(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu xây dựng phương án dự báo lũ trên sông pô kô

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI - DƯƠNG TIẾN ĐẠT NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN DỰ BÁO LŨ TRÊN SÔNG PÔ KÔ LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - NĂM 2018 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI DƯƠNG TIẾN ĐẠT NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN DỰ BÁO LŨ TRÊN SÔNG PÔ KÔ CHUYÊN NGÀNH : THỦY VĂN MÃ SỐ : 62.440224 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS TRƯƠNG VÂN ANH HÀ NỘI - NĂM 2018 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Cán hướng dẫn chính: TS.Trương Vân Anh Cán hướng dẫn phụ: Cán chấm phản biện 1: TS.Đặng Thanh Mai Cán chấm phản biện 2: TS.Nguyễn Viết Thi Luận văn thạc sĩ hoàn thành tại: HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Ngày 10 tháng năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung, số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 10 tháng năm 2018 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Dương Tiến Đạt LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ khoa học với đề tài: “Nghiên cứu xây dựng dự báo lũ sơng Pơ Kơ” hồn thành Khoa Khí tượng – Thủy văn thuộc trường Đại học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội hướng dẫn trực tiếp TS.Trương Vân Anh giảng viên khoa Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn tới Giảng viên TS.Trương Vân Anh tạo điều kiện tốt nhất, định hướng cho tác giả cách tiếp cận với toán dành nhiều thời gian quý báu để đọc, cho nhận xét góp ý nội dung để tác giả hồn thành Luận văn thạc sĩ Tác giả xin chân thành cảm ơn tồn thể Giảng viên Trường Đại học Tài Nguyên Mơi Trường Hà Nội nói chung Khoa Khí tượng – Thủy văn nói riêng tạo cho tác giả môi trường học tập, nghiên cứu lành mạnh, cho tác giả hội để phấn đấu trưởng thành năm học qua Do trình độ kinh nghiệm thân hạn chế, tài liệu tham khảo có hạn nên Luận văn chắn cịn nhiều hạn chế thiếu sót Vì vậy, tác giả mong nhận góp ý quý báu thầy, giáo tồn thể học viên cao học để Luận văn hoàn thiện nội dung hình thức Xin chân thành cảm ơn! Học viên Dương Tiến Đạt MỤC LỤC TÓM TẮT LUẬN VĂN DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU .1 I Đặt vấn đề II Mục tiêu nghiên cứu .2 III Phạm vi, đối tượng nghiên cứu .2 IV Phương pháp nghiên cứu V Nội dung nghiên cứu VI Bố cục luận văn .3 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .4 1.1 Tình hình nghiên cứu dự báo lũ nước 1.1.1 Nghiên cứu dự báo lũ giới 1.1.2 Nghiên cứu dự báo lũ nước 1.2 Tổng quan vùng nghiên cứu 13 1.2.1 Vị trí địa lý .13 1.2.2 Đặc điểm địa hình 14 1.2.3 Đặc điểm địa chất, thổ nhưỡng 15 1.2.4 Thảm phủ thực vật 16 1.2.5 Đặc điểm khí tượng 17 1.2.6 Đặc điểm thủy văn 19 CHƯƠNG II CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.1 Cơ sở liệu .24 2.1.1 Số liệu không gian dạng đồ .24 2.1.2 Số liệu thuộc tính .24 2.1.3 Số liệu địa hình .25 2.2 Phương pháp nghiên cứu 26 2.2.1 Lựa chọn mơ hình tính tốn mơ dịng chảy lũ cho lưu vực sông Pô Kô .26 2.2.2 Giới thiệu mơ hình MIKE NAM 27 2.2.3 Mơ hình mạng trí tuệ nhân tạo ANN .30 2.2.4 Các bước tính tốn 36 CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38 3.1 Xác định lưu vực tiểu lưu vực thành phần .38 3.2 Thiết lập mơ hình MIKE NAM tính tốn dịng chảy lưu vực sơng Pơ Kơ tính đến trạm thủy văn Đăk Mốt (tiểu lưu vực Đăk Mốt) 42 3.2.1 Thiết lập mơ hình .42 3.2.2 Hiệu chỉnh mô hình 45 3.2.3 Kiểm định mơ hình 47 3.3 Mơ dịng chảy lưu vực Pơ Kơ tính đến hồ Plei Krông (lưu vực Plei Krông) .48 3.3.1 Mơ dịng chảy năm 2003 lưu vực Plei Krông .48 3.3.2 Mơ dịng chảy năm 2009 lưu vực Plei Krơng .49 3.3.3 Mơ dịng chảy năm 2011 lưu vực Plei Krông .49 3.3.4 Mơ dịng chảy năm 2012 lưu vực Plei Krông .50 3.4 Xây dựng mạng ANN dự báo dịng chảy đến hồ Plei Krơng 51 3.4.1 Số liệu xem xét 51 3.4.2 Lựa chọn đầu vào cho ANN .52 3.4.3 Thiết lập mạng ANN 52 3.4.4 Dự báo thử nghiệm 53 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 TÓM TẮT LUẬN VĂN + Họ tên học viên: Dương Tiến Đạt + Lớp: CH2B.T Khóa: II + Cán hướng dẫn: TS.Trương Vân Anh + Tên đề tài: Nghiên cứu xây dựng phương án dự báo lũ sơng Pơ Kơ + Tóm tắt: Luận văn thực 67 trang bao gồm ba chương chính: Chương I: Tổng quan vấn đề nghiên cứu Trong chương I, tác giả nêu số phương pháp nghiên cứu dự báo lũ Thế giới Việt Nam, sơ lược tổng quan lưu vực nghiên cứu Chương II: Cơ sở liệu phương pháp nghiên cứu Trong chương II, tác giả dựa vào số liệu thực đo chuẩn xác sử dụng trạm khí tượng thủy văn lưu vực để từ đưa phương pháp nghiên cứu hướng, đảm bảo tính xác Chương III: Kết thảo luận Trong chương này, tác giả trình bày tồn kết tính tốn từ việc áp dụng mơ hình MIKE mơ hình mạng trí tuệ nhân tạo ANN để đưa phương án dự báo lũ cho lưu vực nghiên cứu DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chú thích ANN (Artificial Neural Network) Mơ hình mạng trí tuệ nhân tạo DEM (Digital Elevation Model) Mơ hình độ cao số GIS (Geographic Information System) Hệ thống thông tin địa lý NAM (Nedbor – Afstromming – Model) Mơ hình mưa – dịng chảy NSI (Nash – Sutchliffe) Chỉ số hiệu Flv Diện tích lưu vực (km2) H Mực nước (m) Mo Mơ đun dịng chảy năm (l/s.km2) Qo Lưu lượng dòng chảy năm (m3/s) Q Lưu lượng nước (m3/s) Qmax Lưu lượng lớn (m3/s) T Nhiệt độ (oC) U Độ ẩm khơng khí (%) V Vận tốc gió (m/s) Wo Tổng lượng dịng chảy năm (m3) X Lượng mưa (mm) Z Lượng bốc (mm) DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Danh sách trạm khí tượng tỉnh Kon Tum 17 Bảng 1.2 Các đặc trưng nhiệt độ khơng khí (oC) lưu vực Pơ Kơ (2000 - 2016) 18 Bảng 1.3 Các đặc trưng độ ẩm tương đối (%) lưu vực Pô Kô (2000 – 2016) .18 Bảng 1.4 Bốc trung bình tháng, năm (mm) lưu vực Pô Kô (2000 – 2016) 19 Bảng 1.5 Các trạm thủy văn nghiên cứu 20 Bảng 1.6 Đặc trưng dịng chảy năm sơng tỉnh Kon Tum 21 Bảng 1.7 Khả xuất lũ năm vào tháng mùa lũ (%) .22 Bảng 1.8 Một số đặc trưng dòng chảy kiệt 23 Bảng 2.1 Số liệu quan trắc khí tượng lưu vực sông Pô Kô 24 Bảng 2.2 Số liệu quan trắc thủy văn trạm lưu vực sông Pô Kô .25 Bảng 3.1 Thông số diện tích tiểu lưu vực sơng Pơ Kơ 43 Bảng 3.2 Trọng số mưa tiểu lưu vực sông Pô Kô .44 Bảng 3.3 Đánh giá mức độ xác kết mơ hình theo số NSI (Moriasi nnk 2007) 45 Bảng 3.4 Thơng số hiệu chỉnh mơ hình NAM 46 Bảng 3.5 Biến ảnh hưởng dịng chảy đến hồ Plei Krơng .52 Bảng 3.6 Đánh giá kết đào tạo mạng 60 Bảng 3.7 Đánh giá kết dự báo thử nghiệm giai đoạn 09 – 11/2013 62 Bảng 3.8 Chỉ tiêu đánh giá chất lượng phương án dự báo 63 ... có nghiên cứu áp dụng công nghệ dự báo đại mà sử dụng phương pháp cũ tiến hành xây dựng phương án dự báo dòng chảy lũ sơng Pơ Kơ Do đó, nghiên cứu luận văn bước đầu xây dựng phương án dự báo. .. nghệ dự báo lưu vực vấn đề quan trọng cần nghiên cứu Từ nhận thức cách tiếp cận nêu trên, tác giả chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu xây dựng phương án dự báo lũ sông Pô Kô? ?? II Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu. .. cứu phương án dự báo dòng chảy lũ đến hồ Plei Krông lưu vực sông Pô Kô phục vụ vận hành hồ chứa giảm lũ hiệu cho hạ du III Phạm vi, đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu: Lưu vực sông Pô Kô