Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC HMS

MỤC LỤC PHẦN I GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM HEC – HMS 1.1 Giới thiệu phần mềm HEC - HMS 1.2 Ứng dụng phần mềm .1 PHẦN II CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHẦN MỀM .3 2.1 Các phương pháp tính mưa mô hình 2.2.1 Phương pháp biểu đồ mưa 2.2.2 Phương pháp tính mưa bình quân lưu vực 2.2 Các phương pháp tính tổn thất 2.2.1 Phương pháp tốc độ thấm ban đầu thấm ổn định (Intial and Constant Rate 2.2.2 Phương pháp số thấm CN (SCS Curve Number) 2.2.3 Phương pháp tính thấm Green Ampt .10 2.2.4 Phương pháp tính toán độ ẩm đất (Soil Moisture Accounting) 11 2.3 Đường trình lũ đơn vị 13 2.3.1 Phương pháp .14 2.3.2 Đường trình đơn vị tổng hợp 14 2.4 Tính toán dòng chảy ngầm 19 2.4.1 Các phương pháp cắt nước ngầm 19 2.4.2 Phương pháp dòng chảy ngầm ổn định theo tháng (Constant Monthly) 20 2.4.3 Hồ chứa tuyến tính (Linear Reservoir) .20 2.5 Diễn toán dòng chảy 21 2.5.1 Phương pháp diễn toán sóng động học 22 2.5.2 Phương pháp Muskingum 24 2.5.3 Phương pháp diễn toán Muskingum- Cunge .26 2.5.4 Modified Puls .29 2.5.5 Phương pháp diễn toán Lag 30 PHẦN III HƯỚNG DẪN LẬP MÔ HÌNH HEC – HMS 32 3.1 Chuẩn bị tài liệu 32 3.2 Xây dựng mô hình .32 3.2.1 Các bước xây dựng mô hình 32 3.2.2 Khai báo thông số cho hồ chưa – tính điều tiết lũ 43 43 3.2.3 Phân tích kết tính toán 45 3.3 Ví dụ tính toán lũ thiết kế cho công trình hồ chứa nước sông Mây – Đồng Nai 48 3.3.1 Bước 1: chuẩn bị tài liệu đầu vào 48 3.3.2 Bước 2: Thiết lập mô hình 50 3.3.3 Bước 3: Nhập số liệu đầu vào bao gồm mưa, quan hệ lòng hồ vào mô hình 50 3.3.4 Bước 4: Tạo mô hình lưu vực (Basin Modun); Và khai báo thông số lưu vực 53 3.3.5 Bước 5: Khai báo mô hình khí tượng 60 3.3.6 Bước Khai báo modun điều khiển 61 3.3.7 Bước Mô .62 3.3.8 Xem phân tích kết 63 PHẦN IV TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu PHẦN I GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM HEC – HMS 1.1 Giới thiệu phần mềm HEC - HMS HEC - HMS (Hydrologic Engineering Center - Hydrologic Model System) sản phẩm tập thể kỹ sư thủy văn thuộc hiệp hội thủy văn quân đội Hoa Kỳ Mô hình góp phần quan trọng việc tính toán dòng chảy lũ sông nhỏ, trạm đo lưu lượng Cho đến thời điểm này, mô hình liên tục nâng cấp từ phiên từ mô hình HEC1 chạy môi trường DOS đến mô hình HEC - HMS với Version 2.0, phiên mô hình HEC - HMS Version 3.5.0 chạy môi trường Windows Hình 1: Cửa sổ phần mềm HEC – HMS Phần mềm HEC – HMS Download miễn phí trang Web: www.hec.usace.army.mil 1.2 Ứng dụng phần mềm HEC- HMS xây dựng dựa sở lý luận mô hình HEC-1 nhằm mô trình mưa - dòng chảy Mô hình bao gồm hầu hết phương pháp tính dòng chảy lưu vực diễn toán, phân tích đường tần suất lưu lượng, công trình xả hồ chứa CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu vỡ đập mô hình HEC-1 Chức phân tích thiệt hại lũ không xây dựng mô hình HEC-HMS mà trình bày phần mềm HEC-FDA Mô hình HEC – HMS thích hợp cho việc tính toán dòng chảy lũ sông trạm đo lưu lượng, trước có trạm đo lưu lượng trạm đo không họat động, thích hợp cho việc tính toán mô lưu vực nhỏ HEC - HMS ứng dụng phạm vi nước Mỹ, mà ứng dụng rộng rãi nhiều nước giới Hà Lan, Đan Mạch, Ấn Độ, Trung Quốc, Thái Lan, Việt Nam … Tại Việt Nam, mô hình HEC – HMS nghiên cứu ứng dụng tính toán dòng chảy lũ sông suối nhỏ thuộc miền Trung, Tây Nguyên, vùng núi Bắc Bộ Với phiên Version 3.5.0 HEC – HMS ứng dụng để - Mô diễn biến dòng chảy lũ lưu vực - Tính toán lũ thiết kế lưu vực - Dự báo dòng chảy lũ lưu vực - Điều tiết dòng chảy lũ qua hồ chứa … CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu PHẦN II CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHẦN MỀM Mô hình HEC - HMS sử dụng để mô trình hình thành dòng chảy lũ lưu vực theo sơ đồ sau: Tổn thất (Z) Mưa (X) Đường lũ đơn vị Dòng Chảy (Y) Y=X–Z Đường trình lũ (Q ~t) qP Ta hình dung chất hình thành dòng chảy trận lũ sau: Khi mưa bắt đầu rơi thời điểm t i đó, dòng chảy mặt chưa hình thành, lượng mưa ban đầu tập trung cho việc làm ướt bề mặt thấm Khi cường độ mưa vượt cường độ thấm (mưa hiệu quả) bề mặt bắt đầu hình thành dòng chảy, chảy tràn bề mặt lưu vực, sau tập trung vào mạng lưới sông suối Sau đổ vào sông, dòng chảy chuyển động hạ lưu, trình chuyển động dòng chảy bị biến dạng ảnh hưởng đặc điểm hình thái độ nhám lòng sông Theo sơ đồ HEC - HMS bao gồm tổ hợp nhiều phương pháp tính toán: Tính toán mưa bình quân lưu vực Tính toán tổn thất bề mặt lưu vực Tính toán dòng chảy đơn vị Diễn toán dòng chảy lũ Diễn toán dòng chảy qua hồ chưa Diễn toán dòng chảy qua công trình hồ chưa (Đập, tràn xả lũ, cửa lấy nước …) + Tổn thất Một tập hợp phương pháp khác có sẵn mô hình để tính toán tổn thất Có thể lựa chọn phương pháp tính toán tổn thất số phương pháp : Phương pháp tính thấm theo hai giai đoạn- Thấm ban đầu thấm số (Initial and Constant), thấm theo số đường cong thấm quan bảo vệ đất Hoa Kỳ (SCS Curve Number), thấm theo Gridded SCS Number thấm theo hàm Green and Ampt Phương pháp Deficit and Constant áp dụng cho mô hình liên tục đơn giản Phương pháp tính độ ẩm đất bao gồm lớp đước áp dụng cho mô hình mô trình thấm phức tạp bao gồm bốc + Chuyển đổi dòng chảy Có nhiều phương pháp để chuyển lượng mưa hiệu thành dòng chảy bề mặt khu vực Các phương pháp đường đơn vị bao gồm: đường đơn vị tổng hợp Clack, Snyder đường đơn vị không thứ nguyên quan bảo vệ đất Hoa Kỳ Ngoài phương pháp tung độ đường đơn vị xác định người sử dụng dùng CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu Phương pháp Clark sửa đổi (Mod Clark) phương pháp đường đơn vị không phân bố tuyến tính dùng với lưới mưa Mô hình bao gồm phương pháp sóng động học + Diễn toán kênh hở Một số phương pháp diễn toán thủy văn bao gồm để tính toán dòng chảy kênh hở Diễn toán mà không tính đến suy giảm mô phương pháp trễ Mô hình bao gồm phương pháp diễn toán truyền thống Muskingum Phương pháp Puls sửa đổi dùng để mô đoạn sông chuỗi thác nước, bể chứa với quan hệ lượng trữ - dòng chảy xác định người sử dụng Các kênh có mặt cắt ngang hình thang, hình chữ nhật, hình tam giác hay hình cong mô với phương pháp sóng động học hay Muskingum- Cunge Các kênh có diện tích bãi mô với phương pháp Muskingum- Cunge phương pháp mặt cắt ngang điểm + Tính toán mưa - dòng chảy Chương trình tính toán tạo cách kết hợp mô hình lưu vực, mô hình khí tượng - thủy văn mô hình điều khiển chương trình Các kết tính toán xem từ lược đồ mô hình lưu vực Bảng tổng kết chung bảng tổng kết phần chứa thông tin lưu lượng đỉnh lũ tổng lượng Mỗi yếu tố có bảng tổng kết đồ thị + Hiệu chỉnh thông số Hầu hết thông số phương pháp có mô hình lưu vực yếu tố đoạn sông ước tính phương pháp dò tìm tối ưu Mô hình gồm có hàm mục tiêu để dò tìm thông số Việc dò tìm thông số tối ưu nhằm mục đích tìm thông số thích hợp kết tính toán phù hợp với kết thực đo 2.1 Các phương pháp tính mưa mô hình Trong phần mềm HEC – HMS bao gồm phương pháp tính toán mưa bình quân lưu vực sau:  Phương pháp biểu đồ mưa  Phương pháp tính mưa bình quân  Phương pháp bình quân số học  Phương pháp trung bình có trọng số • Phương pháp đa giác Theissen • Phương pháp đường đẳng trị mưa 2.2.1 Phương pháp biểu đồ mưa Mưa sử dụng đầu vào cho trình tính toán dòng chảy lưu vực CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu Mô hình HEC- HMS mô hình thông số tập trung, lưu vực có trạm đo mưa đại diện Lượng mưa xem mưa bình quân lưu vực (phân bố đồng toàn lưu vực) Dù mưa tính theo cách tạo nên biểu đồ mưa hình Biểu đồ mưa biểu thị chiều sâu lớp nước trung bình thời đoạn tính toán Hình 2: Biểu đồ mưa tính toán 2.2.2 Phương pháp tính mưa bình quân lưu vực  Tính mưa theo phương pháp trung bình số học Lớp nước mưa trung bình lưu vực giá trị trung bình số học lượng mưa trạm đo mưa nằm lưu vực n X= ∑ X( ) i i =1 (2.1) n Trong đó: Xi : lượng mưa trạm thứ i n : số trạm đo mưa lưu vực  Tính mưa theo phương pháp trung bình có trọng số  Phương pháp đa giác Theissen Trọng số hệ số tỷ lệ phần diện tích lưu vực trạm mưa nằm lưu vực bên cạnh lưu vực đại biểu với toàn diện tích lưu vực Diện tích phận khống chế trạm mưa xác định sau: Nối liền trạm đo mưa CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu đoạn thẳng chia lưu vực thành nhiều hình tam giác, kẻ đường trung trực cạnh tam giác, đường giới hạn diện tích phận trạm đo Lượng mưa trung bình lưu vực tính theo công thức sau: n X = ∑X i =1 n ∑ i =1 i fi (2.2) fi Trong đó: Xi : lượng mưa đo trạm thứ i fi : diện tích lưu vực phận thứ i n : số trạm đo mưa ( số diện tích lưu vực phận )  Phương pháp đường đẳng trị mưa: Trọng số tỷ số diện tích kẹp hai đường đẳng trị mưa diện tích toàn lưu vực Trong công thức (2.2) Xi lượng mưa trung bình hai đường đẳng trị mưa kề nhau, fi diện tích phận nằm hai đường Hình 3: Phương pháp tính mưa theo đa giá Theissen đường đẳng trị mưa 2.2 Các phương pháp tính tổn thất Nước mưa điền trũng thấm gọi lượng tổn thất HEC-HMS Lượng điền trũng thấm biểu thị lượng trữ nước bề mặt hay cỏ, lượng tích đọng cục bề mặt đất, vết nứt, kẽ hở mặt đất nước không CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu tự di chuyển dòng chảy mặt đất Thấm biểu thị di chuyển nước xuống vùng nằm mặt đất Hai nhân tố quan trọng nên ý tính toán tổn thất mưa Thứ nhất, lượng mưa không tham gia vào trình dòng chảy coi bị tổn thất từ hệ thống Thứ hai, phương trình dùng để tính toán lượng tổn thất không tính đến phục hồi độ ẩm hay lượng trữ bề mặt đất Thực tế cho biết chương trình HEC-HMS mô hình có xu áp dụng cho tượng mưa - lũ đóng Tính toán tổn thất mưa sử dụng theo đường đơn vị hay thành phần mô hình sóng động học Trong trường hợp dùng thành phần đường đơn vị, lượng tổn thất xem toàn lưu vực (phân bố toàn lưu vực) Theo cách khác lượng tổn thất mưa riêng biệt xác định cho vùng dòng chảy riêng biệt mặt đất thành phần sóng động học Lượng tổn thất xem phân bố toàn vùng dòng chảy tràn qua Trong vài trường hợp cá biệt có lượng tổn thất không đáng kể theo vị trí lưu vực Điều cho vùng hồ tự nhiên, hồ nhân tạo hay vùng không thấm Trong trường hợp tổn thất không tính toán theo phần trăm xác định diện tích không thấm Mô hình HEC-HMS có phương pháp dùng để tính toán tổn thất Dùng phương pháp ta tính lượng tổn thất trung bình thời đoạn tính toán, lượng mưa hiệu dùng để tính toán đường trình dòng chảy cho lưu vực Một hệ số không thấm tính theo phần trăm sử dụng với phương pháp để bảo đảm phần diện tích không thấm 100% mưa sinh dòng chảy - Phương pháp tốc độ thấm ban đầu thấm ổn định (Intial and Constant Rate) - Phương pháp số CN (SCS Curve Number) - Phương pháp tính thấm Green Ampt - Phương pháp tính toán độ ẩm đất (Soil Moisture Accounting) 2.2.1 Phương pháp tốc độ thấm ban đầu thấm ổn định (Intial and Constant Rate Khái niệm phương pháp là: Tỷ lệ tiềm lớn tổn thất mưa fc, không đổi suốt trận mưa Do vậy, pt lượng mưa khoảng thời gian từ t đến t + ∆t, lượng mưa hiệu pet thời đoạn cho bởi: pet = pt – fc pt > fc pet = pt ≤ fc (2.3) Quá trình thấm cường độ thấm I a đó, sau giảm dần đạt tới giá trị không đổi fc Tổn thất ban đầu thêm vào mô hình để biểu thị hệ số trữ nước lưu vực Hệ số trữ kết giữ nước thảm phủ thực vật lưu vực, nước trữ chỗ lõm bị thấm hay bốc gọi tổn thất điền trũng Tổn CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu thất xảy trước hình thành dòng chảy lưu vực Khi lượng mưa rơi lưu vực chưa vượt lượng tổn thất ban đầu chưa sinh dòng chảy Lượng mưa hiệu tính theo công thức: pet = Σ pi < Ia pet = pt - fc Σ pi > Ia pt > fc pet = (2.4) Σ pi > Ia pt< fc Những thông số phương pháp biểu thị đặc trưng vật lý lớp đất lưu vực, điều kiện ẩm kỳ trước Nếu lưu vực điều kiện bão hòa ẩm, tổn thất ban đầu tiến dần tới Nếu lưu vực khô hạn, tổn thất ban đầu lớn biểu thị lớp nước mưa lớn rơi lưu vực không sinh dòng chảy, điều phụ thuộc vào địa hình lưu vực, việc sử dụng đất, loại đất việc xử lý đất 2.2.2 Phương pháp số thấm CN (SCS Curve Number) Cơ quan bảo vệ thổ nhưỡng Hoa Kỳ (1972) phát triển phương pháp để tính tổn thất dòng chảy từ mưa gọi phương pháp SCS Mục đích thành lập hệ thống phân loại đất để sử dụng đồ dùng đất toàn quốc Ta thấy, trận mưa, độ sâu mưa hiệu dụng hay độ sâu dòng chảy trực tiếp P e không vượt độ sâu mưa P Tương tự vậy, sau trình dòng chảy bắt đầu, độ sâu nước bị cầm giữ có thực lưu vực Fa nhỏ độ sâu nước cầm giữ tiềm tối đa S (hình 4) Ta có lượng mưa I a bị tổn thất hết nên không sinh dòng chảy, lượng tổn thất ban đầu trước thời điểm sinh nước đọng bề mặt lưu vực Do đó, ta có lượng dòng chảy tiềm P – I a Trong phương pháp SCS, người ta giả thieets rằng: tỷ số hai đại lượng có thực Pe Fa với tỷ số hai đại lượng tiềm P – Ia S Vậy ta có: Fa Pe = S P − Ia (2.5) Từ nguyên lý liên tục, ta có: P = P e + Ia + F a (2.6) Kết hợp (2.5) (2.6) để giải: Pe = ( P − Ia )2 P − Ia + S (2.7) Đó phương trình phương pháp SCS để tính độ sâu mưa hiệu dụng hay dòng chảy trực tiếp từ trận mưa CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu Chọn New… CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang 51 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu + Khai báo thông số trận mưa CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang 52 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu + Khai báo đường quan hệ lòng hồ 3.3.4 Bước 4: Tạo mô hình lưu vực (Basin Modun); Và khai báo thông số lưu vực Từ hình công cụ vào: Componets/Basin model Manager hình giao diện CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang 53 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu Chọn New… Bước bao gồm: Đặt tên cho lưu vực ghi cần lưu ý lưu vực Sau khai báo hình máy tính sau: CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang 54 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu + Add đồ lưu vực có vào modun lưu vực người tính toán thuận tiện công tác quản lý phân chia lưu vực nhỏ Bước bỏ qua, không cần thiết phụ thuộc vào kinh nghiệm người tính toán + Trong modun lưu vực (Basin modun) người tính toán cần phải khai báo thông số bao gồm: + Subbasin lưu vực con: Bao gồm thông tin diện tích lưu vực, phương pháp tính tổn thất dòng chảy, đường trình lũ đơn vị, phương pháp diễn toán dòng chảy ngầm Tùy thuộc vào người tính toán để chọn phương pháp tính khác phần lý thuyết trình bày phần II báo cáo 1 5 Khai báo lưu vực Khai báo đoạn sông Khai báo hồ chứa Khai báo nút nhập lưu Khai báo điểm chia nước, phân nước CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang 55 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu Khai báo nguồn nước Tạo lưu vực Tạo nút tính toán Tạo đoạn sông Tạo hồ chứa Đưa chuột máy tính vào công cụ Arrow Tool hình máy tính CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang 56 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu Di chuyển chuột máy tính đến công cụ lưu vực, kích chuột phải chọn kết nối Connect Downstream Và chọn vào biểu tượng đoạn sông Tương tự việc kết nối đoạn sông với nút nút với hồ chứa Lúc sơ đồ tính toán thể hình máy tính sau: + Khai báo đặc trưng lưu vực bao gồm: CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang 57 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu Diện tích lưu vực: 40 km2 Phương pháp tính tổn thất: SCS Cuve Number Phương pháp diễn toán: Snyder Unit Hydrograph Phương pháp cắt nước ngầm: Recession + Khai báo thông số tổn thất thấm + Khai báo diễn toán dòng chảy + Khai báo thông số diễn toán dòng chảy ngầm + Khai báo đặc trưng đoạn sông CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang 58 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu + Phương pháp diễn toán sông: Muskingum + Tổn thất thấm đoạn sông: Bỏ qua + Khai báo đặc trưng hồ chứa CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang 59 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu 3.3.5 Bước 5: Khai báo mô hình khí tượng Vào Componets/Meterologic Model Manager Chọn New … đặt tên + Bao gồm phương pháp tính toán mưa bình quân lưu vực CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang 60 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu + Kết nối với lưu vực + Kết nối với trận mưa 3.3.6 Bước Khai báo modun điều khiển Vào Componets/ Control Specifications Manager CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang 61 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu Khai báo thời gian mô 3.3.7 Bước Mô CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang 62 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu 3.3.8 Xem phân tích kết - Xem kết tóm tắt + Tại lưu vực + Tại đoạn sông + Tại hồ chứa CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang 63 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu + Tại nút - Xem kết dạng đồ thị CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang 64 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu PHẦN IV TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Thủy Lợi PGS.TS Lê Văn Nghinh Giáo trình nguyên lý thủy văn – Trường Đại học [2] Thủy Lợi PGS.TS Lê Văn Nghinh Giáo trình tính toán thủy văn – Trường Đại học [3] QPTL C6 – 77: Quy phạm tính toán đặc trưng thuỷ văn thiết kế [4] User’s Manual Hydrologic Modeling System HEC – HMS V.2.01 – US Army Corps of Enginenring Center [5] Technical Reference Manual Hydrologic Modeling System HEC – HMS V.2.01 – US Army Corps of Enginenring Center [6] Applications Guide Hydrologic Modeling System HEC – HMS V.2.01 – US Army Corps of Enginenring Center CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang 65 [...]... mềm: Start/programs /Hec/ HEC -HMS /HEC- HMS 3.5 CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang 32 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu Bước 2: Tạo dự án mới: File/New… (Ctr+N) Bước này: Bao gồm đặt tên Project làm việc Các ghi chú Định dạng đường dẫn lưu file Đơn... dưới trên biểu đồ CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang 31 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu PHẦN III HƯỚNG DẪN LẬP MÔ HÌNH HEC – HMS 3.1 Chuẩn bị tài liệu Tài liệu yêu cầu bao gồm: - Lượng mưa thiết kế (mưa 1 ngày max, mưa giờ, thu phóng mô hình... thị theo thời gian trễ t p và thời gian mưa hiệu dụng tr như sau: CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang 18 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu Tp = tr + tp 2 (2.34) D Đường đơn vị xác định bởi người sử dụng Cho phép điều khiển chính xác mối quan hệ... LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang 27 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu K= ∆x c (2.67) X = 1 Q  1 −  2  BS o c∆x  (2.68) Các giá trị c, Q, B và các hệ số C1, C2, C3, C4 luôn thay đổi vì K, X đều thay đổi theo thời gian và không gian Trong HEC- HMS sử dụng thuật toán do Ponce đưa ra (1986) để... ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang 20 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu 2.5 Diễn toán dòng chảy Diễn toán lũ được dùng để tính toán sự di chuyển sóng lũ qua đoạn sông và hồ chứa Hầu hết các phương pháp diễn toán lũ có trong HEC- HMS dựa trên phương trình liên tục và các quan hệ giữa lưu... dòng chảy chỉ có thể áp dụng được c ho các lưu vực hoặc cho một vị trí trên dòng sông tại đó đã có CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang 14 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu các số liệu đo đạc về dòng chảy Người ta sử dụng các thủ tục tính toán... tổng lượng trữ sẽ bằng tổng của hai lượng trữ thành phần: S = KQ + KX(I - Q) (2.49) Phương trình lượng trữ của phương pháp Muskingum được viết dưới dạng: CÔNG TY TƯ VẤN & CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang 24 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu S = K[XI + (1-X)Q]... THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang 25 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu Ta có thể xác định được K và X nếu trong đoạn sông đang xét đã có sẵn các đường quá trình lưu lượng thực đo của dòng vào và dòng ra Giả thiết nhiều giá trị khác nhau của X và sử dụng các giá trị đã biết của các đường quá trình... TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI – CHI NHÁNH MIỀN NAM Trang 13 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu Đường đơn vị có thể được đưa trực tiếp vào chương trình hoặc đường đơn vị tổng hợp có thể được tính toán từ các thông số được cung cấp bởi người sử dụng 2.3.1 Phương pháp cơ bản Phương trình chập thời gian rời... TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu sâu 1 cm của lượng dòng chảy trực tiếp Giả thiết, biểu đồ đường quá trình đơn vị có dạng hình tam giác, ta ước tính được thời gian đáy: tb = C3 q pR (2.31) với: C3 = 5.56 * Chiều rộng (tính bằng giờ) của biểu đồ đường quá trình đơn vị tại một lưu lượng bằng một tỷ số phần ... TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu PHẦN II CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHẦN MỀM Mô hình HEC - HMS sử dụng. .. 31 QUY TRÌNH HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ Hướng dẫn sử dụng phần mềm HEC - HMS TẬP 8: HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THỦY VĂN – THỦY LỰC Số hiệu: 17 - 08 - 01 r fu PHẦN III HƯỚNG DẪN LẬP MÔ HÌNH HEC – HMS 3.1 Chuẩn... hình HEC - HMS Version 3.5.0 chạy môi trường Windows Hình 1: Cửa sổ phần mềm HEC – HMS Phần mềm HEC – HMS Download miễn phí trang Web: www .hec. usace.army.mil 1.2 Ứng dụng phần mềm HEC- HMS xây