Ứng dụng mô hình toán phục vụ quy hoạch lưu vực sông trà khúc

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC K H O A H Ọ C T ự N H I Ê N ỨNG DỤNG MƠ HÌNH TỐN PHỤC VỤ QUY HOẠCH LƯU Vực SƠNG TRÀ KHÚC • MÃ SỐ: QT-03-21 C H Ủ TRÌ Đ Ề TÀI: KS N G U Y Ễ N T H A N H SƠN C Á N BỘ PHỐI HỢP: THS T R Ầ N N G Ọ C A N H CN N G Ơ CHÍ TUẤN THS Đ Ặ N G Q U Ý PHƯỢN G r ~ ; i €- r ! HÀ NỘI - 2002 ■: T /À - i: BÁO CÁO TĨM TẮT a Tên đề tài: ÚNG DỤNG MƠ HÌNH TỐN PHỤC v u QUY HOẠCH LUU v ự c SÔNG TRÀ KHÚC Mã sỏ: QT-03-21 b C h ủ trì để tài: KS Nguyễn Thanh Sơn, Khoa K T T V & H D H c Các cán tham gia: CN Ngơ Chí Tuấn, Khoa K T T V & H D H ThS Đặng Quý Phượng, Khoa K T T V & H D H ThS Trần Ngọc Anh, Khoa K T T V & H D H d M ục tiêu nội dung nghiên cứu: M ụ c tiêu: L ự a ch ọ n , sử dụng mơ hình tốn để mơ lũ mưa lớn gây lưu vực sông Trà Khúc từ rút kết luận sử dụng đất lưu vực phục vụ công tác quy hoạch N ộ i dung: Tổng quan mô hình tốn quy hoạch lưu vực, lựa chọn m hình tốn phù hợp để giải tốn phục vụ định hướng quy hoạch lun vực sông Trà Khúc Mô lũ với điều kiện địa lý tự nhiên lưu vực sông Trà Khúc - tr.Sơn Giang, nghiệm kịch sử dụng đất rút nhận xét phục vụ công thử tác quy hoạch lưu e Các kết đạt được: Tổng quan mô hình tốn thuỷ văn nói chung mơ hình tốn phục vụ quy hoạch lun vực nói riêng, từ lựa chọn mơ hình thích ứng với mục tiêu đề Thu thập số liệu mưa, dịng chảy, tập đồ địa hình, rừng, trạng sử dụng đất tổng quan đặc điếm địa lý tự nhiên lun vực nghiên cứu Xây dựng bán đồ độ dốc, đồ lưới phần tử phục vụ tính tốn theo mơ hình sóng động học phương pháp phần tử hữu hạn Lập chương trình tính tốn mồ lũ theo thuật tốn lựa chọn ổn định thông số mô hình Thay đổi kịch bán sử dụng đất đề xuất kiến nghị quy hoạch lưu vực f Tình hình kinh phí để tài: Kinh phí cấp năm 2003: 20 triệu đồng Đã sử dụngvào hạng mục sau: STT Sô tiền Nội dung cơng việc Văn phịng phẩm 800.000 Thông tin liên lạc 550.000 đồng Tổ chức Hội thảo 1.877.000 đồng Cơng tác phí 1.473.000 đồng Th khốn chun mơn 12.000.000 đồng Phụ cấp chủ trì đề tài 1.100.000 đồng Quản lý phí (11%) (QL+DDN+DDT) 2.200.000 đồng Cộng 20.000.000 đồng Hai mươi triệu đồngchẵn XÁC NHẬN CÚA BAN CHỦ NHIỆM KHOA CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI PGS.TS PHẠM VĂN HUAN NGUYEN t h a n h s n XÁC NHẬN CỦA TRƯỜNG PHÓ Hlệl' TRUỎNỜ Project: A P P L I C A T I O N OF T H E M A T H E M A T I C A L M O D E L F O R P L A N N I N G OF T R A K H U C R I V E R B A S I N C o d e : Q T -0 -2 H ead of P ro ject: 1.E n g N g u y e n T h a n h Son M em ber: BS N g o C hi T u a n M S D a n g Q u y P h u o n g MS T r a n N g o c A n h O bjectives and sco p e of the study: The d iffic u ltie s u su a lly occur w hen a p p ly in g d ire c tly the h y d ro lo g ic a l m o d e l s to s i m u l a t e t h e w a t e r s h e d ' s p a r a m e t e r s b e c a u s e o f the lack of detailed o b rse rv ed data A m ethod of m odelling the w aterflow with analyzing the m o d el's input using GIS t e c h n iq u e s and u n lim ite d q u a n tity of e le m e n ts of rela tiv e h o m o g e n o u s w a t e r s h e d ' s c o m p o n e n t s w a s p r e s e n t e d in t h i s t e x t T h e a p l l i c a t i o n o f t h e m o d e l h a s s h o w n t h e a b i l i t y o f t h e m o d e l to estim ate the im pact of changing of geographical conditions on the f o r m a t i o n a n d d e v e l o p m e n t o f w a t e r f l o w on a b a s i n , t h a t is v e r y u s e f u l tool for the c a t c h m e n t m a n a g e m e n t and p la n n in g w ork XÁC NHẬN CỦA BAN CHỦ NHIỆM KHOA CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI - - PGS.TS PHAM VAN HUAN NGUYEN THANH SƠN XÁC NHÂN CỦA TRUỜNG M Ụ C LỰC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP MƠ HÌNH HỐ Q TRÌNH HÌNH THÀNH DỊNG CHẢY TỪBỀ mặt LUU v ự c 1.1 Phân loại mơ hình mơ q trình hình thành dịng chảy sơng 1.2 Mơ hình thuỷ động lực học 13 1.3 Các m ô hình nhận thức 20 1.4 Một số ứng dụng mồ hình tốn thuỷ văn Việt Nam 27 CHƯƠNG C SỞ LÝ THUYẾT phương pháp scs m h ình ph a n 29 TỬHŨU HẠN SÓNG ĐỘNG HỌC 2.1 Phương pháp s c s 30 2.2 Phương pháp phần tử hữu hạn 32 2.3 Chương trình diễn tốn lũ 41 2.4 Kiẻm tra m ô hình 42 2.5 Nhận xét khả sử dụng mơ hình 42 CHƯƠNG ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP s c s VÀ MƠ HÌNH PHAN TỬHỦU SĨNG ĐỘNG HỌC MÔ PHỎNG LŨ VÀ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG SỐ ĐIỀU KIỆN MẶT ĐỆM ĐẾN Q TRÌNH DỊNG CHẢY SƠNG hạn 43 MỘT TRÀ KHÚC - TRẠM SƠN GIANG KẾT 3.1 Điều kiện địa lý tự nhiên lưu vực sông Trà Khúc 43 3.2 Tổng quan tài liệu phương pháp xử lý 51 3.3 Chương trình tính 58 3.4 Kết tính tốn 60 LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 CÁC PHỤ LỤC 77 MỞ ĐẦU Tài nguyên nước chiếm vị quan trọng việc đánh giá tài nguyên lãnh thổ Trong chiến lược quy hoạch lãnh thổ, việc đánh giá đắn tài nguyên nước quan tâm đến vai trị điều kiện hình thành chúng, qua loại bỏ, điều chỉnh cho có thê bảo vệ, sử dụng tái tạo loại tài nguyên theo hướng có lợi nhất, hay nói cách khác trì chúng trạng thái phát triển bền vững Với phương pháp tính tốn tài ngun nước truyền thống, điều kiện Việt Nam điều lúc thực thiếu số liệu quan trắc thường xuyên, so thiếu đồng tài liệu cập nhật Đê khắc phục điều đó, sử dụng mơ hình tốn gần đường để đạt mục đích Nằm đới nhiệt ẩm, gió mùa có lượng mưa lớn, đạt trung bình 1960 mm, lại phân bố khơng tồn lãnh thổ, hàng năm Việt Nam chịu sức ép thiên tai lũ lụt hạn hán Dịng chảy sơng ngịi Việt Nam mua định chủ yếu, việc tập trung giải mơ q trình mưa - dịng chảy thu hút quan tâm lớn nhà khoa học nước [1, 2, 7, 9, 10, 11, 14, 15, 17, 23, 26, 30] Các mỏ hình thuỷ văn tất định SSAR, TANK, NAM, S W M M lĩnh vực thuỷ văn công trình dự báo thu kết đáng kể [10, 16, 18, 19, 24], Tuy nhiên, việc ứng dụng rộng rãi mơ hình thường khó khăn việc dị tìm hiệu chỉnh thơng số, địi hỏi nhiều cơng sức kinh nghiệm người sử dụng Việc mô trận lũ lớn lại phức tạp thiếu tài liệu thực tế q trình dịng chảy bề mặt lưu vực Việc xây dựng mỏ hình mưa dịng chảy có khả phù hợp với điều kiện địa lý tự nhiên nước ta vấn đề cấp thiết [1] Mục tiêu đề tài phân tích, lựa chọn xây dựng mơ hình tính tốn mơ lũ vừa đáp ứng kha phòng tránh thiên tai vừa đáp ứng việc xây dựng, điều quy hoạch lãnh thổ Ngày nay, điều kiện phát triển công nghệ thông tin, với thiết bị máv tính tốc độ cao cho phép sử dụng mơ hình số Việc khai thác sỏ' liệu bề mặt lưu vực sử dụng cơng nghệ GIS đê nhận thông tin quan trọng việc hình thành dịng chảy sườn dốc địa hình.mạng lưới thuỷ văn, trạng sử dung đất, thảm thực vật từ đồ chuyên dụng[3, 4, 5, 6] Qua tìm hiểu, phân tích mơ hình thuỷ động lực học, phương pháp mỏ trình tổn thất, trình chảy sườn dốc sông, đề tài lựa chọn phương pháp s c s đê m ô tả trinh tổn thất mơ hình phần tử hữu hạn sóng động học để mơ q trình chảy sườn dốc lòng dẫn [21] Đề tài gồm chương, m đầu, kết luận, tài liệu tham khảo phụ lục M đầu: Đặt vấn để, tính cấp t h i ế t , mục đích nghiên cứu đề tài Chương 1: Tổng quan phương pháp mơ hình hố q trình hình thành dịng chảy từ bề mặt lưu vực Chương 2: Cơ cở lý thuyết phương pháp s c s mơ hình phần tử hữu hạn sóng động học Chương 3: Áp dụng phương pháp s c s mơ hình phần tử hữu hạn sóng động học mơ lũ đánh giá ảnh hưởng số điều kiện mặt đệm đến trình dịng chảy lưu vực sơng Trà Khúc - trạm Sơn Giang Kết luận: Trình bày kết đề tài, hướng phát triển nghiên cứu giai đoạn Sự hình thành dịng cháy sơng q trình phức tạp, tổ hợp nhiều yếu tơ tác động tương hỗ Việc m ô ph ỏ ns dịng chảy trình bày đề tài bước đầu tiên, số nhân tô nguyên nhân khách quan chủ quan phải đơn giản hố Để mơ xác cịn cần tập trung tìm tịi mối quan hệ điều kiện Mặc dù cố gắng, điều kiện hạn chế thời gian tài liệu nên đề tài không thê tránh khỏi khiếm khuvết Chương TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP MƠ HÌNH HỐ Q TRÌNH HÌNH THÀNH DỊNG CHẢY TỪ BỂ MẬT LƯU v ự c 1.1 PH ÂN LOẠI CÁ C M Ô HÌNH M Ô P H Ỏ N G Q U Á TR ÌN H HÌN H T H À N H DỊ NG C H Ả Y S Ơ N G Có nhiều cách phân loại mơ hình tốn thuỷ văn tùy theo quan điểm ý tưởng người phân loại Một cách phân loại dựa sở xem xét phân bố biến vào hệ thống trường khơng gian, thời gian Một cách khác, mơ hình tốn thuỷ văn phân loại thành: mơ hình tất định mơ hình ngẫu nhiên Mơ hình ngẫu nhiên mơ q trình dao động thân q trình thủy văn m khơng ý đến nhân tố đầu vào tác động hệ thống Mô hình tất định m ỏ hình mơ q trình biến đổi tượng thuỷ văn lưu vực mà ta biết trước Xét quan điểm hệ thống, mơ hình thuỷ văn tất định có thành phần sau [ 9,13]: - Đầu vào hệ thống - Hệ thống - Đầu hệ thống Đ ầ u vào Hệ thông Đầu Mơ hình hố hệ thống thuỷ văn ứng dung cơng cụ tốn học logic học để thiết lập mối liên hệ định lượng đặc trưng dịng chảy yếu tố hình thành Dưới dạng đơn gián, quan hệ thực nghiệm, kỹ thuật hộp đen Loại mơ hình khơng trọng mơ cấu trúc bên hệ thống mà liên kết đầu vào đầu toán Một dạng khác, mồ hình dựa sớ phương trình vật lý - tốn quan niệm lý luận hình thành dịng chảy gọi mơ hình thuỷ dộng lực học Giữa hai dạng lớp m hình nhận thức, liên kết logic thành phần nhận thức đơn giản hố q trình thuỷ văn [ ,9 ] Như vậy, dựa sỏ' cấu trúc vật lý mơ hình mơ q trình mưa dịng chảy phân loại thành mơ hình th động lực học, m hình nhận thức mơ hình hộp đen Dựa vào xấp xỉ khơng gian, m hình thuỷ văn tất định cịn chia thành m hình thơng số phân phối dải m hình thơng số tập trung Sơ đồ phân loại mơ hình thuỷ văn tất định trình bày hình 1.1 Theo Lương Tuấn Anh [ ], khảo sát mơ hình thuỷ văn tất định, mơ hình thuỷ động lực học có sở lý thuyết chặt chẽ có khả đánh giá tác động lưu vực quy mơ nhỏ đến dịng chảy Tuy nhiên, việc chia lưu vực thành lưới nhỏ km2 tạo cho mơ hình nhiều thơng số (Bảng 1.1) số liệu đầu vào địi hỏi chi tiết, khó đáp ứng dù lưu vực thực nghiệm Bảng 1.1 Đặc điểm thơng sơ mỏ hình thuỷ vãn tất định Loại mơ hình Mơ Số liệu vào, kết tính Đặc điểm biến trung gian thơng số mơ hình U(x, y, z, t) K(x, y, z) Uii(t) K„ Uj (t) Kj hình phân phối dải theo đơn vị diện tích nhỏ Mơ hình phân phối dải theo tiểu vùng thuỷ văn Mơ hình thơng số tập trung i: Ký hiệu tiểu vùng thủy văn j: Ký hiệu tầng (tầng mặt, tầng ngầm, ) Việc ứng dụng mô hình nhận thức thơng số dải theo tiểu vùng thuỷ văn giảm nhiều thơng số có khả đánh giá tác động lưu vực quy mơ trung bình đến dịng chảy Tuv nhiên, mơ hình loại cịn phổ biến rộng rãi việc ứng dụng chúng đòi hỏi kết họp với phương tiện kỹ thuật định việc ứng dụng hệ thống thơng tin địa lý (GIS) có chức xử lý đồ thông tin viễn thám [21] Trong số m hình tất định, mơ hình thơng số tập trung mơ hình có thơng số nhất, dễ sử dụng ứng dụng rộng rãi Các mơ hình đơn giản quan hệ thực nghiệm, mỏ hình đường đơn vị chứng tỏ tính hiệu tính tốn th văn dự báo dịng cháy nhũng hồn cánh thưc tế định Như vậy, có nhiều mơ hình thuỷ văn để lựa chọn áp dụng thực tế Tuy nhiên, theo A Becker [ 27] việc lựa chọn mơ hình phụ thuộc vào mục đích, đối tượng nghiên cứu, tình hình số liệu sẵn có, đồng thời phụ thuộc vào điều kiện địa lý tự nhiên vùng nghiên cứu (báng 2) Về cấu trúc, mỏ hình thuỷ văn tất định đơn giản hay phức tạp gồm toán thành phần sau: - Diễn tốn dịng chảy - Tính lượng mưa sinh dịng chày (hay gọi lượng mưa hiệu dịng chảy tràn) - Cấu trúc tầng mơ hình (hay bể tuyến tính phản ánh chế hình thành dịng chảy lưu vực, dịng chảy mặt, dịng chảy ngầm, ) - Xác định thơng số m hình Các phương pháp diễn tốn dịng chảy thường dưa sở hệ phương trình bảo • toàn chuyển động chất lỏng Lượng mưa hiệu lượng tổn thất dịng chảy có thê’ ước tính thơng qua phương trình khuyếch tán ám, phương trình Boussinerq [18,32], phươim pháp lv luận - thực nghiệm Alechsseep [25], phương trình thấm thực nghiệm Green-Ampt Horton, Phillip [28], Holtan[34], phương pháp s c s [28], pinions trình cân nước phương pháp hệ số dòng cháy [2, 8, 10] 10 18 Nguyễn Viết Phổ v ề ứng dụng m hình tốn thuỷ văn - thuỷ lưc Việt Nam Hội thảo quốc gia m hình tốn thuỷ văn thuỷ lực phát triển quản lý tài nguyên nước, Hà Nội, 1988 19 Trần Văn Phúc, ứn g dụng mơ hình N A M tính q trình dịng chảy lưu vực Hơi thảo quốc gia m hình toán thuỷ văn thuỷ lực phát triển quản lý tài nguyên nước, Hà Nội, 1988 20 Nguyễn Thanh Sơn Tính tốn thuỷ văn Giáo trình ĐH QGHN Hà Nội, 1998 21 Nguyễn Thanh Sơn, Lương Tuấn Anh, Áp dung mó hình thuỷ động học phần tử hữu hạn mơ tả q trình dịng chảy lưu vực Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, Khoa học Tự nhiên Công nghệ, T.XIX, N o l , H Nói 2003 22 Trần Tuất, Nguyễn Đức Nhật Khái qt địa lý thuv văn sơng ngịi Việt Nam Tổng cục KTTV 1980 23 Vũ Văn Tuấn Mơ hình hố dịng chảy lưu vực có hoạt đông nông - lâm nghiệp TS - KTTV số 12 (384), 1992 24 Ĩĩầ n Thanh Xuân, H oà ng M inh Tuyến, Đặng Lan Hương, v ể ứng dụng mơ hình SSARR, N A M T A N K đế kéo dài chuỗi dòng cháy sông suối nhỏ Tập san KTTV Số (404), 1994 25 Alechseep G.A Khả phương pháp hồn thiện phương pháp tính tốn, dự báo thuỷ văn phục vụ sản xuất, thiết kế Tuyển tập cóng trình Hội nghị Thuỷ vãn tồn Nga lần thứ V Tập , 1989 (Tiếng Nga) 16 Bephanhi A N Cơ sờ lv thuyết dòng cháy mưa rào Tuyến tập cóng trình dai học KTTV, Odessa 1949 (39-175)(Tiếng Nga) 27 Becker A Deterministic modelling in Hydrology Lecture for Post - Graduate Training Course on Hydrology Budapest, 1993 28 Chow V T, N N K Applied Hydrology Me Graw Hill, 1988 29 Guide to H ydrological P ractices, VVMO - No 168.1994 30 Haan C.T ■J oh nson H P ;Brakensiek D L Hydrologic modeling of smal watwrsheds, ASAE Techniccal Editor: James A Basselman, 1982 31 Handbook o f H ydrology Me Graw Hill, 1992 32 Kuchment L s M hình hố tốn hoc dịng chảy sơng NXB Leningrat 1980 ị Philip B Bedient W ayne c Huber Hydrology and Floodplain Analysis Addison- Wesley Publishing Company 1992 k Ross B B N N K Finite element model of overland and channel flow for assessing the hydrologic impact of land - use change Journal of Hydrology 41 1979 ft Taylor c N N K A finite element approach to watershed runoff Journal OÍ Hydrology 21 (1974) 76 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Tự NHIÊN * N G Ơ CHÍ T U Ấ N KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP c NHÂN KHOA HỌC NGÀNH THUỶ VÃN LỤC ĐỊA • • • ỨNG DỤNG MƠ HÌNH PHẨN TỬHỮU HẠN SĨNG ĐỘNG HỌC • • • t ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA s DỤNG ĐÂT t • ĐẾN DỊNG CHẢY Lưu v ự c SÔNG TRÀ KHÚC NG U Ờ I HƯỚNG D Ẫ N : N G U Y Ễ N T H A N H SƠ N H À N Ộ I 200 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Tự NHIÊN N G U Y Ễ N T H A N H SƠ N ÚNG DỤNG MƠ HÌNH TỐN THUỶ VĂN PHỤC VỤ QUY HOẠCH Lưu v ự c SÔNG TRÀ KHÚC L U Ậ N V Ă N T H Ạ C S Ỹ K H O A H ỌC H À NỘI - 200 TAP CHi KHOA HOC ĐHQGHN, KHTN & CN, T.XIX, No1.2003 Á P D Ụ N G MỎ H Ì N H T H U Ỷ Đ Ộ N G HỌC CÁC P H A N tử HỬU H Ạ \ MỔ TẢ Q TRÌNH DỊNG CHẢY l u v ự c N g u v ển Thanh Sơn K h o a Khi tượng-Thuỷ vãn H ải d n học Đ ại học K hoa học T ự nhiên ĐHQG Hà Nội Lương Tuấn Anh Viện K h í tượng Thux văn Tóm tả t Việc sử dung mơ hình thuy văn thuc té thuơn^ gặp nhiếu khó khăn việc mô thông sô lưu vuc thiếu tài liệu quan trắc chi tiêt Bài báo giói thiệu phương pháp mơ hình hố dịng chay vớ) việc phán tích liệu đầu vào cùa mó hình qua kỹ thuật GIS khỏng giỏi han số lượng phần lử ]à Ihành phần lưu vưc tương dối nhất, ứng dung mỏ hình thuc tê có khả đánh giá tác động việc biên đối điếu kiện địa ]ý tư nhiên đến sư hình thành phát triển dịng chày, hữu ích cho nhà quản ]ý lĩnh vực quy hoạch lưu vùc Giới t h i ệ u c h u n g Các h i ệ n tư ợ n g t h u ỷ v ă n vó phức tạp khó có thê n h ặ n biêt c h ú n g cách đầy đủ Sử d u n g k h i n iệ m hệ thông giúp ta miêu tà hiên tuỢng t hu ỷ văn đơn giân Hệ t h ô n g tậ p hợp t h n h Dhẩn có qu a n với n h a u tạo th n h m ột tố n g thê T u ầ n h o n thuý v ăn đ ợ c COI n h m ộ t h ệ t h ô n g v ố i c c t h a n h p h ầ n m úa bốc hơi, dò ng ch ảy pha khác n h a u chu t r ì n h p h t sinh vá p h t t r i ể n dòng chảy Các t h n h p h ầ n nà y tậ p hợp t h n h chu t r ì n h Đê p h ả n tích hệ t h ô n g t o n cục, ta ti ế n h n h p h â n tích riêng rẽ chu t r ì n h đơn giản tổ n g hợp k ế t q u ả dự a t r ê n mối q u a n hệ chúng Trong h ầ u h ê t tố n thực íiành, t h n g xé t s ố qu t r ì n h tro ng t u ầ n ho an t h u ỷ v ă n thời gia n t r o n g p h m vi nh ỏ bé t r ê n t r i đất Khi ng hi ê n cúu n h ũ n g bái to n n h vậ y, có t h ể sử d u n g đin h n gh ĩa hẹp vé' thô ng ph t t r i ể n t khái niệ m "thể tích k iể m tr a " Vói k h i niệ m này, hệ th ông t h u ỷ văn đuỢc đ ịn h nghĩa n h c ấ u t r ú c h a y m ột t h ể tích khơng gian bao q u a n h bơi m ặ t biên: cấu trúc n y tiêp n h ậ n nưốc v ê u tô đ ầ u vào c qua m ặ t biên, tha o tác p h n tích yế u tơ' b ê n t r o n g v biê n đổi c húng t h n h yêu tỏ đáu Do t í n h phức t p c h i ệ n tượng t huv văn không tnê mô ta sô t r i n t t h u ỷ v ă n b ằ n g n h ữ n g đ ị n h l u ậ t v ậ t l ý c h í n h x c B n g c a c h s d u n g k h a i r u ệ m Dt' thông, người t a t ậ p t r u n g vào việc xâv dựng mó hinh nen hẹ cac yeu to đáu vao s ả n p h ẩ m đ ầ u r a t h a v mơ tà cách xác chi tiêt cua hệ thơng M ; hìn h hố hệ t h n g t h u ỷ v ă n sử dung cóng cu tốn, logic đé t h i ê t lập mó: liên hệ định lượng n h ó m vếu tơ’ này, tức la giũa u tó hir,h th a n h dịng chảy đặc t r n g dòng chảy Bài viết n ày tập tr u n g nghiên cưu dang mó hm h 90 91 Ap d ụ n g m h ìn h th ủ y d ộn g học p h ấ n tù mưa dịng chảy theo phương pháp diễn tốn sóng động hoc dùng cho việc đá nh giá tác đọng cua viẹc sư d ụn g cìat đoi VƠI dong chay tr ê n lúu vức trê n quan điểm hè th n 0, Mo h ì n h p h a n t h u h n s ó n g đ ỏ n g h o c d ụ n g đ ấ t t r ê n lưu v ự c đ ế n d ò n g c h ả v đ n h giá tác d ô n g c ủ a v iêc SỪ Mơ h ì n h t h u ỷ động lực học dựa t r ê n sờ xấp xỉ chi tiết khơng gian lưu vực v tích, p h â n s ô t r ị c c p h n g t r ì n h đ o h m r i ê n g m ô t c c q u t r ì n h v ậ t l ý d i ễ n r a t r ê n lưu vực n h m diên ‘ oá n t r ì n h h ìn h t h n h dịng chày sơng qua hai giai đoạn: dòng ch ảy t r ê n sườn dốc lịng dẫn Mơ hìn h cho phép đá n h giá tác động c lưu vưc quy mơ nhỏ đên dịng chày, mỏ giai đoan mói việc mơ h ìn h hố qu t r ì n h t h u ý vãn Dưa t r ê n mơ h ì n h t h u ỷ động lực học Ross B.B nnk, Đai học Quốc gia Blacksburg, Mỹ d ù n g đê dư báo n h hưỏng cua việc sừ dụng đấ t đẻn tr i n h lũ với mưa vượt t h ấ m đ ầ u vào cùa mỏ hình Phương p h p phán tử hữu h a n sò' kết hợp vối p h n g p h p sô d Galerkin sư du ng dê ẹiài hệ phương tr i n h sóng động học c ủ a dịng c hày chiểu Việc áp d u n g lý t h u y ê t ph n tử hữu h n dê tính to n dịng chay Zienkiewicz C h e u n g (I960) khỏi xướng Các tác già su du ng dẻ ph ân tích dịng chảy t h ấ m N hiê u n h nghiên cừu khác củng áp d u n g ap du ng phương ph p nà y đê giài q u v è t vấn đê khác cua dòng chay Oden va Somogyi I 1969), Tong (1971) -Judah (1973) tiên h n h p h n tích dịng chay mát bá n g phương pháp p h ầ n cử h ữ u hạ n Tác già sử dung phương pháp sô dư cua Galer kin đê xày dưng mỏ h ìn h diễn to n lũ t h u kết quà th oà m ã n áp dung mỏ hình cho luu vực sông tự n h i ê n tói kẻ t luận: mơ hìn h da n g náy ítgập khó k h n vối lưu vực có h ì n h d n g sử d u n g đ ấ t phức tạp, p h â n bỏ múa tha y đôi Phương pháp ph àn tử h ữ u h n kê t hợp vói ph n g phá p G a le r kin đuỢc Al-Mashidani va Tayior 11974) áp d ụ n g để giải hệ p h ng t r ì n h dòng chày m ậ t ỏ da n g vơ hưóng So vói phương ph áp số k h ác p h n g p h p p h ầ n t ủ h ữ u h a n đ Ợc c o i l ổ n đ i n h h n h ộ i t u n h a n h địi hỏi thời gia n ch av Phương ph áp ứng dun g vào việc đ n h ° i n h h n g c ủ a n h ữ n g t h a v đổi t r o n g s d u n g đ ấ t đ ê n d ò n g c h a y lũ l u v ự c có t h ể đ ợ c c h i a t h n h m ộ t s ố h ủ u h n c c l u v ự c c o n h a y c c p h a n tư Xây d ự n g m ỏ h ì n h Desai Abel (1972) kể r a nh n g bưốc b n phương ph áp p h n tủ h ữ u h n n h sau: RỊI rạc hố khơi liên tuc o L líci chon mơ Qinii biGn so cua tíUOng Tìm p h n g t r i n h p h n tư hữu han Tập họp p h n g t r i n h đ i sỏ c h o t o a n k h ỏ i i i é n T.UC ' i u ỹ c r ò i r a c h o a 92 Aguyẻỉì T h a n h Sơn, L n g T u ấn A n h Giả i cho v ect or c ủ a biên tr n g t i n ú t T i n h to a n cac ke t q u a n ú t từ n g p h n tử từ biên độ bién cua tr òn ^ Rời r c h o k h ó i l i ê n t u c Khôi liên tục tức hệ thống vật lý nghiên cứu chia t hà nh hẻ tươne đương gom n h n g p h a n tu hư u hạncó tính ckảt th uv vãn dong’ nh t phẩn tủ Tinh chat t hu y lục đong n h a t cung cán xem xét tao lúới phàn tử hủu hạn (A) ( B ) Hình So' đồ rịi rạc hoá khỏi liên tục (lưu vực A) th a n h ph ẩn tư ('Bi Một lưu vực giả t h u y ế t sử d ụ n g đẻ m in h hoạ cho tr ì n h Lưu vực bao gồm dịnsc c h í n h v n h n h lớn c â hai n h n h đểu đưa vào sơ đồ dòng chây Ba lư u vực hay bãi dòng chay t r ê n m ặ t xác định Ngoai ra, ba k ê n h có t h ế xác định Dù bấ t kỳ số lượng bãi dòng chảy bé m ặ t hay k ê n h có t h ê x c đ ị n h n ế u n h có số l i ệ u m ặ t c ắ t n g a n g c u a k ê n h Việc tạ o lưói p h ầ n tư đưọc lựa chon t h n h kénh dai va bãi theo tín h c h ấ t h ố n g dòng chây Lầ n lượt xét bãi dòng cháy mặ t t h ú nh ấ t, t h u ậ t toá n giải q u t r ì n h p h â n tích p h ầ n tu h ữ u h n cho từ n g dai VỐI m ú a vượt t h ấ m la đầu vào để t ì m d ị n ? c h â v m ặ t cháy vào k é n h dản Sau p h n tích p h n tư lìũu h n cho k ê n h d ả n tk c h iệ n t n g t ụ n h v ố i m ộ t d a i d ò n g c h a y m ặ t r i ê n g le đ ê tin', lưu lượng t r o n g k ê n h d ẫ n tạ i n ú t p h n tu ké nh Quá tri n h lặp la; cho bãi dịng c hâ y cịn lại để tì m q uá t r ì n h lưu luộng n ú t luu cua to n lưu vực Ap d ụ n g m ô h ìn h th ủ y đ ô n g học p h ầ n tủ 93 Việc đ n h sô đú ng p h ầ n tử bãi dòng chày chinh xác phần tử, dải bãi dòng chảy Theo hìn h B, số La Mã biểu thị bãi dòng chảy, chữ m hoa biêu th ị dai chữ sô thường biểu thị ph ầ n tử dài L a c h o n m o h m h bi ê n sô cùa t r n g Bưốc n y bao gôm việc lựa chọn m ẫ u già định vê biên, cùa trường t n g p h ầ n tử g n n ú t cho từ ng p h ẩ n tủ Các hà m sơ mơ ohỏng xấp xì p h â n bô bi ê n c ủ a tr n g tro ng từn g p h ầ n tủ phương t r ì n h t hủ y động học liên tục động lượng Hệ phương t r ì n h nà y áp dụng cho cà dòng chày t r ê n m ặ t dòng ch ảy t r o n g kênh Ph n g t r ĩ n h liên tục: 00 ả4 ỮX ct ( 1) Ph ơn g t r ì n h động lượn cr © tro ng đó: Q: Lư u lượng t r ê n bãi dòng chàv t r ê n m ặ t kênh, q: Dòng cháy bổ s u n g n g a n g t r ê n đơn vị chiều dài cùa bãi dòng chày (mưa vượt t h m đơi vói bãi dịng c hày t r ê n m ặ t đ ầ u dòng chày t r è n m ặ t đôi vối kên h dan) A: Diện tích dịng c y tr o n g bãi dòng chav t r ê n m ặ t tro ng kê n h dẫn x: khoàng cách theo h ố n g dịng chày, t: thời gian, g: gia tơc trọng trường.S: độ dơc đáy cua bãi dịng chảy Sf độ dốc m a sát v: độ sâu dòng chày Việc xấp xì sóng động học áp dụng phương trìn h dộng lượng la sư lựa chọn tốt n h ấ t điểu kiện biẻn điểu kiện ban đáu chì cán áp dung đơi VĨI phương t r ì n h liên tục T ín h đ ún g đắ n cùa t r ì n h nói đến nhiêu tai liệu (Lighthill W ith a m , 1955; Woolhiser Liggett, 1967) Việc xấp xi sóng động học địi hỏi n b ằ n g lực trọng trường va ma sát phương trình động ìượng v d ò n g c h a v l h m sô c h ỉ p h ụ t h u ộ c v o độ s â u có t h ẻ r ú t g ọ n v ê d n g : s=s Phương t r ì n h (3) biểu diễn dạng phương trin h dịng chày đêu phương tr ì n h Chezv M ann ing Phương tr ì n h Man nin g chọn cho việc giai n y : n t r o n g đó: R: b n k í n h t h u ỷ lực (diện tích/chu VI ướt), n - hệ sỏ n h m M a n n i n g 'theo đơn vị Anh) 94 N g u y ễ n T h a n h Sơn, L n g Tuấn Anh S a u k h i x p XI s o n g đ ọ n g h ọ c s e c ò n l i h a i b i é n c ủ a t r n g c ầ n x c đ ị n h l A v Q Cảh a i đ ế u l n h ữ n g đ i l ợ n g có h ố n g , v ậ y có t h ể p chiểu Khi biểu dung sơ đổ diễn t r o n g ng ẩn tạ i điểm nút A Qcó th ể coi p h â n bố tro n g từ n g p h ầ n tử th eo X n h sau: r A(x,t) ~A* (x,t) = Ỵ J N i { x )A l {t) = [/vj{^} (5 /= Q(x,t) * Q - ( x , t ) = Ì > , W Q ( = [ A ' ] { e } < , Í =1 đó: A,(t) : diện tích, h m số phu thuộc vào thời gian Q (t) : lưu lượng hà m sô p h ụ t h u ộ c vào thời gian Ni(x) : h m sô nội suv n : sô lượng n ú t m ộ t p h ầ n tử Đ ối vối m ộ t p h ầ n tử đư ờng, m ộ t c h iể u , n = và: A r (x, t ) = N , ( x ) A / t j + (7) Q ' ( x, t j = N , f x ) Q / t J + N l, 1( x ) Q l , ( t ) (8) t r o n g đó: JV (x ) = -Ax ; Ax ; , ( j ) = vối X e (x, , x j) Các h m nội suy t h ò n g coi h m toạ độ ch úng xác định mỏi quan hệ toạ độ tô n g th ê địa phương hay tự nhiên Các h m nội suy đói vối c c p h ầ n t đ n g đ ã đ ợ c b n l u ậ n t n g đối k ỹ t r o n g n h i ề u b i v i ế t v ê p h n tu hữu h n (Desai Abel, 1972; H ue bn er, 1975) Tim h ê p h n g t r ì n h p h ầ n t ủ hữu h a n Việc t ì m p h n g t r ì n h p h ầ n tử hữu h n bao gồm việc xây dụ ng hệ phương t r ì n h đạ i sô" từ t ậ p hợp phương t r ì n h vi p h ả n có Có quy trìn h th ườ ng sử d ụ n g n h ấ t phương p h p trực tiếp, phướng pháp cán g lượng, phư ng p h p biế n t h i ê n phương p h p số dư có tr ọ n g sơ' Phương pháp sỏ dư có t r ọ n g sô' c ủ a G a l e r k i n dùng để t h iế t lập phương tr ì n h chứng tỏ p h n g p h p tô t đôi vối to n vê dòng chảy m ặ t (Ju d a h 1973, Taylor n n k , 1974) P h n g p h p G a l e r k i n cho r ằ n g tích phân: JD N cLD = Í9i D: khơi c hứa p h ầ n tử R : sô dư gán tr ọ n g sô tr o n g hà m nội suy À Do p h n g t r ì n h (9) viêt cho to n khôn g gian nghiệm nén có tne áp d ụ n g cho t n g p h ầ n tử n h đáy, ỏ h m t h ủ nghiệm tha_\ tne vào p hư ng t r ì n h (9) lấy tích p h â n t heo t n g p h ầ n tu cua không gian: 95 A p d u n g m h ìn h th ủ y đ ô n g học p h â n tu 'c ^ Qr + ÃA - q >dD_ = Ũ I M (10) ảc " ' tr o n g đó: N E: số p h ầ n t t r o n g p h m vi t í n h toán A : đạo h m theo thời gian A D e: p h m vi c m ột p h ầ n tử Xét r i ê n g m ột p h ầ n tử, phươ ng t r ì n h (10) trỏ th nh: c l n ÔH , , , ^ { q }+ ox n ,n , \ : ụ i } - N , q ỶỈD - ũ ( 11) Đối vối p h ầ n tử đ o n t h ẳ n g , phương t r ì n h có th ể viết nh sau dx = ũ Lấy tích, p h â n c ủ a t n g sô h n g tr o ng (12): -V J Í.V ,Í^ U { }= Í ' „ cx J t âs í & ơx âx â\_ âx x2 - X Ô cX A.— x2 - X V, àx{Q) cy X - X dx - - I —— '— rcíx = - ■ í: X, x X â c \ x , * - x j Tương tư, lấy tích p h n c ùa t ấ t cà số h a n g khác, cuối c ù n g n h â n được: ( 12 ) 96 N g u y ễ n T h a n h Sơn, L n g T u ấ n A nh Kết hợp ba s ố h n g t r ê n cho phư ng t r ì n h đối vói p h ầ n tử hữu n tuvến tính: Í F J { A Ị+ [ F q]{Q) - q 'F J = (1 ) Nếu đạo h m c ủ a diệ n tí c h theo thời gian lấy xấp xỉ dang: À (t) = [Aft+At) - Af t j ] / At phương t r ì n h (13) tr t h n h : 1 — [Fa] {A}[+Ai - — [ F J ỊA}t +[Fq]{Q} - qf FJ = , At (14Ì At Hệ p h ng t r ì n h t h i ê t lập cho lưới p h ẩ n tử h ữ u h n gồm n p h ẩ n tử thiê t lập cho có t h ê bao h m to n sỏ p h ầ n tù ỏ đáy, dải diễn to n m ộ t c c h độc lập n é n p h n g tr ìn h tổ n g hợp c ầ n p h ả i viết cho từ n g dải k ên h dẫn G iải p h n g t r ì n h c h o véc t biến c ủ a t r n g t i c c nút Hệ p h ng t r ì n h p h ẩ n tử hữ u h n (14) với ẩn số la biến n ú t giải b ằ n g p h n g p h p k h Gauss Hệ phương t r i n h phi t u y ế n cán phai giải thôn g qua bưốc lặp Các điêu kiện ba n đầu có thê lam hệ phương tr i n h trơ nên đơn giản Ví dụ đỏi vói dải chứa n p h ầ n tử tu y ế n tính n +1 nút tr ẽ n bãi dòng c h ây sườn dôc c ủ a k ê n h thời điêm t=0, có vài sơ h n g b ả n e Phương t r ì n h p h ầ n tử h ữ u h n tr th nh : , — [.F J ÍA)t Ai = ( f l , (15) At Sau giải đồn g thời hệ phươ ng t r ì n h n y t ì m ẩ n {A}, phương tr i n h M a n n in g sử d ụ n g đê t ì m a n {Q} Điều k iệ n bi ê n tiếp th e o có t h ể m đơn gi a n hoá việc giải hệ phương t r ì n h la lưu lượng b ằ n g thời điể m tai biên t r ê n tạ i n ú t cua dải kênh dẫn Có ng oạ i lệ t r ò n g hợp tươ ng tự n h đối vói bãi dịng chay sườn dơc k ê n h d ẫ n kh i lưu lượng ỏ moi thời điêm t tạ i n ú t t r ẽ n củng cua k ê n h th ứ t ổ n g c ủ a c c l u l ợ n g t i c c n ú t d i c ù a k ê n h k h c Các giá t r ị A v Q t ì m tạ i m ột bưốc thời gian đưỢc tr ì n h p h ầ n tử h ữ u h n để tì m giá trị A, Q bưóc thời gian đưa vào phương tiẻp theo Các giá trị (Aj t, Al , (Q)t.ái tạ i m ột bưốc thị i gia n t í n h to n trỏ t h a n h giá trị ÍA; va Q, tro ng bước thời g i a n t í n h t o n t iê p theo Qu t r ì n h thú c hiệ n cho đên tìm k ế t q u ả c ầ n th iế t 97 Áp d ụ n g rnơ hìn h th ủ y đ ộn g học p h ầ n tủ Tính t o n c c p h ầ n t ủ t a o t h n h từ biê n độ c ủ a c c biên c tr n g tai nút Việc giải hệ p h n g t r ì n h t h n g sử d u n g để t í n h tốn ẩ n số bổ s un g h a y b i ế n c ủ a t rư n g t h ứ hai T r o n g tr n g hợp n y phương trìn h M an ni ng cho giá t r ị Q t i n ú t s a u giá trị A tí n h tốn tử phương t r ì n h p h ầ n tử h ữ u h n C h n g t r ĩ n h d i ê n t o n lũ T r o n g c h ươ ng t r ì n h đư a vào đặc t r n g th u ý văn n h u độ dốc hệ sô' Manning, m a vượt t h ấ m t r o n g từ n g p h ầ n tủ Các cơng t r ì n h c h ậ m lũ hồ chứa củng có t h ể mị h ì n h hố Đầu vào c t r ì n h diễn to n lủ lượng mưa vượt t h ấ m Q u t r ì n h m a vượt t h ấ m dựa t r ê n cơng t r ì n h c Li (1975) Li & nnk (1977) Có t h ê đư a r a i niệ m vè vù ng riêng biệt Các vu ng vê m ặ t tiềm n ă n g p h ả n ứ n g t h e o cách c n h a u đôi với đầu vào mưa cho trước N hữ ng v ù n g n h vạy gọi đơn vị p h n ứng t hù y ván í HRU- hydrological response u n it s ) v đ ợ c p h â n l o i b i c ấ u t r ú c đ ấ t , đ ộ s â u c ủ a t ầ n g đ ấ t n h ó m đ ấ t v a lốp phủ thực vật P h n g t r ì n h t h ấ m H ol ta n sử dụ ng để tính mưa vuợt t h ấ m tr o n g t n g clơn vị p h ả n ứn g t hú y ván Đê n h ậ n biê t xác đ ịn h đơn vị p h a n ứng t hu ỷ ván cán có su xem xét tổng hợp to n d iệ n điểu k iệ n tho ỡn g va lóp phu củ a lưu vuc Mỗi ' họp c ủ a p h â n loại t r ê n COI n VI p h a n ù n g du y n h ấ t , ta o t h a n h chuỗi lởn HR U Nói c h u n g p h ẩ n tử th u n g có ỈIRU va ’ in phải tí n h t r u n g b ì n h t r ọ n g sô c mưa vượt t h ấ m HRU đê xac đinh giá trị mưa vượt t h ấ m cho t o n p h ả n tử Đê lấy t r u n g bìn h có tr ọ n g sơ lưới p h n tư hữ u h n đ ặ t c h n g lê n lưới HRU Sau p h n t r m cua t u n g p h â n tu chửa HRU nà o có t h ể xác đinh Hệ s ố M a n n i n g cù a t n g p h ầ n tử xác đinh theo cách lấy t r u n g bình có t r ọ n g sơ' n h t r ê n Do đặc t r n g vế su dụ ng đấ t su du ng xác định H R U n ê n loại đ ấ t có thê đưọc gá n giá trị hệ sỏ M a n n i n g n lảy t r u n g bìn h t r o n g sò đê xác đ ịn h hệ sỏ M a n n i n g " cho to a n p h n tư Độ dốc c u a t n g p h ầ n tử có th ể xác đ ịn h theo ba n đồ địa h ìn h cua k h u vuc Độ dô"c củ a p h ầ n t lịng d n có t h ê tìm theo cách tưong zụ Kiêm t m h ì n h S ố liệu Linslev (1966) to n lủ đôi với kế t q uả có t h ể đo đạc dịn g chày từ bãi dịng chay sưịn dóc cua Ciawiorci va su d ụ n g để kiếm t r a : m h du ng :-án cua t h u n g t r i n h iiẻ n dòn g c h y sườn dỏc Phương ph p xáp XI bảng- p n a n tư n ;u n a n cno th o a m ã n mạc dù việc lấy he số M a n n i n g biên iói theo độ s â u có thẻ cịn cho kê t q u ả tỏ t Mô h ì n h n y cịn có t h è áp dung cho :a iUU - :c on tionsr - -I :’“ " en ^ OSS_', 1975) Các ph é p k i ê m t r a sư hội tu , tin h ôn dinh va a n h hường c ua cua viec p h â n bố lưới ô c n h a u đ è n dòng c h y l ũ c ũ n g J C C x e : :> n R c í s N g u y ễ n T h a n h Sơn, L n g T u ấ n A n h 98 Ap d ụ n g m h ìn h Mơ h ì n h sử d ụ n g để giải q u y ế t t o n quy hoạch lưu vực sơng Trà Khúc để tí n h t o n ả n h h n g củ a t h a y đổi đ ấ t sử d ụ n g đ ấ t the o k h ô n g gian đến dòng chảy Lưới p h ầ n t h ữ u h n bao gồm đơn vị t h u ỷ v ă n với 150 p h ầ n tử Các p h ầ n tử ph â n chia t r ê n sở n g h i ê n cứu h n g dòn g ch ảy b ả n đồ h ưố n g sườn, bả n đ đ ộ d ố c đ ợ c t í c h h ợ p q u a b ả n đ đ ị a h ì n h , b ằ n g c ô n g n g h ệ sô' h o v c c p h ầ n mểm GIS: Mapinfor, AcView Kích thước c ủ a t n g p h ầ n tử có t h ể xác đị nh trực tiếp tr ê n hìn h vẽ s ố hố Các t h ô n g s ố độ dốc, sử d ụ n g đ ấ t p h ầ n tử dễ d n g x c đ ịn h q u a c h n g g h é p b ả n đồ lư i p h ầ n tử v c c b ả n đồ c h u v ê n d u n g Hệ sô M a n n in g đôi vối p h ầ n t bãi c h ứ a lũ chọn b ằ n g cách láy t r u n g bình trọng sơ đê có t h ể t h ế h i ệ n ả n h hưởng c ủ a t h a y đổi sử d ụ n g đ ấ t đối vối hệ sô n h m Mannin g Hệ sô n h m xác địn h th e o t n g loại sử d u n g đất: b ằ n g 0.4 đói vói đơi vói t h ả m p h ủ câv lấy gỗ 0,35 đơi vói tr n g thô, 0.30 đôi vối đồng cỏ, 0,25 đơi vói v ù n g d â n cư , 0 đôi v ố i v ù n g đ ấ t k h ô n g t h ấ m nước Một t r ậ n m ú a kéo dài t r o n g f ' iuọc chọn m đ ẩ u vào đé tí n h t o n q trìn h dịng c h â y vố i g iả t h iế t độ ẩ m lư u vự c k h i b đ ầ u mua bão hoà V Nghiệm ổn định đ t VỐI bước thời gian t í n h tố n 75 gi áy Sư du ng mó hình mơ phơng tơ t lủ cho lưu vực sôn g Vệ sông T r Khúc Việc đ n h giá ả n h h n g c ua việc sử d u n g đ ấ t đén dòng chây đ n h giá cách t h a v đổi h ì n h th ứ c su d u n g đ t tr o n g p h ẩ n tư sườn dóc c n h a u thay vù ng trồng th àn h vù ng không thấm nư ố c vv t h a y đ ó i h ệ sơ M a nn in g t h a y đổi q u t r ì n h dịng chảy Mơ h ì n h n v c ũ n g có t h ế mô tả ả n h hương cua cơng t r ì n h c h ậ m lũ đ ên d ò n g c h ả y n ê u q u a n h ệ l ú u lư ợ ng, th ê tíc h c ù a c ó n g t r ìn h n a \ xac đ ịn n Thay đổi vị t r í c ủ a cơng t r ì n h n y tr o n g lưu vực cho ph ép đá n h giá a nh hương cua công t r i n h n y đ ê n d ò n g c h â v t r o n g sụ p h ụ th u ộ c v VỊ t u cong t n n h Kêt l u ậ n Với việc xấ p xỉ chi t i ế t k h ô n g gian lưu vực tích p h n p hư ng t r ì n h đạo h m r iê n g m ô tả q u t r ìn h v ậ t lý d iễ n tr ê n lư u vự c m h ìn h t h u ý đ ộ n g lú c học có k h ả n ă n g đ n h giá n h ữ n g th a y đổi tr o n g p h m VI n h ữ n g kh ỏ n g gian nhỏ t r ê n lưu vực đê n q u t r ì n h h ì n h t h a n h dịng chay Phư ơng p h p p h ầ n tư hủ u h a n có th ể áp d u n g m ộ t c c h h iệ u q u tro n g bai to n d iễ n to n n g c h ả y m ặt va d ò n g c h ả y t r o n g k ê n h d n T in h b iên đ ộ n g th e o k h ô n g g ia n c ủ a h ìn h d a n g lư u vực, c u a c c đ ặc t ín h t h u ỷ v ă n v m u a có th ê dễ d a n g xét đ ê n tro n g m h ìn h trê n Vối s ố liệu đ ầ u vào m u a vừợt t h ấ m va ba n dồ số, phương p h p cho , , Âv j r j r h a n c h ế v ể T i n h t h a t h t c ủ a s ô l i ệ u k h i p d u n g t h c t ế m a p h é p g i a i q u v e x UUỤL 99 p d ụ n g m ô h ìn h th ủ y đ ơn g hoc p h ầ n tủ cac mô h ìn h k h c th n g gặp Việc áp d ụ n g mô h ì n h có tí n h k h t h i cao kh i đ n h gia tac động t h a y đổi yếu tô" tự n h i ê n tỏi dòng chảy M ột biến động n o t r ê n m ộ t p h ầ n tử có tá c đ ộ n g đ ế n t o n h ệ t h ô n g v ả n h h n g đ ế n d ị n g chay t r ê n sơng Có t h ể d ù n g phương p h p n y để đ n h giá quv hoạch, viẹc đ a m bảo b ể n v ữ n g tài n g u y ê n nước Đã áp d ụ n g vối lưu vực sông T r Kh úc sông Vệ cho k ế t q u ả tốt Tài liêu th a m k h ả o Bùi V ă n Đức, Vũ V ă n T u ấ n , Lương T u ấ n Anh Các m h ì n h tốn m a - d ị n g chảy Giáo t r ì n h c h u y ê n để bậc t iế n sĩ Viện Khí tư ợ ng T h u ỷ v ă n , 2000 N gu yễ n H ữ u Khải, N g u y ễ n T h a n h Sơn M h ì n h tốn t h u ỷ văn, Giáo t r ì n h Đ H Q G H N , 2001 Chow V.T A p p l i e d H y d r o l o g y Me G w Hill, 1988 Ross B.B., D.N C o n tr a c t o r a n d v o S h a n h o t l t A f i n i t e - e l e m e n t m o de l o f overland a n d c h a n n e l flo w for as ses si ng the hydrologic im p a c t o f l a n d use change VNU JO URNAL OF S C IE N C E Nat Sci., & Tech., T XIX, N01, 2003 THE A P P L IC A T IO N O F HYDRO-DYNAM IC M O D E L U S IN G F IN IT E E L E M E N T S M E T H O D TO SIM U LA TE W A T E R FL O W P R O C E S S E S ON R IV E R BASIN N gu ven T h anh Son D e p a r tm e n t o f Hydro Meteorology a n d Oceanology College o f Science, V N U Luong T u an Anh Institude o f Hydro Meteorology The difficulties u s u a l l y occur w he n applying directly th e hydrological models to s i m u l a t e t h e w a t e r s h e d 's p a r a m e t e r s b e c a u s e of t h e lack of d e ta ile d o b r s e r v e d d a t a A m e t h o d of mo delling t h e waterflow with a na ly z in g the model's i n p u t us in g C IS techniques and unlim ited quantity of elem ents of relative hom ogenous w a t e r s h e d ’s c o m p o n e n t s w a s p r e s e n t e d i n t h i s p a p e r T h e a p i l i c a t i o n o f t h e m o d e l has show n the a b ility of the model to e stim a te the im p a c t of c h a n g in g of ge og p h ic a l c on dit ion s on the formation and de vel opm ent of -.vaterflow on a basin , , ' " " „ rnni for the -atchment m a n a g e m e n t a nd p l a n n in g -.vork PHIẾU ĐÃNG KÝ KẾT QUẢ NGHIÊN c ứ u KH-CN nđề tà i: gdụng m ô h ì n h t o n p h ụ c v ụ q u y h o c h l u v ự c s ô n g t r k h ú c isố: Q T -03-21 Cơ quan chủ trì để tài: T rư ờng Đ i h ọ c Khoa h ọ c Tự n h iê n , ĐHQGHN Địa chỉ: 334 N gu yển T rải, T h a n h X uân, Hà N ội Tel: 8.588579 Cơ quan quản lý đề tài: Đ ại h ọ c Q uốc gia Hà Nội Địa chỉ: 144 X uân T huỷ, c ầ u G iấy, Hà Nội Tel: 8.340564 Tơng kinh phí thực chi: 20 t r iệ u đ ổ n g Trong đó: - Từ n g â n s c h N h nước: 20 triệu đồng - Kinh p h í c ủ a trường: - Vay tín dụng: - V ốn tự có: - Thu hổi: ^gian nghiên cứu: Thời gian bắt đầu: 2003 Thời gian k ết thúc: 2003 cán phối hợp nghiên cứu: 1CN Ngơ Chí Tuấn, K hoa KTTV 2.ThS Đ ặng Quý P h ợ n g , Kho a KTTV 3’ThS T r ầ n Ngoe Anh, K hoa KTTV Sò đ ă n g k ý đ ề t i : Ngày: Sỏ chứng nhạn kv kết nghiôn cứu: Bao mật: B A Phô biến rộng rãi B Phó bién hạn chê \ c Hào m ậ t 77 kẻt n g h i ê n cứu: ' m hình tốn thuỷ vãn nói 'I chung „t,,inơ vva r c m hình tốn phuc vu CỊUỴ hôch liru [ổng quan cac m o mun IU F ụ ụ4 y nói riêng, từ lựa chọn m hình thích ứng với mục tiêu đê ỵ thập số liệu mưa, dòng chảy, tập đồ địa hình, rừng, trạng sử dung đất quan đặc điểm địa lý tự nhiên lưu vực nghiên cứu [ây dựng đổ độ dốc, đổ lưới phần tứ phục vụ tính tốn theo m hình song đọng phương pháp phần tử hữu hạn Ịp chương trình tính tốn mơ lũ theo thuật toán lựa chọn ổn định thơng nỏhình hy đổi kịch sử dụng đất đề xuất kiến nghị quy hoạch lưu vực Ịláng 01 báo, hướng dẫn 02 khoá luận tốt nghiệp, phục vụ luận văn thạc sỹ |trì đề tài ((đã bảo vệ) Én nghị q u y m ỏ v đ ô i t ợ n g p d ụ n g n g h i ê n c ứ u : đề tài có t h ể sử d ụ n g : Hô lũ c ho c c lưu v ự c s ô n g s u ố i M i ề n T r u n g ũựbáo lũ b ằ n g m ô h ì n h c h o t r m Sơn G i a n g - s ô n g T r K h ú c ĩư vấn cho tỉnh q u y h o c h l u vực Chủ nhiệm đề tài lẽn Nguyễn Thanh Sơn T h ủ trưỏng q u a n c h ủ t r ì đé tài T r ầ n Nghi C h ủ tịch Hội đ ó n g đ n h giá c h ín h th ức P h ạm Văn H uấn G S T S PCrS.TS T h ủ trưởng q u a n q u ả n lý đề tài U i _ chàm, 'ị KS ể / lị dấu — í ỉ _ \ \X" \ — 78 ... sử dụng mơ hình tốn để mơ lũ mưa lớn gây lưu vực sơng Trà Khúc từ rút kết luận sử dụng đất lưu vực phục vụ công tác quy hoạch N ộ i dung: Tổng quan mơ hình tốn quy hoạch lưu vực, lựa chọn m hình. .. tốn phục vụ định hướng quy hoạch lun vực sông Trà Khúc Mô lũ với điều kiện địa lý tự nhiên lưu vực sông Trà Khúc - tr.Sơn Giang, nghiệm kịch sử dụng đất rút nhận xét phục vụ công thử tác quy hoạch. .. tô lưu vực quy m ô trims: bình đến hình thành dịns cháy Mơ hình H E C - Ỉ nguyên tắc tiến hành giái thành phần: + Lưu vực chia thành lưu vực phân Mỗi phận lưu vực có lượng mưa tương đối diễn toán