Nghiên cứu dự án báo dòng chảy đến hồ chứa thủy điện trên hệ thống sông vu gia thu bồn, phục vụ điều tiết nguồn nước hạ lưu

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG -ooo - TÓM TẮT ĐỀ TÀI KHOA HỌC CÔNG NGHỆ CẤP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGHIÊN CỨU DỰ BÁO DÒNG CHẢY ĐẾN HỒ CHỨA THỦY ĐIỆN TRÊN HỆ THỐNG SÔNG VU GIA – THU BỒN, PHỤC VỤ ĐIỀU TIẾT NGUỒN NƯỚC HẠ LƯU Mã số : Đ2013 -02-63 CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI GVC.THAC SĨ TÔ THÚY NGA ĐÀ NẴNG - 2013 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn lưu vực sông lớn Việt Nam, hồ chứa thủy điện xây dựng lưu vực với mục tiêu phát điện, việc giảm lũ kết hợp, dung tích dùng cắt lũ không đáng kể, lưu vực Vu Gia - Thu Bồn, có hồ chứa thủy điện lớn điều tiết năm, có hồ chứa vào vận hành hồ A Vương (F=682km2), ĐăkMi 4a (F=1125km2), sông Tranh (F=1100km2), tương lai có hồ chứa bậc thang sông Bung sông Bung (F=335km2) sông Bung (F=1440km2) Việc tính toán dự báo chảy đến hồ chứa lưu vực có ý nghĩa, việc cảnh báo ngập lụt cho hạ lưu sông Vu Gia – Thu Bồn Sau có thêm hồ chứa thượng nguồn chế độ lũ ngập lụt hạ du bị ảnh hưởng điều tiết hồ chứa Nếu có chế độ vận hành hợp lý có tác động tích cực vùng hạ du đảm bảo mục tiêu phát điện an toàn hồ chứa, trường hợp ngược lại có tác động tiêu cực nhiều trường hợp gây thiệt hại lớn cho vùng hạ du Trong thực tế xảy tác động tiêu cực ảnh hưởng điều tiết hồ chứa thượng nguồn, trường hợp lũ năm 2009 sông Vu Gia-Thu Bồn sau có hồ A Vương trường hợp tương tự trận lũ 2010 sông Ba Lưu lượng xả hồ không vượt lưu lượng đến hồ, trình xả, lưu lượng xả tăng đột biến thời gian ngắn gây tượng “xốc” cho hạ du Nguyên nhân tồn quy trình vận hành hồ chứa ban hành quy trình cứng, chưa có phương án cảnh báo dự báo lũ phục vụ vận hành theo thời gian thực cho hệ thống hồ chứa nói 3 Mục tiêu nghiên cứu luận án Áp dụng mô hình toán thủy văn dự báo dòng chảy đến hồ chứa thủy điện lưu vực Vu Gia – Thu Bồn, tìm thông số mô hình thủy văn để phục vụ cho công tác dự báo lũ đến hồ chứa thủy điện - Xây dựng hệ thống liệu phục vụ toán dự báo dòng chảy - Lựa chọn mô hình toán tính toán dự báo dòng chảy từ mưa lưu vực sông thuộc hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn - Góp phần vận hành xả lũ hệ thống hồ chứa cách hợp lý - Góp phần phòng tránh tình trạng ngập lụt phía hạ lưu, đảm bảo sống nhân dân mùa màng - Là sở để quan tư vấn thiết kế quy hoạch chỉnh trị dòng chảy sông thiết kế mạng lưới thoát nước đô thị Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu mô toán thủy văn kết hợp với truyền lũ Muskingum, xác định dòng chảy đến hồ chứa thủy điện - Phạm vi nghiên cứu: giới hạn nghiên cứu đề tài giới hạn hồ chứa thủy điện lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập số liệu - Phương pháp phân tích thống kê - Phương pháp mô hình toán thủy văn Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Từ hồ chứa thủy điện lưu vực Vu Gia Thu Bồn vào vận hành, đến mùa mưa lũ việc xả lũ hồ chứa đề tài nóng không nhân dân vùng chịu lũ lụt, phương tiện thông tin đại chúng mà nhà Khoa học Trong năm gần thiệt hại lũ xảy thường xuyên với mức độ nghiêm trọng ảnh hưởng nhiều đến đời sống sống tình hình sản xuất nhân dân Các biện pháp dự báo lũ đến hồ chủ hồ nhiều hạn chế Hầu hết chủ hồ thủy điện vận hành theo kinh nghiệm Do việc tính toán tìm thông số phù hợp với mô hình cho kết tính toán dự báo lũ đến hồ, giúp cho cấp lãnh đạo quan ban ngành liên quan toàn dân chủ động ứng phó có mưa lũ xảy để hạn chế thiệt hại đến mức thấp Nội dung bao gồm Đề tài : Nghiên cứu dự báo dòng chảy đến hồ chứa thủy điện hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn, phục vụ điều tiết nguồn nước hạ lưu, bao gồm Mở đầu Chương Tổng quan tình hình nghiên cứu dự báo lũ Chương Giới thiệu đặc điểm hình thành lũ sông Vu Gia – Thu Bồn Chương Cơ sở lý thuyết mô hình NAM mô hình đường đơn vị Chương Áp dụng mô hình NAM đường đơn vị mô dòng chảy đến nút hồ chứa lưu vực Vu Gia Thu Bồn Kết luận kiến nghị 5 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG HỒ CHỨA THEO THỜI GIAN THỰC 1.1 Tổng quan nghiên cứu nước Các mô hình toán có xuất xứ nước chủ yếu số mô hình thủy lực Hiện lưu vực sông khu vực miền Trung thường sử dung số mô HEC-SMS, MIKENAM, TANK… 1.2 Tổng quan nghiên cứu nước Trên giới việc nghiên cứu, áp dụng mô hình thủy văn, thủy lực cho mục đích sử dụng phổ biến; nhiều mô hình xây dựng áp dụng cho dự báo hồ chứa, dự báo lũ cho hệ thống sông, cho công tác qui hoạch phòng lũ Một số mô hình ứng dụng thực tế công tác mô dự báo dòng chảy cho lưu vực sông như: Mô hình NAM Viện Thủy lực Đan Mạch, mô hình HEC-1 để tính toán thủy văn, có HEC-1F chương trình dự báo lũ từ mưa diễn toán lũ sông, Mô hình TANK đời năm 1956 Trung Tâm Quốc Gia phòng chống lũ lụt Nhật (do M Sugawara đề xuất), Mô hình MARINE: Mô hình tính toán thủy văn Marine Viện Cơ học chất lỏng ToulouseIMFT(Cộng hòa Pháp ) xây dựng, dựa phương trình SaintVernant để tính toán dự báo trình hình thành, lan truyền lũ lưu vực Mô hình SSARR: Tổng hợp dòng chảy điều tiết hồ chứa Mô hình DIMOSOP (Distributed hydrological model for the special observing period) Sử dụng liệu dạng điểm trạm đo mưa lưu vực sử dụng kết dự báo dạng ô lưới (grid) đầu mô hình dự báo thời tiết MM5 BOLAM để dự báo lũ 1.3 Phân tích, đánh giá phần tổng quan nước Nhìn chung mô hình Hiện nay, mô hình toán thủy văn, thủy lực chiều hệ phương trình đầy đủ St Venant (như phần nềm MIKE 11, ISIS, ONDA, FLUCOMP HECRAS mô hình thông dụng dùng để dự báo mức độ ngập lụt lũ Mô hình HYDROGIS Viện Khí tượng thủy văn tiến hành áp dụng tính toán dự báo lũ lụt hệ thống sông Hồng-Thái Bình Đây tiếp cận khác phát huy tính chủ động sáng tạo nghiên cứu dự báo lũ Đối với sông miền Trung, mô hình toán thủy văn TANK, NAM, HEC-HMS, mô hình thủy lực thường áp dụng 1.4 Nội dung nghiên cứu đề tài Có thể nói, nghiên cứu dự báo lũ phát triển rộng rãi khắp lưu vực Việt Nam.Tuy nhiên việc áp dụng mô hình dự báo cho lưu vực Miền Trung hay lưu vực Vu Gia – Thu Bồn ít, số đề tài dự án tính toán lưu vực Vu Gia Thu Bồn,vTuy nhiên việc đề tài thường tính toán dòng chảy đến Trạm Thành Mỹ Nông Sơn mà không kể đến hồ chứa thủy điện thượng nguồn không với thực tế nữa? Trong nghiên cứu tính toán dòng chảy đến hồ chứa vào vận hành, nội dung cốt lõi hướng đến vận hành hệ thống Vu Gia – Thu Bồn theo thời gian thực Xây dựng mô hình dự báo/cảnh báo lũ từ mưa, mưa gây lũ dự báo mô hình dự báo mưa Ở đây, mô hình dự báo lũ dự kiến sử dụng mô hình mưa-dòng chảy (mô hình NAM, mô hình đường đơn vị ) 7 CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN THIẾT LẬP BÀI TOÁN VẬN HÀNH HỒ CHỨA THEO THỜI GIAN THỰC THỜI KỲ MÙA LŨ CHO HỆ THỐNG HỒ CHỨA TRÊN SÔNG VU GIA-THU BỒN 2.1 Đặc điểm hình thành lũ lưu vực sông Vu Gia-Thu Bồn 2.1.1 Vị trí địa lý : Lưu vực có vị trí toạ độ : 16o03’ - 14o55’ vĩ độ Bắc; 107o15’ 108o24’ kinh độ Đông 2.1.2 Đặc điểm địa hình Nhìn chung địa hình lưu vực biến đổi phức tạp bị chia cắt mạnh Địa hình có xu hướng nghiêng dần từ Tây sang Đông 2.1.3 Đặc điểm sông ngòi Lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn có độ dài sông ngắn độ dốc lòng sông lớn 2.1.4 Đặc điểm hình thành lũ hệ thống sông 2.1.4.1 Đặc điểm mưa gây lũ Mưa lớn kết hợp với địa hình dốc nguyên nhân gây nên lũ Quảng Nam 2.1.2.2 Đặc điểm chế độ lũ Quảng Nam có địa hình phần lớn đồi núi dốc nên khả tập trung nước nhanh 2.2 Hệ thống hồ chứa nhiệm vụ điều tiết hệ thống hồ chứa 2.2.1 Hệ thống hồ chứa phòng lũ sông Vu Gia-Thu Bồn Trên dòng Vu Gia - Thu Bồn xây dựng hồ chứa lớn Có hồ chứa có nhiệm vụ cắt giảm lũ cho hạ du: A Vương, Sông Tranh 2, Sông Bung 2, Sông Bung Đakmi 2.2.2 Nhiệm vụ điều tiết quy trình vận hành liên hồ chứa thời kỳ mùa lũ Nhiệm vụ thiết kế hồ chứa quy định sau: - Cấp nước cho hạ du thời kỳ mùa kiệt với tổng lượng điều tiết khoảng 273,9 triệu m - Phát điện theo công suất thiết kế nhà máy thủy điện thống kê bảng - Cắt giảm lũ cho hạ du với trận lũ ứng với tần suất nằm khoảng từ 5% đến 10%, tương đương với trận lũ lớn xuất vào năm 2007 2009 Hình 2.1: Hệ thống hồ chứa lớn có nhiệm vụ cắt giảm lũ lưu vực CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH NAM VÀ MÔ HÌNH ĐƯỜNG ĐƠN VỊ 3.1 Chọn phương pháp tính toán trình lưu lượng đến hồ nút nhập lưu - Lưu lượng đến hồ nút nhập lưu trường hợp tài liệu đo thủy văn tính toán theo mô hình mưa-dòng chảy Có nhiều phương pháp tính toán khác nhau, nghiên cứu chọn hai phương pháp tính toán: Phương pháp đường đơn vị tổng hợp SCS phương pháp tính toán theo mô hình NAM Hai phương pháp phù hợp với lưu vực nghiên cứu lý sau - Mô hình NAM có thông số (9 thông số) so với mô hình TANK (36 thông số), tham số mô hình biến động lưu vực nhập lưu lưu vực sông Bởi vậy, lưu vực tài liệu lưu vực sông Vu Gia-Thu Bồn có sai số tính toán nhỏ so với mô hình khác - Mô hình đường đơn vị SCS có tham số phụ thuộc vào đặc trưng hình thái lưu vực: Diện tích lưu vực, chiều dài sông, độ dốc bình quân lưu vực Các đặc trưng hoàn toàn xác định từ tài liệu địa hình không cần phải xác định theo tài liệu thực đo lưu vực Vì vậy, mô hình phù hợp với lưu vực có tài liệu đo đạc mà sử dụng để tính dòng chảy nhập lưu lưu vực thuộc vùng hạ du sông Vu Gia-Thu Bồn lưu vực Ly Ly, sông Con, Túy Loan v.v Hơn nữa, mô hình SCS tổng hợp từ hàng trăm lưu vực sông cho kết đáng tin cậy sử dụng mô hình HEC-HMS, MIKE 11 v v 3.1.1 Phương pháp đường đơn vị tổng hợp SCS Giả sử đường đơn vị U~t xác định, rời rạc hoá theo thời gian cách chia đáy đường đơn vị thành n thời đoạn ∆t Khi 10 ta tính trình lưu lượng cửa lưu vực theo công thức xếp chồng sau: k ≤M Qi = ∑PmUi −m+1 m=1 Trong đó: - M số thời đoạn mưa hiệu quả; - k số lượng thời đoạn mưa hiệu có mặt phép lấy tổng Điều kiện k≤ M có nghĩa số số hạng Pj tổng Qi thời đoạn i lớn số thời đoạn mưa hiệu M; - Pj mưa hiệu thời đoạn j (j =1, 2, , k, , M) quy đổi theo lượng mưa đơn vị; - Qi lưu lượng tuyến cửa lưu vực thời đoạn thứ i (i =1, 2, 3, , N), N số thời đoạn trình lưu lượng có giá trị N = n+M-1, n số thời đoạn đường đơn vị - Ui-j+1 tung độ đường đơn vị thời đoạn tính toán thứ i với điều kiện i-j+1≤ n, n số thời đoạn đáy đường đơn vị Với điều kiện này, số hạng có số i-j+1>n Ui-j+1 mặt phép tính tổng Qi thời đoạn thứ i Đường đơn vị U~t xác định theo đường đơn vị tổng hợp không thứ nguyên SCS quan bảo vệ thổ nhưỡng Hoa Kỳ đề xuất Đường đơn vị tổng hợp không thứ nguyên qs~ts quan hệ hai đại lượng không thứ nguyên Trong qs tung độ đường đơn vị giá trị U thời điểm t chia cho giá trị Umax đường đơn vị tính toán U~t, ts trục thời gian không thứ nguyên, tỷ số thời gian t khoảng cách thời gian từ điểm ban đầu đến thởi điểm đạt Umax đường đơn vị tính toán U~t): ts = t/tL qs = U/Umax (3.2) Nếu Umax, TL xác định, chuyển đường đơn vị không thứ nguyên qs~ts thành đường đơn vị U~t theo công thức (3.3): U = qs×Umax t = ts×TL (3.3) Hai đặc trưng xác định sau: 11 2.08F - Umax xác định theo công thức Umax = (3.4) TL Trong đó: F điện tích lưu vực (Km2) - TL tính theo công thức (3.5): TL = Tc (3.5): Tc thời gian tập trung nước tìm qua quan hệ với thời gian trễ tp: , tính theo công thức (3.6): Tc = t p = L (2540 − 22.86CN ) 14,104CN 0.7Y 0.5 (3.6): Trong đó: tp: Thời gian trễ (giờ) Tc: Thời gian tập trung dòng chảy (giờ) L: Chiều dài sông (m) y: Độ dốc bình quân lưu vực (m/m) Giá trị CN xác định theo đường cong dòng chảy không thứ nguyên (có bảng tra sẵn theo loại đất) Đối với lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn chọn CN = 60 3.1.2 Phương pháp mô hình NAM NAM từ viết tắt tiếng Đan Mạch “Nedbor – Afstromnings – Model”, có nghĩa mô hình mưa – dòng chảy Mô hình Khoa Tài Nguyên nước Thuỷ lợi Trường Đại học Đan Mạch xây dựng (Nielsen Hansen, 1973) Mô hình NAM loại mô hình bể chứa sử dụng tính dòng chảy từ mưa mô mô hình MIKE 11 Mô hình NAM xây dựng nguyên tắc xếp bể chứa theo chiều thẳng đứng bể chứa tuyến tính nằm ngang Bể chứa mặt Lượng ẩm trữ bề mặt thực vật, lượng nước điền trũng bề mặt lưu vực đặc trưng lượng trữ bề mặt Umax đặc trưng cho giới hạn trữ nước tối đa bể Bể sát mặt bể tầng rễ 12 Bể thuộc phần rễ cây, lớp đất mà thực vật hút nước để thoát ẩm Lmax đặc trưng cho lượng ẩm tối đa mà bể chứa Lượng ẩm bể chứa đặc trưng đại lượng L L phụ thuộc vào lượng tổn thất thoát thực vật Lượng ẩm ảnh hưởng đến lượng nước xuống bể chứa ngầm để bổ xung nước ngầm Bốc thoát Nhu cầu bốc thoát nước trước tiên để thỏa mãn tốc độ bốc thoát tiềm bể chứa mặt Nếu lượng ẩm bể chứa mặt nhỏ nhu cầu này, lấy ẩm từ tầng rễ theo tốc độ Ea Trong Ea tỷ lệ với lượng bốc thoát tiềm Ep: Ea = Ep L/Lmax Dòng chảy mặt Khi bể chứa mặt tràn nước, U1 ≥ Umax, lượng nước vượt ngưỡng PN (PN = U1- Umax) hình thành dòng chảy mặt thấm xuống QOF phần PN, tham gia hình thành dòng chảy mặt, tỷ lệ thuận với PN thay đổi tuyến tính với độ ẩm tương đối L/Lmax tầng rễ cây: Dòng chảy sát mặt Dòng chảy sát mặt phụ thuộc vào độ ẩm tầng rễ Bổ sung dòng chảy ngầm Lượng nước thấm xuống G, bổ sung cho bể chứa ngầm phụ thuộc vào độ ẩm đất tầng rễ cây: Lượng ẩm đất Bể chứa tầng sát mặt biểu thị lượng nước có tầng rễ Lượng mưa hiệu sau trừ lượng nước tạo dòng chảy mặt, lượng nước bổ xung cho tầng ngầm, bổ sung làm tăng độ ẩm đất tầng rễ L lượng DL : DL = PN - QOF – G Diễn toán dòng chảy mặt dòng chảy sát mặt Dòng chảy mặt dòng chảy sát mặt diễn toán thông qua hai bể chứa tuyến tính theo thời gian với số thời gian CK1,2 13 Diễn toán dòng chảy ngầm Dòng chảy ngầm diễn toán thông qua bể chứa tuyến tính theo thời gian với số thời gian CKBF Bảng 3.4: Các thông số mô hình NAM Thông Đơn Mô Tả số vị Lượng nước tối đa bể chứa tầng rễ Lmax gọi lượng ẩm tối đa tầng rễ Lmax [mm] để thực vật hút để thoát nước Umax [mm] CQOF [-] CKIF [hours] TOF [hours] TIF [-] CK12 [-] Lượng nước tối đa trữ bể chứa mặt Có thể gọi lượng nước để điền trũng, rơi mặt thực vật chứa vài cm bề mặt đất Hệ số dòng chảy mặt (0≤CQOF≤1) Quyết định phân phối mưa hiệu cho dòng chảy ngầm thấm CKIF số thời gian dòng chảy sát mặt CKIF với Umax định dòng chảy sát mặt Nó chi phối thông số diễn toán dòng chảy sát mặt CKIF >>CK12 Giá trị ngưỡng dòng chảy mặt (0≤TOF≤1).Dòng chảy mặt hình thành lượng ẩm tương đối đất tầng rễ lớn TOF Giá trị ngưỡng dòng chảy sát mặt (0≤TIF≤1) Dòng chảy sát mặt hình thành lượng ẩm tương đối tầng rễ lớn TIF Hằng số thời gian cho diễn toán dòng chảy sát mặt sát mặt Dòng chảy mặt sát mặt diễn toán theo bể chứa tuyến tính theo chuỗi với với số thời gian CK12 14 CKBF [-] TG [hours] Hằng số thời gian dòng chảy ngầm Dòng chảy ngầm từ bể chứa ngầm tạo sử dụng mô hình bể chứa tuyến tính với số thời gian CKBF Giá trị ngưỡng lượng nước bổ sung cho dòng chảy ngầm (0≤TG≤ 1) Lượng nước bổ sung cho bể chứa ngầm hình thành số ẩm tương đối tầng rễ lớn TG 3.2 Lựa chọn phương pháp diễn toán lũ mạng sông Diễn toán dòng chảy cho đoạn sông mô theo phương pháp Muskingum, theo đó, lưu lượng dòng chảy mặt cắt đoạn sông thời điểm t+∆t xác định theo công thức Qd(t+∆t) = C0.Qtr(t+∆t) + C1.Qtr(t) + C2.Qd(t+∆t) Trong đó: x k số; ∆t thời đoạn tính toán; Qd, Qtr tương ứng lưu lượng mặt cắt mặt cắt đoạn sông thời điểm t t+∆t 3.3 Tích hợp mô hình thành phần chương trình tính toán 15 CHƯƠNG ÁP DỤNG MÔ HÌNH NAM VÀ ĐƯỜNG ĐƠN VỊ MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY ĐẾN CÁC NÚT HỒ CHỨA TRÊN LƯU VỰC VU GIA – THU BỒN 4.1 Thiết lập mạng sông khu vực thượng du sông Vu Gia-Thu Bồn Sơ đồ hệ thống bao gồm đoạn sông, nút nhập lưu, nút hồ chứa nút kiểm soát Khu vực nghiên cứu mô 18 nhập lưu, 15 đoạn sông nút hồ chứa Có nút kiểm soát vị trí trạm thủy văn Nông Sơn, Thành Mỹ Hội Khách Chọn hai phương pháp tính toán: - Mô hình NAM tham số mô hình biến động lưu vực nhập lưu lưu vực sông Bởi vậy, lưu vực tài liệu lưu vực sông Vu GiaThu Bồn có sai số tính toán Hình 4.1: Sơ đồ hệ thống khu vực thượng du nhỏ so với sông Vu Gia-Thu Bồn mô hình khác - Mô hình đường đơn vị SCS có tham số phụ thuộc vào đặc trưng hình thái lưu vực Các đặc trưng hoàn toàn xác định từ tài liệu địa hình không cần phải xác định theo tài liệu thực đo lưu vực 16 4.2 Hiệu chỉnh, kiểm định mô hình 4.2.1 Lựa chọn số liệu hiệu chỉnh kiểm định mô hình Chọn lũ năm 2009 để hiệu chỉnh kiểm định với năm 2007 4.2.2 Kết hiệu chỉnh kiểm định mô hình a Trường hợp nhập lưu tính theo mô hình đường đơn vị SCS : Trường hợp tham số đường đơn vị xác định đặc trưng hình thái sông Do vậy, phải xác định tham số K X 15 đoạn sông, tổng cộng có 30 tham số b Trường hợp nhập lưu tính theo mô hình NAM : Trường hợp này, số tham số mô hình tăng lên đáng kể Mỗi lưu vực thành phần nút nhập lưu có tham số mô hình NAM, với 17 nhập lưu 15 đoạn sông Tính toán lưu lượng nút nhập lưu xác định theo phương pháp thực cho trận lũ từ 25-9 đến 6-10 năm 2009 (hiệu chỉnh) trận lũ ngày 8-11 đến ngày 14 tháng 11 năm 2007 (Kiểm định) theo tài liệu mưa 12 trạm đo mưa lưu vực, sau diễn toán trạm đo Thành Mỹ, Nông Sơn Hội Khách Kết hiệu chỉnh theo mô hình NAM tương đối sát với thực tế Tuy nhiên, mô hình đường đơn vị áp dụng tính toán dòng chảy lũ từ mưa cho lưu vực thuộc hạ lưu mà mô hình NAM điều kiện áp dụng Hình 4.2: Kết hiệu chỉnh trận lũ từ 25-9-> 6/ 10/ 2009 trạm thủy văn Nông Sơn Hình 4.3: Kết kiểm định trận lũ từ 8/11 đến 11/ 11/ 2007 trạm thủy văn Nông Sơn 17 Hình 4.4: Kết hiệu chỉnh trận lũ từ 25-9-> 6/ 10/ 2009 trạm thủy văn Nông Sơn Hình 4.5: Kết kiểm định trận lũ từ 8/11 đến 11/ 11/ 2007 trạm thủy văn Nông Sơn Đánh giá chất lượng mô kiểm định mô hình NAM mô hình đường đơn vị SCS theo hệ số Nash cho kết bảng 3.7 Bảng 3.7: Hệ số Nash kết mô kiểm định mô hình Hệ số Nash Theo mô hình NAM Nông Sơn Thành Mỹ Mô Kiểm Mô Kiểm định định A Vương Mô 0,98 0,74 0,99 0,79 0,97 Theo mô hình đường đơn vị 0,89 0,77 0,95 0,89 Kết tính cho thấy, phương pháp đường đơn vị thường cho đỉnh cao dạng lũ gầy so với mô hình NAM Tuy nhiên, tổng lượng lũ tính toán theo hai mô hình không chênh lệch nhiều 18 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Mô hình tác giả kiến nghị ứng dụng quy hoạch vận hành hệ thống hồ chứa phòng lũ áp dụng hồ chứa sông Vu Gia-Thu Bồn Đề tài tổng quan đầy đủ nghiên cứu liên quan đến lĩnh dự báo lũ lưu vực sông Trên sở phân tích đặc điểm lũ sông Vu Gia-Thu Bồn Khi ứng dụng cho lưu vực sông Vu Gia-Thu Bồn, số trạm đo mưa bị hạn chế lại không đại diện cho lưu vực nhập lưu, số trạm đo lưu lượng bị hạn chế nên kết mô bị hạn chế nhiên với kết đủ độ tin cậy để áp dụng điều kiện Khi hồ chứa xây dựng vận hành bổ sung thêm số liệu thực đo tiếp tục hiệu chỉnh thông số ngày tin cậy cao Với thông số chủ dàng dự báo dòng chảy đến hồ có số liệu dự báo mưa làm sở cho việc định vận hành xả lũ hợp lý Các quan tư vấn dễ dàng việc tính toán quy hoạch sử dụng đất bố trí dân cư Là sở để xây dựng đồ ngập lụt để bố trí di dời có lũ giúp cho quan phòng chống bão lụt có phương án phòng chống lũ nhằm giảm thiệt hại cho nhân dân vùng [...]... toán; Qd, Qtr tương ứng là lưu lượng mặt cắt dưới và mặt cắt trên của đoạn sông tại thời điểm t và t+∆t 3.3 Tích hợp các mô hình thành phần và chương trình tính toán 15 CHƯƠNG 4 ÁP DỤNG MÔ HÌNH NAM VÀ ĐƯỜNG ĐƠN VỊ MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY ĐẾN CÁC NÚT HỒ CHỨA TRÊN LƯU VỰC VU GIA – THU BỒN 4.1 Thiết lập mạng sông khu vực thượng du sông Vu Gia- Thu Bồn Sơ đồ hệ thống bao gồm các đoạn sông, nút nhập lưu, nút hồ. .. tính toán theo hai mô hình không chênh lệch nhau nhiều 18 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1 Mô hình do tác giả kiến nghị có thể ứng dụng trong quy hoạch và vận hành hệ thống hồ chứa phòng lũ đã được áp dụng đối với các hồ chứa trên sông Vu Gia- Thu Bồn 2 Đề tài đã tổng quan khá đầy đủ những nghiên cứu liên quan đến lĩnh dự báo lũ trên các lưu vực sông Trên cơ sở phân tích những đặc điểm lũ sông Vu Gia- Thu Bồn... Diễn toán dòng chảy mặt và dòng chảy sát mặt Dòng chảy mặt và dòng chảy sát mặt sẽ được diễn toán thông qua hai bể chứa tuyến tính theo thời gian với cùng một hằng số thời gian CK1,2 13 9 Diễn toán dòng chảy ngầm Dòng chảy ngầm được diễn toán thông qua một bể chứa tuyến tính theo thời gian với hằng số thời gian CKBF Bảng 3.4: Các thông số chính trong mô hình NAM Thông Đơn Mô Tả số vị Lượng nước tối... Hằng số thời gian cho diễn toán dòng chảy sát mặt và sát mặt Dòng chảy mặt và sát mặt được diễn toán theo các bể chứa tuyến tính theo chuỗi với cùng với một hằng số thời gian CK12 14 CKBF [-] TG [hours] Hằng số thời gian dòng chảy ngầm Dòng chảy ngầm từ bể chứa ngầm được tạo ra sử dụng mô hình bể chứa tuyến tính với hằng số thời gian CKBF Giá trị ngưỡng của lượng nước bổ sung cho dòng chảy ngầm (0≤TG≤... lưu, nút hồ chứa và các nút kiểm soát Khu vực nghiên cứu được mô phỏng 18 nhập lưu, 15 đoạn sông và 5 nút hồ chứa Có 3 nút kiểm soát tại các vị trí trạm thủy văn Nông Sơn, Thành Mỹ và Hội Khách Chọn hai phương pháp tính toán: - Mô hình NAM các tham số của mô hình ít biến động đối với các lưu vực nhập lưu của cùng lưu vực sông Bởi vậy, đối với lưu vực ít tài liệu như lưu vực sông Vu GiaThu Bồn sẽ có... đối L/Lmax của tầng rễ cây: 5 Dòng chảy sát mặt Dòng chảy sát mặt cũng phụ thu c vào độ ẩm của tầng rễ 6 Bổ sung dòng chảy ngầm Lượng nước thấm xuống G, bổ sung cho bể chứa ngầm phụ thu c vào độ ẩm của đất ở tầng rễ cây: 7 Lượng ẩm của đất Bể chứa tầng sát mặt biểu thị lượng nước có trong tầng rễ cây Lượng mưa hiệu quả sau khi trừ đi lượng nước tạo dòng chảy mặt, lượng nước bổ xung cho tầng ngầm, sẽ... dòng chảy ngầm và thấm CKIF là hằng số thời gian của dòng chảy sát mặt CKIF cùng với Umax quyết định dòng chảy sát mặt Nó chi phối thông số diễn toán dòng chảy sát mặt CKIF >>CK12 Giá trị ngưỡng của dòng chảy mặt (0≤TOF≤1) .Dòng chảy mặt chỉ hình thành khi lượng ẩm tương đối của đất ở tầng rễ cây lớn hơn TOF Giá trị ngưỡng của dòng chảy sát mặt (0≤TIF≤1) Dòng chảy sát mặt chỉ hình thành khi lượng ẩm tương... tích những đặc điểm lũ sông Vu Gia- Thu Bồn 3 Khi ứng dụng cho lưu vực sông Vu Gia- Thu Bồn, do số các trạm đo mưa bị hạn chế lại không đại diện cho các lưu vực nhập lưu, số trạm đo lưu lượng cũng bị hạn chế nên kết quả mô phỏng còn bị hạn chế tuy nhiên với kết quả này vẫn đủ độ tin cậy để áp dụng trong điều kiện hiện nay Khi các hồ chứa được xây dựng và vận hành sẽ bổ sung thêm số liệu thực đo và tiếp tục... là loại mô hình bể chứa được sử dụng tính dòng chảy từ mưa đã được mô phỏng trong mô hình MIKE 11 Mô hình NAM được xây dựng trên nguyên tắc xếp 3 bể chứa theo chiều thẳng đứng và 2 bể chứa tuyến tính nằm ngang 1 Bể chứa mặt Lượng ẩm trữ trên bề mặt của thực vật, cũng như lượng nước điền trũng trên bề mặt lưu vực được đặc trưng bởi lượng trữ bề mặt Umax đặc trưng cho giới hạn trữ nước tối đa của bể... xác định theo đường cong dòng chảy không thứ nguyên (có bảng tra sẵn theo từng loại đất) Đối với các lưu vực trên sông Vu Gia – Thu Bồn chọn CN = 60 3.1.2 Phương pháp mô hình NAM NAM là từ viết tắt của tiếng Đan Mạch “Nedbor – Afstromnings – Model”, có nghĩa là mô hình mưa – dòng chảy Mô hình này đầu tiên do Khoa Tài Nguyên nước và Thu lợi của Trường Đại học Đan Mạch xây dựng (Nielsen và Hansen, 1973)