MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết. 1 2. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu. 1 3.dPhương pháp nghiên cứu và nội dung chuyên đề. 1 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 3 I,CƠ CẤU TỔ CHỨC, CHỨC NĂNG NHIỆM VỤ 3 1.1.Cơ sở pháp lý 3 1.2.Cơ cấu tổ chức 3 1.3. Vị trí và chức năng 4 1.4. Nhiệm vụ và quyền hạn 4 II. NHỮNG HOẠT ĐỘNG VÀ THÀNH TỰU CHỦ YẾU 6 CHƯƠNG II : GIỚI THIỆU LƯU SÔNG NGHIÊN CỨU 7 1. Vị trí địa lý : 7 2.Đặc điểm địa hình 8 3.Đặc điểm địa chất 9 4.Đặc điểm thổ nhưỡng 11 5.Đặc điểm thảm phủ thực vật 12 6. Đặc điểm khí tượng thủy văn 13 6.1. Đặc trưng hình thái sông ngòi. 13 6.2. Mạng lưới sông, trạm đo Khí tượng, Thủy Văn. 14 6.3.Đặc điểm khí hậu. 16 CHƯƠNG III: SƠ LƯỢC VỀ MÔ HÌNH 26 1.MÔ HÌNH NHẬN THỨC CỦA MÔ HÌNH NAM 29 2.Mô hình toán 30 CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG MÔ HÌNH MIKE NAM TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY CHO LƯU VỰC SÔNG VU GIA – THU BỒN 36 4.1. Thu thập, phân tích, chỉnh lý số liệu 36 4.1.1.Thu thập tài liệu 36 4.2. Thiết lập mô hình MIKE NAM 36 4.3.Hiệu chỉnh mô hình 42
LỜI CẢM ƠN Chúng em xin chân thành cám ơn “Viện khoa học Khí Tượng Thủy Văn Biến Đổi Khí Hậu” nói chung “Trung tâm nghiên cứu biến đổi khí hậu” nói riêng tạo điều kiện cho em thực tập tốt nhất., đặc biệt anh chị “Trung tâm nghiên cứu biến đổi khí hậu” truyền đạt cho chúng em kiến thức chuyên môn trình thực tập Chúng em xin chân thành cảm ơn tới T.S Đỗ Tiến Anh giúp đỡ tạo điều kiện tốt nhất, định hướng cách tiếp cận làm giành nhiều thời gian quý báu chúng em ý kiến đóng góp nội dung thực tập, nhận xét để báo cáo thực tập hướng đạt kết tốt Do thời gian có hạn, kinh nghiệm thân hạn chế nên thiếu xót tránh khỏi Chúng em mong tiếp tục nhận góp ý, bảo quý báo thầy cô bạn để báo cáo hoàn thiện Chúng em xin chân thành cám ơn.! Nhóm sinh viện thực 1 MỤC LỤC 2 DANH MỤC BẢNG 3 DANH MỤC BẢNG 4 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Lũ lớn thiên tai xảy thường xuyên nghiêm trọng toàn giới nói chung Việt Nam nói riêng Đặc biệt, năm gần đây, tình hình thiên tai diễn ngày mạnh mẽ phức tạp Tại lưu vực vừa nhỏ, lũ lớn, lũ quét thường xảy nhanh, có sức tàn phá lớn, gây tổn thất nặng nề người, tài sản, huỷ hoại môi trường sinh thái với cường suất quy mô ác liệt Cũng sông miền núi khác, lưu vực sông Thu Bồn có trận lũ gây hậu nghiêm trọng, đó, việc mô lại gần trình trận lũ diễn có ý nghĩa quan trọng công tác phòng chống, giảm nhẹ thiệt hại trận lũ tương lai gây Mục tiêu phạm vi nghiên cứu - Mục tiêu nghiên cứu : + Xây dựng mô hình thủy lực để tính toán thủy lực lưu vực sông Thu Bồn + Nghiên cứu tổng quan đặc điểm tự nhiên kinh tế xã hội hạ du lưu vực sông Thu Bồn liên quan đến chế độ dòng chảy + Nghiên cứu chế độ dòng chảy hạ du lưu vực sông Thu Bồn - Phạm vi nghiên cứu : + Hạ du lưu vực sông Thu Bồn + Phạm vi không gian: giới hạn ba biên thủy lực biên 1,biên 2,biên + Phạm vi mô phỏng: mô lưu lượng mực nước vị trí trạm trạm Nông Sơn, trạm Thạch Mỹ hạ du sông Thu Bồn 3.dPhương pháp nghiên cứu nội dung chuyên đề Phương pháp nghiên cứu : - Phương pháp thống kê, phân tích tài liệu: Thu thập hệ thống hoá xử lý phân tích đánh giá tất tài liệu số liệu có sẵn - Phương pháp kế thừa: Trong trình thực hiện, sinh viên tham khảo kế thừa số tài liệu, kết có liên quan nghiên cứu trước - Phương pháp mô hình toán: Ứng dụng mô hình MIKE NAM để mô dòng chảy Nội dung chuyên đề : Cấu trúc nội dung đề tài gồm chương, không kể mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, phụ lục Mở đầu Chương Giới thiệu Trung Tâm Nghiên Cứu Biến Đổi Khí Hậu Chương Giới thiệu khu vực nghiên cứu Chương Cơ sở lý thuyết mô hình MIKE NAM Chương Xây dựng mô hình MIKE NAM tính toán dòng chảy lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU I,CƠ CẤU TỔ CHỨC, CHỨC NĂNG NHIỆM VỤ 1.1.Cơ sở pháp ly Trung tâm Nghiên cứu Biến đổi khí hậu thành lập theo Quyết định số 1116/QĐ-BTNMT ngày 10 tháng năm 2011 Bộ Tài nguyên Môi trường Biến đổi khí hậu thách thức lớn nhân loại kỷ 21 Hiện nay, biến đổi khí hậu không vấn đề môi trường, không vấn đề ngành riêng lẻ mà vấn đề phát triển bền vững Trong bối cảnh đó, từ thành lập đến nay, Trung tâm Nghiên cứu biến đổi khí hậu thực nhiều chương trình, đề tài nghiên cứu, ứng dụng khoa học công nghệ,… liên quan đến vấn đề Các hoạt động khoa học công nghệ Trung tâm Nghiên cứu biến đổi khí hậu triển khai thực cấp: сấp nhà nước, cấp Trong giai đoạn 2011- 2015, Trung Tâm thực nhiều đề tài nhánh thuộc đề tài NCKH cấp nhà nước Giai đoạn Trung tâm hoàn thành đề tài cấp nhà nước nhiều đề tài cấp cấp tỉnh dự án hợp tác nước Các đề tài thực với kết tốt xuất sắc, góp phần quan trọng vào công phát triển KT-XH bền vững bối cảnh biến đổi khí hậu, quy hoạch vùng phòng chống thiên tai 1.2.Cơ cấu tổ chức A,Lãnh đạo Trung tâm Nghiên cứu Biến đổi khí hậu có Giám đốc không 02 Phó Giám đốc; Giám đốc chịu trách nhiệm trước pháp luật trước Viện trưởng nhiệm vụ phân công toàn hoạt động Trung tâm; quy định chức năng, nhiệm vụ đơn vị trực thuộc Trung tâm; xây dựng điều lệ tổ chức hoạt động, quy chế làm việc Trung tâm theo quy định; Phó Giám đốc giúp việc Giám đốc, chịu trách nhiệm trước Giám đốc trước pháp luật lĩnh vực công tác phân công B, Các đơn vị trực thuộc Trung tâm: a) Phòng Nghiên cứu Thích ứng với biến đổi khí hậu; b) Phòng Nghiên cứu Giảm nhẹ biến đổi khí hậu; c) Phòng Nghiên cứu Kinh tế biến đổi khí hậu Tăng trưởng xanh SƠ ĐỒ TỔ CHỨC BỘ MÁY TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 1.3 Vị trí chức Trung tâm Nghiên cứu Biến đổi khí hậu tổ chức khoa học công nghệ công lập trực thuộc Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu có chức nghiên cứu bản, phát triển công nghệ biến đổi khí hậu; đào tạo trình độ tiến sĩ chuyên ngành Biến đổi khí hậu Phát triển bền vững Trung tâm Nghiên cứu Biến đổi khí hậu đơn vị hạch toán phụ thuộc, có dấu riêng, mở tài khoản tiền gửi để giao dịch theo quy định pháp luật; trụ sở đặt thành phố Hà Nội 1.4 Nhiệm vụ quyền hạn Xây dựng, trình Viện trưởng kế hoạch nghiên cứu, phát triển công nghệ dài hạn, năm, hàng năm biến đổi khí hậu Trung tâm; tổ chức thực sau phê duyệt Nghiên cứu sở khoa học phục vụ xây dựng sách, pháp luật, tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật, định mức kinh tế - kỹ thuật biến đổi khí hậu Nghiên cứu, thực nghiệm phát triển công nghệ phục vụ giám sát biến đổi khí hậu Nghiên cứu khoa học biến đổi khí hậu: a) Thực trạng xu biến đổi khí hậu; đánh giá tác động, rủi ro tính dễ bị tổn thương biến đổi khí hậu; nghiên cứu giải pháp thích ứng với biến đổi khí hậu; b) Xây dựng phương án kiểm soát phát thải khí nhà kính, hoạt động giảm nhẹ biến đổi khí hậu theo hướng tiếp cận kinh tế bon thấp, phù hợp điều kiện quốc gia, đảm bảo phát triển bền vững; c) Các chế sách, định hướng đổi công nghệ, sản phẩm dịch vụ môi trường, hội giảm nhẹ khí nhà kính, tăng cường lực cho sở sản xuất công nghiệp, doanh nghiệp vừa nhỏ nhằm phát triển giải pháp công nghệ sạch; d) Tích hợp vấn đề biến đổi khí hậu vào chiến lược, kế hoạch, quy hoạch, chương trình phát triển kinh tế - xã hội, phát triển ngành địa phương; e) Các phương án phát triển định hướng tăng trưởng xanh; phân tích kinh tế biến đổi khí hậu hội biến đổi khí hậu mang lại Nghiên cứu phát triển, ứng dụng, chuyển giao tiến khoa học, công nghệ biến đổi khí hậu Thực chương trình, dự án, đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ biến đổi khí hậu; tham gia nhóm công tác Ban liên phủ biến đổi khí hậu (IPCC) theo phân công Viện trưởng Tham gia đào tạo trình độ tiến sỹ, chuyên môn, nghiệp vụ khí tượng thủy văn, môi trường biến đổi khí hậu theo phân công Viện trưởng Tham gia thẩm định chương trình, dự án, đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ khí tượng thủy văn, môi trường biến đổi khí hậu theo phân công Viện trưởng Tổ chức thực hoạt động thông tin khoa học, công nghệ lĩnh vực khí tượng thủy văn biến đổi khí hậu theo quy định pháp luật 10 Cung cấp tin thông báo biến đổi khí hậu theo phân công Viện trưởng 11 Phát triển ứng dụng phần mềm, sở liệu khí tượng thủy văn biến đổi khí hậu 12 Thực hoạt động dịch vụ, tư vấn khí tượng thủy văn, môi trường biến đổi khí hậu theo quy định pháp luật 13 Tổ chức thực cải cách hành theo chương trình, kế hoạch cải cách hành Viện 14 Quản lý tổ chức, vị trí việc làm, viên chức, người lao động; tài chính, tài sản thuộc phạm vi quản lý Trung tâm theo quy định pháp luật theo phân công Viện trưởng 15 Thống kê, báo cáo định kỳ đột xuất tình hình thực nhiệm vụ giao 16 Thực nhiệm vụ khác Viển trưởng phân công II NHỮNG HOẠT ĐỘNG VÀ THÀNH TỰU CHỦ YẾU Từ thành lập đến Trung tâm Nghiên cứu Khí tượng Thủy văn biển thực nhiều đề tài, dự án, hợp đồng khoa học nghiên cứu, ứng dụng khoa học công nghệ, xây dựng quy trình, quy phạm, điều tra, khảo sát, nghiên cứu thực địa v.v Trung tâm tham gia thực nhiều đề tài/dự án thuộc chương trình khoa học trọng điểm có ý nghĩa quan trọng phát triển KT-XH đất nước Đồng thời đề tài nghiên cứu góp phần quan trọng vào việc đào tạo nâng cao trình độ, lực nghiên cứu, tổ chức nghiên cứu, đạo quản lý nghiên cứu khoa học cán khoa học, cấp quản lý Trung tâm Các nghiên cứu Trung tâm tập trung lĩnh vực: +,Ngiên cứu biến đổi khí hậu nước biển dâng - Ngiên cứu biến đổi khí hậu nước biển dâng Tăng cường lực quốc gia ứng phó với Biến đổi khí hậu Việt Nam, giảm nhẹ tính dễ bị tổn thương kiểm soát phát thải khí nhà kính Điều tra phân tích trình bồi tụ xói lở Cà Mau Biến đổi khí hậu 10 Trong đó: CKIF số thời gian dòng chảy sát mặt, phần U tạo thành dòng chảy sát mặt đơn vị thời gian CQIF < 1, TIF ngưỡng dòng chảy sát mặt (0≤TIF Umax, lượng nước thừa Pn tạo dòng chảy mặt Dòng chảy mặt QOF giả thiết tương ứng với Pn biến đổi tuyến tính theo quan hệ lượng trữ ẩm đất, L/Lmax, tầng (2) thấp: Trong đó: CQOF hệ số dòng chảy mặt, thứ nguyên, phản ánh điều kiện thấm (0 ≤ CQOF ≤ 1) TOF ngưỡng dòng chảy tràn (0 ≤ TOF < 1), Pn phần thừa U ≥ Umax Pn = U – Umax - Lượng nước ngầm cung cấp cho bể chứa ngầm (G) Phần lượng nước thừa (Pn – QOF) không tham gia vào thành phần dòng chảy tràn thấm xuống làm tăng lượng trữ ẩm tầng thấp phần giả thiết thấm xuống sâu gia nhập vào lượng trữ tầng ngầm (G) (3) - 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 sung cho tầng ngầm, bổ sung làm tăng độ ẩm đất tầng rễ L lượng DL: DL = (Pn - QOF) - G 35 - Diễn toán dòng chảy Dòng chảy sát mặt thông qua hai bể chứa tuyến tính với số thời gian CK12 Quá trình dòng chảy mặt dựa khái niệm bể chứa tuyến tính với giá trị thời gian biến đổi (5) Trong : OF : dòng chảy mặt (mm/h) OFmin : giới hạn trình dòng chảy ( OFmin = 0,4 mm/h) Hằng số β = 0,4 tương ứng với việc dụng công thức Manning để thiết lập mô hình dòng chảy mặt Công thức thể rõ trình động lực dòng chảy mặt Trong theo NAM, dòng chảy sát mặt dòng chảy tràn xác định bể chứa tuyến tính Hằng số thời gian trình dòng chảy mặt sát mặt tính đơn vị Nó xác định hình dạng đỉnh trình thủy văn Các giá trị phụ thuộc vào kích thước lưu vực cường độ mưa Hằng số xác định từ việc kiểm định thời gian xuất đỉnh trình Nếu đỉnh trình đến chậm trễ tăng, giảm để hiệu chỉnh mô Dòng chảy ngầm diễn toán thông qua bể chứa tuyến tính với số thời gian CKBF - Công thức dòng chảy mặt cắt cửa ra: Ytt = OF + IFf + BF (mm) Qtt = (Ytt Flv)/Dt(m3/s) a Các thông số mô hình - Umax: Là lượng nước tối đa bể chứa mặt (mm) - Lmax: Lượng ẩm lớn bể chứa tầng rễ (mm) 36 - CQOF: Là hệ số dòng chảy mặt, không thứ nguyên, phản ánh điều kiện thấm - TOF: Là ngưỡng dòng chảy tràn - TIF: Là ngưỡng dòng chảy sát mặt - TG: Là giá trị ngưỡng tầng rễ - CKIF: Là hệ số thời gian dòng chảy sát mặt, phần U tạo thành dòng chảy sát mặt đơn vị thời gian - CK12: Là số thời gian chảy truyền dòng chảy mặt - CKBF: Là số thời gian chảy truyền dòng chảy ngầm Các thông số xác định thông qua hiệu chỉnh mô hình - Những giá trị thường gặp thông số chính: ·Umax: (5 – 35 mm) ·Lmax: (50 – 350 mm) ·CQOF: (0.01 – 0.99 mm) ·CKIF: (50 – 1000 giờ) ·TOF: (0.0 – 0.9) ·TIF: (0.0 – 0.9) ·TG: (0.0 – 0.9) ·CK12: (3 – 72 giờ) ·CKBF: (500 – 5000 giờ) b Mô hình số viết FORTRAN mô hình NAM Mô hình toán trình bày mục chuyển đổi sang mô hình số sử dụng ngôn ngữ lập trình FORTRAN thể hình từ hình đến hình 37 Hình 3.4 Phần code khai báo mô hình Hình 3.5 Phần code tính toán thành phần dòng chảy mô hình diễn bể chứa 38 Hình 3.6 Phần code tính toán thành phần mô hình bể chứa diễn toán tiêu Nash- Sutcliffe 39 CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG MÔ HÌNH MIKE NAM TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY CHO LƯU VỰC SÔNG VU GIA – THU BỒN 4.1 Thu thập, phân tích, chỉnh ly số liệu 4.1.1 Thu thập tài liệu Thu thập xử lý số liệu yêu cầu việc xây dựng mô hình toán 4.2 Thiết lập mô hình MIKE NAM Các bước làm Bước 1: Tạo tệp tin lưu trữ liệu mô hình 40 Bước 2: Để làm việc với Mike NAM tạo đề án Khởi động Mike NAM vào New → File, xuất sổ New file chọn hình Cửa sổ bắt đầu dự án mô hình Mike NAM Bước : Đưa liệu vào cho mô hình hình Vào add new file time series Chọn ok xuất cửa sổ 41 Đưa liệu cần cho mô hình vào Số liệu mưa, bốc hơi, lưu lượng Đưa Số liệu mưa vào: Đưa Số liệu lưu lượng vào: 42 Đưa Số liệu bốc vào: Bước 4: vào cửa sổ mike 11 chọn RR parameters 43 Ghi tên sông diện tích lưu vực tính toán vào dao diện 44 Trong báo cáo đề cập đến chạy thủy văn nên chọn mô đun rainfallrunoff Mô đun thủy văn (rainfall- runoff) Bước 5: tạo cửa sổ simulation 45 Cửa sổ điều khiển simulation mô hình Mike nam Trong hình ta vào Input ấn chọn File đầu vào cần cho mô hình Sau ta vào start để chạy mô hình 46 Kết tính toán xem mike view 4.3.Hiệu chỉnh mô hình Phương pháp hiệu chỉnh thông số dùng phương pháp thử dần theo sơ đồ hình 4: Sơ đồ trình hiệu chỉnh thông số mô hình Việc chọn hệ số thực theo kinh nghiệm Nhập số liệu trạm số liệu mực nước sơ đồ ,tính toán hệ thống sông Thu Bồn mô hình MIKE NAM em nhận thấy: Khi chạy mô hình với hệ số lựa chọn điều kiện ban đầu lòng dẫn xem ổn định, dựa số liệu năm 1995 thu thập lưu vực sông Thu Bồn mục nêu Kết mô đưa trình mực 47 nước trình lưu lượng năm 1995 sơ đồ tính toán Để đánh giá kết tính toán mô mô hình, đánh giá dò tìm thông số cho mô hình nút kiểm tra mô hình, tiến hành tính toán đánh giá sai số kết tính toán từ mô hình với kết thực đo dựa tiêu đánh giá EI (NASH) Trong đó: Qtđi lưu lượng thực đo thời điểm i (m3/s) Qtti lưu lượng tính toán thời điểm i (m3/s) Qtdtb lưu lượng thực đo trung bình (m3/s) Mức độ phù hợp tiêu NASH đánh sau: EI = 40% - 65% : đạt EI = 65% - 85% : EI > 85% : tốt So sánh đường trình lũ tính toán với đường trình lũ thực đo Qua trình tính toán hiệu chỉnh, thu kết sau: Hệ số NASH trạm nông sơn EI= 0.85 % tốt Biểu đồ thể kết thực đo kết tính toán: Kết thực đo kết tính toán trạm Nông Sơn 48 - Nhận xét: Đường trình mực nước tính toán mực nước thực đo trạm Nông Sơn tương đối ổn định Sau tính toán xác định giá trị tiêu NASH đánh giá vào loại tốt.đạt.0.85 49 ... thiệu Trung Tâm Nghiên Cứu Biến Đổi Khí Hậu Chương Giới thiệu khu vực nghiên cứu Chương Cơ sở lý thuy t mô hình MIKE NAM Chương Xây dựng mô hình MIKE NAM tính toán dòng chảy lưu vực sông Vu Gia... Giang, Nam Giang, Quế Sơn, 11 Duy Xuyên, Đại Lộc, Điện Bàn, Thành phố Hội An, thành phố Đà Nẵng, Hoà Vang phần huyện Thăng Bình, Đăk Glei (Kon Tum) 2.Đặc điểm địa hình Địa hình lưu vực sông Vu Gia... phận huyện: Đại Lộc, Duy Xuyên, Điện Bàn, Thăng Bình, thành phố Hội An, thành phố Tam Kỳ huyện Hoà Vang (thành phố Đà Nẵng) Ở có số sông nhỏ như: Khe Công, Khe Cầu, Quảng Huế Trong đồng có dải cát