà 18
CHUONG 2 ĐẶC DIEM DIA LÝ TỰ NHIÊN VÀ MƯA LŨ LƯU VỤC SÔNG
2.2 Đặc điểm thủy vãi
2.2.1 Mạng lưới sông ngồi 21
2.2.2 Các đặc trưng thủy văn 2
2.2.3 Đặc điểm mưa, lũ nỗi Bat trên lưu vực sông Đà 2
2.3 Hệ thống hồ chứa trên lưu vực «««e‹eeeeeeeeeeeseeeeeeeeeeereee 2"
24 Giới thiệu mô hình nghiên cứu 31
Trang 42.4.1 Mô hình HEC-HMS 32
2.4.2 Mô hình HEC_RESSIM 44
CHUONG 3 UNG DỤNG MÔ HÌNH TOÁN DỰ BẢO DONG CHAY LŨ TREN
LƯU VUC SÔNG ĐÀ _—.
341 Thiết lập mô hình dự báo dòng chảy lũ trên lưu vực sông Đà 48 3.1.1 Thiế lập mô hình HEC-HMS 48
3.1.2 Thiế lập mo hình điều tất hỗ chứa HIEC_RESSIM ø 3.2 Ứng dụng mô hình dự báo thir nghiệm năm 2015 trên lưu vực sông Đà
3.2.1 Dự báo đồng chảy lũ trên sông Đà 73
3.2.2 Đánh giá sai số của yếu tố dự bảo (lưu lượng dong chảy) theo thống kê xác
Trang 5DANH MỤC BANG BIEU
Bảng 2-1 Phân bổ diện tích lưu vực sông Bi a4
Bảng 2-2 Các sông nhánh cấp | chính của của sông Đà rên lãnh thổ Việt Nam 22
Bảng 2-3 Một số đặc trưng thủy văn lưu vực sông Đà 2
Bang 2-4 Đặc trưng dong chảy trên sông Da 24
Bang 2-5 Thông số kỹ thuật nhà máy thủy điện Hòa Bình 28
Bảng 2-6 Thông số ky thuật nha máy thủy điện Sơn La 29
Bảng 2-7 Thông số ky thuật nhà máy thủy điện Bản Chat 30
Bảng 3-1 Bảng phân chia lưu vực 48
Bang 3-2 Thống kê tình hình tài liệu thu thập phục vụ nghiên cứu 4“ Bảng 3-3 Trọng số tram mưa sử dung trên lưu vục bộ phận sông Đà sỉ
Bảng 3-4 Bộ thông số của mô hình HEC-HMS cho từng lưu vực bộ phận 52 Bảng 3-5 Bộ thông số của mô hình Hec cho từng đoạn sông 32
Bảng 3.6 Kết qui hiệu chính theo chi tiêu Nash và sai số định lũ cho các tiểu lưu vực
Bảng 3-7 Kết quả kiểm định năm 2014 ø Bảng 3-8 Tiêu chuẳn chit lượng của phương án dự báo (QP 94/TCN-91) 15 Bảng 3-9 Lưu lượng dong chảy dự báo đến hd Lai Châu 16
Bang 3-10 Chỉ tiêu đánh giá kết qua dự báo thử nghiệm trần lũ năm 2015 đến hồ thay diện Lai Châu bằng mô hình HEC-HMS n
Bảng 3-11 Lưu lượng đồng chảy dự báo đến hỗ Bán Chát n
Bảng 3-12 Chi iêu đánh gi kết quả dự báo thử nghiệm tận lũ năm 2015 đến hỗ thủy diện Ban chit bằng mô hình HEC-HMS n
Bang 3-13 Dòng chảy dự báo trên hệ thống sông Da gia nhập vào hỏ Sơn La T8 Bảng 3-14 Bảng cập nhật số liệu tạ thời điểm phát báo để dự báo đến hồ Sơn La
Trang 6Bảng 3-15 Lưu lượng dng chiy dự báo đến hỗ Sơn La 82
Bảng 3-16 Chi tiêu đánh giá kết qua dự báo thir nghiệm trận lũ năm 2015 đến hồ thủyđiện Sơn La 82
Bảng 3-17 Lưu lượng dong chảy dự báo đến hỗ Hòa Bình 83 Bảng 3-18 Bảng cập nhật số liệu tại thời điểm phát báo để dự báo đến hồ Hòa Bình 83 Bảng 3-19 Lưu lượng đồng chiy dự bảo đến hỗ Hòa Bình _
Bảng 3-20 Chỉ iều đánh giá kết quả dự báo thử nghiệm tận lũ năm 2015 đến hồ thủy diện Hồa Bình bằng mô hình HEC-RESSIM 87
Trang 7DANH MỤC CÁC HÌNH ANH
Hình 2-1 Sơ đỗ lưu vực sông Ba (đoạn thuộc Việt Nam)
Hình 2-2 Sơ đỗ hệ thông trên lưu vực sông Đà Sơ đồ nghiên cứu tổm tit
Hình 2-4 Biểu đổ mưa.
"Hình 2-5 Cau trúc mô hình Hec-ressim Hình 3-1 Sơ đỗ hệ thống lưu vực nghiên cứu
Hình 3-2 Kết qua hiệu chính mô hình tram Mường Té năm 2011 Hình 3-3 Kết quả hiệu chỉnh mô hình trạm Mường T năm 2013.
Hình 3-4 Kết quá hiệu chính mô hình trạm Nam Giảng năm 2011 3-5 Kết quảgu chỉnh mô hình trạm Nm Giảng năm 2013
3-6 Kết quả hiệu chỉnh mô hình trạm Mường Lay năm 2011
Hình 3-7 Kết quả hiệu chỉnh mô hình tram Mường Lay năm 2013 Mình 3-8 Kết quả hiệu chỉnh mô hình tram Tả Gia năm 2011
h 3-9 Kết quảệu chính mô hình trạm Tả Gia năm 2013
Hình 3-10 Kết quả hiệu chỉnh mồ hình tram Nam Mức năm 2011 Hình 3-11 Kết quả hiệu chỉnh mô hình tram Nam Mức năm 2013
inh 3-12 Kết qui hiệu chỉnh mô hình trạm Sơn La năm 2011 ‘Hinh 3-13 Kết quả hiệu chỉnh mô hình trạm Sơn La năm 2013 Hình 3-14 Kết quả kiểm định trận lã năm 2014 tại trạm Mường Te
Hình 3-15 Kết quả kiểm định trận lũ năm 2014 tại trạm Nam Giang.
316quả kiểm định trận lũ năm 2014 tại trạm Mường Lay
Hình 3-17 Kết quả kiếm định trận lũ năm 2014 tại tram Tà Gia Hình 3-18 Kết quả kiểm định tận lũ năm 2014 tại trạm Nậm Mức.
Trang 8Hình 3-19 Kết quả kiếm định tận lũ năm 2014 tg tram Sơn La Hình 3-20 Sơ đồ mô phỏng hệ thông hỗ chứa sông Đà
3-21 Minh họa mô phỏng cho công trình hỗ chứa Lai Châu
Hình 3-22 Minh hoạ thiết lập phương én vận hành hd chứa thủy điện Lai Châu Hình 3-23 Minh họa mô phỏng cho công trình hồ chứa Sơn La
fh 3-24 Minh hoạ thiết lập phương án vận hành hỗ chứa thủy điện Sơn La Hình 3-25 Minh họa mô phỏng cho công trình h chứa Ban chát
"Hình 3-26 Minh hoạ thiết lập phương án vận hành hồ chứa thủy điện Bản Chat Hình 3.27 Minh họa mô phỏng cho công tình hỒ chứa Hòa Bình.
3-28 Dòng chảy dự báo đến hô chứa Sơn La tại thời điểm 24h Hình 3.29 Dòng chảy dự báo đến hỗ chứa Sơn La tại thi điễm 48h ‘Hinh 3-30 Dòng chảy dự báo đến hồ chứa Sơn La tại thời điểm 72h 3-31 Dang chảy dự báosn hỗ chứa Sơn La tại thời điểm 96h.
Hình 3-32 Dòng chảy dự báo đến hd chứa Sơn La tại thd điểm 120h.
3-34 Dang chảy dự bảo đến hỗ chứa Hòa Bình tai thời điểm 24h 3:35 Dang chây dự báo đến hỗ chứa Hồn Bình tại thời điểm 48h Hình 3-36 Dòng chảy dự báo đến hỗ chứa Hòa Bình tại thời điểm 72h én hỗ chứa Hòa Bình tai thời điểm 96h
Trang 91 Tính cấp thiết củn đề tài
“Trong b6i cảnh biển đổi khí hậu hiện nay, hiểm họa lũ lụt diễn ra ngày càng nguy hiểmvà phức tạp gây ra hậu quả nghiêm trong cho con người Việc nhận biết trước diễn
biến lũ trở nên vô cùng quan trọng trong công tắc phòng chống thiên tai Đặc biệt, đối với những lưu vực sông có hệ théng liên hỗ chứa đa mục tiêu như lưu vực sông Đà.Nghiên cứu nâng cao khả năng dự báo lũ có ý nghĩa to lớn trong việc vận hành hiệu,
“quả các hồ chứa và phòng chống lũ giảm nhẹ thiệt hại do thiên tai
Lưu vực sông Đà là phụ lưu lớn nhất của sông Hồng, có chế độ lä khá phức tạp ảnh
hưởng lớn đến sự phát tiễn kinh tế xã hội của vùng đồng bằng sông Hồng Nhiều giải
pháp công trình và phi công trình đã được ứng dung nhằm giám nhẹ những tiệt hội. nh hưởng của lũ nh: xây dụng hệ thống đê, hb chứa, phân chậm lũ, quy hoạch phông chống lũ, hệ thống dự báo, cánh báo trên toàn lưu vục.
Hiện nay, trên lưu vục sông Đà gồm có các công tình hồ chữa thủy điện lớn như Sơn
La, Hòa Bình, Bản Chát, Lai Châu đã và sắp đi vào hoạt động Hệ thống hỗ chứa đa.
mục tiêu này đóng gốp tỉ trong lớn về sản lượng điện trong hệ thống điện Quốc gia cũng như đông vai trỏ quan trong tong việc tham gia cắt lũ và cấp nước cho hạ du sông Hồng Các hồ chứa khai thác đa mục tiêu có dung tích kết hợp khí lớn so với
dung tích hiệu dụng, do vậy mâu thuẫn giữa nhiệm vụ phòng lũ với các nhiệm vụ khác
luôn luôn tô tại Trong mùa lũ, hiệu quả vận hành công trình xã lũ khi có lũ phụ thuộc
vào kết quả dự báo ngắn hạn (24h, 48h), Việc tính toán và tìm ra kết quả dự bảo lũ tốt
trên lưu vực sông Đà là khá cần thiết, nó không chỉ có ý nghĩa khoa học và thực tiễn
trong công tác phòng chống giảm nhẹ thiên tai cho ving sông Đã mà côn đồng vai trồ quan trong cắt giảm, chống la tiệt để cho hạ du với sông Hồng và đồng bằng Bắc Bộ “rong bồi cảnh như vậy, học viên đã lựa chon luận văn: "Ứng dụng mô hình toán dye báo đồng chảy lũ trên lưu vực sông Ba” nhằm nghiên cứu một phương pháp khoa học về dự báo lũ trên lưu vực sông đã và đang tồn tại hệ thống hồ chứa lớn nhất đất nước, đồng vai trồ vô cũng quan trong đầm bio an ain năng lượng quốc gia, phòng 10, cắp nước cho đồng bằng sông Hồng.
Trang 102 Mục dich của để tài
Nghiên cứu ứng dụng mô hình toán vận hành diễu tết hồ chứa và dự báo dòng chảy lũ
trên lưu vực sông Da nhằm hạn chế, giảm thiểu thiệt hại do lũ gây ra,
3,.Đối tượng và phạm vi nghiên cứua Đối tượng nghiên cứu
Hệ thông các bồ và đồng chảy trên lư vực sông Đà
~ Theo quan điểm hệ thống.
- Theo quan điểm thựcvà tổng hợp đa mục tiêu
b Phương pháp nghiên cứu:
~ Phương pháp thống kê và xử lý sốêu: phương pháp này được sử dụng trong việc xửlý các tài liệu về địa hình, khí tượng thủy văn, thủy lực phục vụ cho tính toán và dựbáo
- Phương pháp mô phỏng: Tinh toán mô phỏng dòng chảy lũ trên lưu vực sông Da
bằng mô hình HEC-HMS.
- Phương pháp kể thửa: Trong quá tình thực hiện luận án đã sử dụng các kết quả có liên quan đã được nghiên cứu trước đây của các tác giả, cơ quan và tổ chức khác, Những kế thừa nhằm mục đích kết quả tinh toán phù hợp với thực tiễn của vùng nghiên cứu.
Trang 11'CHƯƠNG 1 TONG QUAN DỰ BAO DONG CHAY LU
1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu dy báo lũ trên thé giới Nghĩ
nhiều nhà khoa học, đặc biệt
nghệ dự báo nghiệp vụ đã và đang được phát triển dựa trên sự kết hợp các mô hìnhn cứu dự báo lũ trên thể giới hiện nay đã và đang nhận được sự quan tâm của rit cao chất lượng dự báo, rit nhiều công thủy văn, thủy lực Nhiều mô hình đã được xây dựng và áp dụng cho dự báo hồ chứa, cảự bảo lũ cho hệ thống sông, cho công tác quy hoạch phòng lũ Một số mô hình đã duge ứng dụng thực tế trong công tác mô phỏng và dự báo dòng chảy cho các lưu vựcsông có thé ligt kế ra như sau
~ Viện thủy lực Ban Mạch (Danish Hydralies Institute DH xây dụng phần mềm dự.
báo lũ bao gồm: Mô hình NAM tính toán va dự báo dong chảy từ mưa: Mô hình Mike
11 tính toán thủy lực, dự báo đồng chảy trong sông và cảnh báo ngập Iut Phần mềm nảy đã được áp dụng rất rộng rãi và rất thành công ở nhiều nước trên thể giới Trong khu vục Châu A, mô hình đã được áp dụng để dự báo lũ lưu vực sông Mun-Chỉ và Songkla ở Thái Lan, lưu vực sông ở Bangladesh và Indonesia, Hiện nay công ty tưđể mô ấn CT của Nhật Bản đã mua bản quyén của mô hình, thực hiện những cải ti
hình có thé phù hợp với điều kiện thủy văn của Nhật Ban, Wallingford kết hợp với Hacrow đã xây dựng phần mm ISIS cho tính toán dự báo lũ và ngập lụt Phần mềm bao gồm các mô dun: Mô hình đường don vi tính toán và dự báo dòng chảy từ mưa;mô hình ISIS tính toán thủy lực, dự báo dòng chảy trong s ng và cảnh báo ngập lụt Phin mém này đã được áp dụng khá rộng rãi ở nhiều nước trén thể giới, đã được áp đụng cho sông Mê Kông trong trương tinh Sử dụng Nước do ủy hội Mê Kông Quốc tếchủ trì thực hiện ở Việt Nam Mô hình ISIS được sử dụng dé tính toán trong dự ánphân lũ và phát triển thủy lợi lưu vực sông Day do Hà Lan tài trợ.
~ Trang tâm khu vực START Đông Nam A (Southeast Asia START Regional Center) dang xây dụng * Hệ thống dự báo lũ thời gian thực cho lưu vực sông Mê Kông” Hệ
“Thống này được xây dựng trên mô hình thủy văn khu vực có thông số phân bổ tinh
toàn đồng chảy từ mưa Hệ thống dự báo được phân thành 3 phần: thu nhận số liệ từ
Trang 12nh và ác ram tự động dự báo thủy văn và dự báo ngập lục Thời gian dự kiến dựbáo là 1 hoặc 2 ngày.
~ Viện Diện lực (EDF) của pháp đã xây dựng phẳn mém TEIEMAC tính các bi toán thủy lực 1 và 2 chiều Mô hình này đã được áp dụng tính toán rit nhiễu nơi ở Cộng hòa pháp và trên thé giới.
- Trung tâm kỹ thuật thủy văn ( Mỹ) đã xây dựng bộ mô hình HEC-I dé tính toán thủy
vân, trong đồ có HBC-IE là chương trình đự báo lũ từ mưa và diễn toán lũ rong sông
Mô hình đã được áp dụng rit rộng rai trên thể giới Ở Châu A, mô hình đã được áp dụng ở Indonesia, Thái Lan và ở Việt Nam Gin đây, mô hình được cải iển và phát triển thành HMS có giao diện đồ họa thuận lợi cho người sử dụng.
- Trong một nghiên cứu về hệ thống dự báo lũ cho sông Marisa và Tundzha,
Roelevink và cộng sự đã kết hợp sử dụng mô dun mưa ~ đồng chiy Mike 11-NAM và
mô dun thủy lực Mike 11-HD
chỉnh sử dụng số liệu các tận lũ năm 2005 và 2006, Kết quả từ 2 mô bình này được
hành dự báo Các mô hình này đã được hiệu
Kết hợp sử dụng với phần mềm FloodWatch để kết xuất ra mực nước dự báo và các cảnh báo ti các diém xác định Kết quả cho thấy ring số liệu đầu vào quyết định lớn cửa thời gian dự kiến, Kết quả sẽ chính xác hơn nếu thời gian dự kiến ngắn và ngược lại Trong nghiên cứu nảy cũng đã sử dụng chức năng cập nhật mực nước vả lưu lượng
tính toán theo mực nước và lưu lượng thực đo tại các vị tri biên đầu vào
- Một trong số các mô hình dự bảo lũ cho một hệ thống sông-hỒ chia đã được xây dig tại trường đại học Texas (Hon KỆ) Hệ thống hồ chứa ở Highland Lakes vùng hạ du lưu vực sông Colorado gồm 7 hồ chứa nối tiếp Mô hình dự báo lũ cho vùng này dược sử dụng để ra các quyết dịnh vận hành trong suốt thời kỳ lũ mô hình bao gí mô dun chính là mô đun quản lý dữ liệu và mô đun điều khiến lũ sử dụng mô mưa-đồng chay, mô hình DWOPER và GATES.
~ Cục công bình Hoa Kỳ phát triển hệ mô hình họ HEC: mô hình thủy văn HEC-RASS.tính toán dự báo đồng chảy từ mưa, mô hình thủy lực HEC-HMS,
HBC-RESSIM điều tết hồ chứa phân phối dong chy
én toán dòng chảy.
Trang 13= Việc nghiên cứu môi trường Stockholm (SED- Thủy Diễn đã phát triển mô hình `WAP tính toán cân bằng giữa các nhu cầu của các dạng sử đụng nước phân bổ nguôn nước từ các công hình cấp nước, với nguÖn nước cung cấp bao gằm nước mặt, nước ngằm, nước hồ chứa và các vận chuyển nguồn nước Mô hình được ứng dụng thành
Châu Phí
công tại nhiều lưu vực sông của các quốc gia như Trung Quốc, Ấn Độ,
- Nhật Bản dang phát triển và thứ nghiệm Hệ thống cảnh bio Ki toàn cầu (Global Flood Alert System, GEAS) và mang lưới lũ quốc tế (International Flood Network,TFNet), sử dụng số lệ
báo khả năng hay xác suất xây ra lũ trên các sông lớn toàn cầu (IFNet) khi lượng mưa.mưa bề mặt cùng các số liệu ước lượng mưa tử vệ tỉnh để cảnh
đã rơi vượt ngưỡng giới hạn mưa hiệu quả sinh lũ được xác định trước cho từng lưu.
vực Hệ thống này chưa tinh tới diễn kiện mặt đệm lưu vục, ảnh hưởng của địa hình,
tình trang dm, hiện trang lũ của lưu vực nên độ chính xác không cao, chỉ có tính cảnh
"báo xác suất có khả năng xây ra lũ trên lưu vực sông lớn.
- Viện Nghiên cứu Công chính Nhật Ban (Public Works Research Institute, PWRID) được xây dựng từ năm 2007 Hệ thống phân tích dự bảo lũ sử dụng sổ liều mưa vệ nh đegrated Flood Analysis System, IFAS) Hệ thống này có sử dụng s6 liệu ước lượng mưa từ vệ tinh hoặc mưa bé mặt làm đầu vào; phân tích, tính toán dong chảy trên cơ sở mô hình thủy văn thông số phân phối PWRI: thiết lập mô hình tỉnh toán mưa ro dòng chảy dựa trên cơ sở số liệu GIS, viễn thám như địa hình, sử dụng đất, loại đất, thảm thực vật hiễn thị các kết quả ở dang đồ thị, bảng biển hay bản đổ Hệ thông
này đã được đào tạo miễn phí cho các nước dang phát triển ở châu A triển khai áp
dụng cho các lưu vực sông khác nhau thông qua nhiều lớp tập hun và hội thảo quốc 6
1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu ở Việt Nam về dự báo đồng chãy lũ
Hiện nay ở Việt Nam, nhiều cơ quan như: Viện Khoa học Khí tượng thủy văn và Môi trường, Viện Khoa học Thủy Lợi, Viện Quy hoạch Thủy Lợi đã và đang áp dụng các mồ hình toán để tinh toán, dự báo đồng chảy và cảnh báo lũ Một số nghiên cửu có thé kế đến
Trang 14= Trung tâm Dự báo Khí tượng thủy văn Trung ương dang ứng dụng mô hình MARINE dé tính toán dự báo ngắn hạn dong chiy lũ Sông Đà
~ Dự án phân lũ và phát triển thủy lợi lưu vực sông Cả do Hà Lan tài trợ sử dụng môhình ISIS dé tính toán.
nh toán dự báo và vận hành hệ thông hỗ chứa sử dụng phần mễm DK của G5 TS Hi Văn Khối được thục hiện bối bộ môn Thủy văn và i nguyên nước trường Đại học Thủy Lợi ăm 2013,
Bên cạnh đó, dự báo thủy văn côn được thục hiện trên cơ sở của phương pháp phần tích thống kê, phân tích dự báo 2 thành phần chính của dòng chấy tạo thành từ lượng trữ nước trong sông và từ lượng mưa trong thời gian dự báo Các phương pháp đăngcđược sử dụng chính là:
~ Phương pháp phân tích thống kê: Xây dựng phương án dự báo các đặc trưng dòng chiy (rung bình, lớn nhất và nhỏ nhất) trong thời kỹ Š ngày từ lượng trỡ nước trong sông và lượng mưa trong thời gian dự kiến dưới dạng biểu đồ và các phương tình hồi
- Dự báo kéo dài (mở rộng): Sử dụng kết quả của dự báo hạn ngắn trong Ì - 2 ngày
đầu, từ ngày thứ 3 đến ngày thứ 5 sử dụng phương pháp phân tích thống kê, xây dựng méi quan hộ của các đặc trưng dòng chảy 3 ngày cuỗ với lượng trữ nước trong sông
và lượng mua dự báo Tông hợp kết quả, ra bản tin dự bảo các đặc trưng dong chảy.
trong thi ky 5 ngy tới
Sử dụng mô hình TANK kết hợp Muskingum xây dựng phin mềm dự báo quá
trình mực nước, lưu lượng 5 ngày (với thời đoạn tính toán 6h) cho các trạm chính trên.hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình Lượng mưa dự báo cập nhật từ mô hình HRM.
Mô hình này đang được thử nghiệm dự báo hàng ngày tại Trung tâm dự báo Khí tượng.
thủy văn Trung ương.
Han chế của các phương pháp dang sử dụng hiện nay là: Lượng mua dự báo được lấy
trùng bình cho toàn lưu vực lớn trong thời hạn 1 ngày hoặc 5 ngày Bên cạnh đó, cácmmô hình này chưa kết nối với các mô hình thủy lực cũng như GIS và chưa được nghiên
6
Trang 15cứu cụ th, chỉ tiết cho các lưu vực bộ phận Chất lượng dự báo chưa cao, mức dimbảo dự báo đặc trưng dòng chảy dat khoảng 70%; mức đảm bảo dự báo quá trình dòng. chảy đạt trung bình khoảng 65% và giảm rất nhanh khi tăng thời gian dự kiến Nhìn chang chưa đáp ứng được yêu cầu của công tác điều hành hệ thing hd chứa hiện nay ~ Để tải: * Ứng dụng một số mô hình thích hợp để dự báo lũ thượng lưu hệ thing
sông Thái Bình” ( Nguyễn Lan Châu)
Trên cơ sở phân tích các hình thé thời tiết gây mưa và ch độ nước lũ ở thượng lưu
sông Thái Bình ( sông Cầu, sông Thương, sông Lục Nam) đã nghiên cứu ứng dụng cácmô hình TANK, NAM và phương pháp hồi quy bội để tinh toán và dự báo quá trình
đồng chảy lũ tại Thái Nguyên trên sông Cầu, Phủ Lạng Thương trên sông Thương va
Lục Nam trên sông Lục Nam Kết quả nghiên cửu cho thấy kết quả tính toán và dự báo
đồng chảy lũ theo 3 mô bình nêu trên đều cho kết quả tố Mô hình đã được
'TTDBKTTVTU bỏ sung và đưa vào dự báo tác nghiệp thử nghiệm từ năm 2000,
~ Đề tài Xây dựng các phương án nhận định hạn đài đỉnh lũ năm các sông chính ở
Việt Nam (TS Nguyễn Lan Châu, Dé tài NCKH Tổng cục khi tượng thủy văn, năm 2001)
Bilài đã xây dựng được công nghệ dự báo đình lũ tại 22 trạm chính trên các sông Héng, sông Mã, C3, La, Gianh, Thạch Han, Hương, Thủ Bổn, Tri Khúc, Kôn, Đã
Ring, Tiền, Hậu dựa trên các phương pháp hồi quy ting bước, thống kế khách quan,
nhận dạng với các yếu tổ mưa, nhiệt độ, bốc hơi, ENSO, áp cao Thai Bình Dương Mô hình dang được ứng dụng tai Phòng Dự báo Thủy văn Bắc Bộ Trung tim Dự báo Khí tượng Thủy văn Trung ương.
- Đề tài" Nghiên cứu Xây dựng phương án dự báo hạn ngắn lũ miền Trung trênmáy vi tính” (TS Dang Ngọc Tĩnh, Dé tài NCKH Tổng cục khí tượng thủy văn, năm.
DE tai là dựa trên cơ sở các tiến bộ kỹ thuật tin học (cả phần cứng và phin mềm), chuyển hoá các kết quả nghiên cứu cơ bản, các phương án dự báo thuỷ vin tuyễn thống và hiện đại hành các phần mềm trên máy vi tinh nhằm hoàn thiện và khách
7
Trang 16«quan hoá các phương ân dự báo, giảm thồi gian thao tác rong nghiệp vụ giám dẫn ảnh hưởng của các yếu tổ chủ quan, nâng cao độ chính xác, độ tin cây của các phương ấn dự bảo Các phương án để tin học hoá là những phương án dự báo hạn ngắn lũ trên các sông min Trung là phương pháp cảnh báo bằng nhận dạng tương tự với những trận lồ
trong quá khứ, cảnh báo din lũ theo quan hệ với các yéu tổ khí tượng, dự báo mực
nước là heo các phương tỉnh hồi quy nhiễu biển, mực nước tương ứng hay quan hệ inh lũ hoặc biện độ lũ với lượng mưa, mực nước chân lũ Các phương án này được sập nhật và bổ sung theo chuỗi sổ liệu từ 1975 đến 1999 cho khu vục miễn Trung
~ ĐỀ ti: "Nghiên cứu nhận dạng toàn diện về 10, dự báo, kiểm soát và thoát lũ
phục vụ yêu cầu chung sông với 10 ở đồng bing sông Cứu Long” (TS, Tô Vân
“Trường, Để tài NCKH cấp NN- KC-08-14, Phin Viện khảo sit Quy hoạch Thủy lợiNam Bộ, năm 2005).
Một trong những kết quả thành công của để tài là xây dựng công nghệ nhận dạng dài
hạn lũ lớn đồng bằng sông Cửu Long từ các hình thé synop, từ mưa lũ thượng nguồn,
thủy tiểu theo các phương phấp phân tich thống kệ, phân tích định dạng, mô hình mạng thin kinh nhân tạo ANN và phân tích không ảnh
~ Để tài Nghiên cứu xây dựng công nghệ dự báo lũ sông Đà phục vụ điều tiết hỗ Hoa Bình trong công tác phòng chống la Iyt (TS, Nguyễn Lan Châu, ĐỂ
NCKHCN cấp Bộ, năm 2006)
Ứng dung thành công mô hình MARINE vào dự báo dang chảy lũ trên lưu vực sông Đà đến hò Hòa Bình, mô hình Tank dự báo lũ sông Lô, sông Thao và mô hình thủy lực IMECH-1D (do Viện cơ xây dựng) dự báo lũ hạ lưu sông Hồng Hệ thống mô hình đã duge sử dung trong nghiệp vụ dự báo.
- Đề
'Xây dựng công nghệ tinh toán dự báo 1d lớn trên hệ thống sông Hồng-inh” (TS, Trin Thục, ĐỀ thi NCKH cắp Bộ, năm 2005),
ĐỀ tải đã ứng dụng đầu tiên bộ mô hình NAM_Mike 11 của DHI trong dự báo lũ lớn hg thông sông Hồng trước 48 giờ
Trang 17~_ Dé tai “Nghiên cứu công nghệ dự báo lũ trung hạn kết nối với công nghệ điều hành hệ thống công trình phòng chống lũ cho đồng bằng sông Hồng-sông Thái
Binh” (TS Vũ Minh Cát, Dé tài NCKHCN cấp Nhà nước trong khuôn khổ nghị định.
thư đã được ký kết giữa 2 chính phủ Việt Nam và lay về hợp tác khoa học công nghệ, năm 2009).
Đề & trị của mô hình dự báo hôi tiết BOLAM, dự báo dang cháy 5 ngày mia lũ tạ ị tí hồ chứa (Hòa
đã ứng dụng bộ mô hình DIMOSOP sử dụng dữ liệu mưa dự bá
Bình, Tuyên Quang và Thác Ba), các điểm quan trắc thủy văn thượng lưu
-3 Các phương pháp dự báo lũ
Dự báo thủy văn là tính trước một cách khoa học tinh hình biến đổi các đặc trưng thủy ồ, kho nước để phục vụ cho việc phòng chống thiên tai van tên các sông, subi, a,
và sử dụng hop lý nguồn tải nguyên nước trong các ngành kinh tế quốc dân Dự báo thủy văn là công việc rất khỏ, nó đòi hỏi người làm công việc này không chỉ thành.thạo nghiệp vụ mà phải có kiến thức về các ngành liên quan như địa lý, khí tượng,thủy Ive, toán, máy tính và vận dụng một cách linh hoạt sáng tạo trong việc suyđoán, lựa chọn giá trị dự báo.
Hiện nay, có nhiều phương pháp dự báo lũ khác nhau, bao gồm: phương pháp xu
thể, phương pháp mực nước, lưu lượng tương ứng, phương pháp lượng trữ phương.pháp phân tích thống kê, phương pháp mạng trí tuệ nhân tao,
1.3.1 Phương pháp xu thể
Co sở khoa học của phương pháp dự báo xu thé là quy luật quán tính của chuyển động nước trong sông Phương pháp này dua trên giả định là đại lượng dự báo thay đổi theo
cquy luật giống như sự thay đối trước đó, nghĩa là nếu lũ đang lên thì giá trị dự báo tiếp
tục tăng và ngược lại lũ đang xuống giá trị dự báo tiếp tục giảm.
Ưu điểm của phương pháp: Phương pháp xu thé có ưu điểm là đơn giản, không cần «qua nhiễu thông tin như các phương pháp khác Phương pháp xu thé chỉ cin sử dụng
số liệu tại một tram do, dé dự báo, đối tượng dự báo rất đa dạng cho nên dén nay vẫn
đang được sử dụng trong nhiễu lĩnh vực khác nhau Do đồ phương pháp này thích hop
Trang 18với các yếu tổ dự báo có pha thay đổi chậm, chẳng hạn lù tại hạ lưu các sông lớn, dựbáo tốt cho từng nhánh lũ,
"Nhược điểm của phương pháp: Déi với những vùng chuyển tiếp giữa pha nước lên và
pha nước xuống, những ving có pha thay đổi lớn, nếu ding phương pháp này sẽ dễ
gây sa số lớn.
1.32 Phương pháp mực nước, lưu lượng rơng ứng
Phương pháp lưu lượng và mục nước tương ứng là phương pháp dùng mye nước đo
được ở thượng lưu để dự bảo mục nước ở hạ lưu Mỗi ương quan giữa mực nước ở
thượng lưu và mye nước ở hạ lưu sẽ phức tạp nếu khu giữa có lượng gia nhập đáng kẻvà lượng gia nhập đó lại không hoàn toàn tương ứng với thượng lưu.
Uw điểm của phương pháp: Các thông số có thể xắc định dễ ding bằng đồ thi và bằng những cách giải đơn giản Phương pháp này chỉ dùng tốt ối với đoạn sông có độ dốc
lớn, tram đưới í bj ảnh hưởng của thuỷ triểu hay nước vật, các trạm trên không quá
nhiều, thưởng chỉ một hay hai trạm trên và một trạm dưới
Nhược điểm của phương pháp: Diéu kiện quan trọng khi áp dụng phương pháp lưu
lượng tương ứng là phải tính đúng thời gian chảy truyền Việc xác định thời gian chảy,truyền ở đoạn sông không nhánh đã khó, xác định ở đoạn sông nhiều nhánh càng khó. hơn và luôn cỏ sai số, Trường hợp đoạn sông nhiều trạm trên, hoặc nhiễu trạm dưới chịu ảnh hưởng của nước vật hay thủy tiểu thì phải tm cách giải quyết khác
1.3.3 Phương pháp lượng trữ
Phương pháp lượng trữ dựa trên cách giải giản hóa từ hệ phương trình Saint-Vernant,day là một trong hai cách giải gin đúng cho hệ phương trình này, theo phương phápnày người ta ding phương trình cân bằng nước ở đoạn sông thay cho phương trình liêntục, dùng phương trình lượng trữ thay cho phương trình động lực,
Phuong trình lượng trữ: W=f(Qd,Qư) biểu thị quan hệ giữa lượng trữ của đoạn sông.
LW với lưi lượng chy vào Q lưu lượng chay ra Qu, Nếu xác định được qua hệ hàm
số này thì ta có thé tính toán được giá trị lưu lượng chảy ra ti cuối thời đoạn Qu khi
10
Trang 19biết các giá tị lưu lượng chay ra tại đầu thoi đoạn và lưu lượng chảy vào Qu, Qui
1.34 Phương pháp phân tích thống kê
ay là nhóm các phương pháp thường sử dung các phép phân tích thống kê trong thủy‘van để xây dựng phương trình dy báo, một trong những phương pháp trong nhóm nàyhuy được sử dụng là phương pháp phần tích hồi quy nhiều biến
Uw điểm của phương pháp: Phương pháp này đơn giản dễ tính toán, có thể đưa vào
nhiều biển anh hưởng đền đại lượng dự bảo đẻ phân tích.
Nhược điểm của phương pháp: Không xử lý được những trường hợp có những giá tri
ngoại lại, sẽ làm sai lệch kết quả dự báo Vì vậy khi dự báo phải chuẩn bị tốt dữ liệu.
1.3.5 M6 hình mạng thần kinh nhân tạo
‘Mang trí tuệ nhân tạo (Antificial Nerual Networks - ANN) được xây dựng từ nhữngnăm 1940 Với việc ứng dụng thuật toán quét ngược năm 1988, ANN được sử dung nhiều trong ngành tải nguyên nước, đặc biệt là dự báo (hủy văn Mạng tí tuệ nhân tạo à một mô phỏng xử lý thông tin, được nghiên cứu ra từ hệ thống thin kinh của sinh
vật, giống như bộ não để xử lý thông tin Nó bao gồm số lượng lớn các mối gắn kết
sắp cao để xử lý các yếu tổ lam việc trong mỗi liên hệ giải quyết vẫn để rõ rùng ANN,
giống như con người, được học bởi kinh nghiệm, lưu những kinh nghiệm, hiểu biết và
sử dung tong những tình huống phù hợp Mô hình ANN cho pháp thiết lập mỗi quan
hệ đa dạng và trực tiếp các biển đầu vào và đầu ra, phản ánh tính chất của cả mô hình
nhận thức và mô hình hộp đen.
Ưu điểm của phương pháp: Dữ liệu đầu vào mô hình ANN không nhất thết phải ổn định và tuân theo phân bổ chuỗn như ARIMA Mô hình ANN là mô hình phí tuyển đối ưu sử đụng trong ANN là tối ru him phi tuyển) Mô hình ANN cũng cho kết quả tốt hon mô hình ARIMA khi dữ liệu hạn chế và trong các trường hợp phức tạp, khi mối quan hệ giữa các biển trong mô hình không được trởng minh Nếu so sánh với mô hình ARIMA thì ANN là công cụ dự báo tốt hơn vì nó dự báo dựa vào quá trình hình.
Trang 20thành mỗi quan hệ trong dữ liệu Hơn nữa ANN rit phù hợp với việc xử lý các dữ liệu thực chửa nhiễu hay bị bóp méo hoặc không đầy đủ.
'Nhược điểm của phương pháp: Rất khó tìm bộ thông số tối tu, không phản ánh được những thay đổi lớn, nến dữ iệu sử dụng để xây dựng mạng không có những tr số lớn
1.3.6 Phương pháp mô hình toán.
1,3.6.1M6 hình mua đồng chảy
Phân tích sự hình thành của lũ do mưa, người ta dùng phương pháp quan hệ mưa-đồng chiy trong dự báo lũ, Quả rình mưa trên lưu vục thường được quan trắc d dàng hơn dong chảy trong sông suối, bởi vậy nếu ta biết được chính xác quá trình mưa sẽ cho ta dự báo được dong chảy trong sông với thời gian dự kién đài hon, Cơ sở lý luận của phương phip này là phương trình cân bằng nước thời kỹ Hi
Trong đó mô hình HEC-HMS là một mô hình thủy văn tham số hóa hiện đại được phát triển từ phần mém HEC-I và hiện nay được áp dung rộng cli ở Việt Nam cũng như
trên thé giới dé diễn toán dòng chảy tir mưa Việc ứng dụng mô hình HEC-HMS ngoài
ứng dụng tiến bộ khoa học kĩ thuật, dé được các đối tác nước ngoài chấp nhận dự ấn
va nếu điện tích lưu vực lớn hơn vẫn có thể chia thành các lưu vực nhỏ sau dé tập hợp,
cho mô hình này Mô hình được xác định để tính toán quá trình
mưa đồng chảy của hệ thống các lưu vực hình cây, Nó được t
lại theo cấu trúc có si
1 kế để áp dụng với.
l2
Trang 21nhiễu vùng địa lý để giải quyết các vấn dé khác nhau Pham vi áp dụng của nó là tính toán 0 và đồng chảy cho các lưu vụ tự nhiền và đô thi nhỏ Kết quả tính toán từ phần mềm được sử dụng trực tiếp hoặc kết hợp với các phần mềm khác để nghiên cứu tác động cũa gu tình đô thị hóa, thiết kế đường trần, dự báo lũ nhằm hạn ch, giảm thiệt
hại do lũ gây ra, điều tiết Iũ và vận hành hệ thông.
Vũ điểm: Rất thích hop cho việc tính toán dong chảy lũ tại các con sông không có tram do lưu lượng hoặc tước day có tram do lưu lượng nhưng giờ không còn hoạtđộng nữa
[huge điểm: Việc hiệu chỉnh bộ thông số tốt cho mô hình đồi hỏi phải có nhiễu kinh nghiệm khi áp dụng cho những lưu vực có diện tích lớn hay khi ta không có số liệu về tỉnh hình điều kiện địa chit, thảm phủ, bốc hơi.
1.3.6.2 Mô hình vận hành hỗ
a, Mô hình IQQM
Mô hình IQQM (Integrated Quantity and Quality Model) do Australia xây dựng và
phát triển Mô hình đã được ứng dụng cho một số lưu vực sông tại NSW và Queennd
(Australia), và vai năm gần đây đã được đưa vio ứng dụng cho lưu vực sông Mê'Công Đây là mô hình mô phỏng sử dụng nước lưu vực nhằm đánh giá các tác độngcủa chính sách quản lýnguyên nước đối với người sử dụng nước Mô hình có thể ding để khảo sát, chia sẻ và giải quyết các vấn đề nay sinh trong việc sử dụng chung nguồn nước giữa các quốc gia với nhau; trao đổi lợi ích sử dụng nguồn nước chung giữa các nhóm dùng nước cạnh tranh, kể cả môi trường.
(Mo hình hoạt động trên cơ sở iên tục, mồ phòng diễn biến hệ thống sông ngời, kể cả diễn biễn chất lượng nước Mô hình thiết kế để vận hành theo bước thời gian ngày (mặc định), nhưng một số quá tình có thé được mô phỏng theo bước thời gian giờ, thắng, năm.
Mô hình IOQM được cấu trúc theo dạng kết cầu
với nhau thành một khối tổng hợp Từ Menu chính có thé truy cập vio mô đun thành sm các mô đun thành phần liên kết
Trang 22phần Mỗi môđun đều có menu và thanh công cụ riêng để dẫn đến cửa số hội thoạinhập dữ liệu và các thông số can thiết của mô hình.
(Cac mô dun thành phần chính của mô hình: a Xã lý số liệu
b Biểu didn đồ thị
cc Công cụ phân tích thống kê
d Mô hình mưa rào-dòng chảy.
s Mô hình khí hậu
£ Mô hình vậnh hành cổng 3 Mô hình hệ thống sông
Trong các mô đun trên chỉ sử dụng ba mô đun chính dé tính toán như cầu nước trong
nông nghiệp và tính cân bing nước:
+ mô dun này cho phép người sử dụng phân tích và nạp s liệu
“Mô dun mô hình h thông sông: mô dun này là xương sống của IQQM vì nó mô
phỏng chuyển động dong chảy trong một hệ thống sông Những quá trình chính
mô phòng là: didn toán dồng chảy trong sông và kênh tưới vận
chứa, tưới, cấp nước đô thị, công nghiệp
Mô hình mô phỏng hệ thống sông được thể hiện bằng một loạt các nút vi đường nồi “rong đồ quá trình dòng chảy vào hồ chứa, đồng chảy ra, các quá trình dùng nước Khác được gin với các nút còn các quá tình diễn toán đồng chây trong sông và diỄn ối (links) với hệ
toán chất lượng nước được giig sông thông qua các đường.
Phin diễn toán dong chảy dùng phương pháp diễn toán phi tuyến có Xét thời gian trễ
(non-linear routing with lg) và điễn toán Muskingum (Muskingum routing)
Mé dun biển diễn dé thị: môđun này cho phép người sử dụng biểu diễn kết quả tính toán một cách trực quan dưới dạng đồ thi.
Trang 23b.Mô hình WEAP
WEAP (Water Evaluation and Planning System) là một mô hình kết hợp giữa việc môi
phỏng hệ thống và các chính sách edn áp dụng cho lưu vực WEAP dựa trên nguyên
tắc tính toán cân fing giữa các nhu cầu của các dang sử dụng nước, giá thành và hiệu
'WEAP còn phân tích các thử nghiệm về các phương án phát triển và quản lý nguồn
WEAP đã được áp dụng trong nhiều dự án trên thể giới rong công tác quản lý tổng"hợp tải nguyên nước.
e Mô hình Mike basin
Mô hình MIKE Basin do Viện thuỷ lực Dan Mach (ĐHI) xây dựng, nó là một mô hình toán học thể hiện một lưu vực xông bao gồm cấu hình của các sông chính và các sông nhính, các yếu tổ huỷ văn của lm vực theo không gian và the thời
trình, hệ thống sử dụng nước hiện tại và tương lai và ce phương ấn sử dụng nướckhác nhau Mô hình cũng biểu diễn cả tài nguyên nước ngằm và quá tinh diễn biến
nước ngằm Mô dun MIKE Basin WQ bé sung thêm chức năng mô phỏng chất lượng.
MIKE Basin được xây dựng theo kiểu mô bình mạng lưới, trong đó sông và các nhánh.
hợp lưu chính của nó được biểu diễn bing một mạng lưới bao gồm các nhánh và các nứt Các nhánh thể hiện các đoạn sông riêng bit, còn các nút thể hiện ác tễu hợp lưu hoặc các vị trí mà tại đồ cae hoạt động liên quan đến phát trién nguồn nước có thể điễn ra như điểm của dong chảy hỏi quy từ các khu tưới, điểm chuyển dòng hoặc là điểm.hợp lưu giữa hai hoặc nhiều sông hoặc suối hoặc tại các vị tí quan trọng cần có kết‘qua của mô hình.
Quan niệm toán học trong mô hình MIKE Basin là tìm các lời giải ổn định cho mỗi
bude thời gian Ưu điểm của MIKE Basin là tốc độ tính toán của nó cho phép vạch ra
Trang 24nhiều kịch bản kh¿ nhau Sai số do nhiều giải pháp tính tạo ra không đáng."bước thời gian của quá tình không nhỏ hơn thời gian mô phỏng.
MIKE Basin sử dụng giao diễn để hoo với người dùng nó liên kết phẫn mô hình với AreView GIS cho các phiên bản trước năm 2005 và Arcis cho các phiên bản sau.
Mô hình hoạt động trên cơ sở một mạng lưới sông được số hoá và các thiết lập trực h trong ArcView GIS Tit cả c
sông, vị trí các hộ ding nước, hỗ chứa, điểm lẫy nước, điểm chuyển dòng, dòng hồic thông tin về mạng lướitiếp trên màn hình má)
suy đều được xác định tên màn hình.
Nhập liệu chủ yếu của mô hình bao gồm số liệu theo thời gian của dòng chảy trên lưu.
vue của từng nhánh Các tập số liệu bổ trợ gồm các đặc tính hồ chứa và các quy tắc
vân hành của từng hỗ chứa, lột số liệu khí tượng và số ligu tương ứng với hệ thông hoặc cấp nước như nhu cầu nước va ce thông tín về dòng hỗi uy.
Do đó trong quá trình xây dựng mỗ hình, đặc biệt chủ ý xác định một mô hình línhhoạt phản ánh các đi kiện tr nhiên tổng quát và đựa trên các mục tiê của bài oan, hả năng của dự kiện và phạm vỉ của các xuất liệu cần có.
Mô hình MIKE Basin còn rit linh hoạt trong xác định bước thời gian Neu’sử dung cổ thé xác định thời gian theo ngày hoặc tháng Cin xem xét edn thận khi lựa chọn à xuất liệu yêu cầu, DSi với bước thời gian thích hợp, căn cứ vào dữ kiện hiện có
những mô hình lớn thử gian tính và nhu cầu bộ nhớ sẽ tầng ding kể khi giảm bước
thời gian
Kết quả của mô hình sẽ cho ta thông tn về hoạt động của các hd chứa và các hộ dùng
nước trong toàn bộ thời gian mô phỏng bao gồm cả mức độ thiếu nước và thời gian thiểu nước Hơn nữa it đồng chảy tháng tạ ấtcả các nút cũng được đưa ra cho phép
ta xác định và đánh giá được ảnh hưởng tổng hợp của các công trình cũng như các khu.
tưới đối với đồng chảy trong sông.
Kết quả có thể được xem như là chuỗi thời gian tại mỗi nút hoặc chụp nhanh tron thời gian như tổng quan của một khu vực mô hình toàn bộ trong ArcView Người sử dung
16
Trang 256 thể tạo một sự mô phỏng hình hot và xem Hình ảnh địa lý của kết quả đặc bit phát triển như thể nào.
"Như vậy mô hình MIKE Basin đã thực hiện được việc đánh giá nguồn nước của lưu vực, ảnh hướng của các hệ thống lấy nước hiện trạng và đánh giá tắc động của các công trình cũng như của các khu tưới lên nguồn nước cho các phương án và các giai đoạn phát triển thuỷ lợi trong tương lai
.d Mô hình HEC-RESSIM
Mô hình Hec-ResSim (Resevoir Simulation) là mô hình tính toán mô phỏng, điều hành. hệ thống hứa, là phần tiếp theo của HEC 5 (mô phỏng các hệ thống ngăn chặn và kiểm soát 1d), Chương trình bao gồm các công cụ: mô phỏng, tính toán, lưu trữ số liệu, nước Số liệu vào, ra của mô hình được quản lý, đồ hoạ, và báo cáo hệ thống nguồ
lưu tr và chỉnh sửa bằng chương trình HEC - DSS (Data Storage System)
1.3.6.3 Mô hình ngẫu nhiên
“rong nhiễu lĩnh vực coộc sống như môi trường, thủy văn, y t, sinh học, kinh tế
luôn tồn tại những hiện tượng có mỗi quan hệ ẫn nhau, Phân tích chứng bằng công cụ
toán học thống kê cho thấy quan hệ giữa các hiện hiện tượng rit đa dạng, Hình thức đặc trưng của quan hệ cơ bản là sự lien hệ nhân quả, quan hệ này là một hiện tượng biểu hiện sự tổn ti (xuất hiện, biển đổi, biển mit ) phụ thuộc vào hiền tượng Khác (có mưa sẽ sinh ra đồng chảy), bên cạnh đó một hiện tượng đó là nguyên nhân tác dong đến hiện tượng khác (là hậu quả, kết quả) Như vậy trong quan hệ nhân quả này
mỗi hiện tượng vừa là nguyên nhân đồng thời vừa à kết quả của hiện tượng khác
Hiện nay có rắt nhiều mô hình ngẫu nhiên là các mô bình tổng hợp và phân tích các chuối số liệu như các mô hình ARIMA (p,q) mô hình hai quy nhiễu biển.
1.3.64 Mô hình thủy lực
“Chuyển động của nước trong mạng lưới sông thiên nhiên là một quá tình xảy ra khá
mềm tính toần phức tạp và da dạng Hiện nay ở Việt Nam dang sử dụng nhiều pha
thủy lực trên các mạng lưới sông khác nhau Trước những năm 1990 chương trình docác chuyên gia Việt Nam viết ra được sử dụng rộng rai nhất là: VRSAP (Vietnsam
7
Trang 26River System and Planing) do GS Nguyễn Như Khu t và KOD (không én định) do Gs Nguyễn Ân Niên viết, ngoài ra còn có một số chương trình khác nữa tính tuyền mặn hoặc tính toán thiết kế kênh.
Sau 1990 các phần mm từ nước ngoài thông qua các dự án tai trợ hoặc tải miễn phí tirmạng Internet có: bộ mô hình MIKE 11, MIKE 21 HBC- RAS
đđã thành sản phim thương mại nên cổ chung đặc điểm là giao diện rất đẹp, có nhiều các phan mềm này tính năng nhưng chưa có chương tinh nguồn, chương ình cũng được nâng cấp hàng năm nên người dùng phải luôn cập nhật thông tin dé ứng dụng chương trình.
1.4 Lựa chọn phương pháp dự báo dòng chảy lũ trên sông Da
“Các phương pháp xu thể, phương pháp mực nước và lưu lượng tương ứng, phương
pháp lượng trữ và phương pháp thống kê chủ yếu dự bảo trên lưu vực sông không có công trình điều tiết, Đối với lưu vực sông Da có các công trình điều tiết liên hồ chứa Lai Châu, Som La và Hòa Bình nên phương thức dự báo và kết quả dự báo phụ thuộc hoàn toàn vào các quy định vận hành của hệ thống hỗ chứa Dang chảy đến hồ Hòa Bình phụ thuộc vào lưu lượng xã của hỗ hỗ Sơn La và lưu lượng khu git, hỗ Sơn La phụ thuộc vào lưu lượng xa từ hỗ Bản Chất Huội Quảng, hd Lai Châu và lưu lượng
khu giữa Do vậy, trong luận văn lựa chọn ứng dụng mô hình toán để mô phỏng và dự.
"báo dong chảy lũ trên lưu vực sông Da Trong đó lựa chọn mô hình HEC-HMS để mô phỏng và dự báo dòng chảy đến hỗ chứa và các khu giữa trên lưu vực và mô hình HEC-RESSIM vận hành điều tiết hỗ chứa
Mô hình HBC-HMS và mô hình HBC-RESSIM có giao diện đổ hoa tiện ích, dễ sử
cdụng, Đặc biệt mô bình HEC-RESSIM rit thích hợp cho việc mô phỏng hệ thống điều hành và kiểm soát lĩ bằng hỗ chứa đơn và hệ thống hỗ chứa nổi iếp hoặc song song.
Trang 27CHƯƠNG 2 DAC DIEM DIA LÝ TỰ NHIÊN VÀ MƯA LŨ LƯU VỰC:
SÔNG ĐÀ.
địa lý tự nhiên lưu vực sông Đài
21-1 Vị trí địa lý
ing Đà, còn gọi là sông Bở hay Đà Giang là phụ lưu lớn nhất của hệ thống sôngHồng Sông bắt nguồn từ độ cao 2.440 m của vùng núi Ngụy Sơn, tinh Vân Nam, ‘Trung Quốc chảy theo hướng tây bắc - dng nam để rồi nhập với sông Hồng ở Phú
Lưu vực sông Đã chạy theo hướng Tây Bắc ~ Đông Nam, từ 20°40" đến 25°00" vĩ độ Bắc và 10022" đến 105°24' kinh độ đông với tổng chiều dài 660 kem trải đầi trên 3 nước Trung Quốc, Lào, Việt Nam Độ rộng trung bình lưu vực là 76,7 km với tổng ign tích là 52.900 km”, phần trên lãnh thé Việt Nam là 26.800 km?, chiém 5,9%.
19
Trang 28Đoạn ở Việt Nam đài khoảng 570 km, Diễm đầu là bi
tại huyện Mường Te (Lai Châu) Sông chảy qua các tỉnh Tay bắc Việt Nam là Lá Phú Thọvới Ba Vì, Hà Nội) Điểm cuối là ngã ba Hồng Ba, huyện Tam Nông, tinh Phú Thọ.
giới Việt Nam - Trung Quốc Chau, Điện Biên, Sơn La, Hòa Bình, Phú Thọ (phân chia huyện Thanh Thủ:
2.1.2 Đặc điểm dja hình và đất dai
Phin lớn địa hình sông Đà là dBi núi, ó tới gẫn 80% diện tích ở độ cao trên 500 m, độ cao trung bình toàn lưu vực sông Di đạt 1.130 m, trên lãnh thổ Việt Nam khoảng 900
Sông Đã chảy dọc theo thung lũng sâu giữa các day núi cao, bên tdi có dãy Ai Lao
Sơn với độ cao 2000 + 2500 m và dãy Hoàng Liên Sơn cao 2000 + 3000 m trong đó có
inh Phan Xi Pang cao tới 3142 m Bên phải lưu vực có day núi Vô Lương với độ cao
từ 2000 + 3600 m, day Pudendinh cao 1500 m và dầy núi đá vôi cao 500 + 1000 mchạy dài đến tỉnh Hòa Bình.
Địa hình lưu vực có dang núi và cao nguyên, chia cắt mạnh theo chiều thing dứng.“Các day núi, cao nguyên và thung lũng xếp song song theo hướng Tay bắc - Đông
Trong điều kiện địa hinh mới được năng cao sau vận động Himalaya, sông ngdi trong
lưu vực sông Di có đặc điểm của một mạng lưới sông trẻ, biểu hiện ở độ chia cắt
mạnh, thung lũng sâu hẹp hình chữ V, độ dốc lớn.
‘Ving núi đá phún xuất, độ cao lớn, mưa nhiều, mật độ sông suối rit dày lớn hơn 1,5 ~
1,78 km/km*, phân bổ ở bờ trái sông Ba, phía tây Hoàng Liên Sơn - Phu Luông.
Vong núi thấp, mưa ít hơn ving rên, đất để chủ yếu là sa diệp thạch, khí hậu khô nóng mật độ sông subi thuộc loại thưa đến tương đối dầy (035 - 1.5 kak!) phân bổ ở các vùng Tả Phình, Xin Chai, ba phải sông Da trên lưu vực sông Nam Pô và ÀMức
20
Trang 29Ving cao nguyên đá vôi mưa it, mật độ sông subi từthưa đến tương đối đầy (0: kmkm”) Vũng thượng lưu sông Nam Bú mật độ sông suối thưa nhất, dưới 0,5 km/km’, Đây là vùng mưa it và nhiều đá vôi, dong chảy mặt kém phát triển.
2.1.3 Đặc điễm khí hậu
Lưu vực sông Da nằm trong miễn khí hậu nhiệt đối gió mùa, có mùa đông lạnh và khô, mùa hè nóng và mưa nhiều Chế độ gió mủa trên lưu vực sông Đà thể hiện sự tương phản rõ rột giữa hai mùa:
~ Mùa đông trùng với gió mùa Đông Bắc, kéo dài tir tháng X đến tháng III năm sau với thời tế anh, Khô và ft mơa do ảnh hướng của gió mùa Châu A chuyển động từ phía
Bắc xuống
- Mùatrùng với gió mùa Tây Nam, kéo đài từ tháng V đến tháng IX với thời tiết nóng Âm và mưa nhiễu Đây là thời kỳ gió mùa Châu A áp thấp thịnh hành, có hướng ngược lại thổi từ vùng có áp suất cao ở phía Nam vào An Độ Dương, Ue và Thái Binh Dương.
2.2 Đặc điểm thủy văn
2.2.1 Mạng lưới sông ngồi
Lưu vục sông Đà có diện tích toản lưu vực là 52.900 kmỶ, chiếm 37% di tậptrung nước của sông Hồng tính đến Sơn Tây, nhưng lượng dòng chảy sông Đã chiếmtới 48% lượng dòng chảy sông Hồng Tổng lượng dòng chảy sông Đà tính đến công. trình thủy điện Sơn La là 41,0 km và đến Hòa Bình là 55,6 km”
Phân bé diện tích lưu vực sông Da theo chiều dải sông chính tính đến các trạm thủy văn cơ bản và tuyển công tình lớn được thể sn trong bảng dưới đây
Bảng 2-1 Phân bố diện ích lưu vục sông Đà
srr] Trạm thủy vănvàtuyễn | ĐiệnehMusựe | Phin trim so vii Ong
công trình xm’) diện tít lưu vực (%)
1 | Biển giới Việt- Trang 24.800 42 | TuyểnđậpLai Châu 26,000 4943 Lai Châu 33.800 643
a
Trang 30srr] Tram thủy vin vatuyén | Dign eh hrm vge | Phin tram so vii tong
công trình (km) diện ch lưu vực (%)4 “Quỳnh Nhat 38.440 Tạp
5 Pa Vĩnh 4860 sia
6 Tạ Bú 45200 8697 Hồa Bình 51700 9838 | Trung Ha (cia song) 52.600 100
Nguồn: Trung tim khi tượng thủy văn quốc gia
“rên lãnh thổ Việt Nam, sông Đà có 10 phụ lưu cắp 1 (Bảng 2:2), trong đó có 4 sông
nhánh chính với điện tích lưu vực trên 2.000 km”: Nam Pô, Nam Na, Nam Mức, Nam Muy hai phụ lưu nhỏ hơn là Nam Sap và Nam BS, Mạng lưới sông suối trên sông Đã
phân bố không đều: vùng đá vôi mưa ít, như lưu vực Nậm Sập, mật độ sông suối dưới.
0.5 kmfkmẺ; vùng núi cao mưa nhiều, như thượng lưu sông Nậm Mu, mạng lưới sông
suối dày khoảng 1,67 km/km'; các vùng còn lại khoảng 0,5 - 1,5 km/kmÌ.
Bing 2-2 Các sông nhẳnh cép 1 chỉnh của của sông Đà trên lãnh thô Việt Nam
Tr sone Trinh vứt om | Tein 4am
22.3 Che dje mung thủy vin
Đị hình ni cao, chia cất mạnh, độ đốc lớn, thun lũng sâu, hep với lượng mưa lớn lại tập trung vào một vải tháng trong năm nên tạo điều kiện hình thành mạng lưới sông dây đặc, ft sông lớn hướng của các đồng sông subi trùng với hướng của lưu vực.
2
Trang 31Nguồn sinh đồng chiy quan trọng nhất trên sông Da nằm ở phần lưu vực ving sườn phía tây day Hoàng Liên Sơn, trê các lưu vue: Nim Na, Nam Mu, Nam Chiến, Suối
Sập, có mô dun dong chảy năm từ 40 - 50 I/w/kmỶ Trừ các lưu vực Nậm Bui (Pan) và
Nam Sập có mô dun dòng chảy nhỏ dưới 20 l/s/km”, ở các nơi khác trên lưu vực sông Đà, mô dun dong chảy thường từ 27 - 34 I/s/km” Dòng chảy sông tập trung vào các thắng mùa lũ chiếm tới 69 - 7§ % tổng lượng đồng chây năm
Mùa lũ trên sông Đà thường bắt đầu vào đầu tháng V, kết thúc vào cuối tháng IX đầu.
tháng X La lớn nhất thường xảy ra vào cuối tháng VII, nửa đầu tháng VI Dòng chiy lĩ tập trung nhanh và không đồng bộ ở các phần khác nhau của lưu vực là một đặc điểm nỗi bật nhất của dòng chảy sông Đà Điều kiện địa lý tự nhiên thuận lợi cho đồng chiy lĩ hình thành trên các phụ lưu sông Da, nhất là lưu vực Nậm Na, Nậm Mu “Trên dòng chính, lượng dong chảy lũ chiếm bình quân từ 77,6 đến 78,5 % dong chảy năm; đồng chảy thing VIII thường lớn nhất năm, chiếm tới 237
Bảng 2-3 Một số đặc trưng thủy văn lưu vực sông Đã
Trang 32Bảng 2-4 Đặc trưng dòng cháy trên sông Đà
Phân phổi
Lưu lượng đỉnh lũ (đo đạc)
TT, Lawyye (6
Que | Ques | Thời | Moos, | Qua | Thời | Mùa | Mùa
oni) (mÙ)| gian (/RmS|(mƯ9| giản | 10 | eg
TO) SuốiSập | HH0 | 365 [299/62 901 | 063 |2W60|71A| 281
"Nguồn: Trung tâm khí tượng thủy văn quốc gia
2.147 I/s/kmẺ; tại Nam Chiến là 2.048 Vs/km? và tại Nam Mu là 1.534 I/s/km” Trên đồng chỉnh mô dun dinh fi cũng rất lớn: ti Lai Châu là 428 Usk? (VIUI945), tại Tạ Bú là 494 I/s/kmỶ (VIII/1996) và tại Hòa Binh là 454 l/s/km” (VIW/1964) Tại Lai Chau,
27,5 m (VIIU/1945), cao nhất ở Vi biến độ lũ lớn nhất đạt t
ật rên eu vực sông Đà
“Trên sông Đà định i năm biển động không lớn: lưu lượng định lũ lớn nhất lớn cắp 2
lần lưu lượng lớn nhất TBNN; gắp 3,5 ~ 4.8 lần lưu lượng đình lũ của năm lũ nhỏ Sự
biến động nhiễu năm của quá trình đình lũ năm khá phức tạp, không có chu kỳ rõ rệtSong có biểu hiện sự luân phiên nhóm năm lũ lớn và nhóm năm lũ nhỏ Pha những. năm lũ lớn thường ngắn, kéo dài 3 — 9 năm, pha những năm lũ nhỏ kéo dai hơn, từ 5 —
15 năm,
24
Trang 33Lũ lớn trên sông Đà không nhiễu, số năm có đình lũ năm lớn hơn định Ii TBNN chỉ chiếm khoảng 40 % Định lũ năm của sông Đà thường xuất hiện từ 10/VHI ~ 21/VIIL Dinh là lớn nhất năm xuất hiện từ tháng VI — X, tháng VII có tin suất lớn nhất, đạt 30 — 36 %4, Binh lũ lớn nhất năm tập trung vào 2 tháng VI, VI, với tin suắt 77 ~ 90 %: 2.2.3.1 Mica gây lũ lớm
Mus gây 0 lớn trên lưu vục sông Da thường bao gm một số đợt mưa (ừ 1 đến 3 do) Tuy abn, cũng cổ những trận chỉ có một đợt với mưa lớn tập trung trong 2 ~ 3 ngàyhình thành 1 lớn
mưa kế tiếp nhau do hoạt động liên tiếp của nhiều
lồng bộ trên cả hệ thông sông Có trận mưa bao gồm tới 3 ~ 4 đợt
inh thé thời , trong đó, giữa các,dot mưa lớn là thời kỳ mưa nhỏ hoặc không mưa kéo dai vai giờ đến hơn một ngày.
Các trận mưa gây lälớn thường có một đến vả tâm mưa, tâm mưa lớn thường ở sườn tây day Hoàng Liên Sơn với lượng mưa ở vùng rung tâm lên tối 300 ~ 500 mm thy từng tận Vùng mưa lớn ở mỗi trận thường bao trùm một điện rộng, từ 100 ~ 200 km* 1000 - 2000 kmỄ Phin trung ~ thượng nguồn sông Đà thườnlý có lượng mưa đạt
1 100 300 mm, 66 khi tới 400 mm, như các trận mưa thắng VI các năm 1986, 2001
và thing VIII các năm 1969, 1971, 1983, 1996, Như vậy nếu xây ra mưa đều khắp trên lưu vực sông Đà với lượng mưa 200 ~ 300 mm, th sẽ xây ra lũ lớn với lưu lượng lớn nhất đến hỗ Hòa Bình trên 10.000 mỲ⁄s
Điễn biển mưa theo thời gian tong một trin thường theo một quy luật chung: mưa
tăng di
ngày và lượng mưa ngày lớn nhất tối 100 = 200 mm) rồ li giảm nhanh và ngững lên tới định (với lượng mưa lớn nhất thường tập trung trong 1 ngày, có khi 2
hắn Do sự phân bố mưa trận như vậy đã tạo cho nhánh lũ lên và xuống có dạng dốc.
đứng gin cân đổi thường gặp ở các sông miễn nit
2.2.3.2 Những trận mưa lớn gây lũ đặc biệt lớn trên sông Đà
“Trong gin 4 thập ki qua, trên sông Da đã có 5 trận lũ đặc biệt lớn với lưu lượng định lũ trên 14.500 m'/s (VIU/1964 VIIU1969, VIIU/1971, VIIU1996, VIIU2002) Loại hình
thể thời tiết đặc trưng gây ra mưa lớn kéo đài hình thành các trận lũ đặc biệt lớn có 3
đặc điểm nỗi bật sau:
25
Trang 34~ Luôn cónh thé synop chủ đạo cho mỗi thời kỳ, ví dụ như bão, dai hội tụ nhiệt đổi,rãnh thấp trong trận lũ VIHLI969; rãnh thấp, dải hội tụ nhiệt đổi ong trận lũVII/I971
- Mỗi hình thể synop chủ đạo lại thường phối hợp với 1 hoặc 2 bình thé khác, ví dụ
rãnh thắp bị nén bởi không khí lạnh, dải hội tụ nhiệt đới có không khí lạnh tác động.
i hình thé thời tiết hoạt động kế tiếp nhau iên tục, ình thé này suy yêu đi thì hình
thé khác hình thành mạnh lên thay thể
La lớn và đặc biệt lớn trên sông Đã đã hình thành do hoạt động liên tgp của một số hình thể thời tết gây ra những đợt mưa lớn kéo dài nhiễu ngày, bao trầm hẳu khắp lưu mi gây ra mưa
vực Chỉ có hoạt động liên tiếp cùng tổ hợp của cá hình thể thlớn dẫn tới lũ đặc biệt lớn
Lũ lớn trên sông Đà thưởng tập trung nhanh và không đồng bộ trên các lưu vực sông.
nhánh: giữa lưu vực bên phải và bên trái của ông chính Có một số trường hợp, trên thượng nguồn các sông không có lũ, nhưng ở hạ lưu sông chính và các sông nhánhvùng hỗ vẫn có là lớn, Điễn hình là trận là thắng X/2007 gây 10 đặc biệt lớn với đồng chảy đến hồ là 14.500 mvs, trong khi lĩ ở Tạ Ba lại ở mức nhỏ với lưu lượng đỉnh lũ
là2700 mvs
‘Ba số những trận lũ lớn đều là những trận lũ kép, phúc tạp, thường gồm 2 ~ 3 đợt lĩ với các đình tăng din, Số lũ đơn chỉ chiếm đưới 1/3 số trận với các nhánh lên, xuống thường dốc đứng và khá din hình cho 1a miễn núi
2.3 Hệ thống hd chứa trên lưu vực
Hiện nay, trên lưu vực sông Đà gồm có các công trình hồ chứa thủy điện lớn Sơn La,
in là hd Lai Châu Hệ thống hồ Ban Chat, Hòa Binh đã hoạt động, trong tương lai
chứa đa mục tiêu này đồng g6p ti trong lớn về sản lượng điện trong bệ thing điện
ấp nước cho hạ “Quốc gia cũng như đông vai trồ quan trọng tham gia ct 10 tiệt
du sông Hồng.
26
Trang 35Hình 22 Sơ đồ hệ thống trên lưu vục sông Dã
“Trong các hi chính thuộc lưu vực sông Đà, hiện ti tuân theo quy trình đơn hỗ và liên
hỗ, Đối với quy tình liên hỗ ( Quyết định Số 1662/QĐ-TTg ngày 17 thing 9 năm,
2015 ) theo đó trên bậc thang sông Đà chi có các hỗ Sơn La, Hòa Bình quy định ràng.
buộc mực nước ứng với các thời kỳ vận hành Như vậy ngoài quy định rang buộc vận
"hành như trên, các hd vận hành được thiết lập trong mô hình HEC-RESSIM sẽ căn cứ: vào rằng buộc đặc trưng mye nước ding bình thường, mục nước chết và lưu lượng
phat điện của các hỗ và số cửa xả mặt và đáy Với các đặc trưng của hồ như sau:
?
Trang 36+hứa Hòa Binh
Hỗ chứa Hỏa Binh được xây dựng trên dòng chính sông Ba phía trên thị xã Hòa Binh, "khánh thành ngày 20/XIU/1994 Hỗ được xây dựng với nhiễu mục đích khác nhau như: phòng lũ hạ du, sản xuất điện, tưới giao thông thủy trong đó có phòng lũ hạ du và sản xuất điện là hai nhiệm vụ chính Hồ có dung tích toàn bộ là 9.450 triệu mỶ với 8 tổ máy có tổng công suất 1920 MW Hỗ Hòa Bình có chi đà
bình thường là 208 km, độ rộng trung bình là 1 km, diện tích mặt hồ à 208 km?
ứng với mục nước dâng
mỗi nhà máy thủy điện:thông số kỹ thuật cơ bản của hỗ và các công trình
Bảng 2-5 Thông số kỹ thuật nhà máy thủy điện Hỏa Bình.
TT THỐNG SỐ DONVT | TRISOT Vimi tỉnh Hoa Bình
2 Diện tích lưu vực km” 317002 Tiếu lượng trung bình năm, Qo ms 1800
3 Mie nước đăng bình thường m Tis
7 Lint lượng dim bảo Q50% as S007 "Lưu lượng lớn nhất qua nhà máy mũ 2400
Trang 37hà máy thủy điện Sơn La được xây dựng trên dòng chính sông Da, lồng hỗ tính từ đập ding tại thị trấn Ít Ong, huyện Mường La (tinh Sơn L4) ngược lên thượng nguồn trải dài hơn 200 km đến tận thị xã Mường Lay (tính Điện Biên)
“Toàn bộ công trình có tổng diện tích khoảng 2.070 ha, mặt đập bê tông có chiều dài 1,2 km, chiều rộng 99 m, dung tích hồ chứa nước đạt 9,26 tỷ mỶ nước, nhiều hơn hồ chứa thủy điện Ha Bình trên 26 tiệu m” nước Công trình gém 6 tổ máy, có công suất lắp máy đạt 2.400MWW, sản lượng điện hing năm đạt trên 19.2 tỷ KW,
Nhiệm vụ chủ yéu của nhà máy là cung cấp nguồn điện năng: góp phần chống lũ trong mùa mưa và cung cắp nước trong mùa kigt cho đồng bằng Bắc Bộ: góp phin thúc đây
phat triển kinh tế - xã hội vùng Tây bắc.
1 thuật eo bản của hồ và các công tỉnh đầu mối nhà máy thủy điện Bảng 2-6 Thông số kỹ thuật nhà máy thủy điện Sơn La
Tr “Thông số pony | Thế
1 Visi Tinh Sơn La
2 Điện tích lưu vực Kmở — | 437603 Lưu lượng bình quân nhiễu năm mặn | 1834 "Mực nước ding bình thường MNDBT m | as
2 Lưu lượng đảm bảo Q90% mặn 650
ụ Lưu lượng lớn nhất qua nhà mi mặn 34384 Cot nước in nhất m 1016
15 Cot nước nhỏ nhất m sr16 Cot nước tính toán m 83.65
29
Trang 38Tr “Thông số Đơn - | Traế
„ “Công suit lắp mấy MW | 240018 Công suất dim bảo mw | so» Số t máy L6
20 Điện lượng trung bình năm ogewn | 1027 + HỖ Bản Chat
Hỗ Ban Chat được xây dựng trên sông Nam Mu Hồ Ban Chat tích nước ho từ ngày 10 thing 12 năm 2011 đến ngày thắng 10 năm 2012 đạt mức nước dâng bình thường Một số thông số kỹ thuật cơ bản của hồ thủy điện Bản Chit
Bảng 2-7 Thông số kỹ thuật nhà máy thủy điện Bản Chit
TT Thong số Đơnbj | Trisé T View Tĩnh Lai Châu7 Điện ích lưu vực kn 19293 Ta lượng rung bình năm, Qo ws 116s
3 "Mực nước dâng bình thường, ” 4057 Công suất Tip may MW 230l8 “Cổng suất đâm bảo MW T47
9 Sốtõmáy ?20 Điện lượng rung bình năm I06kWh | 7807
30
Trang 392.4 Giới thiệu mô hình nghiên cứu.
Luận văn tích hợp sử dụng mô hình HEC-HMS và mô hình HEC-RESSIM để dự báođồng chảy lũ trên lưu vực sông Đà theo sơ đồ dưới đây:
Mô hình
thủy văn.
Hình 2-3 Sơ đỗ nghiên cứu tôm tit
Mô hình HEC-HMS ở đây được áp dụng như một mô hình hệ thống bao gồm các tễu lưu vực được kết nối với các đoạn sông Hệ thống sông Đà đã được xây dựng từ mô hình số hóa độ cao thông qua vi
thông cho HEC-HMS
sit dụng mô hình Hec-Geo HMS để làm đầu vào bệ
31
Trang 40Mô hình thủy văn mưa-dòng chảy HEC-HMS được thi
lưu vực sông đã thành các lưu vục thành phần: dn hồ Lai Chau, Bản Chất và các khu lập dựa trên căn cứ phân chia
giữa đến hồ Sơn La, khu giữa đến hd Hòa Binh,
Mô hình thủy văn vận hành HEC-RESSIM được thiết lập vận hành cho các hỒ chứa
Lai Châu, Bản Chi ơn La và Hòa Bình Các thông số về mỗi quan hệ đặc trưng lòng hồ, thông số nhà máy thủy điện và các quy định duy tì mực nước hỗ ti các hời điểm quy định trong Quy trình vận bành liên hỗ chứa và biên lưu lượng sẽ là đầu vào
lập thiết lập mô hình vận hành hỗ HEC-RESSIM cho lưu vực sông Đà.
2.4.1 Mô hình HEC-HMS
Mô hình HEC là sản phẩm của tập thể các kỹ s thuỷ văn thuộc quân đội Hoa Kỳ. HEC-1 đã góp phần quan trong trong việc tinh toán đồng chiy lũ tại những con sông nhỏ không có tram đo lưu lượng Tính cho đến thời điểm này, da cổ không ít đề ti nghiên cứu khả năng ứng dụng thực tế Tuy nhiên, HEC-1 được viết từ những năm 1968- chạy trong môi trường DOS, số liệu nhập không thuận tiện, kết quả in ra khó theo dồi Hơn nữa, đối với những người không hiểu sâu về chương trình kiểu Format thường rất lúng túng trong việc tuy xuất kết quả mô hì
công Do vậy, HEC-HMS là một giải pháp, nó được viết để "chạy trong môi trường *u hành rất quen thuộc với mọi người Phiên bản đầu iên cia
HEC-của HEC- HMS là version 3.5Windows - hệ đ
HMMS là version 2.0, hiện nay phiên bản mới nt
Phin mềm bao gồm; giao hoa, các thành phần phân tích thủy văn, lưu trừ số liệu, các công cụ quản lý và các bản ghỉ Chương trình đã kết hợp các ngôn ngữ lập
trình C, CC va Fortran, Phương tiện tính toán và giao diện dé họa được lập trình theohướng đối tượng C°” Các thuật toán thủy văn được viết bing Fortran va được tổ chức
Mặc đủ đã được kết hop trong một chương trinh nhưng vẫn có sự tách biệt rỡ ring
giữa giao điện, công cụ tinh toán và lưu trữ số liệu
Mô phỏng các thành phan lưu vực.
32