Mô phỏng thủy lực xác định mực nước thượng lưu đập Đồng Mít, tỉnh Bình Định.PDF

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HỌ VÀ TÊN TÁC GIẢ LUẬN VĂN AO VĂN THƠM TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN MÔ PHỎNG THỦY LỰC XÁC ĐỊNH MỰC NƢỚC THƢỢNG LƢU ĐẬP ĐỒNG MÍT, TỈNH BÌNH ĐỊNH CHUN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY Mã số : 60.58.02.02 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ỨNG DỤNG Quảng Ngãi – Năm 2019 Cơng trình đƣợc hồn thành TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: TS Lê Hùng Phản biện 1: TS Kiều Xn Tuyển Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Chí Cơng Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật Xây dựng Công trình thủy họp Trường Đại học Bách khoa vào ngày tháng năm 2019 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Trường Đại học Bách khoa - Thư viện Khoa Thủy lợi - Thủy điện, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hồ chứa nước Đồng Mít xây dựng sông An Lão, cách thành phố Quy Nhơn 110km phía Bắc, cách thị trấn huyện An Lão, tỉnh Bình Định khoảng 15km phía Tây Bắc Địa hình lòng hồ Đồng Mít có độ dốc lớn, lòng hồ hẹp, hồ có hình dạng lòng sơng, nên hồ tích nước, đồng thời xảy lũ lớn dẫn đến khả ảnh hưởng tượng nước dềnh phía thượng lưu hồ; mặt khác Hồ chứa nước Đồng Mít sau xây dựng, mực nước vùng hồ nâng cao, lưu tốc chậm lại, sức chuyển tải bùn cát dòng chảy giảm, bồi lắng tăng lên, đồng thời di chuyển dần lên phía thượng lưu đập, làm mực nước hồ dâng cao, làm tăng diện tích ngập lụt, ảnh hưởng đến sản xuất, sinh hoạt người dân sinh sống lòng hồ, đặc biệt nhà cửa, đường sá trường học khu lòng hồ Qua phân tích nêu trên, thấy cần phải có nghiên cứu mơ hình thủy lực vùng thượng lưu lòng hồ, để xác định phạm vi tổn thất ngập lụt xây dựng hồ Từ xác định vùng an tồn lòng hồ làm sở để giải phóng mặt di dân tái định cư vùng lòng hồ, đồng thời cung cấp tài liệu cho đơn vị quản lý vận hành sau để chủ động việc vận hành, điều tiết hồ, giảm thiểu ngập lụt cho khu dân cư, sở hạ tầng đường giao thơng, trường học phía thượng lưu hồ chứa ngành kinh tế khác Do tác giả chọn đề tài: “Mô thủy lực xác định mực nước thượng lưu đập Đồng Mít, tỉnh Bình Định” Mục đích nghiên cứu Hồ chứa nước Đồng Mít xây dựng (giai đoạn 20182021), việc nghiên cứu xây dựng thơng số mơ hình thủy lực mơ hình tốn để mơ thủy lực, xác định mực nước thượng lưu đập, nhằm chủ động cho công tác bồi thường di dân, tái định cư vùng lòng hồ; đồng thời sau chủ động dự báo, vận hành, điều tiết lũ góp phần giảm thiểu ngập lụt cho khu dân cư thượng lưu hồ chứa, phát huy hiệu dự án Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng: Xây dựng mơ hình thủy văn, thủy lực mơ mực nước thượng lưu hồ chứa nước Đồng Mít theo kịch khác - Phạm vi nghiên cứu: Về khơng gian, nghiên cứu tính tốn thủy văn thủy lực vùng thượng lưu hồ chứa nước Đồng Mít, trọng tâm mô mực nước thượng lưu hồ chứa nước Đồng Mít; Về thời gian, Đánh giá mức độ ảnh hưởng đường mực nước hồ chứa nước Đồng Mít với khu dân cư diện tích đất đai vùng lòng hồ bị ngập, ảnh hưởng tới việc giải phóng mặt bằng, di dân tái định cư Phƣơng pháp nghiên cứu - Phương pháp điều tra, khảo sát, tổng hợp số liệu, thu thập tài liệu thực tế, tài liệu tham khảo, phân tích, xử lý số liệu; - Phương pháp phân tích thống kê, xác suất: Thu thập, tổng hợp phân tích số liệu để đánh giá trạng hệ thống; - Phương pháp mơ mơ hình tốn thủy văn – thủy lực: Với tốn dòng chảy lũ phương pháp mơ hình tốn thủy lực có hiệu nghiên cứu vùng rộng lớn, biết tranh động lực dòng chảy hệ thống sông Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Nâng cao trình độ chun mơn cho thân Xây dựng thơng số mơ hình phù hợp với lưu vực nghiên cứu, làm sở giúp cho chủ đầu tư thực công tác đền bù, di dân tái định cư đề xuất biện pháp thích ứng cho vùng ngập lụt thượng lưu; cán quản lý điều hành mơ mực nước thượng lưu phục vụ kịp thời công tác vận hành hồ chứa mùa lũ sau Bố cục đề tài, gồm: Mở đầu, Chương 1: Tổng quan; Chương Tính tốn thủy văn Hồ chứa nước Đồng Mít; Chương 3: Mơ thủy lực vùng thượng lưu Hồ chứa nước Đồng Mít; Kết luận Kiến nghị Chƣơng - TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung Cơng trình Hồ chứa nước Đồng Mít xây dựng sông An Lão, thuộc xã An Dũng, huyện An Lão, tỉnh Bình Định Sơng An Lão bắt nguồn từ vùng núi cao dãy Đông Trường Sơn, chảy theo hướng Bắc Nam nhập vào sông Lại Giang; Sông Lại Giang sông lớn tỉnh Bình định có diện tích lưu vực 1.466km2, dài 73km, sông chảy theo hướng Tây Nam - Đông Bắc đổ biển An Dũ 1.2 Tổng quan đặc điểm tự nhiên vùng nghiên cứu Lưu vực Hồ chứa nước Đồng Mít nằm vùng nhiệt đới gió mùa năm chia hai mùa rõ rệt mùa khô mùa mưa Mùa mưa thường tháng IX kéo dài đến tháng XII, lượng mưa mùa mưa chiếm đến 70-80% lượng mưa năm Mùa khơ từ tháng I đến tháng VIII, mưa, lượng mưa chiếm 20-30% Lượng mưa hàng năm lưu vực biến động từ 3000-3600mm lớn nhiều so với vùng khác tỉnh Bình Định Nhiệt độ thấp 13,20C, nhiệt độ lớn đạt tới 41,60C; nhiệt độ trung bình hàng năm 26,10C Độ ẩm tương đối trung bình tháng mùa khơ đạt từ (75÷85)%, mùa mưa từ (85÷87)% Tháng V tháng có số nắng nhiều (254,2giờ) tháng XII tháng có số nắng (106,2 giờ) Tốc độ gió bình qn nhiều năm đạt V = 1,6m/s Vùng núi phía Tây Ba Tơ tổng lượng bốc 805mm 1.3 Tổng quan dòng chảy lũ đến lưu vực Hồ chứa nước Đồng Mít Lưu vực trạm An Hòa nằm phía tuyến đập Đồng Mít, có ngun nhân hình thành gây lũ lưu vực Đồng Mít Trạm thủy văn An Hòa có diện tích lưu vực 393 km2, lũ lớn đo thời k từ 1982 đến nay, với Qmax = 5880 m3/s vào ngày 19/XI/1987 Qua tính toán thống kê lượng mưa lớn thời đoạn 1, 3, 5, ngày liên tục thường tập trung nửa cuối tháng X tháng XI, thời gian thường bị ảnh hưởng bão đợt khơng khí lạnh, áp thấp nhiệt đới Lượng mưa ngày đạt 300 mm/ngày 1.4 Tổng quan mơ hình tốn ngồi nước 1.4.1 Các mơ hình thuỷ văn • Mơ hình Ltank: PGS.TS Nguyễn Văn Lai đề xuất ThS Nghiêm Tiến Lam chuyển giao diện máy vi tính ngơn ngữ VisualBasic • Mơ hình Hec-HMS: mơ hình mưa dòng chảy Trung tâm Thuỷ văn kỹ thuật quân đội Hoa K • Mơ hình NAM: xây dựng 1982 khoa thuỷ văn viện kỹ thuật thuỷ động lực thuỷ lực thuộc đại học kỹ thuật Đan Mạch Mô hình tính q trình mưa - dòng chảy theo cách tính liên tục hàm lượng ẩm năm bể chứa riêng biệt tương tác lẫn • Mơ hình đường đơn vị (UHM): Được sử dụng để thay cho mơ hình NAM để mơ lũ lụt khu vực, nơi khơng có hồ sơ dòng chảy lũ 1.4.2 Các mơ hình thuỷ lực • Mơ hình Vrsap: cố PGS.TS Nguyễn Như Khuê xây dựng sử dụng rộng rãi nước ta vòng 25 năm trở lại • Mơ hình KOD-01 KOD-02 GS.TSKH Nguyễn Ân Niên phục vụ tính tốn thủy lực, dự báo lũ • Mơ hình Hec-RAS: Trung tâm Thủy văn kỹ thuật quân đội Hoa K xây dựng áp dụng để tính tốn thủy lực cho hệ thống sơng • Họ mơ hình MIKE: Viện thủy lực Đan mạch (DHI) xây dựng MIKE 11: mơ hình chiều kênh hở, bãi ven sơng, vùng ngập lũ, sơng, kênh có kết hợp mô ô ruộng mà kết thủy lực ruộng "giả chiều" Mơ hình MIKE21 HD mơ hình thủy động lực học mơ mực nước dòng chảy sơng, vùng cửa sơng, vịnh ven biển 1.5 Phân tích lựa chọn mơ hình phục vụ nghiên cứu 1.5.1 Lựa chọn mơ hình thủy văn MIKE NAM tính dòng chảy lũ Lưu vực Hồ chứa nước Đồng Mít lưu vực nhỏ, tình hình tài liệu khí tượng thủy văn thu thập đến phục vụ nghiên cứu dự báo chưa thật dài đầy đủ, nên việc chọn mơ hình NAM để dự báo thuận lợi so với mơ hình khác 1.5.2 Lựa chọn mơ hình thủy lực HEC-RAS 2D để mơ thủy lực Từ kết tính tốn dòng chảy lũ từ mơ hình MIKE NAM (xác định lưu lượng biên thượng lưu nhánh bên), sử dụng mơ hình HEC-RAS 2D để mô thủy lực vùng thượng lưu Hồ chứa nước Đồng Mít Chƣơng 2- MƠ PHỎNG THỦY VĂN HCN NƢỚC ĐỒNG MÍT 2.1 Thiết lập mơ hình dòng chảy MIKE NAM 2.1.1 Giới thiệu mơ hình MIKE NAM Mơ hình NAM tích hợp mơđun tính q trình dòng chảy từ mưa, coi mơ hình MIKE-NAM 2.1.2 Xây dựng mơ hình MikeNam cho lưu vực nhập lưu 2.1.2.1 Tài liệu sử dụng mơ hình a Tài liệu địa hình: Từ đồ tỷ lệ 1/50.000 huyện An Lão, tỉnh Bình Định vùng phụ cận, tiến hành phân chia lưu vực nhập lưu lưu vực trạm thủy văn An Hòa Thơng qua phần mềm MapInfo, Arcgis tạo thành file shapefile làm liệu lưu vực vị trí trạm mưa cho mơ hình MIKE NAM Chi tiết hình 2-2 Hình 2- 1: Sơ đồ mạng lưới trạm KTTV phân chia lưu vực b Tài liệu khí tượng, thủy văn: Mơ dòng chảy lũ năm trạng tính tốn, tác giả sử dụng số liệu mưa trạm mưa Ba Tơ Hoài Nhơn làm liệu đầu vào cho mơ hình 2.4 Bảng phân bố tỉ trọng mưa lưu vực Lưu vực Ba Tơ Hoài Nhơn LV1 0,795 0,205 LV2 1,0 0,0 LV3 1,0 0,0 LV4 1,0 0,0 LV5 1,0 0,0 LV6 1,0 0,0 LV7 1,0 0,0 LV8 1,0 0,0 LV9 1,0 0,0 LV10 1,0 0,0 Thủy văn An Hòa 0,677 0,323 Mưa trạng: Chọn trận lũ đo đạc trạm trủy văn An Hòa gần vào thời k tháng 12/2016 trận lũ tháng 11/2017 để đưa vào mô hiệu chỉnh, kiểm định cho mơ hình Bảng 2- 4: Trận mưa ngày 14÷20/12/2016 hai trạm (mm) Ngày 14 15 16 17 18 19 20 Ba Tơ 70 254,4 286 61,6 24,2 53,4 4,3 Hoài Nhơn 66,2 316,1 147,3 3,6 7,8 53,5 Bảng 2- 5: Trận mưa ngày 3÷9/11/2017 hai trạm (mm) 0,6 Ngày Ba Tơ Hoài Nhơn 36,1 4,6 305,9 175,4 416,9 307,2 444,1 91,5 43,9 0,1 59,5 9,8 14,9 7,9 Mưa thiết kế: Các giá trị mưa theo tần suất 0,02%, 0,5%, 1% Bảng 2- 1: Lượng mưa ngày lớn với tần suất thiết kế (mm) Trạm Trạm Ba Tơ Trạm Hoài Nhơn T.Suat 1max 3max 5max 7max 1max 3max 5max 7max X0,02% 1409,1 2922,9 3562,7 3848,7 651,4 1417,3 1632,2 1616,1 X0,5% 927,4 1873,8 2273,7 2479,7 466,4 940,7 1092,7 1130,7 Trạm Trạm Ba Tơ Trạm Hoài Nhơn T.Suat 1max 3max 5max 7max 1max 3max 5max 7max X1% 823,8 1649,1 1998,0 2186,1 425,4 837,5 975,6 1023,3 Xđh-1987 408,6 549,5 549,9 554,4 261,2 407 407,3 429,3 Tài liệu bốc hơi: Sử dụng tài liệu bốc trạm khí tượng Hồi Nhơn Tài liệu dòng chảy: Sử dụng tài liệu lưu lượng thực đo trạm thủy văn An Hòa từ ngày 14÷20/12/2016 để hiệu chỉnh mơ hình Dùng trận lũ thực đo trạm thủy văn An Hòa từ 3-9/11/2017 để kiểm định mơ hình MƯA GIỜ THIẾT KẾ VÀ HIỆN TRẠNG NĂM 1987 TRẠM BA TƠ 300.0 0.02% 250.0 0.50% 1.00% 200.0 1987 150.0 100.0 50.0 0.0 17 25 33 41 49 57 65 73 81 89 97 105 113 121 129 137 145 153 161 MƯA GIỜ THIẾT KẾ VÀ HIỆN TRẠNG NĂM 1987 TRẠM HOÀI NHƠN 180.0 160.0 0.02% 0.50% 140.0 1.00% 120.0 1987 100.0 80.0 60.0 40.0 20.0 0.0 17 25 33 41 49 57 65 73 81 89 97 105 113 121 129 137 145 153 161 Hình 2- 3: Mưa thiết kế trạng năm 1987-Bto, H.Nhơn MƯA GIỜ CÁC TRẠM NGÀY 14-20/12/2016 60.0 50.0 Ba Tơ Hoài Nhơn 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 17 25 33 41 49 57 65 73 81 89 97 105 113 121 129 137 145 153 161 Hình 2- 4: Mưa ngày 14-20/12/2016 Trạm Ba Tơ Hoài Nhơn MƯA GIỜ CÁC TRẠM NGÀY 3-9/11/2017 90.0 80.0 Ba Tơ 70.0 Hoài Nhơn 60.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 17 25 33 41 49 57 65 73 81 89 97 105 113 121 129 137 145 153 161 Hình 2- 4: Mưa ngày 3-9/11/2017 Trạm Ba Tơ Hoài Nhơn c Tài liệu khác: Bao gồm thơng tin diện tích lưu vực, đơn vị hành chính, địa chất thổ nhưỡng… 2.1.3 Hiệu chỉnh, kiểm định xác định thông số mơ hình NAM 2.1.3.1 Hiệu chỉnh mơ hình MIKE NAM Kết hiệu chỉnh thông số trận lũ năm 2016 trạm thủy văn An Hòa thể hình 10 Bảng 2-9: kết thơng số mơ hình MIKE NAM sau: Tên lưu vực Umax Lmax CQOF CKIF CK1,2 TOF TIF TG CKBF BF An Hòa (393) 11 120 0.7 950 0.5 0.1 0,4 500 218 KG (233.6) 15 120 0.7 950 8.5 0.5 0.1 0.4 500 130.0 LV1 (35.0) 15 120 0.7 950 8.5 0.5 0.1 0.4 500 19.4 LV2 (39.7) 14.5 120 0.7 950 0.5 0.1 0.4 500 22.0 LV3 (33.2) 14.5 120 0.7 950 0.5 0.1 0.4 500 18.4 LV4 (8.6) 14 120 0.7 950 0.5 0.1 0.4 500 4.8 LV5 (9.4) 14 120 0.7 950 0.5 0.1 0.4 500 5.2 LV6 (4.6) 13 120 0.7 950 0.5 0.1 0.4 500 2.6 LV7 (10.6) 13 120 0.7 950 0.5 0.1 0.4 500 5.8 LV8 (7.1) 12 120 0.7 950 0.5 0.1 0.4 500 3.9 LV9 (4.3) 15 120 0.65 1000 0.5 0.1 0.4 500 2.4 LV10 (6.5) 11 120 0.7 950 0.5 0.1 0.4 500 3.6 Kết tính tốn lũ theo mơ hình MIKE NAM: 11 Bảng 2- 2: Lưu lượng lớn ứng với trận lũ; Tổng lượng lũ ngày max thiết kế biên nhập lưu lưu vực Đồng Mít LV F (km2) 2016 2017 Q Max0,02% Q Max0,5% P=0,02% Q P=0,5% P=1% Max1% W1 W3 W7 W1 W3 W7 W1 W3 W7 LV1 35,0 177,8 206,7 1584,2 947,7 818,0 47,6 62,5 68,4 31,8 41,2 47,0 28,4 36,6 42,4 LV2 39,7 237,4 316,2 1960,4 1159,2 996,4 57,0 74,4 81,1 38,0 48,7 55,4 33,8 43,2 49,8 LV3 33,2 198,2 263,7 1637,4 968,2 832,2 47,6 62,2 67,8 31,7 40,8 46,3 28,3 36,1 41,7 LV4 8,6 54,4 70,2 458,6 273,3 235,4 12,2 16,0 17,5 8,16 10,45 11,89 7,27 9,25 10,69 LV5 9,4 59,3 75,7 500,0 297,9 256,6 13,3 17,6 19,2 8,89 11,53 13,10 7,92 10,23 11,79 LV6 4,6 29,2 37,5 246,2 146,7 126,4 6,6 8,6 9,3 4,38 5,57 6,35 3,91 4,93 5,70 LV7 10,6 66,8 85,5 563,5 335,8 289,2 15,0 19,7 21,5 10,0 12,9 14,7 8,9 11,4 13,2 LV8 7,1 44,7 57,1 377,4 224,9 193,7 10,1 12,7 13,9 6,64 8,12 9,30 5,81 7,13 8,32 LV9 4,3 27,1 34,5 228,6 136,2 117,3 6,1 7,9 8,6 4,07 5,14 5,85 3,63 4,54 5,26 LV10 6,5 40,9 52,6 345,1 205,7 177,2 9,2 12,2 13,3 6,14 7,98 9,06 5,47 7,08 8,16 12 Chƣơng - MÔ PHỎNG THỦY LỰC VÙNG THƢỢNG LƢU HỒ CHỨA NƢỚC ĐỒNG MÍT 3.1 Thiết lập mơ hình thủy lực HEC-RAS thƣợng lƣu hồ Đồng Mít 3.1.1 Giới thiệu mơ hình thủy lực HEC-RAS 2D Hec-Ras HEC thiết kế trung tâm cơng trình thủy văn Cục Kỹ thuật Cơng trình Qn đội Hoa K Các ứng dụng phần mềm Hec-Ras sau: - Mơ dòng ổn định ổn định khơng biến đổi dần dựa phương trình vi bảo toàn lượng mặt cắt - Mơ dòng khơng ổn định dựa việc giải hệ phương trình Saint - Venant theo sơ đồ sai phân ẩn - Mô vận chuyển bùn cát mô lan truyền ô nhiễm hệ thống kênh sơng - Mơ hình phân tích dòng chảy Hec-Ras 2D (Hydrological Engineering Centre - River Analysis System) (phiên 2D, 5.0) Phần mềm vừa cải tiến, bổ sung khả mơ dòng chảy khơng ổn định chiều (2D) mơ hình 1D kết hợp với 2D Phần mềm vừa đưa sử dụng vào tháng năm 2016 Phương trình tính tốn: Phương trình liên tục (Phương trình bảo tồn khối lượng): Phương trình bảo tồn động lượng theo phương ngang (x y), gọi phương trình chuyển động theo phương ngang: Trong đó: u v vận tốc theo hướng Cartesian, g gia tốc trọng trường, vt hệ số độ nhớt xoáy ngang, hệ số ma sát đáy, R bán kính thủy lực f tham số Coriolis 13 3.1.2 Thiết lập mơ hình liệu mơ ngập lụt thƣợng lƣu hồ chứa nƣớc Đồng Mít Để phục vụ toán thủy lực Nước Dềnh hồ chứa nước Đồng Mít cần thiết lập xây dựng mạng lưới sơng An Lão phía thượng lưu hồ Đồng Mít, bao gồm sơng An Lão sơng nhánh sơng Dinh Hình 3.1: Vị trí hồ Đồng Mít, sơng An Lão sơng Dinh Hình 3.2: Địa hình tính tốn khu vực thượng lưu hồ chứa Đồng Mít 14 Hình 3.3: Thiết lập điều kiện biên (biên lưu lượng, mực nước) Hình 3.4: Thiết lập file mơ ngập lụt thượng lưu Đồng Mít Hình 3.5: Biên lưu lượng nhập vào vị trí sơng An Lão 15 Điều kiện biên: Biên thượng lưu Q~t trận lũ thực tế thiết kế nhập vào biên mô hình thủy lực Biên hạ lưu: Z~t mực nước trận lũ thực tế thiết kế hạ lưu hồ chứa nước Đồng Mít làm biên cho mơ hình thủy lực 3.2 Hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình thủy lực HEC-RAS 2D Sau xây dựng sơ đồ thủy lực mạng lưới sơng tính tốn, việc hiệu chỉnh thơng số đặc trưng hệ số nhám, hệ số thủy lực, thời gian bước thời gian tính tốn thực phương pháp thử dần Sơ đồ hiệu chỉnh kiểm định cho mô sau: 3.2.1 Chọn trận lũ tính tốn hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình thủy lực Qua phân tích tình hình mưa lũ hệ thống vùng nghiên cứu Trên sơng An Lão phía thượng lưu hồ Đồng Mít lựa chọn trận lũ xảy từ ngày 14-21/XII/2016 làm trận lũ điển hình để hiệu chỉnh mơ hình thủy lực Phân tích lựa chọn trận lũ từ ngày 3-9/XI/2017 làm trận lũ điển hình thực tế để kiểm định mơ hình thủy lực cho kết mơ sau: 3.2.2 Tính tốn hiệu chỉnh mơ hình với trận lũ từ ngày 1421/XII/2016 Trên sông An Lão đoạn sơng từ hồ Đồng Mít lên phía thượng lưu khơng có trạm đo thủy văn nên tác giả sử dụng tài liệu điều tra khảo sát vết lũ xảy trận lũ tháng 12/2016 để so sánh cho kết bảng sau: Bảng 3-1: Thống kê mực nước lớn điều tra tính tốn số vị trí sơng An Lão-Trận lũ tháng 12/2016 (m) STT Vị trí ANLAO 300 ANLAO 2056 ANLAO 5944 ANLAO 8800 ANLAO 11850 ANLAO 12488 Tính tốn Điều tra H 120,55 108,85 91,00 77,60 65,75 62,50 120,46 109,10 90,93 77,62 65,88 62,66 -0.09 0.25 -0.07 0.02 0.13 0.16 Tên vết lũ VL3 VL4 VL11 VL15 VL28 VL31 16 Nhận xét: Qua bảng kết tính tốn điều tra hiệu chỉnh mơ hình thủy lực ta thấy giá trị mực nước lớn số vị trí dọc hệ thống sông An Lão tương đối phù hợp với kết điều tra Do kết tính tốn mơ phù hợp sát với thực tế, điều đồng thời có ý nghĩa rằng, trình lưu lượng đến, lưu vực nhập lưu, thơng số hệ số nhám lòng, bãi sơng hệ số lưu lượng qua cơng trình chọn phản ánh tương đối phù hợp với trận lũ thực tế xảy vào tháng 12/2016 3.2.3 Tính tốn kiểm định mơ hình với trận lũ từ ngày 3-9/XI/2017 Tiến hành tính tốn, mơ kiểm định mơ hình thủy lực cho trận lũ ngày 3-9/XI/2017, kết tính tốn trình bày bảng đây: Bảng 3-2: Thống kê mực nước lớn điều tra tính tốn số vị trí sơng An Lão - Trận lũ tháng 11/2017 STT Vị trí Tính toán Điều tra H Tên vết lũ ANLAO 300 120.6 120.46 -0.14 VL3 ANLAO 2056 108.84 109 0.16 VL6 ANLAO 5944 90.88 90.93 0.05 VL11 ANLAO 8800 77.51 77.62 0.11 VL15 ANLAO 11850 65.89 65.98 0.09 VL28 ANLAO 12488 62.79 62.86 0.07 VL31 3.2.4 Đánh giá lựa chọn thông số cho mô hình thủy lực Từ kết tính tốn mơ hiệu chỉnh kiểm chứng mơ trình bày thấy rằng: việc sơ đồ hố hệ thống sơng, lựa chọn mơ hình tính toán, mặt cắt đại biểu, hệ số thủy lực chọn phản ánh tương đối gần trạng thủy lực hệ thống sông An Lão sơ đồ sử dụng để tính tốn cho toán thiết kế kịch thủy lực hồ chứa nước Đồng Mít Sau nghiên cứu tính tốn hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình 17 thủy lực cho đoạn sông từ đuôi hồ chứa nước đến hạ lưu đập Đồng Mít thu thơng số nhám lòng sơng mơ hình M=1/n = 25 3.3 Mô thủy lực thƣợng lƣu hồ chứa nƣớc Đồng Mít 3.3.1 Xây dựng kịch tính tốn thủy lực Trường hợp 1: (2 kịch bản): P=1%, tính tốn với kịch chưa có hồ có hồ (KB1-1: chưa có hồ KB1-2: có hồ) Trường hợp 2: (2 kịch bản): P=0,5%, tính tốn với kịch chưa có hồ có hồ (KB0.5-1: chưa có hồ KB0.5-2: có hồ) Trường hợp 3: (2 kịch bản): P=0.02%, tính tốn với kịch chưa có hồ có hồ (KB0,02-1: chưa có hồ KB0.02-2: có hồ) 3.3.2 Mơ tính tốn thủy lực xác định mực nƣớc thƣợng lƣu hồ Đồng Mít Từ thơng số mơ hình chọn, biên nhập lưu phương án thiết kế trên, tiến hành tính tốn cho phương án theo kịch Kết trình bày hình vẽ đây: Hình 3.6: Đường mực nước dọc sơng An Lão chưa có đập Đồng Mít (Kịch P=1%) 18 Hình 3.8: Đường mực nước có đập Đồng Mít (Kịch P=1%) Hình 3.9: Bản đồ ngập lụt thượng lưu có đập, kịch P=1% Hình 3.10: Đường MN chưa có đập Đồng Mít (P=0.5%) 19 Hình 3.12: Đường mực nước có đập Đồng Mít (P=0.5%) Hình 3.13: Bản đồ ngập lụt thượng lưu có đập, kịch P=0.5% Hình 3.14: Đường mực nước chưa có đập Đồng Mít (P=0.02%) 20 Hình 3.16: Đường mực nước có đập Đồng Mít (Kịch P=0.02%) Hình 3.17: Bản đồ ngập lụt thượng lưu có đập, kịch P=0.02% Hình 3.18: Biểu đồ thống kê diện tích ngập lụt ứng kịch chưa có đập 21 Hình 3.19: Biểu đồ thống kê diện tích ngập lụt ứng với kịch có đập 3.3.3 Phân tích, đánh giá kết đề xuất số giải pháp giảm ngập cho vùng thƣợng lƣu hồ chứa Trường hợp tính tốn với lũ thiết kế P=1% Theo kết tính tốn thủy lực sau hồ vào hoạt động số vị trí bị ảnh hưởng Trường Trường Phổ thông dân tộc Bán trú Đinh Nỷ (cách đập 9,2km thượng lưu) Do cần có phương án di dời chuyển đổi mục đích sử dụng trường Đinh Nỷ Diện tích ngập lụt sau xây dựng hồ 8,34km2; Diện tích ngập lụt tăng thêm trước sau có hồ 1,35km2 Trường hợp tính tốn với lũ thiết kế P=0,5% Theo kết tính tốn thủy lực sau hồ vào hoạt động số vị trí bị ảnh hưởng Trường Phổ thông dân tộc Bán trú Đinh Nỷ (cách đập 9,2km thượng lưu) Do cần có phương án di dời chuyển đổi mục đích sử dụng trường Đinh Nỷ Diện tích ngập lụt sau xây dựng hồ 8,65km2; Diện tích ngập lụt tăng thêm trước sau có hồ 1,40km2 Trường hợp tính tốn với lũ thiết kế P=0.02% 22 Theo kết tính tốn thủy lực sau hồ vào hoạt động số vị trí bị ảnh hưởng Trường Trường Phổ thông dân tộc Bán trú Đinh Nỷ (cách đập 9,2km thượng lưu) Do cần có phương án di dời chuyển đổi mục đích sử dụng trường Đinh Nỷ Diện tích ngập lụt sau xây dựng hồ 8,65km2; Diện tích ngập lụt tăng thêm trước sau có hồ 1,61km2 Đề xuất giải pháp giảm ngập thượng lưu hồ chứa: Hiện nay, Hồ Đồng Mít phạm vi giải phóng mặt bằng, di dân, đền bù đến cao trình MNDBT+0,5m (+101.6m), vậy, để đảm bảo an toàn cho dân cư, trường học, đường giao thơng vùng ven hồ, cần bố trí dân cư lên cao cao trình mực nước lũ thiết kế, lũ vượt kiểm tra, đảm bảo cho người dân ổn định đời sống sản xuất Chƣơng - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Qua nghiên cứu lũ lưu vực sông An Lão vùng thượng lưu hồ chứa nước Đồng Mít đến số kết luận sau: Luận văn sử dụng mơ hình thủy văn MIKE NAM DHI, Đan Mạch để tính tốn mơ tìm thơng số mơ hình thơng qua trận lũ, năm 2016 2017 Trong lưu vực chia 10 tiểu lưu vực nhỏ đổ trực tiếp vào sông An Lão phục vụ làm biên cho mơ hình thủy lực Bộ thơng số mơ hình ứng với 10 tiểu lưu vực sở ban đầu để phục vụ cơng tác tính tốn thủy lực mơ tượng nước dềnh vùng lòng hồ chứa nước Đồng Mít, từ đưa phương thức vận hành hợp lý giảm thiểu diện tích ngập lụt vùng thượng hạ lưu hồ chứa Luận văn ứng dụng mơ hình HEC-RAC 2D để mơ dòng chảy lũ xác định mực nước dềnh lòng hồ, tìm thơng số mơ hình thủy lực thơng qua hiệu chỉnh kiểm định trận lũ năm 2016 2017 Với kết mô phỏng, đánh giá độ chênh lệch mực 23 nước tính tốn điều tra dọc sơng vùng lòng hồ Các thơng số mơ hình nên tiếp tục kểm định hoàn thiện cho vài trận lũ năm tới để nâng cao độ tin cậy, từ hướng tới dự báo dòng chảy đáp ứng cho mục tiêu vận hành tối ưu hồ chứa Luận văn tận dụng kế thừa số tài liệu khí tượng thủy văn, tài liệu địa hình cắt dọc, cắt ngang, bình đồ lòng hồ phục vụ nghiên cứu tính tốn tốn thủy thực kế thừa tài liệu từ hồ sơ thiết kế dự án hồ chứa nước Đồng Mít, tỉnh Bình Định - Giai đoạn thiết kế kỹ thuật Trong trình nghiên cứu tác giả kế thừa số liệu khảo sát thực địa, điều tra lũ năm thực tế gần năm 2016, 2017 số vị trí hệ thống Công ty CP khảo sát XD thực để phục vụ nghiên cứu hiệu chỉnh mô hình thủy lực Kết tính tốn hiệu chỉnh mơ hình thủy lực năm 2016 kiểm định lại mơ hình với năm thực tế năm 2017 cho kết tin cậy đại diện cho nhiều mơ hình dạng lũ lớn, nhỏ, gần, xa so với tại, tài liệu khí tượng thủy văn đầy đủ cập nhật đến 2017 trạm Ba Tơ, Giá Vực, An Hòa, Hồi Nhơn Kết tính tốn mơ thủy lực với kịch cho thấy hồ chứa nước Đồng Mít vào hoạt động có số cơng trình hệ thống bị ảnh hưởng Trường PTTH Bán trú Đinh Nỷ bị ảnh hưởng, số khu dân cư, thơn xóm, làng mạc, dân cư khu vực dọc sông An Lão bị ảnh hưởng Trong tương lai cơng trình Hồ chứa nước Đồng Mít vào vận hành, năm đầu thời gian vận hành sau hồ xuất dung tích bồi lắng dung tích bồi lắng gia tăng theo thời gian Việc dung tích bồi lắng gia tăng theo hàng năm lâu dài, mực mước hồ có xu hướng tăng lên so với kịch tính tốn, nhiên mức độ tăng khơng nhiều phụ thuộc vào việc bồi lắng lòng hồ Trong khn khổ Luận văn, tác giả chưa tính tốn bồi lắng hồ 24 Đồng Mít, nghiên cứu tốn mơ thủy lực trường hợp hồ tự nhiên, chưa xét đến bồi lắng 4.2 Kiến nghị: Cần tiếp tục nghiên cứu phát triển thêm: Nghiên cứu tổ hợp lũ, dạng lũ xảy lưu vực sơng An Lão phía thượng nguồn hồ Đồng Mít, kết hợp với điều tiết vận hành tối ưu hồ chứa gặp lũ lớn để giảm diện tích ngập, ảnh hưởng phía thượng lưu lòng hồ Nghiên cứu bổ sung, tăng cường nhân lực, thiết bị công nghệ cho công tác dự báo, cảnh báo lũ lưu vực, đặc biệt công tác dự báo lũ đến hồ chứa phía thượng nguồn để phục vụ cơng tác vận hành tối ưu Kiến nghị cho lập trạm thủy văn quan trắc yếu tố lưu lượng, mực nước, độ đục, trạm đo mưa lưu vực hồ Đồng Mít để phục vụ công tác thi công, nghiên cứu khoa học quản lý vận hành sau ... trường học phía thượng lưu hồ chứa ngành kinh tế khác Do tác giả chọn đề tài: “Mơ thủy lực xác định mực nước thượng lưu đập Đồng Mít, tỉnh Bình Định Mục đích nghiên cứu Hồ chứa nước Đồng Mít xây... toán thủy văn thủy lực vùng thượng lưu hồ chứa nước Đồng Mít, trọng tâm mơ mực nước thượng lưu hồ chứa nước Đồng Mít; Về thời gian, Đánh giá mức độ ảnh hưởng đường mực nước hồ chứa nước Đồng. .. xây dựng thơng số mơ hình thủy lực mơ hình tốn để mô thủy lực, xác định mực nước thượng lưu đập, nhằm chủ động cho công tác bồi thường di dân, tái định cư vùng lòng hồ; đồng thời sau chủ động dự