Nghiên cứu ứng dụng mô hình toán thủy văn diễn toán dòng chảy trên hệ thống sông sê san

i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu trung thực, kết luận văn chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn đƣợc cảm ơn thơng tin trích dẫn Luận văn đƣợc rõ nguồn gốc./ Học viên thực luận văn (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Đình Thân ii LỜI CÁM ƠN Trong suốt trình thực luận văn nhận đƣơc nhiều giúp đỡ Thầy Cơ, Gia đình Bạn bè Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Hoàng Hƣng, Thầy tận tâm hƣớng dẫn tơi suốt q trình thực luận văn tạo điều kiện tốt để tơi hoàn thành tốt luận văn Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Quý Thầy Cô Khoa Công nghệ Sinh học – Thực phẩm – Mơi trƣờng; Phịng Quản lý khoa học – Đào tạo sau đại học, Trƣờng Đại học Cơng nghệ Tp HCM tận tình giúp đỡ truyền đạt cho kiến thức quý báu Ngồi tơi cảm ơn Anh Chị phịng thủy văn thuộc cơng ty cổ phần tƣ vấn điện (PECC3) nhiệt tình giúp đỡ, cung cấp số liệu cho suốt thời gian thực luận văn Cuối muốn cảm ơn bạn bè nhiệt tình giúp đỡ tơi Tơi cảm ơn gia đình ủng hộ mặt tinh thần giúp học tập làm việc tốt./ Tp HCM, ngày 26 tháng 04 năm 2014 Học viên Nguyễn Đình Thân iii TĨM TẮT Sê San phụ lƣu sơng Mê Kơng bắt nguồn từ phía Bắc cao ngun Việt Nam có chiều dài sơng đến chỗ hợp lƣu với sông Sêrepok 490 km, đoạn chảy lãnh thổ Việt Nam 260 km, đoạn chảy dọc biên giới Việt Nam – Campuchia 20 km, đoạn chảy lãnh thổ Campuchia 201 km Sông Sê San có tiềm lớn nƣớc ta, đƣợc khai thác sử dụng triệt để, nhiều cơng trình thủy lợi, thủy điện giai đoạ ng khác Việc xem xét, đánh giá chế độ dịng chảy – đặc tính thủy lực sông việc khai thác vấn đề quan trọng, sở để tính tốn thiết kế nhà máy thủy điện, hồ chứa… tài liệu Khí tƣợng – thủy văn lân cận lƣu vực nghiên cứu Thơng qua việc tính tốn thủy lực thấy đƣợc biến đổi dòng chảy hệ thống sông từ thƣợng nguồn hạ lƣu lãnh thổ CamPuChia Nghiên cứu, tính tốn dịng chảy lũ cho lƣu vực sông Sê San nhằm phục vụ, thiết kế, thi công, vận hành – khai thác cơng trình thủy lợi, thủy điện lƣu vực vấn đề quan trọng Trong luận văn tơi tính tốn tìm đƣợc thơng số lƣu vực mơ hình MIKE 11, HEC – RESSIM, MIKE NAM, kết cho thấy thơng số tìm đƣợc phù hợp với lƣu vực áp dụng cho việc diễn tốn lũ Bên cạnh luận văn xem xét đến khả cắt lũ hồ chứa hệ thống sơng Sê San, Qua kết tính tốn thuỷ lực cho thấy, hồ chứa có vai trị làm giảm nguy ngập lụt, thiệt hại cho ngƣời dân phía hạ du sơng Sê San Sự giảm mực nƣớc phía hạ du không theo quy luật định mà phụ thuộc vào đƣờng q trình lũ đến có ảnh hƣởng hiệu cắt lũ cộng với ảnh hƣởng lƣợng gia nhập khu phía hạ du Những kết tính tốn luận văn số liệu hữu ích để áp dụng vào toán vận hành hồ chứa nhƣ cung cấp số liệu đầu vào cho việc thiết kế xây dựng cơng trình thủy lợi, thủy điện hệ thống sông Sê San iv ABSTRACT Se San River is a tributary of the Mekong originates from the northern highlands of Vietnam length confluence with the river to Sre Pork river is 490 km , it passes in Vietnam territory is 260 km , it passes along the Vietnamese border Vietnam - Cambodia is 20 km , flow stage in Cambodian territory is 201 km Se San River has great potential in our country , are being exploited and used thoroughly , many of the irrigation , hydropower has been active in various phases The review , evaluation mode flow - hydraulic characteristics of the river in mining on a very important issue , basis for design calculations hydroelectric power plants , reservoirs is financing Meteorological data - hydrology of the basin and adjacent study Through hydraulic modeling will see the change on river systems flow from upstream to downstream Cambodian territory Research , flood flows calculated for the Se San River Basin in service , design , construction , operation - exploitation of irrigation , hydropower in the basin is a very important issue In the thesis I have found the calculation of the parameters for the basin model MIKE 11, HEC - RESSIM, MIKE NAM, the results show that the parameters are consistent with the basin and can be applied to calculate the flood Besides, the thesis also looked at the possibility of reservoir flood control system on the Se San River, Through hydraulic calculation results show that the reservoir acts to reduce the risk of flooding, damage to people downstream Se San river The decrease in the water level downstream not follow a certain rule that depends on the process to be flood affected communities with effective flood affected areas of the join between the volume downstream The calculation results of the thesis is the useful data to apply to the problem of reservoir operation as well as provide input data for the design and construction of irrigation, hydropower on river systems Se San v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CÁM ƠN ii TÓM TẮT iii ABSTRACT .iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC BẢNG ix DANH MỤC HÌNH xi PHẦN MỞ ĐẦU 1 Sự cần thiết Tổng quan nghiên cứu Mục tiêu đề tài Nội dung nghiên cứu 4.1 thông tin, Thu thập tài liệu, số liệu: 4.2 Sàng lọc đánh giá thông tin, tài liệu, số liệu thu thập đƣợc 4.3 Tổng hợp, phân tích xử lý thơng tin, tài liệu, số liệu thu thập đƣợc 4.4 Ứng dụng mơ hình HEC RESSIM tính tốn số liệu biên làm đầu vào cho mơ hình MIKE 11 4.5 Ứng dụng mơ hình MIKE 11 diễn tốn thủy lực dịng chảy lũ tìm thơng số thích hợp địa hình địa mạo lƣu vực sông Sê San 4.6 Phân tính đánh giá kết diễn tốn lũ đƣa phƣơng án phịng lũ cho hạ lƣu cơng trình .4 Phƣơng pháp nghiên cứu 5.1 Phƣơng pháp luận 5.2 Phƣơng pháp thực đề tài .5 Ý nghĩa khoa học, kinh tế - xã hội đề tài .6 Bố cục luận văn CHƢƠNG 1: ĐIỂM TỰ NHIÊN LƢU VỰC SÔNG SESAN 1.1 ƣu v c sông Sesan 1.2 10 1.2.1 10 1.2.2 Địa chất, thổ nhƣỡng: 11 vi 1.2.3 Thảm phủ thực vật: 11 – 1.3 11 1.3.1 Tình hình kinh tế-xã hội tỉnh Kon Tum 11 1.3.2 Tình hình kinh tế-xã hội tỉnh Gia Lai 17 1.4 Đặc điểm khí tƣợng: 21 1.4.1 Nhiệt độ khơng khí 22 1.4.2 Độ ẩm khơng khí 23 1.4.3 Mƣa 24 1.4.4 Gió .26 1.4.5 1.5 Bốc 27 Chế độ thủy văn lƣu vực sông Sê San 28 CHƢƠNG 2: ỨNG DỤNG MƠ HÌNH THUỶ VĂN TÍNH TỐN ĐIỀU KIỆN BIÊN CHO VIỆC MƠ HÌNH HỐ LƢU VỰC SƠNG SÊ SAN 30 2.1 Thiết lập mơ hình thủy văn MIKE – NAM 30 2.1.1 Giới thiệu mơ hình 30 2.1.2 Xác định tính tốn diện tích tiểu lƣu vực khu vực nghiên cứu .34 2.1.3 Tính tốn mƣa dịng chảy mơ hình Mike – Nam 37 2.1.4 Tính tốn dịng chảy tiểu lƣu vực 43 2.2 Thiết lập mơ hình HEC RESSIM .44 2.2.1 Giới thiệu mơ hình 44 2.2.2 Thiết lập mạng lƣới sông hồ chứa 48 2.2.3 Hiệu chỉnh kiểm định mơ hình 50 2.2.4 Mô cắt lũ thử nghiệm .53 2.2.4.1 Nhập thông số kỹ thuật hồ chứa thuỷ điện .53 2.2.4.2 Mô cắt lũ thử nghiệm năm 2001 năm 2002 60 2.2.5 Mô cắt lũ với tần suất thiết kế 61 CHƢƠNG 3: TÍNH TỐN LŨ TRÊN HỆ THỐNG SƠNG SESAN 70 3.1 Gi 3.2 Trình tự áp dụng mơ hình giải tốn tính tốn lũ cho lƣu vực 71 3.3 Thiết lập mơ hình lƣu vực dùng mơ hình tốn 72 3.4 Xử lý điều kiện biên cho mơ hình 72 3.4.1 c MIKE 11 70 Các điều kiện biên thƣợng lƣu 72 vii 3.4.2 Các điều kiện biên hạ lƣu 73 3.4.3 Nút kiểm tra .73 3.5 Hiệu chỉnh kiểm định mơ hình 73 3.5.1 Hiệu chỉnh mơ hình thủy lực 73 3.5.2 Kiểm định mơ hình thủy lực .76 3.6 Diễn toán lũ đánh giá phƣơng án điều tiết hệ thống hồ chứa đến dòng chảy hạ lƣu 77 3.7 Nguyên tắc yêu cầu vận hành hệ thống hồ chứa hệ thống sông Sê San 86 3.7.1 Nguyên tắc điều tiết vận hành hồ điều tiết lũ: 86 3.7.2 Nguyên tắc chung cho phối hợp vận hành giảm lũ cho hạ lƣu hồ YaLy : 86 3.7.3 Vận hành đảm bảo an tồn cơng trình : 87 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TV Thủy Văn TP Thành phố LV Lƣu vực KG Khu HL Hạ lƣu ix DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các đặc trƣng hình thái lƣu vực sơng đến trạm thủy văn tuyến cơng trình thủy điện Bảng 1.2 Đặc trƣng diện tích chiều dài sơng Bảng 1.3 Danh sách trạm khí tƣợng 21 Bảng 1.4 Đặc trƣng nhiệt độ khơng khí 23 Bảng 1.6 Lƣợng mƣa trung bình thời khoảng 1977- 2005 24 Bảng 1.7 Số ngày mƣa trung bình tháng, năm trạm đại biểu 25 Bảng 1.8 Đặc trƣng mƣa trạm khí tƣợng 25 Bảng 1.9 Tần suất xuất gió theo hƣớng trạm khí tƣợng 26 Bảng 1.10 Tốc độ gió ứng với tần suất theo tám hƣớng trạm khí tƣợng .27 Bảng 1.11 Lƣợng bốc bình qn tháng trạm lƣu vực sơng Sê San 27 Bảng 2.1 Thông số lƣu vực gia nhập khu 35 Bảng 2.2 Danh sách trạm mƣa trọng số ảnh hƣởng đến tiểu lƣu vực 36 Bảng 2.3 Thống kê kết đánh giá sai số trậun lũ từ ngày 1/8/1994 đến ngày 30/11/1994 trạm Trung Nghĩa 38 Bảng 2.4 Thống kê kết đánh giá sai số trận lũ từ ngày 1/9/1996 đến ngày 30/11/1996 trạm Trung Nghĩa 39 Bảng 2.5 Thống kê kết đánh giá sai số trận lũ từ ngày 1/8/1994 đến ngày 30/11/1994 trạm Kontum 40 Bảng 2.6 Thống kê kết đánh giá sai số trận lũ từ ngày 1/8/1996 – 30/11/1996 trạm Kontum 41 Bảng 2.7 Thông số đƣợc hiệu chỉnh 41 Bảng 2.8 Thống kê kết đánh giá sai số trình hiệu chỉnh kiểm định mơ hình Mike – Nam hai lƣu vực Trung Nghĩa Kon Tum 42 Bảng 2.9 Thông số đƣợc hiệu chỉnh 42 Bảng 2.10 Bảng thống kê sai số số giá trị lớn thực đo tính tốn 52 Bảng 2.11 Các thông số mô tả đoạn sông 52 Bảng 2.12 Đƣờng quan hệ đặc tính lịng hồ Yaly 54 Bảng 2.13 Đƣờng quan hệ đặc tính lịng hồ Sê San 56 Bảng 2.14 Đƣờng quan hệ đặc tính lịng hồ Sê San 3A 57 Bảng 2.15 Đƣờng quan hệ đặc tính lịng hồ Sê San 59 x Bảng 2.16 Kết tính tốn mƣa ngày thiết kế trạm 61 Bảng 2.17 Bảng giá trị mƣa ngày mô theo tần suất trạm .62 Bảng 3.1 : Các lƣu vực gia nhập khu .73 Bảng 3.2 Thống kê kết đánh giá sai số trận lũ từ ngày 1/5/2001 đến ngày 31/10/2001 trạm Veausai 75 Bảng 3.3 Thông số độ nhám vị trí tƣơng ứng .76 Bảng 3.4 Thống kê kết đánh giá sai số trận lũ từ ngày 1/5/2002 đến ngày 31/10/2002 trạm Veausai 77 Bảng 3.5 Hiệu giảm lũ trạm Vesai hồ chứa vận hành cắt lũ 85 76 Bảng 3.3 Thông số độ nhám vị trí tương ứng Vị trí (m) Độ nhám STT Đoạn sông Sesan_Lower 141379 0.030 Sesan_Lower 150000 0.030 Sesan_Lower 220000 0.026 Sesan_Lower 250000 0.026 Với kết tính tốn thơng số nhám nhƣ theo đánh giá tơi kết tính tốn thơng số nhám phù hợp đƣợc sử dụng phần kiểm định mô hình 3.4.2 Kiểm định mơ hình thủy lực Lựa chọn trận lũ từ ngày 1/05/2002 đến ngày 31/10/2002 làm trận lũ để kiểm định lại kết tính tốn mơ hình ngun nhân sau đây: - Đây trận lũ lớn xảy lƣu vực năm gần - Trận lũ năm 2002 trận lũ có đầy đủ số liệu đo đạc thủy văn lƣu vực Hình 3.4 Lưu lượng thực đo tính tốn (thời khoảng ngày) Veusai trận lũ từ ngày 1/5/2002 đến ngày 31/10/2002 (Chú thích: Đường trình lưu lượng thực đo Đường trình lưu lượng tính tốn) Trên hình 3.4 đƣờng lƣu lƣợng tính tốn theo mơ hình thủy lực trạm Thủy văn Veausai sông Sê San ứng với trận lũ từ ngày 1/05 đến ngày 31/10/2002 So sánh với kết tính tốn hồn ngun lũ (do PECC cung cấp) Veausai ta nhận thấy: 77 Đƣờng trình lũ tính tốn hồn ngun Veausai tƣơng đối đồng dạng với Kết tính tốn từ mơ hình thủy lực cho ta thấy lƣu lƣợng đỉnh lũ lớn Veausai 4.393,6 m3/s So sánh với kết tính tốn lũ hồn ngun Veausai thời đoạn ta thấy, lƣu lƣợng đỉnh lũ Qmax = 4.431 m3/s Sai số đỉnh lũ ΔQmax = 37,4m3/s (0,84 %) Thời gian xuất đỉnh lũ lớn theo kết tính tốn từ mơ hình thủy lực vào lúc 01h00 ngày 21/09/2002 Theo kết tính tốn hồn ngun lũ lệch 12h, nhƣ sai số thời gian xuất đỉnh lũ Veausai Δt = 12h Kết tính tốn sai số trạm Veausai đƣợc thống kê bảng sau: Bảng 3.4 Thống kê kết đánh giá sai số trận lũ từ ngày 1/5/2002 đến ngày 31/10/2002 trạm Veausai Tính tốn Thực đo 4.393,6 4.431 01h00 21/09/2002 12h00 22/09/2002 Các yếu tố QMax (m /s) Thời gian xuất Sai số đỉnh lũ (%) 0,84 Sai số Nash (%) 0,9 Nhƣ với thông số tìm đƣợc phần hiệu chỉnh mơ hình đƣợc kiểm định qua trận lũ tháng 09/2002 hệ thống sông Sê San nhận thấy thông số mô hình hồn tồn đƣợc chấp nhận đƣợc thơng số mơ hình đƣợc sử dụng vào tính tốn dịng chảy lũ ứng với tần suất thiết kế khác phần 3.5 Diễn toán lũ đánh giá phƣơng án điều tiết hệ thống hồ chứa đến dòng chảy hạ lƣu Sau bƣớc hiệu chỉnh kiểm định mơ hình, ta tiến hành bƣớc mơ mơ hình với kịch số liệu đầu vào khác Trong phạm vi luận văn này, chƣa có số liệu cụ thể cơng trình hệ thống sơng Sê San, chƣa biết đƣợc nhiệm vụ phịng lũ cơng trình đó, nên mơ trận lũ ứng với tần suất 0.5%, 1%, 3%, 5%, 10% trận lũ năm 2001, 2002 ví dụ minh họa cho khả ứng dụng mơ hình 78 Số liệu lƣu lƣợng trạm thủy văn AndaungMeas (biên cho mơ hình) ứng với tần suất 0.5%, 1%, 3%, 5%, 10% , trận lũ năm 2001, năm 2002 đƣợc tính tốn từ mơ hình NAM HEC RESSIM chƣơng (kết trình bày phụ lục 1) Cịn lƣợng nhập khu ứng với tần suất đƣợc tính tốn phụ lục Sau kết tính tốn: [meter] DUONG QUA TRINH MUC NUOC TRAM VESAI TRUOC VA SAU KHI CAT LU NAM 2001 89.7 89.5 89.4 89.0 88.5 88.0 87.5 87.0 86.5 86.0 85.5 00:00:00 26-8-2001 00:00:00 27-8-2001 00:00:00 28-8-2001 00:00:00 29-8-2001 00:00:00 30-8-2001 00:00:00 31-8-2001 00:00:00 1-9-2001 00:00:00 2-9-2001 00:00:00 3-9-2001 00:00:00 4-9-2001 00:00:00 5-9-2001 Hình 3.5 Đường trình mực nước trạm Veunsai có khơng có hoạt động hồ chứa, trận lũ năm 2001 [m^3/s] DUONG QUA TRINH LUU LUONG TRAM VESAI TRUOC VA SAU KHI CAT LU NAM - 2001 4500.0 4571.6 4190.7 4000.0 3500.0 3000.0 2500.0 2000.0 1500.0 1000.0 500.0 0.0 00:00:00 26-8-2001 00:00:00 27-8-2001 00:00:00 28-8-2001 00:00:00 29-8-2001 00:00:00 30-8-2001 00:00:00 31-8-2001 00:00:00 1-9-2001 00:00:00 2-9-2001 00:00:00 3-9-2001 00:00:00 4-9-2001 Hình 3.6 Đường trình lưu lượng trạm Veunsai có khơng có hoạt động hồ chứa, trận lũ năm 2001 00:00:00 5-9-2001 79 [meter] DUONG QUA TRINH MUC NUOC TRAM VESAI TRUOC VA SAU KHI CAT LU NAM – 2002 89.4 89.5 89.2 89.0 88.8 88.8 88.6 88.4 88.2 88.0 87.8 87.6 87.4 87.2 87.0 86.8 86.6 86.4 86.2 86.0 85.8 85.6 85.4 85.2 00:00:00 16-9-2002 00:00:00 17-9-2002 00:00:00 18-9-2002 00:00:00 19-9-2002 00:00:00 20-9-2002 00:00:00 21-9-2002 00:00:00 22-9-2002 00:00:00 23-9-2002 00:00:00 24-9-2002 00:00:00 25-9-2002 00:00:00 26-9-2002 00:00:00 27-9-2002 00:00:00 28-9-2002 00:00:00 29-9-2002 Hình 3.7 Đường trình mực nước trạm Veunsai có khơng có hoạt động hồ chứa, trận lũ năm 2002 [m^3/s] DUONG QUA TRINH LUU LUONG TRAM VESAI TRUOC VA SAU KHI CAT LU NAM - 2002 4316.0 4000.0 3670.7 3500.0 3000.0 2500.0 2000.0 1500.0 1000.0 500.0 0.0 00:00:00 16-9-2002 00:00:00 17-9-2002 00:00:00 18-9-2002 00:00:00 19-9-2002 00:00:00 20-9-2002 00:00:00 21-9-2002 00:00:00 22-9-2002 00:00:00 23-9-2002 00:00:00 24-9-2002 00:00:00 25-9-2002 00:00:00 26-9-2002 00:00:00 27-9-2002 00:00:00 28-9-2002 00:00:00 29-9-2002 Hình 3.8 Đường trình lưu lượng trạm Veunsai có khơng có hoạt động hồ chứa, trận lũ năm 2002 80 [meter] DUONG QUA TRINH MUC NUOC TRAM VESAI TRUOC VA SAU KHI CAT LU THIET KE TAN SUAT 0.5% 97.0 97.1 96.7 96.0 95.0 94.0 93.0 92.0 91.0 90.0 89.0 88.0 87.0 86.0 00:00:00 2-9-2001 12:00:00 00:00:00 3-9-2001 12:00:00 00:00:00 4-9-2001 12:00:00 00:00:00 5-9-2001 12:00:00 00:00:00 6-9-2001 12:00:00 00:00:00 7-9-2001 Hình 3.9 Đường trình mực nước trạm Veunsai trước sau cắt lũ với tần suất 0,5% [m^3/s] DUONG QUA TRINH LUU LUONG TRAM VESAI TRUOC VA SAU KHI CAT LU THIET KE TAN SUAT 0.5% 19000.0 18820.6 18000.0 17493.6 17000.0 16000.0 15000.0 14000.0 13000.0 12000.0 11000.0 10000.0 9000.0 8000.0 7000.0 6000.0 5000.0 4000.0 3000.0 2000.0 1000.0 0.0 12:00:00 1-9-2001 00:00:00 2-9-2001 12:00:00 00:00:00 3-9-2001 12:00:00 00:00:00 4-9-2001 12:00:00 00:00:00 5-9-2001 12:00:00 00:00:00 6-9-2001 12:00:00 00:00:00 7-9-2001 12:00:00 Hình 3.10 Đường trình lưu lượng trạm Veunsai sau cắt lũ với tần suất 0,5% 81 [meter] DUONG QUA TRINH MUC NUOC TRAM VESAI TRUOC VA SAU KHI CAT LU THIET KE TAN SUAT 1% 96.6 96.0 96.0 95.0 94.0 93.0 92.0 91.0 90.0 89.0 88.0 87.0 86.0 12:00:00 9-9-2001 00:00:00 10-9-2001 12:00:00 00:00:00 11-9-2001 12:00:00 00:00:00 12-9-2001 12:00:00 00:00:00 13-9-2001 12:00:00 00:00:00 14-9-2001 12:00:00 00:00:00 15-9-2001 12:00:00 Hình 3.11 Đường trình mực nước trạm Veunsai trước sau cắt lũ với tần suất 1% [m^3/s] DUONG QUA TRINH LUU LUONG TRAM VESAI TRUOC VA SAU KHI CAT LU THIET KE TAN SUAT 1% 17000.0 17251.8 16000.0 15468.2 15000.0 14000.0 13000.0 12000.0 11000.0 10000.0 9000.0 8000.0 7000.0 6000.0 5000.0 4000.0 3000.0 2000.0 1000.0 0.0 12:00:00 9-9-2001 00:00:00 10-9-2001 12:00:00 00:00:00 11-9-2001 12:00:00 00:00:00 12-9-2001 12:00:00 00:00:00 13-9-2001 12:00:00 00:00:00 14-9-2001 12:00:00 00:00:00 15-9-2001 12:00:00 Hình 3.12 Đường trình lưu lượng trạm Veunsai trước sau cắt lũ với tần suất 1% 82 [meter] 95.0 DUONG QUA TRINH MUC NUOC TRAM VESAI TRUOC VA SAU KHI CAT LU THIET KE TAN SUAT 3% 94.8 94.5 94.0 94.2 93.5 93.0 92.5 92.0 91.5 91.0 90.5 90.0 89.5 89.0 88.5 88.0 87.5 87.0 86.5 86.0 85.5 12:00:00 17-9-2001 00:00:00 18-9-2001 12:00:00 00:00:00 19-9-2001 12:00:00 00:00:00 20-9-2001 12:00:00 00:00:00 21-9-2001 12:00:00 00:00:00 22-9-2001 12:00:00 00:00:00 23-9-2001 12:00:00 Hình 3.13 Đường trình mực nước trạm Veunsai trước sau cắt lũ với tần suất 3% [m^3/s] DUONG QUA TRINH LUU LUONG TRAM VESAI TRUOC VA SAU KHI CAT LU THIET KE TAN SUAT 3% 12361.4 12000.0 11000.0 11112.8 10000.0 9000.0 8000.0 7000.0 6000.0 5000.0 4000.0 3000.0 2000.0 1000.0 0.0 12:00:00 17-9-2001 00:00:00 18-9-2001 12:00:00 00:00:00 19-9-2001 12:00:00 00:00:00 20-9-2001 12:00:00 00:00:00 21-9-2001 12:00:00 00:00:00 22-9-2001 12:00:00 00:00:00 23-9-2001 12:00:00 Hình 3.14 Đường trình lưu lượng trạm Veunsai trước sau cắt lũ với tần suất 3% 83 [meter] DUONG QUA TRINH MUC NUOC TRAM VESAI TRUOC VA SAU KHI CAT LU THIET KE TAN SUAT 5% 93.0 93.2 92.7 92.5 92.0 91.5 91.0 90.5 90.0 89.5 89.0 88.5 88.0 87.5 87.0 86.5 86.0 85.5 00:00:00 26-9-2001 12:00:00 00:00:00 27-9-2001 12:00:00 00:00:00 28-9-2001 12:00:00 00:00:00 29-9-2001 12:00:00 00:00:00 30-9-2001 12:00:00 00:00:00 1-10-2001 12:00:00 Hình 3.15 Đường trình mực nước trạm Veunsai trước sau cắt lũ với tần suất 5% [m^3/s] DUONG QUA TRINH LUU LUONG TRAM VESAI TRUOC VA SAU KHI CAT LU THIET KE TAN SUAT 5% 9000.0 9178.6 8500.0 8397.7 8000.0 7500.0 7000.0 6500.0 6000.0 5500.0 5000.0 4500.0 4000.0 3500.0 3000.0 2500.0 2000.0 1500.0 1000.0 500.0 0.0 00:00:00 26-9-2001 12:00:00 00:00:00 27-9-2001 12:00:00 00:00:00 28-9-2001 12:00:00 00:00:00 29-9-2001 12:00:00 00:00:00 30-9-2001 12:00:00 00:00:00 1-10-2001 12:00:00 Hình 3.16 Đường trình lưu lượng trạm Veunsai trước sau cắt lũ với tần suất 5% 84 [meter] DUONG QUA TRINH MUC NUOC TRAM VESAI TRUOC VA SAU KHI CAT LU THIET KE TAN SUAT 10% 93.0 92.9 92.5 92.4 92.0 91.5 91.0 90.5 90.0 89.5 89.0 88.5 88.0 87.5 87.0 86.5 86.0 85.5 00:00:00 4-10-2001 12:00:00 00:00:00 5-10-2001 12:00:00 00:00:00 6-10-2001 12:00:00 00:00:00 7-10-2001 12:00:00 00:00:00 8-10-2001 12:00:00 00:00:00 9-10-2001 12:00:00 Hình 3.17 Đường trình mực nước trạm Veunsai trước sau cắt lũ với tần suất 10% [m^3/s] DUONG QUA TRINH LUU LUONG TRAM VESAI TRUOC VA SAU KHI CAT LU THIET KE TAN SUAT 10% 8737.7 8500.0 8000.0 7883.5 7500.0 7000.0 6500.0 6000.0 5500.0 5000.0 4500.0 4000.0 3500.0 3000.0 2500.0 2000.0 1500.0 1000.0 500.0 0.0 12:00:00 3-10-2001 00:00:00 4-10-2001 12:00:00 00:00:00 5-10-2001 12:00:00 00:00:00 6-10-2001 12:00:00 00:00:00 7-10-2001 12:00:00 00:00:00 8-10-2001 12:00:00 00:00:00 9-10-2001 12:00:00 Hình 3.18 Đường trình lưu lượng trạm Veunsai trước sau cắt lũ với tần suất 10% (Chú thích từ hình 3.5 đến hình 3.18): Đường trình lưu lượng, mực nước chưa có hoạt động hồ chứa) Đường q trình lưu lượng, mực nước có hoạt động hồ chứa) Lƣu lƣợng đỉnh lũ mực nƣớc lớn thiết kế ứng với tần suất trạm Veunsai đƣợc thống kê bảng sau: 85 Bảng 3.5 Hiệu giảm lũ trạm Vesai hồ chứa vận hành cắt lũ Lƣu lƣợng lũ Trƣờng lớn (m3/s) hợp lũ Tự Hồ cắt nhiên lũ 4572 4191 2001 Hiệu giảm lũ ∆Q % 381 8.3% Mực nƣớc lớn (m) Tự Hồ nhiên cắt lũ 89.7 89.4 Hiệu giảm lũ ∆H % 0.3 0.3% 2002 4316 3671 645 14.9% 89.5 88.8 0.7 0.8% 0.5% 18821 17494 1327 7.1% 97.1 96.7 0.4 0.4% 1% 17252 15468 1784 10.3% 96.6 96 0.6 0.6% 3% 12361 11113 1248 10.1% 94.8 94.2 0.6 0.6% 5% 9179 8398 781 8.5% 93.2 92.7 0.5 0.5% 10% 8738 7883 855 9.8% 92.7 92.4 0.3 0.4% Qua kết tính tốn thuỷ lực sau điều tiết hệ thống hồ chứa phía thƣợng nguồn cho kết nhƣ sau: + Hiệu giảm lũ trận lũ điển hình năm 2001, 2002 khơng lớn lƣu lƣợng đỉnh lũ thấp nhiều với trận lũ thiết kế Cụ thể, năm 2001 hệ thống hồ chứa giảm lƣu lƣợng đỉnh lũ 381 m3/s (giảm 8.3%) năm 2002 645 m3/s (giảm 14.9%) mực nƣớc giảm đƣợc khoảng 0.3 – 0.8 m Đối với trận lũ thiết kế tần suất 0.5%, 1%, 3%, 5% 10% trận lũ đơn nên hiệu cắt lũ hồ chứa phía thƣợng nguồn nhìn chung có hiệu so với trận lũ năm 2001 2002: lƣu lƣợng lũ giảm từ 885 ÷ 1327 m3/s (giảm khoảng 7% đến 10%), mực nƣớc hạ du sông Sê San giảm đƣợc 0.3 đến 0.6 m (giảm khoảng 0.4 đến 0.7%) so với trƣờng hợp khơng có hồ điều tiết Qua kết tính tốn thuỷ lực cho thấy, hồ chứa có vai trò làm giảm nguy ngập lụt, thiệt hại cho ngƣời dân phía hạ du sơng Sê San Sự giảm mực nƣớc phía hạ du khơng theo quy luật định mà phụ thuộc vào đƣờng trình lũ đến có ảnh hƣởng hiệu cắt lũ cộng với ảnh hƣởng lƣợng gia nhập khu phía hạ du Do khơng có tài liệu nhƣ kết báo cáo nghiên cứu đoạn sơng này, nên tơi khơng có sở để so sánh với kết tính tốn lũ ứng với tần suất thiết kế tính phần Cho nên chƣa biết đƣợc mức độ nguy hiểm, thiệt hại trận lũ gây cho tuyến cơng trình ngập lụt vùng hạ du Vì kết khởi đầu cho nghiên cứu mở rộng sau 86 3.6 Nguyên tắc yêu cầu vận hành hệ thống hồ chứa hệ thống sông Sê San Nguyên tắc vận hành hồ chứa bậc thang hệ thống sông Sê San phải tuân thủ dự thảo quy trình vận hành Sê San với yêu cầu sau đây: - Đảm bảo an tồn cơng trình - Góp phần giảm lũ cho hạ du khơng gây biến động dòng chảy đột ngột vùng biên giới Việt Nam Campuchia - Đảm bảo hiệu phát điện 3.7.1 Nguyên tắc điều tiết vận hành hồ điều tiết lũ: a.Trong trình vận hành hồ, cần theo dõi, cập nhật thông tin lƣu lƣợng thực đo thông tin dự báo lƣu lƣợng đến hồ để điều chỉnh trình xả cho phù hợp với tình hình thực tế b.Khơng cho phép sử dụng phần dung tích hồ từ cao trình mực nƣớc dâng bình thƣờng đến cao trình mực nƣớc dâng gia cƣờng mực nƣớc kiểm tra để điều tiết giảm lũ cửa van cơng trình xả chƣa trạng thái mở hoàn toàn c.Sau đỉnh lũ, phải đƣa mực nƣớc hồ cao trình mực nƣớc cho phép tích nƣớc theo quy định 3.7.2 Nguyên tắc chung cho phối hợp vận hành giảm lũ cho hạ lưu hồ YaLy : Phối hợp vận hành hồ giảm lũ cho hạ du a) Khi hồ YaLy kết thúc q trình xả nƣớc đón lũ mà chƣa đủ điều kiện để vận hành giảm lũ cho hạ du theo quy định mục b dƣới vận hành với tổng lƣu lƣợng xả lƣu lƣợng đến hồ để trì mực nƣớc hồ mức b) Việc phối hợp vận hành giảm lũ cho hạ du hồ YaLy, Sê San nhƣ sau: - Hồ YaLy: Căn vào lƣu lƣợng đến hồ, mực nƣớc hồ thực đo để vận hành hồ cắt giảm đỉnh lũ với tổng lƣu lƣợng xả nhỏ lƣu lƣợng đến hồ đƣa mực nƣớc hồ đến cao trình mực nƣớc cho phép tích nƣớc theo quy định, xảy điều kiện sau đây: + Nếu dự báo - 12 tới lũ hồ đạt đỉnh + Hồ PleiKrông bắt đầu vận hành giảm lũ Khi mực nƣớc hồ đạt đến cao trình mực nƣớc cho phép tích nƣớc theo quy định kết thúc trình vận hành giảm lũ, vận hành hồ với tổng lƣu lƣợng xả lƣu lƣợng đến hồ để trì mực nƣớc hồ mực nƣớc 87 3.7.3 Vận hành đảm bảo an tồn cơng trình : Khi mực nƣớc hồ YaLy đạt đến mực nƣớc dâng bình thƣờng mà lũ đến hồ cịn tiếp tục tăng có khả ảnh hƣởng đến an tồn cơng trình, thực chế độ vận hành đảm bảo an tồn cơng trình theo Quy trình vận hành hồ đƣợc cấp có thẩm quyền ban hành 88 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Đề tài nghiên cứu ứng dụng mơ hình tốn thủy văn diễn tốn dịng chảy hệ thống sơng Sê San đạt đƣợc nội dung sau: - Thu thập xử lý tài liệu địa hình, tài liệu mặt cắt ngang - Thu thập tài liệu khí tƣợng thủy văn biên trên, biên dƣới nút kiểm tra lƣu vực sơng Sê San - Đã tính tốn đƣợc dòng chảy đến tuyến hồ chứa nhƣ lƣợng nhập khu mơ hình mƣa – dịng chảy NAM Đồng thời diễn tốn đƣợc dịng chảy lũ qua hồ chứa mơ hình HEC RESSIM với thơng số tƣơng đối xác - Luận văn xây dựng đƣợc sơ đồ tính tốn thủy lực hệ thống sơng Sê San mơ hình MIKE 11 Đã tìm đƣợc thơng số mơ tƣơng đối xác điều kiện địa hình, địa mạo lịng sơng hệ thống sơng Sê San mơ hình thủy lực MIKE 11 - Xây dựng mô lũ với trận mƣa thiết kế ngày lớn ứng với tần suất 0.5%, 1%, 3%, 5%, 10% để xác định khả mơ mơ hình - Đối với trận lũ thiết kế tần suất 0.5%, 1%, 3%, 5% 10% trận lũ đơn nên hiệu cắt lũ hồ chứa phía thƣợng nguồn nhìn chung có hiệu so với trận lũ năm 2001 2002: lƣu lƣợng lũ giảm từ 885 ÷ 1327 m3/s (giảm khoảng 7% đến 10%), mực nƣớc hạ du sông Sê San giảm đƣợc 0.3 đến 0.6 m (giảm khoảng 0.4 đến 0.7%) so với trƣờng hợp khơng có hồ điều tiết - Qua kết tính tốn thuỷ lực cho thấy, hồ chứa có vai trò làm giảm nguy ngập lụt, thiệt hại cho ngƣời dân phía hạ du sơng Sê San Sự giảm mực nƣớc phía hạ du khơng theo quy luật định mà phụ thuộc vào đƣờng trình lũ đến có ảnh hƣởng hiệu cắt lũ cộng với ảnh hƣởng lƣợng gia nhập khu phía hạ du Tuy nhiên, thời gian, điều kiện số liệu kinh nghiệm thân tơi cịn hạn chế nên kết luận văn dừng lại việc minh họa cho khả ứng dụng mơ hình, chƣa có số liệu tiêu chuẩn phịng lũ hạ du tuyến cơng trình nên chƣa xem xét đánh giá đƣợc mức độ nguy hiểm ngập lụt trận lũ gây Trên sở tồn luận văn cần tiếp tục mở rộng hƣớng nghiên cứu nhƣ sau: 89 - Tiếp tục tìm hiểu thu thập chi tiết tài liệu cụ thể cơng trình hệ thống sơng Sê San nhƣ nhiệm vụ phịng lũ cơng trình đó, kết báo cáo nghiên cứu Từ đánh giá khả phịng lũ cơng trình phịng lũ hệ thống sông Sê San - Thu thâp thêm số liệu hồ chứa có hệ thống sông nhƣ: hồ Thƣợng Kontum (trên sông Đakbla), hồ PleiKrong (trên sông KrongPoko), hồ Sesan 4A hồ Sesan (trên sông Sê San) Từ đây, nghiên cứu giải tốn phịng lũ vận hành tối ƣu hệ thống hồ chứa, khu phân lũ chậm lũ hệ thống sông Sê San - Đa số hồ hệ thống sông Sê San hồ dung tích phịng lũ, để nâng cao khả cắt lũ, giảm lũ cho hạ du cần phải có mực nƣớc cho phép tích nƣớc phù hợp đảm bảo cho hồ chứa có khả cắt lũ tốt - Cần có thống bên có nhu cầu dùng nƣớc nhƣ thủy điện, dân sinh… nhằm đạt đƣợc tiếng nói chung đảm bảo hài hịa lợi ích bên dùng nƣớc - Đƣa tiêu chuẩn phòng lũ khu vực hạ du từ có quy trình vận hành hồ chứa thích hợp - Đánh giá dịng chảy mơi trƣờng khu vực hạ du cơng trình - Đƣa quy trình vận hành hồ chứa theo bậc thang nhằm đảm bào an tồn cho cơng trình an tồn cho vùng hạ lƣu sau cơng trình thủy lợi, thủy điện 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Lê Văn Nghinh, Bùi Cơng Quang, Hồng Thanh Tùng – Bài Giảng mơ hình tốn Thủy Văn (Bộ mơn Tính tốn Thủy văn – Trường Đại học Thủy lợi) 2003 Lê Vă – – - Trường Đại học Thủy lợi) Nguyễn Cảnh Cầm – Thủy lực dòng chảy hở ( Khoa sau đại học – Trường Đại học Thủy lợi) Các báo cáo chuyên đề: Đặc trưng thủy văn tính – giai đoạn thiết kế kỹ thuật dự án thủy điện hệ thống sông Dự án “Quy hoạch phát triển bảo vệ tài nguyên nước lưu vực sông Sê San” Viện quy hoạch thuỷ lợi, năm 1994 Dự án “Quy hoạch sử dụng tổng hợp bảo vệ nguồn nước lưu vực sông Sê San” Viện quy hoạch thuỷ lợi, năm 2007 10 Nghiên cứu vai trò cơng trình thuỷ điện hạ du Sê San bên phía Campuchia nỗ lực giảm thiểu tác động mơi trường cơng trình thuỷ điện phía Việt Nam UB sông Mêkông 2009 11 Báo cáo quy hoạch bậc thang thuỷ điện sông Sê San Công ty tư vấn xây dựng Điện (PECC1) 2000 Tiếng anh Hydrodynamic Modelling of Se San River DHI 2006 User’s Manual (2007), Hec-ResSim ... trưng hình thái lưu vực sông đến trạm thủy văn tuyến cơng trình thủy điện Vị trí Tuyến Trạm Thủy văn Kon Tum Pleikrông Yali Sê San Sê San 3A Sê San Sê San 4A Hạ Sê San 1 /Sê San (Tuyến 1) Hạ Sê San. .. tốn thủy lực dòng chảy khu vực hạ du 4.5 Ứng dụng mơ hình MIKE 11 diễn tốn thủy lực dịng chảy lũ tìm thơng số thích hợp địa hình địa mạo lưu vực sơng Sê San Ứng dụng mơ hình MIKE 11 diễn tốn thủy. .. văn Phần Mở đầu Chƣơng Đặc diểm tự nhiên lƣu vực sông Sê San mức độ nghiên cứu Chƣơng Ứng dụng mơ hình thủy văn tính tốn điều kiện biên cho việc mơ hình hóa lƣu vực sơng Sê San Chƣơng 3 :Ứng dụng