Thuỷ điện Sập Việt - TKKT Nghiên cứu khí tượng thủy văn MỤC LỤC CHƯƠNG 1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN CỦA LƯU VỰC CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN Chi nhánh TV1-SDCC Trang 1 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT Nghiên cứu khí tượng thủy văn Chương 1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN CỦA LƯU VỰC 1.1 Vị trí địa lý Tuyến đập đầu mối công trình thủy điện Sập Việt được dự kiến xây dựng trên suối Sập thuộc xã Sập Vạt, huyện Yên Châu, tỉnh Sơn La. Tuyến đầu mối công trình thủy điện Sập Việt nằm cách thị trấn Yên Châu khoảng 5km về phía Tây. Suối Sập bắt nguồn từ núi Pa Khom cao gần 2000m nằm ở biên giới Việt Lào thuộc huyện Mộc Châu tỉnh Sơn La chảy qua địa phận 3 xã Chiềng Tương, Lóng Phiêng và Tú Nang. Suối Sập là nhánh sông cấp I bờ phải của sông Đà. Từ nguồn về sông chảy theo hướng chính Đông Nam – Tây Bắc và đoạn hạ lưu chuyển hướng Tây Nam - Đông Bắc và đổ vào Sông Đà tại địa phận xã Tạ Khoa huyện Bắc Yên tỉnh Sơn La. Lưu vực Suối Sập tiếp giáp về phía Bắc với lưu vực sông Suối Nậm Pàn, phía Nam giáp các lưu vực nhỏ thuộc sông Mã, phía Đông giáp với dòng chính sông Đà, phía Tây giáp với biên giới Việt - Lào. Công trình thủy điện Sập Việt dự kiến lắp máy với công suất khoảng 21 MW, hàng năm cung cấp cho lưới điện Quốc gia gần 80 triệu Kwh điện năng. Dự án thủy điện Sập Việt có tọa độ địa lý vào khoảng: - Toạ độ ví trí tuyến đập: 104020’52’’ kinh độ Đông, 21004’04’’ vĩ độ Bắc. - Toạ độ ví trí nhà máy: 104021’55’’ kinh độ Đông, 21005’30’’ vĩ độ Bắc. Vị trí công trình khu vực nghiên cứu xem hình 1. - báo cáo này. 1.2 Các đặc trưng hình thái của lưu vực Lưu vực sông có dạng hình nan quạt trải dài từ Tây sang Đông. Lũng sông cắt sâu lòng sông tương đối dốc, nhiều ghềnh thác. Địa hình lưu vực khá phức tạp, là địa hình vùng núi cao, bị chia cắt mạnh, hai bên bờ dốc đứng, lòng suối uốn khúc mạnh. Độ cao trung bình lưu vực tính đến tuyến đập khoảng 820m. Vùng tuyến đập và khu vực nhà máy dự kiến có xuất hiện dòng chảy lòng suối có nhiều đoạn chảy xiết, xoáy cuộn, thác cao, gập ghềnh là nơi có tiềm năng lớn để khai thác năng lượng thuỷ điện từ cột nước địa hình. Cao độ tại vị trí tuyến đập khoảng là 230 m và thấp dần tới cửa sông ở cao độ khoảng 190÷200 m Các đặc trưng địa lý thuỷ văn, đặc trưng hình thái lưu vực suối Sập tính đến các vị trí tuyến công trình được xác định trên bình đồ 1:50.000. Kết quả như trong bảng 1.1. Chi nhánh TV1-SDCC Trang 2 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT Nghiên cứu khí tượng thủy văn Bảng 1.1. Các đặc trưng địa lý thuỷ văn tại lưu vực và tại các tuyến công trình 1.3 Tuyến F (km2) Ls (km) D (km/km2) Htb (m) Js (%o) JLV (%) Tuyến Đập 1136 74.1 0.48 820 38.0 34.5 Tuyến NM 1203 79.2 0.48 820 48.0 34.5 Lớp phủ thổ nhưỡng Đất đai trên lưu vực chủ yếu là đất đá trên các vùng núi cao bao gồm nhiều loại đất khác nhau như đất phù sa sông suối phân bố ở các thung lũng sông, đất xám bạc màu, thành phần cơ lý nhẹ dễ bị rửa trôi và xói mòn, đất đỏ vàng, nâu vàng, nâu đen phân bố ở nhiều nơi, nhất là các vùng núi cao. Đất có độ mùn cao là điều kiện thuận lợi cho thảm thực vật phát triển. Địa mạo khu vực đặc trưng bởi hai dạng địa hình là tích tụ và bóc mòn, trong đó dạng địa hình bóc mòn là chủ yếu. Dạng địa hình bóc mòn phát triển trên các sườn núi, kết quả của một quá trình bào mòn chủ yếu theo chiều thẳng đứng. Điều này xảy ra ở những khu vực có thảm thực vật thưa thớt. Do thảm thực vật phủ mỏng và các sườn đều có độ dốc lớn nên tồn tại lớp phủ pha tàn tích, đây là sản phẩm của quá trình phong hoá đá gốc. Bề mặt của lưu vực với tầng phủ khá dày được cấu tạo bởi đất đá phong hoá mạnh gồm granitbiôtit, đất á sét lẫn dăm sạn. 1.4 Lớp phủ thực vật Lớp phủ thực vật ở trên lưu vực đa dạng về thành phần, phong phú về số lượng thực vật chủ yếu là rừng rậm nhiệt đới cây lá xanh quanh năm ở thượng nguồn lưu vực, càng về trung hạ lưu rừng rậm được thay thế bởi rừng thưa, rừng bụi rậm xen kẽn rừng trồng, vườn cây ăn quả, ruộng lúa của dân. Chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa và một phần khí hậu ôn đới ở độ cao trên 1000m đã tạo ra trên lưu vực một thảm thực vật đa dạng, rừng cây nhiệt đới có xen một số cây ôn đới như bạch dương, thông, sa mu cùng với nhiều loại dược thảo quý mọc ở tầng dưới. Tầng thảm phủ thực vật trên lưu vực là tương đối tốt. Thảm phủ thực vật khu vực dự án có thể chia thành 5 dạng chính: dạng rừng kín lá rộng, rừng hỗn giao, rừng lá kim, rừng cây gỗ lùn và dạng cây bụi trảng cỏ. Rừng cây lá kim thường ở độ cao trên 2500m, từ 1700÷2500m là rừng hỗn giao nhưng chủ yếu là cây lá kim, từ 800÷1700 m là rừng hỗn giao nhưng chủ yếu là cây lá rộng. Dưới 800 m là rừng cây lá rộng, rừng cây gỗ lùn, cây bụi trảng cỏ. Cây gỗ lùn và cây bụi còn mọc ở những đỉnh núi đá hoặc ở những khu rừng khoanh nuôi tái sinh. Hệ thực vật trong vùng khá phong phú, có hơn 950 loài thuộc 500 chi và 100 họ thuộc 5 ngành bao gồm thực vật nhiệt đới, thực vật á nhiệt đới và thực vật ôn đới. Chi nhánh TV1-SDCC Trang 3 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT Nghiên cứu khí tượng thủy văn Rừng trong lưu vực chủ yếu là rừng nghèo, trữ lượng gỗ trung bình dưới 120 m3/ha. Rừng giàu nguyên sinh rất ít, nhưng vẫn là nơi tồn trữ quỹ gien của các loài thực vật quý hiếm bao gồm cả các loại cây gỗ nhóm 1 như gỗ Pơ mu, Hoàng Đàn, gỗ quý nhóm 2 như nghiến, thông 3 lá, đinh. Ngoài ra còn có nhiều loại gỗ có các giá trị khác như Tùng, Dẻ, Sam sao, Dổi, Bách, vầu, nứa, keo... Cây dược liệu có nhiều loại điển hình như Đẳng sâm, Hà thủ ô, Tục đoan, Bách hợp, Thạch bội, ích mẫu, Kim Ngân, Đương quý. Lớp phủ thực vật cùng với các nhân tố tự nhiên khác đã ảnh hưởng đến dao động dòng chảy trong năm: làm giảm đỉnh lũ, tăng dòng chảy mùa kiệt. Song nạn phá rừng ngày một gia tăng nên tỷ lệ rừng trên ngày một thu nhỏ dẫn đến khả năng điều tiết dòng chảy của lưu vực ngày càng giảm. Chi nhánh TV1-SDCC Trang 4 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT Nghiên cứu khí tượng thủy văn Chương 2 ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU 2.1 Mức độ nghiên cứu khí tượng Trên lưu vực nghiên cứu không có các trạm khí tượng và trạm đo mưa tuy nhiên lân cận vùng nghiên cứu có một số trạm đo từ khá sớm như Mộc Châu, Yên Châu... đo từ những năm 1960 – 1961 đến nay và có chất lượng tài liệu tương đối tốt, đáng tin cậy dùng để tính toán. Đây cũng là 2 trạm chủ đạo được sử dụng để tính toán các yếu tố khí tượng. Ngoài ra, gần lưu vực nghiên cứu còn có một số trạm khí tượng, trạm đo mưa và trạm thuỷ văn cấp 1 có đo các yếu tố khí tượng như trạm Chiềng Khoa, Vạn Yên, Thác Mộc... Mức độ nghiên cứu khí tượng của khu vực được trình bày trong bảng 2.1, bản đồ lưu vực, lưới trạm khí tượng thuỷ văn được vẽ ở hình 1 - Phụ lục. Bảng 2.1. Các trạm quan trắc mưa một số yếu tố khí tượng TT Tên trạm Yếu tố đo Thời gian đo 1 Yên Châu Khí tượng (X, U, V, T, Z...) 1960 đến nay 2 Mộc Châu Khí tượng (X, U, V, T, Z...) 1960 đến nay 3 Chiềng Khoa Mưa (X) 1960 đến nay 4 Thác Mộc Mưa (X) 1959 – 1981 5 Vạn Yên Mưa (X) 1960 đến nay Trong đó: X là mưa, U là độ ẩm không khí, V là tốc độ gió, T là nhiệt độ không khí, Z là bốc hơi. 2.2 Đặc điểm chung Khu vực công trình nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa đông lạnh và khô, mùa hè nóng và mưa nhiều. Chế độ gió trên lưu vực suối Suối sập thể hiện sự tương phản rõ rệt giữa hai mùa: Mùa đông trùng với mùa gió mùa Đông Bắc, kéo dài từ tháng X đến tháng III năm sau, có thời tiết lạnh, khô và ít mưa, do ảnh hưởng của gió mùa Châu Á chuyển động từ phía Bắc xuống. Mùa hè trùng với gió mùa Tây Nam, kéo dài từ tháng V đến tháng IX, có thời tiết nóng ẩm và mưa nhiều. Gió mùa đã gây ra những nhiễu loạn đặc sắc trong khí hậu của khu vực. Đặc điểm nổi bật nhất là sự hạ thấp của nền nhiệt độ vào mùa đông. Tuy nhiên, sự hạ thấp của nền nhiệt độ vào mùa đông và sự liên quan với nó là sự tăng biên độ nhiệt năm có nguyên nhân chủ yếu không phải chuyển động biểu kiến của mặt trời mà là sự can thiệp của yếu tố độ cao địa Chi nhánh TV1-SDCC Trang 5 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT Nghiên cứu khí tượng thủy văn hình. Cho nên, mùa lạnh có tính chất ổn định và khô rất đặc trưng cho khí hậu gió mùa. Trên thực tế, mùa khô chỉ kéo dài 5 tháng từ tháng XI đến tháng IV năm sau. Tháng V là tháng giao thời. Mùa mưa bắt đầu từ tháng VI đến tháng X, lượng mưa lớn nhất thường xảy ra vào tháng VII và VIII. Đây là các tháng nắng nóng mưa nhiều, có gió bão lớn. Trong mùa mưa, do gió mùa Tây Nam thổi từ Ấn Độ Dương tới và gió Đông Nam thổi từ biển Đông vào đất liền, tạo nên những đợt gió xoáy nhiệt đới, gây ra những trận mưa bão lớn. 2.3 Các đặc trưng khí tượng 2.3.1 Nhiệt độ không khí Nhiệt độ không khí trung bình nhiều năm trên suối Nậm Sập nói chung và suối Sập nói riêng dao động từ 18 o ÷ 20oC. Địa hình càng lên cao nhiệt độ càng giảm, có thể hạ thấp tới 14.5 oC. Nhiệt độ cao nhất thường xuất hiện vào các tháng IV, V, có thể lên tới 40.5oC và thấp nhất thường xuất hiện vào các tháng I và tháng XII, khoảng 2oC. Đặc trưng nhiệt độ không khí trung bình hàng tháng lấy theo trạm Yên Châu được thể hiện ở trong bảng 2.2. Bảng 2.2. Nhiệt độ không khí trung bình (oC) ĐT I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Ttb 16.4 18.7 22.2 25.2 26.7 27.1 27 26.7 25.3 23.0 19.8 16.6 22.9 Tmax 34.5 37.2 38.9 40.4 41.1 39.5 38.9 37.6 37.6 36.6 35.4 34.4 41.1 Tmin -1.5 3.5 5.3 9.2 15.7 16 18.3 20.3 14.9 8.8 3.7 -0.4 -1.5 2.3.2 Độ ẩm không khí Độ ẩm tương đối trung bình tháng trong mùa mưa (tháng V÷IX) thay đổi từ 85.0 ÷ 86.0%, có khi độ ẩm bình quân tháng lên rên 90%, trong mùa khô thay đổi từ 73.0 ÷ 77.0%. Bảng 2.3 là giá trị độ ẩm tương đối trung bình hàng tháng tại lưu vực nghiên cứu được lấy theo trạm Yên Châu. Bảng 2.3. Độ ẩm không khí tương đối (%) Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Sơn La 79 76 73 75 78 84 85 87 85 83 81 80 80 Phù Yên 81 80 79 80 79 80 81 85 85 83 82 81 81 Cò Nòi 80 76 73 74 78 84 85 87 84 82 80 80 80 Yên Châu 77 75 73 75 77 82 84 86 85 83 81 78 80 2.3.3 Chế độ mưa Mưa trên lưu vực chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của trung tâm mưa lớn ở thượng nguồn sông Đà. Sự hình thành vùng mưa lớn này có quan hệ trực tiếp với luồng gió phía Tây trong mùa hạ. Khi luồng gió này phát triển mạnh theo rìa phía Tây Nam của áp thấp Hoa Nam vượt qua các dãy núi và cao nguyên thượng Lào tràn tới miền Bắc, tuy ở tầng thấp mức độ biến tính khá cao, nhưng Chi nhánh TV1-SDCC Trang 6 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT Nghiên cứu khí tượng thủy văn khả năng gây mưa lớn còn rất phong phú. Lượng mưa trung bình tháng biến đổi theo những qui luật nhất định. Trong năm mưa phân ra làm hai mùa rõ rệt, mùa mưa bắt đầu vào tháng V kết thúc vào tháng IX, mùa khô kéo dài tháng X đến tháng IV năm sau. Lượng mưa trong mùa mưa chiếm khoảng (75 ÷ 80)% tổng lượng mưa năm. Mưa lớn thường xảy ra vào các tháng VI, VII, VIII với lượng mưa mỗi tháng đều lớn hơn 200mm. Lượng mưa trong các tháng mùa khô chỉ chiếm (20 ÷ 25)% tổng lượng mưa năm, tháng có lượng mưa nhỏ nhất năm là tháng XII, tháng I với lượng mưa trung bình các tháng này không quá 20mm. * Tính lượng mưa bình quân lưu vực nghiên cứu: - Tính theo phương pháp bản đồ đẳng trị mưa năm: Từ bản đồ lưới trạm thuỷ văn (hình 2 – Báo cáo) xác định mưa năm trên lưu vực theo công thức: n = Xo ∑ X i fi i =1 F LV (2-1) Trong đó: Xi : là giá trị mưa trung bình của hai đường đẳng trị mưa kề nhau fi : là diện tích bộ phận giữa hai đường đẳng trị mưa kề nhau Xlv: là lượng mưa trung bình lưu vực Flv : là diện tích lưu vực. Lượng mưa trung bình lưu vực tính đến tuyến công trình xác định theo công thức (2-1) là: XoSập Việt = 1400 mm; XoThác Mộc = 1560 mm - Phương pháp đa giác Thiesson n X= ∑ fi .x i i=1 n ( ∑ fi = F) i=1 (2-2) Trong đó: fi là phần diện tích ảnh hưởng của trạm Xi Phương pháp này được dùng để tính toán mưa năm cho lưu vực tuyến trạm Thác Mộc, và tuyến công trình với 3 trạm mưa Mộc Châu, Yên Châu và Thác Mộc: XoSập Việt = 1465 mm XoThác Mộc = 1590 mm * Lựa chọn kết quả tính toán: Chi nhánh TV1-SDCC Trang 7 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT Nghiên cứu khí tượng thủy văn Qua phân tích thấy rằng: - Phương pháp đa giác Thiesson chính xác hơn phương pháp bình quân số học do có xét đến yếu tố diện tích, xong chỉ áp dụng cho các lưu vực có diện tích khống chế lớn. - Phương pháp bản đồ đẳng trị mưa năm là chính xác hơn cả do có xét tới yếu tố địa hình và xu thế biến đổi của mưa năm. Bản đồ đẳng trị xem hình 1 - Phụ lục thuỷ văn. Từ những phân tích trên, chọn kết quả tính mưa lưu vực theo phương pháp bản đồ đẳng trị mưa năm. Kết quả tính chuẩn mưa năm đến các vị trí tuyến công trình: XoSập Việt = 1400mm; XoThác Mộc = 1560 mm Phân phối lượng mưa tháng tại lưu vực công trình được tính theo phân phối mưa trung bình nhiều năm hai trạm (trạm Mộc Châu và trạm Sơn La); kết quả ghi trong bảng 2.4. Bảng 2.4 Lượng mưa trung bình tháng tại lưu vực Sập Việt (mm) Tháng I II III IV V VI XoSậP VIệT (mm) 16.8 24.2 41.8 100.3 171.9 221.3 Tháng VII VIII IX X XI XII Năm XoSậP VIệT (mm) 244.1 269.7 180.0 87.3 33.4 13.6 1400 Chi nhánh TV1-SDCC Trang 8 103 ° 00' Mêng ¶ng ViÖt nam Pa Ma i N. Khoa 103 ° 30' B¶n Kh¸ NËm Ty 1237 Lµo Sèp Cép Pha §in 1400 S«ng M· NËm C«ng NËm Ty N. HÐt ThuËn Ch©u s¬n la 1200 u Pan 104 ° 00' Huæi T¹o SÇm Na NËm Bó D·y nó iP X· Lµ B¶n MÐ 1400 Mêng HÐt 1600 NËm Pan N. Sam S«ng M· Xiªng Kho S«ng C¶ Lµo ViÖt nam Mai S¬n NËm Pµn 5 T¹ Bó S«ng §µ SÇm T¬ Viªng Xay To bu«ng Yªn Ch©u SËp ViÖt S«ng C¶ Sèp Bun 104 ° 30' ChiÒng Ve 1632 th¸c méc Mêng L¸t D·y nói P ï Bo Mêng soi 1180 ChiÒ ng pan Suèi Theo Méc Ch©u Phï Yªn g S«ng Lu«n S«ng Lß km.22 Bao La QuÕ phong 105 ° 00' TV.Mêng Hinh B¶n U«n Xu©n Nha 2 Xu©n Nha 3 Km.46 Chßm HËu Xu©n Nha 1 Suèi Kho¸ng g BÊt Mät Quú ch©u Hua Na 3 Pï Pin Hua Na 4 B¸ Thíc CÈm Thµnh CÈm Thñy b¸i thîng Thèng NhÊt Giµng Th¹ch Thµnh nho quan Yªn §Þnh lý nh©n Xu©n Kh¸nh Phóc Do hµ néi L¹c S¬n §iÒn L Th¹ch Qu¶ng Vô B¶n S«ng §¸ y hµ ®«ng s¬n t©y ° 30' Xu©n Cao Xu©n ThîngCæ §Þnh VÖit tr× §¸y Cam Ngäc S«ng P hã 105 h×nh 1. B¶n ®å líi tr¹m thuû v¨n Lu vùc s«ng m· vµ l©n cËn Cöa §¹t TV.Håi Xu©n Trung H¹ Phó LÖ Mai Ch©u§Þch Gi¸o hoµ b×nh Vô Quang Lang Ch¸nh 1761 phó thä S«ng Hå n S«ng L« tuyªn quang S«ng ¢m 1920' ° Pï NhÝ yªn b¸i S«ng Ch¶ y ëi S«ng B 1940' ° B¶n Yªn §iÖn Biªn Mï Cang Ch¶i 1800 thanh ho¸ Ho»ng Ho¸ ninh b×nh y S«ng §¸ 2000' ° 2020' ° N.Na Mêng Pån TuÇn Gi¸o B¶n S¸ng 1800 2040' ° 2100' ° 20' 21 ° NËm Ma 2140' ° Quúnh Nhai NËm Ban Chi nhánh TV1-SDCC Cöa Héi SÇm S¬n Hµ Trung ° 00' L¹ch Trêng nam ®Þnh 106 hng yªn S«ng §uèng TuyÕn c«ng tr×nh Tr¹m ®o lu lîng ®ang ho¹t ®éng Tr¹m ®o lu lîng ngõng ho¹t ®éng Tr¹m ®o mùc níc ®ang ho¹t ®éng Tr¹m ®o mùc níc ngõng ho¹t ®éng Tr¹m khÝ tîng Tr¹m ®o ma §êng ph©n lu §êng biªn giíi §êng ®¼ng trÞ ma (mm) ghi chó: g S«ng Hån 2000 2200' ° 1400 th¸i b×nh Thuỷ điện Sập Việt - TKKT Nghiên cứu khí tượng thủy văn hu S«ng C Trang 9 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT Nghiên cứu khí tượng thủy văn * Lượng mưa 1 ngày lớn nhất ứng với các tần suất thiết kế Lượng mưa 1 ngày lớn nhất ứng với các tần suất thiết kế được tính lần lượt cho trạm Mộc Châu theo phương pháp gama 3 thông số. Đường tần suất xem bảng 1 ÷ 3 PL, hình 2 ÷ 4 PL - Phụ lục thuỷ văn. Kết quả chi tiết như sau: Bảng 2.5 Lượng mưa 1 ngày lớn nhất ứng với các tần suất thiết kế Trạm mưa 0.2% 0.5% 1.0% 1.5% 5.0% 10.0% Mộc Châu 306.7 268.2 244.5 235.3 190.5 167.1 2.3.4 Chế độ gió Do ảnh hưởng của địa hình, hướng gió thịnh hành chung cho toàn lưu vực là hướng Tây và Tây Nam. Trong năm có hai mùa gió chính: Gió mùa Đông từ tháng XI đến tháng III năm sau với gió thịnh hành là gió mùa Đông Bắc mang không khí lạnh và khô, gió mùa hè với hướng gió thịnh hành Tây Nam xuất hiện từ tháng IV tới tháng X. Hướng và tần suất gió của trạm Sơn La, Yên Châu đại diện cho khu vực như sau Tốc độ gió trung bình ít thay đổi theo tháng và theo mùa nhưng do ảnh hưởng của địa hình, tốc độ gió có giảm đi và hướng cũng có thay đổi khác nhau. Nhìn chung tốc độ gió mùa khô lớn hơn tốc độ gió mùa mưa. Tốc độ gió lớn nhất các hướng ứng với tần suất thiết kế được tính theo trạm Yên Châu. Kết quả ghi ở bảng 2.6. Bảng 2.6. Tốc độ gió lớn nhất ứng với các tần suất thiết kế Tần suất N NE E SE S SW W NW VHướng P = 2% 22.8 36.2 28.4 28.0 19.6 26.0 31.7 28.9 39.0 P = 4% 18.9 30.4 25.5 24.0 16.1 23.1 28.3 24.1 34.3 P = 50% 3.57 7.77 14.0 7.01 2.00 9.31 14.8 5.11 15.8 2.3.5 Bốc hơi Theo tài liệu đo bốc hơi ống piche ở trạm Yên Châu, Mộc Châu, cho thấy lượng bốc hơi trong khu vực biến đổi không lớn. Tổng lượng bốc hơi năm tại Mộc Châu là 862mm và Yên Châu là 1331mm. Lượng bốc hơi lưu vực công trình nghiên cứu lấy bằng trung bình bốc hơi của trạm Mộc Châu với Z picheTB = 996.5 mm. Từ số liệu bốc hơi piche trong vườn và bốc hơi chậu GGI-3000 trên bè ở hồ Ba Bể và suối Hai, xác định được hệ số hiệu chỉnh giữa bốc hơi piche và chậu K1 = 1.35. Hệ số hiệu chỉnh do độ sâu (K 2 = 1.26), hệ số hiệu chỉnh cường độ bay hơi (K 3 = 0.92) và hệ số hiệu chỉnh độ che khuất lòng hồ (K 4 = 0.8). Mượn hệ số này để xác định lượng bốc hơi mặt nước các hồ chứa thuỷ điện nghiên cứu Zmn= Zp.K1.K2.K3.K4 = 1247.6mm. - Lượng bốc hơi lưu vực được tính theo phương trình cân bằng nước: Chi nhánh TV1-SDCC Trang 10 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT Nghiên cứu khí tượng thủy văn ZLV = Xo - Yo = 783.7 mm, trong đó Yo = 616.3 mm - Lượng tổn thất bốc hơi lưu vực do có hồ ∆Z= Zmn - ZLV = 463.9 mm/năm Phân phối tổn thất bốc hơi sau khi có hồ được trình bày trong bảng 2.7. Bảng 2.7. Tổn thất bốc hơi tại tuyến công trình (mm) Đặc trưng I II III IV V VI ∆Z 37.7 43.0 58.2 55.7 52.2 36.5 Đặc trưng VII VIII IX X XI XII Năm ∆Z 31.7 28.2 27.5 29.9 30.4 32.7 463.9 Chi nhánh TV1-SDCC Trang 11 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT Nghiên cứu khí tượng thủy văn Chương 3 TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TRƯNG THUỶ VĂN THIẾT KẾ 3.1 Mức độ nghiên cứu thủy văn Ở lân cận lưu vực có rất ít trạm quan trắc thuỷ văn, trạm gần nhất là trạm Thác Mộc quan trắc lưu lượng từ năm 1959 - 1981. Đến nay trạm đã dừng hoạt động, tuy nhiên, đây cũng là cơ sở quan trọng sử dụng để tính toán các đặc trưng dòng chảy tại tuyến công trình. Chất lượng tài liệu quan trắc tại trạm nói chung đều tốt, đảm bảo độ tin cậy. Ngoài ra lân cận lưu vực còn có một số trạm thủy văn khác như trạm Chò Lồng, Bản Cuốn tuy nhiên thời gian quan trắc của những trạm này đều ngắn. Các trạm khí tượng thủy văn lân cận lưu vực Suối Sập cùng với các yếu tố quan trắc được trình bày trong bảng dưới đây. Bảng 3.1 Các trạm thủy văn lân cận khu vực nghiên cứu TT Trạm thủy văn Sông Tọa độ Kinh độ Vĩ độ 1 Thác Mộc Suối Sập 104033' 20052' 405 1959 -1981 H,Q 2 Suối Ty Suối Ty 103036’ 21010’ 744 1964 -1981 H,Q 3 Bản Cuốn Suối Cuốn 103051’ 21015’ 60 1965 - 1971 H,Q 4 Chò Lồng Suối Pàn 104013’ 21000’ 92.4 1966 Q 5 Phiêng Hiềng Suối Sập - - 263 1961-1976 Q,H,ρ Sơ đồ lưới trạm thủy văn của khu vực nghiên cứu xem hình 1 - Phụ lục. 3.2 Dòng chảy năm Theo mức độ nghiên cứu thủy văn, lưu vực nghiên cứu không có trạm quan trắc các yếu tố thuỷ văn - thuộc loại không có tài liệu. Vì vậy, việc tính toán dòng chảy năm sử dụng phương pháp lưu vực tương tự và một số công thức kinh nghiệm để tính toán so chọn tìm ra kết quả phù hợp nhất. 3.2.1 Phương pháp tính toán Việc tính toán dòng chảy năm tại tuyến công trình được tính toán theo các phương pháp sau: Chi nhánh TV1-SDCC Trang 12 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT Nghiên cứu khí tượng thủy văn a. Phương pháp 1: Phương pháp lưu vực tương tự: Dòng chảy năm tại các tuyến công trình được tính chuyển từ lưu lượng trạm thuỷ văn tương tự tính theo công thức: Q CT = FCT X oCT . Qa Fa X (3-1) oa Trong đó: QCT: Lưu lượng tính đến tuyến công trình Qa: Lưu lượng tính đến trạm tương tự FCT: Diện tích lưu vực tính đến tuyến công trình Fa: Diện tích lưu vực tính đến trạm tương tự XoCT: Lượng mưa bình quân lưu vực tính đến tuyến công trình Xoa: Lượng mưa bình quân lưu vực tính đến trạm tương tự Chọn trạm tương tự Thác Mộc: Trạm Thác Mộc được chọn làm trạm tương tự là do đây là trạm thuỷ văn gần nhất lưu vực nghiên cứu nên điều kiện mặt đệm, thảm phủ, địa hình thổ nhưỡng và nguyên nhân hình thành dòng chảy và mưa của lưu vực trạm thuỷ văn và tuyến công trình có thể coi như nhau. Tuy nhiên, trạm Thác Mộc chỉ có tài liệu thực đo 23 năm (1959÷1981). Do đó, cần thiết phải kéo dài tài liệu trạm Thác Mộc từ tài liệu mưa của khu vực kéo dài đến nay. Phương pháp kéo dài tài liệu trạm Thác Mộc: * Phương pháp mô hình TANK sử dụng tài liệu mưa ngày trạm Mộc Châu và bốc hơi trung bình các trạm Mộc Châu để tính toán. Các thông số mô hình được xác định theo tài liệu quan trắc dòng chảy tại Thác Mộc, kết quả thu được hệ số Nash = 90.1%; Thông số mô hình Tank xem bảng 15 – phần phụ lục. Chuẩn dòng chảy năm QoTM = 8.82 m3/s. Từ đó tính được chuẩn dòng chảy năm tại các tuyến nghiên cứu theo công thức (3-1). Kết quả như trong bảng sau: Bảng 3.2 Chuẩn dòng chảy năm tại các tuyến theo trạm tương tự Thác Mộc đã kéo dài theo mô hình TANK Tuyến công trình Thác Mộc Đập Sập Việt NM Sập Việt Qo (m3/s) 8.82 22.16 23.47 Chi nhánh TV1-SDCC Trang 13 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT Nghiên cứu khí tượng thủy văn b. Phương pháp 2: sử dụng công thức kinh nghiệm trong quy phạm QPTL. C6-77. 1 Yo = 1 − 1 + X o Z o X 1 o n n (3-2) Trong đó: Xo: Lượng mưa bình quân lưu vực trung bình nhiều năm Yo: Lớp dòng chảy trung bình nhiều năm Zo: Khả năng bốc hơi lớn nhất của lưu vực (Z o = 1400mm lấy theo vùng núi cao khu vực Tây Bắc) n: Thông số phản ánh địa hình - tính toán thử dần từ lưu vực tương tự (n = 1.32). Kết quả tính toán cho tuyến đập chính công trình Sập Việt là: Q oSVIET= 23.43 (m3/s); QoNM= 24.86 (m3/s).. Kết quả tính toán dòng chảy năm Qo được tổng hợp theo các phương pháp được thể hiện trong bảng sau: Bảng 3.3. Tổng hợp kết quả tính dòng chảy năm theo các phương pháp STT Phương pháp Tuyến CT FLV (km2) Qo (m3/s) Mo (l/s.km2) 1 Mô hình Tank với LVTT Thác Đập Sập Việt 1134 22.16 19.5 NM Sập Việt 1203 23.47 19.5 Đập Sập Việt 1134 23.43 20.7 NM Sập Việt 1203 24.86 20.7 2 3.2.2 Công thức kinh nghiệm C6 - 77 Phân tích lựa chọn kết quả tính toán Từ các phương pháp tính toán dòng chảy trên cho thấy các phương pháp chênh lệch nhau không nhiều. Mỗi phương pháp đều có những ưu nhược điểm nhất định: - Phương pháp 1: Phương pháp này dựa vào tài liệu thực đo của trạm lân cận tại vùng nghiên cứu phản ánh tương đối chính xác tình hình dòng chảy tại khu vực. Trong đó việc kéo dài tài liệu trạm tương tự Thác Mộc theo phương pháp mô hình TANK, sử dụng tài liệu mưa và bốc hơi của các trạm lân cận lưu vực cho kết quả tương đối tin cậy. Chi nhánh TV1-SDCC Trang 14 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT Nghiên cứu khí tượng thủy văn - Phương pháp 2: là phương pháp tính toán dựa trên các công thức kinh nghiệm tổng hợp theo các vùng thuỷ văn nên chỉ dùng để so sánh, tham khảo. Từ những phân tích trên có thể thấy rằng phương pháp lưu vực tương tự sử dụng mô hình TANK để kéo dài dòng chảy có ưu thế hơn cả do phản ánh được đầy đủ điều kiện tự nhiên khu vực tính toán, đồng thời tận dụng được các số liệu thực đo có thể có được của các trạm lân cận. Do đó, “kiến nghị chọn phương pháp tính toán dòng chảy năm theo lưu vực tương tự Thác Mộc (với chuỗi dòng chảy được kéo dài theo mô hình TANK từ mưa, bốc hơi trạm Mộc Châu - thuộc lân cận vùng nghiên cứu)”. Kết quả tính toán dòng chảy năm lưu vực tính toán theo phương pháp chọn được thể hiện trong bảng sau: Bảng 3.4. Các đặc trưng dòng chảy năm lịch tại tuyến công trình Vị trí Qo (m3/s) Cv Cs Q15% (m3/s) Q50% (m3/s) Q85% (m3/s) F (km2) Đập Sập Việt 22.16 0.22 2Cv 27.59 21.76 16.92 1134 Nhà máy Sập Việt 23.47 0.22 2Cv 29.27 23.08 17.95 1203 3.2.3 Phân phối dòng chảy trong năm Trên cơ sở chuỗi dòng chảy năm (1959÷2008) của cụm tuyến công trình Sập Việt, tiến hành phân mùa dòng chảy năm theo chỉ tiêu “vượt trung bình”. Kết quả là mùa lũ bắt đầu từ tháng VI và kết thúc vào tháng X, mùa kiệt từ tháng XI và kết thúc vào tháng V năm sau. Trong mùa kiệt có thời kỳ chuyển tiếp từ mùa kiệt sang mùa lũ là tháng V và từ mùa lũ sang mùa kiệt là tháng XI. Kết quả tính toán phân phối dòng chảy theo chuỗi năm xem chi tiết bảng 11 và 12 phụ lục tính toán thuỷ văn. Bảng đặc trưng dòng chảy mùa như sau: Vị trí Đặc trưng dòng chảy năm TV, mùa QTB (m3/s) WTB (106m3) Tỷ lệ % so với dòng chảy trong năm Đập Sập Việt Năm Mùa lũ (VI ÷ X) Mùa kiệt (XI ÷ V) Mùa g.hạn (XII ÷ IV) 22.30 42.22 8.08 6.14 703.3 554.9 148.4 80.9 100.0 78.9 21.1 11.5 NM Sập Việt Bảng 3.5. Các đặc trưng dòng chảy mùa theo năm TV Năm Mùa lũ (VI ÷ X) Mùa kiệt (XI ÷ V) Mùa g.hạn (XII ÷ IV) 23.66 44.79 8.57 6.51 746.1 588.7 157.4 85.8 100.0 78.9 21.1 11.5 3.2.4 Đường duy trì lưu lượng trung bình ngày đêm Đường duy trì lưu lượng trung bình ngày đêm ứng với các tần suất bảo đảm tại tuyến Sập Việt được xác định theo phương pháp sau: Chi nhánh TV1-SDCC Trang 15 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT Nghiên cứu khí tượng thủy văn - Xây dựng đường duy trì lưu lượng trung bình ngày đêm và lưu lượng trung bình ngày tại trạm thủy văn Thác Mộc thực đo. - Tiến hành xác định đường duy trì lưu lượng trung bình ngày đêm tại các tuyến công trình Sập Việt theo đường duy trì lưu lượng trung bình tháng và hệ số hiệu chỉnh KQp% của trạm Thác Mộc. Bảng 3.6 Đường duy trì lưu lượng trung bình ngày đêm tuyến đập chính Sập Việt No P% QPng(m3/s) No P% QPng(m3/s) 1 0.01 572.6 16 30 20.6 2 0.05 469.4 17 35 17.8 3 1 195.0 18 40 15.0 4 2 144.5 19 45 12.6 5 3 116.7 20 50 10.5 6 4 99.6 21 55 9.0 7 5 86.9 22 60 7.7 8 6 76.7 23 65 6.8 9 7 68.4 24 70 6.2 10 8 61.0 25 75 5.7 11 9 55.8 26 80 5.3 12 10 50.7 27 85 5.12 13 15 35.5 28 90 5.06 14 20 27.6 29 95 4.84 15 25 23.7 30 99.9 1.93 Chi nhánh TV1-SDCC Trang 16 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT Nghiên cứu khí tượng thủy văn Hình 2. 3.3 Lũ thiết kế 3.3.1 Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế Lưu lượng đỉnh lũ tại tuyến Sập Việt được tính theo các phương pháp sau: - Phương pháp triết giảm - Công thức bán kinh nghiệm Xôkôlôpski - Công thức cường độ giới hạn của Alecxayep a. Phương pháp 1: Tính theo công thức triết giảm mô đun đỉnh lũ theo diện tích Q CT F = Q . CT a F a 1−n (3-3) Trong đó: QCT : Lưu lượng tính đến tuyến công trình Qa : Lưu lượng tính đến trạm tương tự FCT : Diện tích lưu vực tính đến tuyến công trình Fa : Diện tích lưu vực tính đến trạm tương tự Chi nhánh TV1-SDCC Trang 17 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT Nghiên cứu khí tượng thủy văn n: hệ số triết giảm, lấy trung bình theo vùng n = 0.4 (Kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả trong và ngoài nước cho các lưu vực nhỏ thuộc vùng Tây Bắc). Trạm tương tự sử dụng để tính toán theo phương pháp triết giảm là trạm thuỷ văn Thác Mộc và Phiêng Hiềng. Kết quả được thể hiện trong bảng sau: Bảng 3.7 Lưu lượng lũ thiết kế theo phương pháp triết giảm Lưu vực tương tự Tuyến CT 0.2% 0.5% 1.0% 3.0% 5.0% 10.0% Thác Mộc TĐ 1024.9 815.3 701.7 537.8 466.9 387.8 NM 1061.9 844.7 727.0 557.2 483.7 401.8 TĐ 1859.3 1622.5 1461.1 1214.7 1095.8 931.7 NM 1926.4 1681.1 1513.8 1258.5 1135.4 965.3 Phiêng Hiềng b. Phương pháp 2: Tính theo công thức bán kinh nghiệm Xôkôlôpski Q maxp = 0.278 . α. (H τp - Ho ) T f. δ .F + Q ng (3-4) Trong đó: Hnp : Lượng mưa ngày thiết kế được lần lượt tính theo lượng mưa một ngày lớn nhất trạm Mộc Châu α(Hτp - Ho): Nhóm tham số biểu thị quan hệ giữa mưa và dòng chảy, lấy theo vùng Tây Bắc: α(Hτp - Ho) = 0.91(Hτp - 22) α: Hệ số dòng chảy lũ Ho: lớp nước tổn thất ban đầu f: Hệ số hình dạng lũ. Chọn hệ số hình dạng lũ f = 0.80 F : Diện tích lưu vực tính đến tuyến công trình δ: Hệ số ao hồ (δ = 1) Qng: lưu lượng cơ bản trong sông trước lúc có lũ, được lấy theo giá trị chuẩn dòng chảy năm Qo T: Thời đoạn mưa tính toán. Tl: Thời gian lũ lên, thời gian lũ lên lấy bằng thời gian truyền lũ. τ Thời gian truyền lũ được tính bằng công thức: = L 3,6V τ Vτ = 0,65 Vmax Vmax: Tốc độ trung bình mặt cắt lớn nhất Vmax = 2.00 m3/s. H τp Chi nhánh TV1-SDCC T = Hnp . 24 (1−n) Trang 18 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT Nghiên cứu khí tượng thủy văn Thay các đặc trưng trên vào công thức tính toán với mưa thiết kế tính theo lựa chọn mưa 1 ngày lớn nhất lần lượt các trạm Yên Châu, Sơn La, Mộc Châu. Kết quả tính toán cho thấy, lưu lượng đỉnh lũ tính theo mưa 1 ngày max trạm Mộc Châu cho kết quả phù hợp hơn cả. Kết quả tính lưu lượng đỉnh lũ thiết kế theo phương pháp Xôkôlôpski sử dụng mưa 1 ngày lớn nhất trạm Mộc Châu trình bày trong bảng sau: Bảng 3.8 Lưu lượng lũ thiết kế theo công thức Xôkôlốpski Tuyến CT 0.2% 0.5% 1.0% 3.0% 5.0% 10.0% Đập chính 3376.2 2915.2 2632.0 2188.8 1985.0 1704.6 NM Sập Việt 3498.0 3020.4 2727.0 2267.8 2056.6 1766.0 Phân tích, lựa chọn kết quả tính toán: Các phương pháp tính toán đều cho kết quả xấp xỉ nhau trừ phương pháp chiết giảm (bởi chuỗi Qmax Thác Mộc, Phiêng Hiềng là ngắn chưa bao gồm lũ lịch sử). Tuy nhiên, qua phân tích thấy rằng đặc điểm dòng chảy lũ tại lưu vực Suối Nậm Sập cũng giống như các lưu vực lân cận khác, nguyên nhân chủ yếu gây ra lũ trên lưu vực là do mưa lớn từ các hình thế thời tiết như bão và áp thấp nhiệt đới. Địa hình vùng tuyến nhỏ hẹp và dốc nên lũ thường xuất hiện đột ngột - đỉnh nhọn có thời gian lũ lên rất nhanh so với thời gian lũ xuống. Mặt khác, lưu vực nghiên cứu có tài liệu thực đo ngắn, nên việc tính toán dòng chảy lũ thiết kế được chọn theo phương pháp tính từ tài liệu mưa là phù hợp hơn cả. Đối với lưu vực có diện tích tính đến tuyến công trình (Flv trên 1000 ÷ 1200km2) như công trình Sập Việt, kiến nghị chọn kết quả tính toán theo phương pháp bán kinh nghiệm Xôkôlốpki. Kết quả trình bày trong bảng sau: Bảng 3.10 Lưu lượng lũ thiết kế (phương án chọn) Tuyến 0.2% 0.5% 1.0% 3.0% 5.0% 10.0% Đập Sập Việt 3376.2 2915.2 2632.0 2188.8 1985.0 1704.6 NM Sập Việt 3498.0 3020.4 2727.0 2267.8 2056.6 1766.0 3.3.2 Tổng lượng lũ thiết kế Xét tương quan tổng lượng thời đoạn và đỉnh lượng của dòng chảy lũ thực đo trạm Thác Mộc nhận thấy quan hệ tương quan khá chặt chẽ (xem hình 3 ÷ 5, bảng 17 - Phụ lục thuỷ văn). Kết quả tổng lượng lũ thiết kế như bảng sau: Bảng 3.11 Tổng lượng lũ thiết kế theo quan hệ Đỉnh - lượng Đặc trưng 0.2% 0.5% 1.0% 3.0% 5.0% 10.0% QP (m3/s) 3376.2 2915.2 2632.0 2188.8 1985.0 1704.6 W1P 201.46 174.03 157.18 130.81 118.68 101.99 Chi nhánh TV1-SDCC Trang 19 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT Nghiên cứu khí tượng thủy văn Đặc trưng 0.2% 0.5% 1.0% 3.0% 5.0% 10.0% W3P 367.0 317.3 286.8 239.0 217.0 186.8 W5P 457.6 395.7 357.8 298.3 271.0 233.4 Tuy nhiên, đối với công trình thủy điện Sập Việt việc xác định tổng lượng lũ thiết kế nên tính toán so sánh theo một vài phương pháp khác nhau. (Do lưu vực có chuỗi số liệu thực đo ngắn, địa hình dốc và trận lũ thường xuất hiện nhanh, bất ngờ). Chúng tôi xét thêm phương pháp xác định Tổng lượng lũ thiết kế được xác định theo trận mưa 1 ngày lớn nhất như sau: Tổng lượng lũ thiết kế tại tuyến công trình được chọn tính theo công thức quy phạm QP.C6-77 từ giá trị mưa ngày thiết kế: WP = 10-3.HP.ϕ.F (106m3) (3-6) Trong đó: WP : Tổng lượng lũ thiết kế HP : Giá trị mưa ngày lớn nhất thiết kế ϕ: Hệ số dòng chảy lũ tra (bảng 4-2 QP C6-77). Chọn ϕ = 0.75 với vùng rừng nguyên sinh, thảm phủ còn tốt. : Diện tích lưu vực tính toán (km2). F Kết quả tính toán trình bày trong bảng sau: Bảng 3.12 Tổng lượng lũ thiết kế từ mưa Wp (106m3) P% 0.2% 0.5% 1% 3% 5% 10% Đập chính Sập Việt 260.8 228.1 208.0 176.5 162.0 142.1 Phương pháp tính toán tổng lượng từ mưa theo trận lũ giả định tương đương với tổng lượng lũ hơn 1 ngày đối với lưu vực tính toán. Tuy nhiên, phương pháp tính này chỉ mang tính kiểm tra, và tham khảo nên kiến nghị chọn tổng lượng lũ thiết kế theo phương pháp quan hệ đỉnh lượng. Kết quả ghi trong bảng 3.11. 3.3.3 Quá trình lũ thiết kế Dùng mô hình lũ điển hình trạm Thác Mộc năm 1962 để tiến hành thu phóng lũ theo hệ số KQ và KW thời đoạn 1,3,5 ngày lớn nhất theo trình tự thiết kế: Quá trình lũ thiết kế tại tuyến công trình được thu phóng theo phương pháp cùng tần suất. Cụ thể như sau: + Thu phóng đỉnh đường quá trình lũ: Qp KQ = Q §h Chi nhánh TV1-SDCC Trang 20 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT Nghiên cứu khí tượng thủy văn Trong đó: Qp: lưu lượng đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế. QĐh: lưu lượng đỉnh lũ của quá trình lũ điển hình. + Thu phóng tung độ trong 1 ngày lớn nhất: K1 = W1p W1§h W1p: tổng lượng lũ 1 ngày lớn nhất ứng với tần suất thiết kế. W1Đh: tổng lượng lũ 1 ngày lớn nhất của trận lũ điển hình. + Thu phóng tung độ còn lại trong 3 ngày lớn nhất: K2 = W3p − W 1p W3§h − W 1§ h W3p: tổng lượng lũ 3 ngày lớn nhất ứng với tần suất thiết kế. W3Đh: tổng lượng lũ 3 ngày lớn nhất của trận lũ điển hình. + Tương tự, có thể thu phóng cho các thời đoạn kế tiếp như sau: Wip − W kp K Wi = Wi§h − W k§ h Kết quả đường quá trình lũ tại tuyến thủy điện Sập Việt xem bảng 18, hình 6 - Phụ lục thủy văn. Tuy vậy, Lưu vực nghiên cứu thuộc lưu vực ít tài liệu nghiên cứu, nên quá trình lũ thiết kế được tính toán kiểm tra và xây dựng trên cơ sở đường quá trình mưa thiết kế, sử dụng phương trình đường công theo công thức (3-7): y =10 −a (1− x ) 2 (3-7) x Trong đó: y : Tung độ của đường quá trình lũ thiết kế x : Hoành độ của đường quá trình lũ thiết kế x= ti tl ti : Thời đoạn lũ tính toán tl : Thời gian lũ lên được xác định theo công thức t = l L 3,6V τ Vt Chi nhánh TV1-SDCC : Vận tốc dòng chảy lũ lớn nhất. Trang 21 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT a Nghiên cứu khí tượng thủy văn : Tham số phụ thuộc vào hệ số hình dạng lũ f Kết quả quá trình lũ thiết kế tại các tuyến công trình Sập Việt được tính từ mưa chỉ mang tính so sánh và tham khảo - xem chi tiết hình 7 - Phụ lục. Kiến nghị chọn phương pháp thu phóng theo KQ và KW từ quá trình lũ điển hình năm 1962 thực đo tại trạm thủy văn Thác Mộc. 3.4 Dòng chảy lớn nhất mùa kiệt và các tháng mùa kiệt 3.4.1 Dòng chảy lớn nhất mùa kiệt Dòng chảy lớn nhất mùa kiệt ứng với các tần suất thiết kế tại tuyến công trình được tính theo công thức triết giảm diện tích, sử dụng trạm tương tự Thác Mộc: (1 - n) Q mkpCT F = CT F a (3-8) . Q mkpa Trong đó : QmkpCT, Qmkpa: Lưu lượng lớn nhất mùa kiệt ứng với các tần suất thiết kế tại tuyến công trình và trạm tương tự FCT, Fa: Diện tích lưu vực tính đến tuyến công trình và diện tích trạm tương tự n: Hệ số triết giảm mô đuyn đỉnh lũ theo diện tích, chọn n kiệt = 0.4 Lưu lượng lớn nhất mùa kiệt tại ứng với các tần suất thiết kế xem bảng 3.14. Bảng 3.14 Lưu lượng đỉnh lũ thi công mùa kiệt và lũ thi công thời đoạn Vị trí P% 3% 5% 10% 20% Đập Sập Việt Mùa kiệt (XI - V) 88.2 69.7 50 33.2 Thời đoạn (XII - V) 44.6 37.1 28.5 20.4 Mùa kiệt (XI - V) 91.4 72.2 51.8 34.4 Thời đoạn (XII - V) 46.2 38.4 29.6 21.2 NM Sập Việt 3.4.2 Dòng chảy lớn nhất các tháng mùa kiệt Dòng chảy lớn nhất các tháng mùa kiệt tại tuyến công trình ứng với các tần suất thiết kế được tính toán tương tự như dòng chảy lớn nhất mùa kiệt từ trạm Thác Mộc. Kết quả tính toán như bảng sau: Chi nhánh TV1-SDCC Trang 22 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT Nghiên cứu khí tượng thủy văn Bảng 3.15 Lưu lượng lớn nhất tháng và thời khoảng mùa kiệt ứng với các TSTK tại tuyến công trình Tuyến P% I II III IV V XI XII Đập Sập Việt 3% 8.72 9.97 6.55 17.28 44.45 44.54 9.71 5% 8.07 8.91 6.10 14.58 36.27 36.94 9.12 10% 7.16 7.48 5.47 11.60 26.73 28.29 8.32 20% 6.25 6.19 4.83 8.62 18.68 20.39 7.52 3% 9.03 10.33 6.78 17.90 46.05 46.14 10.06 5% 8.37 9.23 6.32 15.11 37.58 38.27 9.45 10% 7.42 7.75 5.67 12.02 27.69 29.31 8.62 20% 6.47 6.41 5.01 8.93 19.35 21.12 7.79 NM Sập Việt 3.5 Dòng chảy bình quân ngày lớn nhất thời đoạn 10 ngày Dòng chảy bình quân ngày lớn nhất thời đoạn 10 ngày được tính từ trạm tương tự Thác Mộc, theo tỷ lệ diện tích lưu vực khống chế. Kết quả tính toán trình bày trong bảng 3.16. Bảng 3.16. Lưu lượng bình quân ngày lớn nhất thời đoạn 10 ngày theo các TSTK tuyến Sập Việt Tuyến Thời khoảng I II III IV V XI XII Đập chính Sập Việt P = 5% (1-10) 12.40 11.75 9.01 11.24 23.84 85.03 13.57 (11-20) 11.34 11.87 8.19 15.62 27.95 32.42 13.03 (21-31) 10.00 9.41 9.24 18.45 48.15 17.72 11.30 P = 10% (1-10) 10.78 10.16 7.99 9.62 18.49 60.99 12.38 (11-20) 9.98 10.11 7.38 12.91 21.93 26.55 11.69 (21-31) 9.00 8.35 8.14 14.42 35.66 15.72 10.37 Nhà máy Sập Việt P = 5% (1-10) 13.16 12.47 9.56 11.92 25.29 90.20 14.39 (11-20) 12.03 12.59 8.69 16.57 29.65 34.39 13.82 (21-31) 10.60 9.98 9.80 19.57 51.08 18.80 11.99 P = 10% (1-10) 11.44 10.77 8.48 10.21 19.61 64.70 13.13 (11-20) 10.58 10.73 7.83 13.70 23.26 28.16 12.40 (21-31) 9.55 8.85 8.63 15.30 37.83 16.68 11.00 Chi nhánh TV1-SDCC Trang 23 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT 3.6 Nghiên cứu khí tượng thủy văn Dòng chảy nhỏ nhất Dòng chảy nhỏ nhất thiết kế từng tháng mùa kiệt tại tuyến công trình được tính chuyển về từ dòng chảy tại trạm Thác Mộc, theo tỷ lệ diện tích lưu vực khống chế. Kết quả được ghi trong các bảng sau: Bảng 3.17 Dòng chảy nhỏ nhất từng tháng mùa kiệt theo các tần suất thiết kế Tháng P% I II III IV V XI XII Tuyến đập Sập Việt 50% 6.34 5.68 5.19 4.88 5.40 9.60 7.31 80% 5.29 4.69 4.23 3.68 4.05 7.97 6.14 85% 5.04 4.45 4.00 3.39 3.74 7.58 5.85 90% 4.79 4.21 3.77 3.11 3.44 7.19 5.57 Tuyến NM Sập Việt 50% 6.72 6.02 5.50 5.18 5.73 10.18 7.76 80% 5.62 4.98 4.49 3.91 4.30 8.46 6.51 85% 5.35 4.72 4.24 3.60 3.97 8.04 6.21 90% 5.08 4.46 4.00 3.29 3.64 7.63 5.91 Lưu lượng dòng chảy nhỏ nhất mùa kiệt, nhỏ nhất trung bình ngày và lưu lượng nhỏ nhất trung bình tháng trên lưu vực nghiên cứu theo các tần suất thiết kế được tính chuyển từ trạm tương tự Thác Mộc theo tỷ lệ diện tích. Kết quả ghi trong bảng 3.18. Bảng 3.18 Dòng chảy kiệt trung bình thời đoạn Tần suất Đặc trưng 50% 80% 85% 90% 95% Tuyến đập Sập Việt Tức thời 4.82 3.64 3.35 3.07 2.95 Trung bình tháng 5.28 4.24 3.99 3.74 3.54 Tuyến NM Sập Việt Tức thời 5.11 3.86 3.56 3.26 3.13 Trung bình tháng 5.60 4.50 4.24 3.97 3.76 Chi nhánh TV1-SDCC Trang 24 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT 3.7 Nghiên cứu khí tượng thủy văn Đường quan hệ Q= F(Z) Đường quan hệ lưu lượng mực nước Q = F(Z) tại các tuyến nghiên cứu được tính theo phương pháp thuỷ lực : Q = 1 ω R 2 3 J1 2 n (3-9) Trong đó : Q: lưu lượng dòng chảy qua mặt cắt tính toán (m3/s) n: Hệ số nhám ω: Diện tích mặt cắt ướt (m2) R: Bán kính thuỷ lực J: Độ dốc thuỷ lực Kết quả đường quan hệ Q = F(Z) các tuyến xem bảng và hình 12 - 15 phụ lục thủy văn. 3.8 Dòng chảy phù sa Sử dụng tài liệu thực đo bùn cát trạm Thác Mộc để tính toán lưu lượng bùn cát cho các tuyến nghiên cứu. Coi độ đục tại các tuyến nghiên cứu bằng độ đục bình quân thực đo tại trạm thuỷ văn Thác Mộc thì độ đục tại các tuyến công trình ρTB = 98.0g/m3. Tuy nhiên, theo bản đồ phân vùng thì đối với công trình Sập Việt độ đục thuộc từ (90 - 180 g/m 3) chọn ρo = 154g/m3, sẽ phù hợp và cho kết quả thiên an toàn hơn. Dung trọng bùn cát được tham khảo từ các công trình tương tự lân cận đã được phê duyệt: γLL = 1.182 (g/m3), γDĐ= 1.554 (g/m3). Với lượng phù sa di đáy lấy theo kinh nghiệm bằng 40% tổng lượng phù sa lơ lửng thì tổng lượng phù sa hàng năm tại các tuyến công trình được tính toán như bảng sau: Bảng 3.21 Tổng lượng phù sa tính đến tuyến công trình Tuyến o (g/m3) Ro (kg/s) Wll (106T) Wdđ (106T) Vll (106m3) Vdđ (106m3) WTC (106T) VTC (106m3) T. đập Sập Việt 154.0 3.413 0.108 0.043 0.091 0.028 0.151 0.119 Chi nhánh TV1-SDCC Trang 25 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT Nghiên cứu khí tượng thủy văn Chương 4 KẾT LUẬN Lưu vực nghiên cứu nằm trong khu vực tỉnh Sơn La. Để tính toán các đặc trưng khí tượng - thủy văn cho công trình Báo cáo đã sử dụng hầu hết các tài liệu mưa và dòng chảy trên lưu vực Suối Nậm Sập và các lưu vực lân cận. Các đặc trưng khí tượng - thủy văn đã được nghiên cứu tính toán trên cơ sở sử dụng triệt để tài liệu khí tượng, thủy văn hiện có trong và lân cận lưu vực các tuyến công trình cập nhật đến năm 2008. Các kết quả tính toán các thông số khí tượng - thuỷ văn đảm bảo được các yêu cầu thiết kế trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật. Tuy nhiên để phục vụ tính toán thiết kế trong giai đoạn tiếp theo cần thiết phải tiếp tục tiến hành các công tác sau: - Lập trạm đo lưu lượng, mực nước tại các tuyến đập và tuyến nhà máy đồng thời tiến hành điều tra lũ lịch sử, điều tra dòng chảy kiệt để chuẩn xác đường quan hệ mực nước - lưu lượng Q = f(Z). - Điều tra khảo sát nhu cầu sử dụng nước, cũng như sự che phủ của rừng đầu nguồn, các công trình lấy nước ở thượng lưu để đánh giá ảnh hưởng của nó tới dòng chảy tự nhiên đến công trình nghiên cứu. Chi nhánh TV1-SDCC Trang 26 [...]... h Kết quả đường quá trình lũ tại tuyến thủy điện Sập Việt xem bảng 18, hình 6 - Phụ lục thủy văn Tuy vậy, Lưu vực nghiên cứu thuộc lưu vực ít tài liệu nghiên cứu, nên quá trình lũ thiết kế được tính toán kiểm tra và xây dựng trên cơ sở đường quá trình mưa thiết kế, sử dụng phương trình đường công theo công thức (3-7): y =10 −a (1− x ) 2 (3-7) x Trong đó: y : Tung độ của đường quá trình lũ thiết kế x... các tần suất bảo đảm tại tuyến Sập Việt được xác định theo phương pháp sau: Chi nhánh TV1-SDCC Trang 15 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT Nghiên cứu khí tượng thủy văn - Xây dựng đường duy trì lưu lượng trung bình ngày đêm và lưu lượng trung bình ngày tại trạm thủy văn Thác Mộc thực đo - Tiến hành xác định đường duy trì lưu lượng trung bình ngày đêm tại các tuyến công trình Sập Việt theo đường duy trì lưu lượng... : Hoành độ của đường quá trình lũ thiết kế x= ti tl ti : Thời đoạn lũ tính toán tl : Thời gian lũ lên được xác định theo công thức t = l L 3,6V τ Vt Chi nhánh TV1-SDCC : Vận tốc dòng chảy lũ lớn nhất Trang 21 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT a Nghiên cứu khí tượng thủy văn : Tham số phụ thuộc vào hệ số hình dạng lũ f Kết quả quá trình lũ thiết kế tại các tuyến công trình Sập Việt được tính từ mưa chỉ mang... với lưu vực có diện tích tính đến tuyến công trình (Flv trên 1000 ÷ 1200km2) như công trình Sập Việt, kiến nghị chọn kết quả tính toán theo phương pháp bán kinh nghiệm Xôkôlốpki Kết quả trình bày trong bảng sau: Bảng 3.10 Lưu lượng lũ thiết kế (phương án chọn) Tuyến 0.2% 0.5% 1.0% 3.0% 5.0% 10.0% Đập Sập Việt 3376.2 2915.2 2632.0 2188.8 1985.0 1704.6 NM Sập Việt 3498.0 3020.4 2727.0 2267.8 2056.6 1766.0... một số trạm thủy văn khác như trạm Chò Lồng, Bản Cuốn tuy nhiên thời gian quan trắc của những trạm này đều ngắn Các trạm khí tượng thủy văn lân cận lưu vực Suối Sập cùng với các yếu tố quan trắc được trình bày trong bảng dưới đây Bảng 3.1 Các trạm thủy văn lân cận khu vực nghiên cứu TT Trạm thủy văn Sông Tọa độ Kinh độ Vĩ độ 1 Thác Mộc Suối Sập 104033' 20052' 405 1959 -1981 H,Q 2 Suối Ty Suối Ty 103036’... đập chính công trình Sập Việt là: Q oSVIET= 23.43 (m3/s); QoNM= 24.86 (m3/s) Kết quả tính toán dòng chảy năm Qo được tổng hợp theo các phương pháp được thể hiện trong bảng sau: Bảng 3.3 Tổng hợp kết quả tính dòng chảy năm theo các phương pháp STT Phương pháp Tuyến CT FLV (km2) Qo (m3/s) Mo (l/s.km2) 1 Mô hình Tank với LVTT Thác Đập Sập Việt 1134 22.16 19.5 NM Sập Việt 1203 23.47 19.5 Đập Sập Việt 1134... (106T) VTC (106m3) T đập Sập Việt 154.0 3.413 0.108 0.043 0.091 0.028 0.151 0.119 Chi nhánh TV1-SDCC Trang 25 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT Nghiên cứu khí tượng thủy văn Chương 4 KẾT LUẬN Lưu vực nghiên cứu nằm trong khu vực tỉnh Sơn La Để tính toán các đặc trưng khí tượng - thủy văn cho công trình Báo cáo đã sử dụng hầu hết các tài liệu mưa và dòng chảy trên lưu vực Suối Nậm Sập và các lưu vực lân cận... vực tương tự và một số công thức kinh nghiệm để tính toán so chọn tìm ra kết quả phù hợp nhất 3.2.1 Phương pháp tính toán Việc tính toán dòng chảy năm tại tuyến công trình được tính toán theo các phương pháp sau: Chi nhánh TV1-SDCC Trang 12 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT Nghiên cứu khí tượng thủy văn a Phương pháp 1: Phương pháp lưu vực tương tự: Dòng chảy năm tại các tuyến công trình được tính chuyển từ lưu... sau: Bảng 3.4 Các đặc trưng dòng chảy năm lịch tại tuyến công trình Vị trí Qo (m3/s) Cv Cs Q15% (m3/s) Q50% (m3/s) Q85% (m3/s) F (km2) Đập Sập Việt 22.16 0.22 2Cv 27.59 21.76 16.92 1134 Nhà máy Sập Việt 23.47 0.22 2Cv 29.27 23.08 17.95 1203 3.2.3 Phân phối dòng chảy trong năm Trên cơ sở chuỗi dòng chảy năm (1959÷2008) của cụm tuyến công trình Sập Việt, tiến hành phân mùa dòng chảy năm theo chỉ tiêu “vượt... Quá trình lũ thiết kế Dùng mô hình lũ điển hình trạm Thác Mộc năm 1962 để tiến hành thu phóng lũ theo hệ số KQ và KW thời đoạn 1,3,5 ngày lớn nhất theo trình tự thiết kế: Quá trình lũ thiết kế tại tuyến công trình được thu phóng theo phương pháp cùng tần suất Cụ thể như sau: + Thu phóng đỉnh đường quá trình lũ: Qp KQ = Q §h Chi nhánh TV1-SDCC Trang 20 Thuỷ điện Sập Việt - TKKT Nghiên cứu khí tượng thủy ... Lào Việt nam Mai Sơn Nậm Pàn Tạ Bú Sông Đà Sầm Tơ Viêng Xay To buông Yên Châu Sập Việt Sông Cả Sốp Bun 104 30' Chiềng Ve 1632 thác mộc Mường Lát Dãy núi P ù Bo Mường soi 1180 Chiề ng pan Suối. .. Mường ảng Việt nam Pa Ma i N Khoa 103 30' Bản Khá Nậm Ty 1237 Lào Sốp Cộp Pha Đin 1400 Sông Mã Nậm Công Nậm Ty N Hét Thuận Châu sơn la 1200 u Pan 104 00' Huổi Tạo Sầm Nưa Nậm Bú Dãy nú iP Xã Là... khỏ sm nh Mc Chõu, Yờn Chõu o t nhng nm 1960 1961 n v cú cht lng ti liu tng i tt, ỏng tin cy dựng tớnh toỏn õy cng l trm ch o c s dng tớnh toỏn cỏc yu t khớ tng Ngoi ra, gn lu vc nghiờn cu