Nghiên cứu chế độ động lực học vùng cửa tùng sông bến hải (tỉnh quảng trị) dưới tác động của các công trình thủy lợi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI LƯU THỊ THU HIỀN NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ ĐỘNG LỰC HỌC VÙNG CỬA TÙNG SÔNG BẾN HẢI (TỈNH QUẢNG TRỊ) DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA CÁC CƠNG TRÌNH THỦY LỢI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI LƯU THỊ THU HIỀN NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ ĐỘNG LỰC HỌC VÙNG CỬA TÙNG SÔNG BẾN HẢI (TỈNH QUẢNG TRỊ) DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA CÁC CƠNG TRÌNH THỦY LỢI Chuyên ngành: Thủy văn học Mã số: 60 - 44 - 90 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Văn Lai Hà Nội - 2013 (Chữ gáy bìa luận văn) LƯU THỊ THU HIỀN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI – 2013 Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ kỹ thuật Ngành Thủy văn học LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ kỹ thuật “Nghiên cứu chế độ động lực học vùng Cửa Tùng sông Bến Hải (Tỉnh Quảng Trị) tác động cơng trình thủy lợi” được hoàn thành với sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo Khoa Thuỷ văn Tài nguyên nước , đặc biệt thầy cô giáo hướng dẫn Nhân em gửi lời biết ơn sâu sắc đến PGS TS Nguyễn Văn Lai , TS Đào Đình Châm , CN Nguyễn Quang Minh trực tiếp hướng dẫn , thầy cô Khoa giúp đỡ nhiệt tình , cung cấp tài liệu quý cho tác giả hoàn thành Luận văn thạc sĩ Tác giả xin cảm ơn lãnh đạo đồng nghiệp phòng Địa lý Biển Hải đảo, Viện Địa lý tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tạo điều kiện tốt cho tác giả trình học tập làm luận văn Nhân xin bày tỏ lịng biết ơn đến gia đình hết lịng chăm lo vật chất tinh thần tốt để yên tâm học tập Tôi cũng gửi cảm ơn tới tất cả những người bạn tập thể lớp CH 19V đã giúp nhiều quá trình học tập rèn luyện Trường ĐH Thuỷ lợi Hà Nội, tháng 08 Năm 2013 Tác giả luận văn Lưu Thị Thu Hiền HVTH: Lưu Thị Thu Hiền Lớp CH19V Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ kỹ thuật Ngành Thủy văn học MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU T T 1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN T T 1.1.1 Vị trí địa lý T T 1.1.2 Địa chất, thổ nhưỡng T T 1.1.3 Thảm phủ thực vật T T 1.1.4 Mạng lưới sơng ngịi T T 1.2 ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN 11 T T 1.2.1 Mạng lưới quan trắc khí tượng thủy văn 11 T T 1.2.2 Đặc điểm khí tượng khí hậu 12 T T 1.2.3 Đặc điểm thủy văn 16 T T 1.3 ĐẶC ĐIỂM HẢI VĂN 17 T T 1.3.1 Dao động mực nước biển, thủy triều xâm nhập mặn cửa sông 17 T T 1.3.2 Sóng biển 19 T T 1.4 ĐẶC ĐIỂM DÂN SINH KINH TẾ 22 T T 1.4.1 Dân sinh 22 T T 1.4.2 Kinh tế 23 T T CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU DIỄN BIẾN VÙNG CỬA T SÔNG CHỊU ẢNH HƯỞNG TRIỀU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 27 T 2.1 KHÁI NIỆM VỀ VÙNG CỬA SÔNG 27 T T 2.1.1 Khái niệm vùng cửa sông 27 T T 2.1.2 Phân vùng cửa sông 28 T T 2.1.3 Phân loại cửa sông Việt Nam 29 T T 2.2 TỔNG QUAN CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU VÙNG CỬA SƠNG 31 T T 2.2.1 Tình hình nghiên cứu vùng cửa sông giới 31 T T 2.2.2 Tình hình nghiên cứu vùng cửa sông Viêt Nam vùng cửa sông Cửa T Tùng 33 T HVTH: Lưu Thị Thu Hiền Lớp CH19V Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ kỹ thuật Ngành Thủy văn học 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 37 T T 2.4 LỰA CHỌN MƠ HÌNH 38 T T CHƯƠNG ỨNG DỤNG MƠ HÌNH MIKE 11 VÀ MIKE 21-FM NGHIÊN T CỨU CHẾ ĐỘ ĐỘNG LỰC HỌC VÙNG CỬA TÙNG TỈNH QUẢNG TRỊ 40 T 3.1 VỀ MƠ HÌNH MIKE 11 VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG 40 T T 3.1.1 Tóm tắt mơ hình 40 T T 3.1.2 Cấu trúc thuật toán mơ hình Milke 11 41 T T 3.1.3 Điều kiện ổn định mơ hình Mike 11 48 T T 3.2 ỨNG DỤNG MƠ HÌNH MIKE 11 TÍNH TỐN DIỄN BIẾN DỊNG CHẢY T VÙNG HẠ LƯU SƠNG BẾN HẢI 49 T 3.2.1 Sơ đồ hóa mạng lưới sơng biên tính tốn 51 T T 3.2.1 Sơ đồ hóa mạng lưới sơng biên tính tốn 51 T T 3.2.2 Ứng dụng mơ hình Mưa – Dịng chảy Ltank tính tốn lưu lượng đầu T vào cho mơ hình Mike 11 53 T 3.2.3 Các tài liệu phục vụ cho tính toán 65 T T 3.2.4 Hiệu chỉnh mơ hình kiểm định mơ hình 66 T T 3.2.5 Đánh giá kết hiệu chỉnh kiểm định mơ hình 71 T T 3.3 GIỚI THIỆU MƠ HÌNH MIKE 21 VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG 72 T T 3.3.1 Giới thiệu mơ hình 72 T T 3.3.2 Cơ sở lý thuyết mơ hình thủy động lực 73 T T 3.3.3 Điều kiện ổn định mơ hình Mike 21 78 T T 3.4 ỨNG DỤNG MƠ HÌNH MIKE 21 TÍNH TỐN DIỄN BIẾN DỊNG CHẢY T VÙNG CỬA TÙNG SƠNG BẾN HẢI 79 T 3.4.1 Sơ đồ hóa mạng lưới sơng biên tính tốn 79 T T 3.4.2 Các tài liệu phục vụ cho tính tốn 80 T T 3.4.3 Hiệu chỉnh mơ hình kiểm định mơ hình 85 T T 3.4.4 Đánh giá kết hiệu chỉnh, kiểm định: 87 T HVTH: Lưu Thị Thu Hiền T Lớp CH19V Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ kỹ thuật Ngành Thủy văn học CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA CƠNG TRÌNH CHỈNH TRỊ T VÙNG CỬA SÔNG CỬA TÙNG 89 T 4.1 HIỆN TRẠNG CÁC CƠNG TRÌNH THỦY LỢI TRÊN SƠNG 89 T T 4.2 PHÂN TÍCH TRƯỜNG THỦY ĐỘNG LỰC VÙNG CỬA TÙNG TRƯỚC T VÀ SAU KHI CĨ CƠNG TRÌNH 91 T 4.2.1 Kết Tính tốn lan truyền sóng 92 T T 4.2.2 Tính tốn dịng chảy ven bờ 96 T T 4.3 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CƠNG TRÌNH ĐẾN HOẠT ĐỘNG KINH TẾ T XÃ HỘI TRONG VÙNG 118 T 4.3.1 Cơng trình cầu Tùng Luật 118 T T 4.3.2 Cơng trình cảng cá Cửa Tùng 118 T T 4.3.3 Cơng trình kè Cửa Tùng 118 T T KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 121 T T TÀI LIỆU THAM KHẢO 123 T T PHỤ LỤC TÍNH TOÁN 126 T HVTH: Lưu Thị Thu Hiền T Lớp CH19V Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ kỹ thuật Ngành Thủy văn học DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Giải thích E (Đ) Đơng IPCC Tổ chức liên Chỉnh phủ biến đổi khí hậu KHTN&CN Khoa học Tự nhiên công nghệ KHCN & MT Khoa học công nghệ môi trường KHKT Khoa học kỹ thuật TT KTTV Trung tâm khí tượng thủy văn TN&MT Tài nguyên môi trường KT – XH Kinh tế - xã hội N (B) Bắc NE (ĐB) Đông Bắc NW (TB) Tây Bắc nnk Những người khác NXB Nhà xuất PGS Phó giáo sư Q Lưu lượng dịng chảy SE (ĐN) Đông Nam TEDI Tổng công ty Tư vấn Thiết kế Giao thông Vận tải TS Tiến sĩ UTM lưới chiếu đồ UTM (Universal Transverse Mecator) VCS Vùng cửa sông W (T) Tây HVTH: Lưu Thị Thu Hiền Lớp CH19V Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ kỹ thuật Ngành Thủy văn học DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Các trạm đo khí tượng - thủy văn vùng 12 TU T U Bảng 1.2: lượng mưa tháng năm (mm) tỉnh Quảng Trị 15 TU T U Bảng 1.3: Một số đặc trưng dịng chảy năm lưu vực sơng thuộc tỉnh Quảng Trị TU T U 16 Bảng 1.4: Độ cao sóng lớn trạm cồn cỏ 20 TU T U Bảng 1.5: Độ dài chu kỳ sóng lớn trạm Cồn Cỏ 20 TU T U Bảng 3.1:Thống kê biên sử dụng mơ hình MIKE 11 52 TU T U Bảng 3.2: Chỉ tiêu thông số mơ hình Ltank (mơ năm 2009) 60 TU T U Bảng 3.3: Bộ thông số vùng nghiên cứu 61 TU T U Bảng 3.4: Chỉ tiêu thông số mô hình Ltank mơ năm 2008 62 TU T U Bảng 3.5: Thống kê số mặt cắt sử dụng khu vực nghiên cứu 65 TU T U Bảng 3.6: Kết đánh giá sai số tính tốn thực đo vị trí K2 K 87 TU T U Bảng 4.1: Tọa độ điểm trích kết tính tốn VCS Cửa Tùng 92 TU HVTH: Lưu Thị Thu Hiền T U Lớp CH19V Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ kỹ thuật Ngành Thủy văn học DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Đặc điểm địa hình TU T U Hình 1.2: Sơ đồ mạng lưới sơng suối tỉnh Quảng Trị TU T U Hình 1.3: Hoa sóng trạm Cồn Cỏ theo tháng năm (thời kỳ 1989 - 2008) 21 TU T U Hình 3.1: Sơ đồ sai phân điểm Abbott cho phương trình liên tục……………….44 TU T U Hình 3.2: Sơ đồ sai phân điểm cho phương trình động lượng 46 TU T U Hình 3.3: Sơ đồ bước tính tốn MIKE 11 50 TU T U Hình 3.4: Sơ đồ mạng lưới tính tốn vùng hạ lưu sơng Bến Hải biên tính TU tốn, biên kiểm tra 51 T U Hình 3.5: Cấu trúc mơ hình LTANK 54 TU T U Hình 3.6: Đường q trình dịng chảy thực đo dùng để ước tính tham số k hàm TU Nash 56 T U Hình 3.7: Ước tính tham số k hàm Nash từ đường trình dòng chảy thực đo TU T U 56 Hình 3.8: Bản đồ tiểu lưu vực vùng nghiên cứu 58 TU T U Hình 3.9: Quá trình lưu lượng trạm Gia Vịng thực đo tính tốn (hiệu chỉnh) TU T U 65 Hình 3.10: Quá trình lưu lượng trạm Gia Vịng thực đo tính toán (kiểm định) TU T U 65 Hình 3.11: Sơ đồ q trình hiệu chỉnh thơng số mơ hình 67 TU T U Hình 3.12: Biểu đồ trình mực nước tính tốn, thực đo trạm Thạch Hãn năm TU 2009 68 T U Hình 3.13: Phân tích hiệu sai số hiệu chỉnh mơ hình trạm Thạch Hãn TU năm 2009 68 T U Hình 3.14: Biểu đồ q trình mực nước tính tốn, thực đo trạm Đơng Hà năm 2009 TU T U 69 Hình 3.15: Phân tích hiệu sai số hiệu chỉnh mơ hình trạm Đơng Hà năm TU 2009 69 T U HVTH: Lưu Thị Thu Hiền Lớp CH19V ... TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI LƯU THỊ THU HIỀN NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ ĐỘNG LỰC HỌC VÙNG CỬA TÙNG SÔNG BẾN HẢI (TỈNH QUẢNG TRỊ) DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA CÁC CƠNG TRÌNH THỦY LỢI Chun ngành: Thủy văn học Mã số: 60... cơng trình nhân sinh cảng cá Cửa Tùng, cầu Tùng Luật, kè Cửa Tùng chi phối chế độ động lực VCS Cửa Tùng Nhiệm vụ toán cần giải mô quy luật trường thủy động lực vùng cửa sông Cửa Tùng tác động công. .. hình thái vùng cửa sông ven biển Cửa Tùng Việc nghiên cứu tác động tổ hợp cơng trình thủy lợi lên trường thủy thạch động lực vùng nghiên cứu để tìm quy luật tác động điều kiện thủy lực dịng chảy,