Nghiên cứu xây dựng phương án dự báo lũ cho lưu vực sông hoàng long tỉnh ninh bình

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHƢƠNG ÁN DỰ BÁO LŨ CHO LƢU VỰC SƠNG HỒNG LONG TỈNH NINH BÌNH CHUN NGÀNH: THỦY VĂN HỌC NGUYỄN HẢI LÂN HÀ NỘI, NĂM 2017 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHƢƠNG ÁN DỰ BÁO LŨ CHO LƢU VỰC SƠNG HỒNG LONG TỈNH NINH BÌNH NGUYỄN HẢI LÂN CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN HỌC MÃ SỐ: 60440224 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRẦN DUY KIỀU HÀ NỘI, NĂM 2017 CƠNG TRÌNH ĐƢỢC HỒN THÀNH TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI Cán hƣớng dẫn: PGS.TS Trần Duy Kiều Cán phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Hữu Khải Cán phản biện 2: TS Nguyễn Viết Thi Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI Ngày 26 tháng 12 năm 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu, nội dung, kết luận văn “Nghiên cứu xây dựng phương án dự báo lũ cho lưu vực sơng Hồng Long tỉnh Ninh Bình” cơng trình tơi thực dƣới hƣớng dẫn PGS.TS Trần Duy Kiều Nội dung luận văn trung thực, tài liệu, số liệu trích dẫn ghi rõ phần tài liệu tham khảo chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Nếu có gian lận nội dung nghiên cứu luận văn, tơi xin hồn toàn chịu trách nhiệm trƣớc Hội đồng nhà trƣờng TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Hải Lân ii LỜI CẢM ƠN Luận văn “Nghiên cứu xây dựng phương án dự báo lũ cho lưu vực sơng Hồng Long tỉnh Ninh Bình” đƣợc hoàn thành, học viên xin gửi lời cảm ơn chân thành đến nhà trƣờng thầy cô giáo Khoa Khí tƣợng - Thủy văn, tồn thể thầy cô, giảng viên anh chị trƣờng, tạo điều kiện, đóng góp trao đổi nhiều ý kiến quý báu giúp cho học viên hoàn thành luận văn cách tốt Đặc biệt học viên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Trần Duy Kiều tận tình hƣớng dẫn, động viên em suốt trình giảng dạy nhƣ bảo cung cấp tài liệu, thông tin cần thiết cho em thời gian làm luận văn Học viên cảm ơn lãnh đạo Đài KTTV khu vực Đồng Bắc Bộ, Đài KTTV tỉnh Ninh Bình, gia đình, bạn bè nhiệt tình giúp đỡ, khích lệ động viên em nhiều để em hồn thành luận văn Do thời gian, kinh nghiệm nghiên cứu chƣa nhiều, bên cạnh nội dung nghiên cứu rộng, phức tạp luận văn khó tránh đƣợc thiếu sót Học viên mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp quý báu để luận văn đƣợc hoàn thiện tiến tới ứng dụng đƣợc vào thực tiễn Hà Nội, tháng 12 năm 2017 Học viên Nguyễn Hải Lân iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii THÔNG TIN LUẬN VĂN v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC HÌNH viii MỞ ĐẦU Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP DỰ BÁO LŨ 1.1 Tổng quan phƣơng pháp dự báo lũ 1.1.1 Tổng quan nghiên cứu dự báo lũ giới 1.1.2 Tổng quan nghiên cứu dự báo lũ Việt Nam 1.1.3 Tổng quan dự báo lũ lƣu vực sơng Hồng Long 10 1.2 Điều kiện tự nhiên lƣu vực sơng Hồng Long 11 1.2.1 Vị trí địa lý lƣu vực sơng Hồng Long 11 1.2.2 Đặc điểm địa hình lƣu vực sơng Hoàng Long 11 1.2.3 Đặc điểm địa chất, thổ nhƣỡng thảm phủ thực vật 12 1.2.4 Đặc điểm khí hậu lƣu vực sơng Hồng Long 14 1.2.4.1 Mạng lƣới trạm quan trắc KTTV lƣu vực sơng hồng Long 14 1.2.4.2 Đặc điểm khí hậu lƣu vực sơng Hồng Long 14 1.2.5 Đặc điểm lũ lƣu vực sơng Hồng Long 19 1.2.6 Đặc điểm kinh tế xã hội lƣu vực sơng Hồng Long 23 1.3 Nhận xét chƣơng 24 Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ MƠ HÌNH ỨNG DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU 25 2.1 Phƣơng pháp nghiên cứu đề tài 25 2.1.1 Hƣớng tiếp cận 25 2.1.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 26 2.2 Cơ sở lý thuyết mơ hình ứng dụng nghiên cứu 26 2.2.1 Cơ sở lý thuyết mơ hình MIKE - NAM 27 iv 2.2.2 Cơ sở lý thuyết mơ hình MIKE 11 30 2.3 Nghiên cứu sử dụng mô hình số trị (NWP) dự báo lũ 35 2.4 Cơ sở số liệu 38 2.5 Nhận xét chƣơng 38 Chƣơng 3: XÂY DỰNG PHƢƠNG ÁN DỰ BÁO LŨ CHO LƢU VỰC SƠNG HỒNG LONG 39 3.1 Hiệu chỉnh kiểm định mơ hình MIKE - NAM 39 3.1.1 Thiết lập sơ đồ tính tốn cho mơ hình MIKE - NAM 39 3.1.2 Số liệu đầu vào mơ hình MIKE - NAM 42 3.1.3 Hiệu chỉnh mơ hình MIKE - NAM 43 3.1.4 Kiểm định mơ hình MIKE - NAM 45 3.2 Hiệu chỉnh kiểm đinh mô hình MIKE 11 47 3.2.1 Thiết lập sơ đồ thủy lực cho mô hình MIKE11 47 3.2.2 Số liệu đầu vào cho mơ hình MIKE11 49 3.2.3 Hiệu chỉnh kiểm định mơ hình MIKE11 50 3.3 Xây dựng phƣơng án dự báo lũ cho lƣu vực sơng Hồng Long 56 3.3.1 Tính tốn lƣợng mƣa dự báo 56 3.3.2 Xây dựng phƣơng án dự báo lũ cho lƣu vực sơng Hồng Long 58 3.4 Dự báo thử nghiệm dòng chảy lũ sơng Hoàng Long trạm Bến Đế 59 3.5 Nhận xét chƣơng 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 v THÔNG TIN LUẬN VĂN Họ tên học viên: Nguyễn Hải Lân Lớp: CH2AT Khóa: 2017 - 2018 Cán hƣớng dẫn: PGS.TS.Trần Duy Kiều Tên đề tài: Nghiên cứu xây dựng phương án dự báo lũ cho lưu vực sơng Hồng Long tỉnh Ninh Bình Tóm tắt nội dung luận văn: Đề tài đƣa xu hƣớng nghiên cứu ngồi nƣớc vị trí địa lý lƣu vực sơng Hồng Long Phân tích tìm hình thời tiết gây mƣa cho lƣu vực để tìm đƣợc ngun nhân sinh dòng chảy lũ cho hạ du sơng Hồng Long Do nắm bắt đƣợc đặc điểm lũ lƣu vực sơng Hồng Long từ đƣa hƣớng nghiên cứu phƣơng án cảnh báo, dự báo lũ cho hạ lƣu sông Việc tìm hiểu kỹ lý thuyết phƣơng pháp mơ hình để ứng dụng lĩnh vực nghiên cứu đề tài cần thiết hợp lý Kết đạt đƣợc nghiên cứu đề tài đƣa đƣợc phƣơng án dự báo lũ cho hạ lƣu sông, qua đánh giá dự báo thử nghiệm phƣơng án đạt kết tốt vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT WMO Tổ chức khí tƣợng giới TTKTTVQG Trung tâm Khí tƣợng Thủy văn quốc gia TTDBTƢ Trung tâm dự báo Khí tƣợng Thủy văn Trung ƣơng KTTV Khí tƣợng Thủy văn ĐBBB Đồng Bắc Bộ JMA Cơ quan Khí tƣợng học Nhật Bản NWP Mơ hình dự báo số trị BĐKH Biến đổi khí hậu BĐ Báo động LV Lƣu vực HTNĐ Hội tụ nhiệt đới W (109m3) Tổng lƣợng dòng chảy X - R (mm) Lƣợng mƣa T (°C) Nhiệt độ khơng khí Tn (°C) Nhiệt độ nƣớc Z (mm) Bốc U (%) Độ ẩm W (m/s) Gió V (m/s) Tốc độ gió H (cm) Mực nƣớc Q (m3/s) Lƣu lƣợng nƣớc Qmax (m3/s) Lƣu lƣợng lớn SSĐ Sai số đỉnh SSW Sai số tổng lƣợng vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Phương pháp dự báo thủy văn hạn ngắn cho sơng sử dụng Trung tâm Dự báo KTTV TƯ Bảng 1.2: Một số đặc trưng lưu vực sông Hoàng Long 12 Bảng 1.3: Danh sách trạm Khí tượng lưu vực sơng Hoàng Long 14 Bảng 1.4: Danh sách trạm thuỷ văn lưu vực sơng Hồng Long 14 Bảng 1.5: Số nắng trung bình tháng, năm số vị trí lưu vực sơng Hồng Long (1997-2016) 15 Bảng 1.6: Nhiệt độ khơng khí trung bình tháng, năm số vị trí lưu vực sơng Hồng Long (1997-2016) 15 Bảng 1.7: Bốc trung bình tháng, năm số vị trí lưu vực sơng Hồng Long (1997-2016) 16 Bảng 1.8: Lượng mưa trung bình tháng, năm số vị trí lưu vực sơng Hồng Long (1997-2016) 18 Bảng 1.9: Đặc trưng số trận lũ lớn sơng Hồng Long 20 Bảng 1.10: Đặc điểm lũ nguyên nhân gây mưa lũ chủ yếu lưu vực sơng Hồng Long Bến Đế [1] 21 Bảng 3.1: Trận lũ lựa chọn tính tốn mơ hình MIKE - NAM 42 Bảng 3.2: Chỉ tiêu đánh giá chất lượng hiệu chỉnh mơ hình MIKE - NAM 45 Bảng 3.3: Bộ thơng số mơ hình MIKE - NAM lưu vực sơng Hồng Long 45 Bảng 3.4: Chỉ tiêu đánh giá chất lượng kiểm định mơ hình MIKE-NAM 46 Bảng 3.5: Điều kiện biên cho mơ hình MIKE11 sơng Hồng Long 49 Bảng 3.6: Trận lũ lựa chọn tính tốn mơ hình MIKE11 50 Bảng 3.7: Đánh giá chất lượng hiệu chỉnh mơ hình MIKE11 52 Bảng 3.8: Hệ số nhám hệ thống sơng Hồng Long 52 Bảng 3.9: Đánh giá chất lượng kiểm định mơ hình MIKE11 54 Bảng 3.10: Minh họa định dạng số liệu lượng mưa ngày LVS Hoàng Long 56 Bảng 3.11: Bảng phân cấp lượng mưa theo tiêu chuẩn WMO 57 Bảng 3.12: Hệ số mưa trạm so với toàn lưu vực 57 Bảng 3.13: Hệ số mưa trạm so với trạm Ninh Bình 57 Bảng 3.14: Đánh giá chất lượng dự báo lũ trạm Bến Đế theo PA1 63 Bảng 3.15: Đánh giá chất lượng dự báo trạm Bến Đế theo PA2 64 53 Mặt cắt Nhám bãi trái Nhám lòng Nhám bãi phải 0,04 0,04 0,05 21109 0,04 0,03 0,06 SongBoi 25473 0,05 0,04 0,06 11 SongBoi 27365 0,05 0,033 0,05 12 SongBoi 29025 0,04 0,03 0,06 13 SongBoi 30615 0,044 0,04 0,05 14 SongBoi 35606 0,042 0,04 0,05 15 SongBoi 37181 0,04 0,033 0,044 16 SongBoi 39021 0,04 0,03 0,04 17 SongBoi 41472 0,036 0,03 0,04 18 SongBoi 44170 0,035 0,03 0,037 19 SongBoi 45535 0,05 0,04 0,05 20 SongBoi 47618 0,05 0,04 0,06 21 SongBoi 49048 0,05 0,04 0,055 22 SongBoi 51521 0,06 0,045 0,06 23 SongDap 0.035 0,03 0,035 24 SongDap 5424 0,033 0,03 0,035 25 SongDap 7241 0,035 0,03 0,035 26 SongDap 8884 0,034 0,03 0,035 27 SongDap 10118 0,036 0,03 0,04 28 SongDap 12895 0,035 0,03 0,04 29 SongLang 0,035 0,03 0,035 30 SongLang 2622 0,03 0,03 0,035 31 SongLang 3458 0,035 0,03 0,035 32 SongLang 4484 0,033 0,03 0,035 TT Tên sông SongBoi 18655 SongBoi 10 54 Mặt cắt Nhám bãi trái Nhám lòng Nhám bãi phải 0,032 0,03 0,035 11000 0,03 0,03 0,035 SongLang 15227 0,035 0,03 0,035 36 SongLang 16865 0.,03 0,025 0,035 37 SongLang 19692 0,04 0,025 0,03 38 SongLang 20469 0,04 0,025 0,036 39 SongLang 21985 0,035 0,025 0,033 40 SongLang 23108 0,032 0,025 0,034 41 SongHoangLong 0,04 0,025 0,05 42 SongHoangLong 16588 0.04 0,025 0,04 43 SongHoangLong 24139 0,03 0,022 0,04 44 SongHoangLong 22849 0,03 0,022 0,03 TT Tên sông 33 SongLang 5447 34 SongLang 35 Bảng 3.9: Đánh giá chất lượng kiểm định mơ hình MIKE11 Trận lũ Chỉ tiêu Nash Sai số đỉnh lũ (%) Sai số thời gian xuất (giờ) Sai số tổng lƣợng (%) 2013 0,97 0,030 -0,4 0,08 2014 0,88 0,079 -0,3 1,12 55 Hình 3.18: Đường trình mực nước thực đo tính tốn trận lũ 2013 trạm Bến Đế trình kiểm định mơ hình MIKE 11 Hình 3.19: Đường q trình mực nước thực đo tính tốn trận lũ 2014 trạm Bến Đế q trình kiểm định mơ hình MIKE 11 56 3.3 Xây dựng phƣơng án dự báo lũ cho lƣu vực sơng Hồng Long 3.3.1 Tính tốn lƣợng mƣa dự báo Trên lƣu vực nghiên cứu có trạm khí tƣợng hoạt động là: Kim Bôi, Chi Nê, Nho Quan, Cúc Phƣơng Ninh Bình Các trạm hoạt động liên tục từ năm 1960 đến nay, số liệu đo mƣa số liệu mƣa Đối với lƣu vực nghiên cứu, sản phẩm mƣa dự báo số trị JMA cho tỉnh Ninh Bình, có vị trí đƣợc dự báo trạm Ninh Bình làm chuẩn Tuy nhiên, để tăng độ xác kết dự báo lũ cho trạm Bến Đế, luận văn tiến hành lấy mƣa dự báo trạm Ninh Bình để tính tốn cho trạm lại, thơng qua hệ số lƣợng mƣa trạm Kim Bôi, Chi Nê, Nho Quan, Cúc Phƣơng so với Ninh Bình Việc xác định hệ số lƣợng mƣa so với trạm Ninh Bình đƣợc tính tốn từ số liệu mƣa thực đo trạm Kim Bơi, Chi Nê, Nho Quan, Cúc Phƣơng Ninh Bình 20 năm gần (1997-2016) với số liệu mƣa tháng mùa lũ (tháng đến tháng11) Các bƣớc tính tốn hệ số mƣa nhƣ sau: - Biên tập số liệu mƣa trạm Kim Bơi, Chi Nê, Nho Quan, Cúc Phƣơng Ninh Bình theo định dạng (Bảng 3.10) Bảng 3.10: Minh họa định dạng số liệu lượng mưa ngày LV sơng Hồng Long Năm Tháng Ngày Kim Bôi Nho Quan Cúc Phƣơng Ninh Bình Chi Nê 2001 2001 2001 2001 2001 2001 2001 2001 2001 2001 2001 2001 2001 2001 2001 2001 2001 2001 5 5 5 5 5 5 5 5 5 10 11 12 13 14 15 16 17 18 3,0 0,3 1,1 0 19,7 4,2 0 0 4,7 7,7 13,3 30.5 18,9 1,4 0,1 1,5 0,3 8,5 26,5 26,5 1,9 0 0 0 11,5 39,9 66,5 2,3 0,3 2,9 0,2 0,3 17,1 2,4 0 0 0 8,9 17,2 70,4 1,4 0,4 0,2 0 7,6 0,6 0 0 0 7,8 56,1 43,5 1,2 0,1 0,6 0 3,5 12,3 0 0 0 6,1 31,6 30,5 57 - Phân cấp lƣợng mƣa theo tiêu chuẩn phân cấp mƣa WMO Bảng 3.11: Bảng phân cấp lượng mưa theo tiêu chuẩn WMO Thuật ngữ lƣợng mƣa TT Lƣợng mƣa (mm/24 giờ) Có mƣa 0,8 ≤ R < 16 Mƣa vừa 16 ≤ R < 50 Mƣa to 51 ≤ R ≤ 100 Mƣa to R > 100 - Xác định tổng lƣợng mƣa trạm theo cấp mƣa - Xác định tổng lƣợng mƣa toàn lƣu vực theo cấp mƣa - Tính hệ số mƣa trạm theo tổng lƣợng mƣa toàn lƣu vực ứng với cấp mƣa - Tính hệ số mƣa trạm Kim Bơi, Chi Nê, Nho Quan, Cúc Phƣơng theo trạm Ninh Bình ứng với cấp mƣa Bảng 3.12: Hệ số mưa trạm so với toàn lưu vực Khoảng lƣợng mƣa (mm/24giờ) Kim Bơi Nho Quan Cúc Phƣơng Ninh Bình Chi Nê Có mƣa 0,8 ≤ R < 16 0,236 0,215 0,210 0,126 0,213 Mƣa vừa 16 ≤ R < 50 0,188 0,183 0,209 0,230 0,190 Mƣa to 51 ≤ R ≤ 100 0,167 0,167 0,194 0,270 0,202 R > 100 0,124 0,172 0,209 0,294 0,201 Dạng mƣa Mƣa to Bảng 3.13: Hệ số mưa trạm so với trạm Ninh Bình Khoảng lƣợng mƣa (mm/24giờ) Kim Bơi Nho Quan Cúc Phƣơng Ninh Bình Chi Nê Có mƣa 0,8 ≤ R < 16 1,870 1,705 1,669 1,692 Mƣa vừa 16 ≤ R < 50 0,820 0,799 0,910 0,826 Mƣa to 51 ≤ R ≤ 100 0,621 0,620 0,718 0,748 R > 100 0,424 0,585 0,710 0,684 Dạng mƣa Mƣa to Với hệ số lƣợng mƣa từ bảng 3.12, có mƣa dự báo trạm Ninh Bình ta tính tốn đƣợc lƣợng mƣa dự báo cho trạm Kim Bôi, Chi Nê, Nho Quan, Cúc Phƣơng, sau đƣa vào mơ hình dự báo lũ cho lƣu vực sơng Hồng Long 58 3.3.2 Xây dựng phƣơng án dự báo lũ cho lƣu vực sơng Hồng Long Đối với tốn mơ dự báo lũ mơ hình thủy lực, điều kiện biên bắt buộc định lớn đến độ xác việc mơ hay dự báo Trong điều kiện thông thƣờng, điều kiện biên lƣu lƣợng thực đo tính tốn từ mơ hình mƣa rào – dòng chảy, điều kiện biên dƣới mực nƣớc Cũng nhƣ vậy, tốn dự báo lũ cho sơng Hồng Long ứng dụng trạm thủy văn Bến Đế, điều kiện biên lƣu lƣợng đƣợc tính tốn hồn tốn từ mơ hình MIKE - NAM với số liệu mƣa dự báo lấy từ JMA Vấn đề đặt cho việc dự báo lũ cho trạm thủy văn Bến Đế sơng Hồng Long việc xử lý điều kiện biên dƣới (mực nƣớc trạm Gián Khẩu) Đối với sơng có hạ lƣu sơng giáp biển, ta sử dụng hàm điều hòa để kéo dài số liệu biên mực nƣớc hạ lƣu, sau đƣa vào mơ hình để dự báo, có kết thực đo tiến hành đồng hóa liệu để xác hóa lại kết dự báo lần trƣớc tiếp tục dự báo cho thời đoạn Tuy nhiên, biên hạ lƣu hệ thống sông Hoàng Long trạm thủy văn Gián Khẩu cách biển khoảng 45 km, sử dụng hàm điều hòa để tính tốn, kéo dài biên dƣới cho mơ hình dự báo lũ Để giải vấn đề này, luận văn xây dựng phƣơng án dự báo lũ nhƣ sau:  Phƣơng án (PA1): Giả định thời đoạn tiếp theo, mực nƣớc biên hạ lƣu khơng thay đổi, sau tiến hành dự báo lũ, có kết thực đo tiến hành đồng hóa liệu để xác lại kết dự báo lần trƣớc tiếp tục dự báo cho thời đoạn Hình 3.20: PA1 giả định giá trị biên mực nƣớc hạ lƣu  Phƣơng án (PA2): Kéo dài mực nƣớc biên hạ lƣu theo đƣờng xu nhánh lũ lên nhánh lũ xuống, sau tiến hành dự báo lũ, có kết thực đo tiến hành đồng hóa liệu để xác hóa lại kết dự báo lần trƣớc tiếp tục dự báo cho thời đoạn 59 Nhánh lũ lên Nhánh lũ xuống Hình 3.21: PA2 kéo dài mực nước biên hạ lưu theo đường xu 3.4 Dự báo thử nghiệm dòng chảy lũ sơng Hồng Long trạm Bến Đế Thiết lập mô đun dự báo lũ MIKE11-FF Giao diện mơ đun FF (Flood forecast) bao gồm mục chính: Dự báo, ƣớc tính biên theo su dự báo, đánh giá tham số dự báo Hình 3.22: Giao diện mơ đun FF Với mô đun MIKE11- FF đƣợc thiết lập nhƣ trên, sử dụng trận lũ năm 2015 để dự báo thử nghiệm theo PA1 PA2 với thời gian dự kiến giờ, 12 cảnh báo đến 24 giờ, thời đoạn dự báo Trận lũ dự báo thử nghiệm từ ngày 15/9/2015 đến 13 ngày 20/9/2015 Kết dự báo thử nghiệm nhƣ sau: 60  Kết dự báo theo phƣơng án 1: Hình 3.23: Kết dự báo mô mực nước thời đoạn trạm Bến Đế (PA1) Hình 3.24: Kết dự báo mô mực nước thời đoạn 12 trạm Bến Đế (PA1) 61 Hình 3.25: Kết cảnh báo mô mực nước thời đoạn 24 trạm Bến Đế (PA1)  Kết dự báo theo phƣơng án 2: Hình 3.26: Kết dự báo mơ mực nước thời đoạn trạm Bến Đế (PA2) 62 Hình 3.27: Kết dự báo mơ mực nước thời đoạn 12 trạm Bến Đế (PA2) Hình 3.28: Kết cảnh báo mơ mực nước thời đoạn 24 trạm Bến Đế (PA2) 63 Đánh giá chất lƣợng dự báo thử nghiệm: Căn tài liệu thực đo trạm thuỷ văn Bến Đế q trình lũ dự báo, luận văn tính toán đánh giá sai số phƣơng án dự báo theo tiêu đánh giá hành, kết đánh giá phƣơng án dự báo sai số tính tốn nhƣ bảng 3.14 3.15 Bảng 3.14: Đánh giá chất lượng dự báo lũ trạm Bến Đế theo PA1 Htd-Htb (Htd-Htb)2 Htd-Hdb (Htd-Hdb)2 Δ Δ - Δtb (Δ - Δtb)2 TT Htd Hdb m' 330 352 -46 2116 -22.0 484 15.00 13.52 182.84 Không đạt 345 355 -31 961 -10.0 100 9.00 7.52 56.58 Không đạt 354 374 -22 484 -20.0 400 9.00 7.52 56.58 Không đạt 363 380 -13 169 -17.0 289 6.00 4.52 20.45 Không đạt 369 372 -7 49 -3.0 9.00 5.00 3.52 12.40 Đạt 374 377 -2 -3.0 9.00 6.00 4.52 20.45 Đạt 380 381 16 -1.0 1.00 3.00 1.52 2.32 Đạt 383 383 49 0.0 0.00 2.00 0.52 0.27 Đạt 385 386 81 -1.0 1.00 3.00 1.52 2.32 Đạt 10 388 389 12 144 -1.0 1.00 2.00 0.52 0.27 Đạt 11 390 391 14 196 -1.0 1.00 2.00 0.52 0.27 Đạt 12 392 393 16 256 -1.0 1.00 0.00 -1.48 2.19 Đạt 13 392 392 16 256 0.0 0.00 -1.00 -2.48 6.14 Đạt 14 391 391 15 225 0.0 0.00 0.00 -1.48 2.19 Đạt 15 391 389 15 225 2.0 4.00 -1.00 -2.48 6.14 Đạt 16 390 388 14 196 2.0 4.00 -2.00 -3.48 12.10 Đạt 17 388 387 12 144 1.0 1.00 -3.00 -4.48 20.05 Đạt 18 385 386 81 -1.0 1.00 -3.00 -4.48 20.05 Đạt 19 382 383 36 -1.0 1.00 -4.00 -5.48 30.01 Đạt 20 378 379 -1.0 1.00 -3.00 -4.48 20.05 Đạt 21 375 376 -1 -1.0 1.00 -4.00 -5.48 30.01 Đạt 22 371 372 -5 25 -1.0 1.00 -3.00 -4.48 20.05 Đạt 23 368 368 -8 64 0.0 0.00 -4.00 -5.48 30.01 Đạt 24 364 365 -12 144 -1.0 1.00 Tổng Trung bình 9028 9109 5926 -81.0 1311 34.00 0.00 553.74 376.2 379.5 0.17 246.9 -3.38 54.63 1.48 0.00 24.08 Đạt Đánh giá chất lƣợng phƣơng án dự báo theo PA1 τ= Số thời đoạn dự báo 24 σΔ = Khoảng lệch quân phƣơng yếu tố dự báo 4.907 σcp = Sai số cho phép 3.307 S= Sai số quân phƣơng dự báo kiểm tra 7.39 σ= Khoảng lệch quân phƣơng 16.05 S/σ = Chỉ tiêu đánh giá phƣơng án dự báo 0.46 P= 83(%) Mức đảm bảo phƣơng án Tốt Đạt 64 Bảng 3.15: Đánh giá chất lượng dự báo trạm Bến Đế theo PA2 Htd-Htb (Htd-Htb)2 Htd-Hdb (Htd-Hdb)2 Δ Δ - Δtb (Δ - Δtb)2 m' 900 15.00 13.52 182.84 Không đạt -29 841 9.00 7.52 56.58 Không đạt 484 -29 841 9.00 7.52 56.58 Không đạt -13 169 -23 529 6.00 4.52 20.45 Không đạt 388 -7 49 -19 361 5.00 3.52 12.40 Không đạt 374 380 -2 -6.0 36.0 6.00 4.52 20.45 Không đạt 380 381 16 -1.0 1.00 3.00 1.52 2.32 Đạt 383 385 49 -2.0 4.00 2.00 0.52 0.27 Đạt 385 385 81 0.0 0.00 3.00 1.52 2.32 Đạt 10 388 389 12 144 -1.0 1.00 2.00 0.52 0.27 Đạt 11 390 393 14 196 -3.0 9.00 2.00 0.52 0.27 Đạt 12 392 391 16 256 1.0 1.00 0.00 -1.48 2.19 Đạt 13 392 391 16 256 1.0 1.00 -1.00 -2.48 6.14 Đạt 14 391 392 15 225 -1.0 1.00 0.00 -1.48 2.19 Đạt 15 391 392 15 225 -1.0 1.00 -1.00 -2.48 6.14 Đạt 16 390 389 14 196 1.0 1.00 -2.00 -3.48 12.10 Đạt 17 388 387 12 144 1.0 1.00 -3.00 -4.48 20.05 Đạt 18 385 384 81 1.0 1.00 -3.00 -4.48 20.05 Đạt 19 382 381 36 1.0 1.00 -4.00 -5.48 30.01 Đạt 20 378 379 -1.0 1.00 -4.00 -5.48 30.01 Đạt 21 374 376 -2 -2.0 4.00 -4.00 -5.48 30.01 Đạt 22 370 372 -6 36 -2.0 4.00 -2.00 -3.48 12.10 Đạt 23 368 370 -8 64 -2.0 1.00 -4.00 -5.48 30.01 Đạt 24 364 365 -12 144 -1.0 1.00 Tổng 9026 9173 5940 -147 3545 34.00 0.00 555.74 Trung bình 376.1 382.2 0.08 247.5 -6.13 147.71 1.48 0.00 24.16 TT Htd Hdb 330 360 -46 2116 -30 345 374 -31 961 354 383 -22 363 386 369 Đạt Đánh giá chất lƣợng phƣơng án dự báo theo PA2 Số thời đoạn dự báo τ= 24 Khoảng lệch quân phƣơng yếu tố dự báo σΔ = 4.916 Sai số cho phép σcp = 3.313 Sai số quân phƣơng dự báo kiểm tra S= 12.15 Khoảng lệch quân phƣơng σ= 16.07 S/σ = 0.75 Đạt P= 75(%) Đạt Chỉ tiêu đánh giá phƣơng án dự báo Mức đảm bảo phƣơng án 65 3.5 Nhận xét chƣơng Từ dự báo thử nghiệm cho trận lũ năm 2015 phƣơng án, kết cho thấy nhƣ sau: So với tiêu chuẩn đánh giá chất lƣợng dự báo hai phƣơng án có mức đảm bảo hai phƣơng án đạt chất lƣợng từ 75% trở lên tiêu đánh giá phƣơng án đạt loại tốt (S/σ = 0,46), phƣơng án dùng đƣợc (S/σ = 0,75) Tuy nhiên phƣơng án có mức đảm bảo 83% cao phƣơng án (75%) đồng thời sai số khác nhỏ phƣơng án Vậy phƣơng án làm phƣơng án dự báo độ tin cậy cao hơn, phƣơng án dùng để tham khảo Xét tổng thể nghiên cứu ứng dụng mơ hình luận văn, độ xác thơng số mơ hình phƣơng án dự báo đạt chất lƣợng tốt ứng dụng vào công tác dự báo lũ cho lƣu vực sông Hồng Long tỉnh Ninh Bình 66 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Sau thời gian thực nghiên cứu hoàn thành, luận văn thu đƣợc số kết nhƣ sau: - Đã tổng quan làm rõ thêm đƣợc tình hình nghiên cứu ngồi nƣớc xu hƣớng dự báo lũ, đặc biệt nghiên cứu dự báo lũ cho lƣu vực sông Hoàng Long từ liệu Luận văn tổng quan làm rõ thêm điều kiện địa lý tự nhiên kinh tế xã hội có ảnh hƣởng đến lũ lƣu vực sơng Hồng Long - Từ số liệu cập nhật nhất, qua thống kê, phân tích đánh giá luận văn làm rõ đƣợc đặc điểm lũ nguyên nhân gây mƣa lũ lƣu vực nghiên cứu - Trên sở tìm hiểu nghiên cứu, luận văn ứng dụng thành công mơ hình, sử dụng sản phẩm mƣa từ mơ hình số trị vào nghiên cứu đƣa đƣợc thông số MIKE - NAM MIKE 11 phù hợp cho lƣu vực sơng Hồng Long - Trên sở trạng lũ dự báo lũ nay, luận văn lựa chọn phƣơng án dựa sở mơ hình tốn để làm phƣơng án dự báo: phân tích, tính tốn, dự báo lũ cho lƣu vực sơng Hồng Long từ mƣa dự báo với hai phƣơng án chi tiết dựa vào mực nƣớc biên hạ lƣu trạm Gián Khẩu - Trên sở xây dựng phƣơng án dự báo, luận văn tiến hành dự báo thử nghiệm cho trận lũ xảy năm 2015 lƣu vực sơng Hồng Long với chất lƣợng dự báo đảm bảo độ tin cậy Từ luận văn lựa chọn đƣợc phƣơng án dự báo lũ cho lƣu vực sơng Hồng Long Kiến nghị: - Các trạm thủy văn đo mực nƣớc, số liệu đo lƣu lƣợng lại khơng liên tục cần bổ sung thêm khôi phục đo lƣu lƣợng số trạm lƣu vực sơng Hồng Long ví dụ nhƣ: Trạm thủy văn Nho Quan sơng Lạng Mạng lƣới trạm đo khí tƣợng hạn chế chƣa phản ánh đƣợc đầy đủ - Sự phân bố lƣợng mƣa theo thời gian không gian thƣờng gây sai số lớn thực dự báo tác nghiệp Do cần thiết bổ sung thêm trạm tự động truyền theo thời gian thực tiểu lƣu vực phận phục vụ dự báo - Để dự báo lũ cho lƣu vực sơng Hồng Long hiệu Cần nghiên cứu xây dựng phƣơng án cảnh báo dự báo lũ theo thời gian thực cho hạ lƣu sông Đồng thời tiếp tục nghiên cứu bổ sung nâng cao thêm chất lƣợng để có thêm cơng cụ dự báo lũ đƣợc đƣa vào dự báo tác nghiệp lƣu vực sơng Hồng Long 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Đài KTTV khu vực Đồng Bắc Bộ (2016)“ Tổng hợp công tác dự báo thống kê trận lũ sông mạng lưới Đài quản lý” Nguyễn Kiêm Dũng (2007) “Hồn ngun lũ lưu vực sơng Hồng Long” Dự án Trung tâm KTTVQG Niên giám Tổng cục thống kê tỉnh Ninh Bình (2016) Tổng cục Khí tƣợng Thủy Văn(1998) “Đặc điểm Khí hậu - Thủy Văn tỉnh Ninh Bình” Trang web cổng thơng tin điện tử tỉnh Ninh Bình “http://ninhbinh.vnptweb.vn” năm 2017 Trung tâm KTTV Quốc Gia (2013 ) “Bài giảng hội thảo chương trình dự báo viên chính” Trung tâm dự báo KTTV Trung ƣơng (2011) “ Hội nghị khoa học công nghệ dự báo phục vụ dự báo Khí tượng thủy văn” Trƣờng Đại học Thủy lợi - Viện Thủy văn, Mơi trƣờng Biến đổi khí hậu (2013) “Điều chỉnh quy hoạch phòng chống lũ sơng Hồng Long” Tiếng Anh Denmark Hydraulic Institute (DHI) (2014) A Modelling System for rivers Channels User Guide DHI 2014 10 Denmark Hydraulic Institute (DHI) (2014) A Modelling System for rivers Channels Reference Manual DHI 2014 11 World Meteorological Organization (2011) “Regional Association II (RA II, Asia) held in December 2004 ... Nghiên cứu xây dựng phương án dự báo lũ cho lưu vực sơng Hồng Long tỉnh Ninh Bình để thực Để tiến hành nghiên cứu xây dựng đƣa phƣơng án cảnh báo, dự báo lũ cho lƣu vực sơng Nhằm góp phần giúp... 2018 Cán hƣớng dẫn: PGS.TS.Trần Duy Kiều Tên đề tài: Nghiên cứu xây dựng phương án dự báo lũ cho lưu vực sơng Hồng Long tỉnh Ninh Bình Tóm tắt nội dung luận văn: Đề tài đƣa xu hƣớng nghiên cứu. .. PHÁP DỰ BÁO LŨ 1.1 Tổng quan phƣơng pháp dự báo lũ 1.1.1 Tổng quan nghiên cứu dự báo lũ giới 1.1.2 Tổng quan nghiên cứu dự báo lũ Việt Nam 1.1.3 Tổng quan dự báo lũ lƣu vực