ĐÁNH GIÁ tài NGUYÊN nước lưu vực SÔNG RÒON TRONG điều KIỆN BIẾN đổi KHÍ hậu 15585aeb

Đ I H CăĐÀăN NG TR NG Đ I H C BÁCH KHOA  NGUY N VI T S ĐỄNHăGIỄăTÀIăNGUYểNăN CăL UăV C SÔNG RọONăTRONGăĐI U KI N BI NăĐ I KHÍ H U LU NăVĔNăTH CăSĨă K THU T XÂY D NG CƠNG TRÌNH TH Y ĐƠ N ng ậ nĕmă2018ă B GIÁO D CăVÀăĐÀOăT O Đ I H CăĐÀăN NG  NGUY N VI T S ĐỄNHăGIỄăTÀIăNGUYểNăN CăL UăV C SƠNG RỊON TRONGăĐI U KI N BI NăĐ I KHÍ H U Chuyên ngành: K thu t xây d ng cơng trình th y Mã ngành: 60.58.02.02 LU NăVĔNăTH CăSĨă K THU T XÂY D NG CƠNG TRÌNH TH Y NG IăăH NG D N KHOA H C: TS Lê Hùng ĐƠăN ng ậ nĕmă2018 i L IăCAM ĐOAN Tơi Nguyễn Vi t Sỹ.ăTơiăxinăcamăđoanăđơyălƠăcơngătrìnhănghiênăc u c a riêng Các s liệu, k t qu nêu lu năvĕnălƠătrungăth căvƠăch aătừngăđ c công b b t kỳ cơng trình khác Tác gi lu năvĕn Nguy n Vi t S ii L I C Mă N Đ u tiên, tác gi bày t lịng kính tr ng bi tă năchơnăthƠnhăt i TS Lê Hùng, ng iăđưăt nătìnhăh ng d năvƠăgópăỦăđể giúp cho tác gi hoàn thành lu năvĕnă H că viênă cũngă bƠyă t lòng bi tă nă t i th y, cô Khoa xây d ng Th y l i ậ Th y điệnă đưă t oă u kiện h c t p,ă giúpă đỡ, truy nă đ t ki n th c chuyên môn h tr kỹ thu t su t trình h c t p C mă năgiaăđìnhăvƠăb năbèăđưăđ ng viên, khích lệ tinh th n t o m iăđi u kiện thu n l iăđể hoƠnăthƠnhăch ngătrìnhăh c Do th i gian kinh nghiệm h n ch nên lu nă vĕnă khôngă thể tránh kh i nh ng thi u sót Vì v y, mong nh năđ c s góp ý từ th y, b năđể lu năvĕnăđ c hồn thiệnăh n Qu ng Bình, tháng 10 nĕmă2018 Tác gi Nguy n Vi t S ĐÁNH GIÁ TÀI NGUN NƯỚC LƯU VỰC SƠNG RỊON TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Học viên: Nguyễn Viết Sỹ Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy Mã số: 60.58.02.02; Khóa: 2016 – 2018 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt - Trong thời gian qua công tác vận hành điều tiết hồ chứa nước Vực Trịn cịn gặp nhiều khó khăn, mùa mưa lũ việc định để vận hành điều tiết lũ cịn bị động, vào mùa khơ tình trạng thiếu hụt nguồn nước cho sản xuất xảy Bên cạnh yếu tố biến đổi khí hậu, vận hành hệ thống hồ chứa … làm ảnh hưởng lớn đến phân phối dòng chảy lưu vực gây nên bất lợi việc sử dụng nguồn nước cho vùng hạ du Trên lưu vực sơng Rịon xây dựng nhiều cơng trình thủy lợi, nhiều nhà máy, khu cơng nghiệp nên mở rộng thêm nhu cầu dùng nước Do đó, nguyên cứu tác giả ứng dụng cơng cụ MIKE-NAM để đánh giá chế độ dịng chảy đến lưu vực hồ Vực Tròn xét đến biến đổi khí hậu, làm sở cho việc sử dụng nguồn nước phía hạ du hợp lý nhằm nâng cao lợi ích cho xã hội giảm thiểu thiệt hại biến đổi bất lợi gây tương lai Từ khóa - Lưu vực hồ Vực Trịn; biến đổi khí hậu; dịng chảy năm; mơ hình toán thủy văn; MIKE NAM ASSESSMENT OF RIVER WASTE WATER RESOURCES IN CLIMATE CHANGE CONDITIONS Student: Nguyen Viet Sy Specialty: Marine engineering Code: 60.58.02.02; Course: 2016 - 2018 Polytechnic University - DHDN Abstract - In recent years, the operation of regulating Vuc Tron Reservoir has encountered many difficulties, especially in the rainy season, the decision to operate the flood control is passive, in the dry season, the shortage The shortage of water for production still occurs In addition, factors such as climate change, the operation of the reservoir system, etc., also greatly affect the distribution of water flows in the basin, which causes disadvantages in the use of water resources in the downstream areas du In the Roon River river basin, many irrigation works, factories and industrial zones have been built Therefore, they have expanded the demand for water Therefore, this research will apply the MIKE-NAM toolkit to assess the flow regime to the Vuc Tron reservoir basin in consideration of climate change as the basis for the downstream use of water resources To increase the benefits to the society and minimize the damage caused by adverse changes in the future Keywords - Vuc Tron reservoir; Climate Change; flow year; hydrographic model; MIKE NAM iii M CăL C L IăCAMăĐOAN I L I C Mă N II M C L C III DANH M C CÁC CH VI T T T VII DANH M C B NG BI U VIII DANH M C HÌNH VẼ, BI UăĐ XI M Đ U 1 Tính c p thi t c aăđ tài M c tiêu nghiên c u 3.ăĐ iăt 4.ăPh ng ph m vi nghiên c u ngăphápănghiênăc u 4.1 Cách ti p c n 4.2.ăPh ngăphápănghiênăc u 5.ăĐ i v i tác gi vƠăcácăc ăs ng d ng k t qu nghiên c u 6.ăĐ i v i kinh t - xã h iăvƠămôiătr ng N i dung lu năvĕnăbaoăg m CH NGă 1:ă T NG QUAN KHU V C H CH Aă N C V C TRÒN VÀ S NHă H NG C A BI Nă Đ I KHÍ H Uă Đ N TÀI NGUYÊN N C 1.1.ăĐặcăđi măđ a lý t nhiên 1.1.1 V tríăđ a lý khu v c 1.1.2.ăĐ aăhìnhăđ a m o 10 1.2.ăĐặcăđi măđ a ch t, th nh ỡng khu v c nghiên c u 11 1.2.1.ăĐi u ki năđ a ch t 11 iv 1.2.2.ăĐi u ki n th nh ỡng, th m th c v t 13 1.3.ăĐặcăđi m khí h u th yăvĕnăc a khu v c 13 1.3.1.ăăĐặcăđi m khí h u: 13 1.3.2 Nhi tăđ khơng khí (ToC): 15 1.3.3.ăăĐ m c a khơng khí (u%): 15 1.3.4 S gi n ng, n (gi /ngày): 16 1.3.5 V n t c gió, v (m/s) 16 1.3.6.ăăL ng b căh iăvƠăt n th t b căh iămặtăn c, Z (mm): 16 1.3.1.ăCácăđặcătr ngăth yăvĕnădòngăch y 17 1.3.2.ăĐặcăđi măm aăsinhălũ 25 NH N XÉT 26 1.4 T ng quan v nhăh ng c aăBĐKHăđ nătƠiănguyênăn c 27 1.4.1 Xu th bi năđ i khí h u 27 1.4.2 Tình hình v bi năđ i khí h u Vi t Nam 29 1.4.3 Các k ch b n bi năđ i khí h u cho Vi t Nam 32 1.4.4 T ng quan v nghiên c u nhăh ng c aăBĐKHăđ nătƠiănguyênăn c [3] 34 1.4.5 Tình hình s d ngătƠiănguyênăn c n c ta hi n [4] 35 NH N XÉT: 37 CH NGă 2:ă C ă S LÝ THUY T THI T L P MƠ HÌNH TH Yă VĔNă CHOăL UăV C H CH AăN C V C TRÒN 39 2.1 T ng quan v mơ hình th yăvĕn 39 2.1.1 Gi i thi u chung 39 2.1.2.ăCácăb c thi t l p mơ hình 40 2.1.3 Phân lo i mơ hình dịng ch y 43 2.1.4 Các mơ hình th yăvĕnătiêuăbi u 46 2.1.5 Phân tích l a ch n mơ hình th yăvĕnăápăd ng mô ph ngăchoăl uăv c: 50 v 2.2.Khái quát mô hình NAM: 51 2.2.1.ăCácăđi u ki năbanăđ u: 51 2.2.2 Các thơng s c ăb n c a mơ hình 57 2.3 Xây d ngămơăhìnhăMIKEăNAMăchoăl uăv c h V c Trịn 58 2.3.1 D li uăđ u vào: 58 2.3.2.ăĐ đánhăgiáăm căđ hi u qu c a mơ hình s d ng ch s sau 61 CH NGă3:ăK T QU MƠ PH NG DỊNG CH YăNĔMăL UăV C H V C TRÒN THEO CÁC K CH B N BI NăĐ I KHÍ H U 62 3.1 K t qu hi u ch nh, ki măđ nh mơ hình t i tr măĐ ng Tâm: 62 3.1.1 K t qu hi u ch nh mơ hình NAM: 62 3.1.2 K t qu ki măđ nh mơ hình NAM: 65 * NH N XÉT: 68 3.2 ng d ng mơ hình MIKE NAM mơ ph ng dịng ch yănĕmăl uăv c h ch aăn c V c Tròn theo k ch b năBĐKH: 69 3.2.1 L a ch n k ch b n tính tốn: 69 3.2.2 S thayăđ iăl ngăm aătheoăcácăk ch b năBĐKH 69 3.3 Các k ch b n phát t i c a B TƠiăNguyênăvƠăMôiăTr ng: 70 3.3.1 K ch b n bi năđ i nhi tăđ 70 a K ch b n bi năđ i khí h uăđ i v i nhi tăđ 70 3.3.2 Mô ph ng dòng ch yănĕmăl uăv c h V căTrònăkhiăxétăđ năBĐKH 75 3.3.3 K t qua mô ph ng dòng ch y c a Mike-Nam 79 3.4.ă Đánhă giáă k t qu nhă h ngă BĐKHă đ nă l uă v c h ch aă n c V c Tròn : 98 K T LU N VÀ KI N NGH 99 * K t lu n 99 * Ki n ngh 100 TÀI LI U THAM KH O 101 vi Ti ng Vi t 101 Ti ng Anh 102 QUY TăĐ NHăGIAOăĐ TÀI LU NăVĔN vii DANHăM CăCỄCăCH VI TăT T AGCM-MRI: Mơ hình c a Viện Nghiên c uăKhíăt ng Nh t B n ATNĐ: Áp th p nhiệtăđ i AR5:ăBáoăcáoăđánhăgiáăl n th c a IPCC BĐKH:ăBi năđ i khí h u CCAM: Mơ hình Khí b o giác l pă ph Atmospheric Model) ngă (Conformală Cubică CLWRF: Mô hình WRF phiên b n cho nghiên c u khí h u CMIP5: D ánă đ i ch ng khí h u l n (Coupled Model Intercomparison Project Phase 5) IPCC: Ban liên ph v Bi nă đ i khí h u (Intergovernmental Panel on Climate Change) KB: K ch b n MNDBT: M cădơngăbìnhăth MNLKT: M călũăkiểm tra MNLTK: M călũăthi t k ng PRECIS: Mơ hình khí h u khu v c c aăTrungătơmăKhíăt ngăHadley,ăV qu c Anh (Providing Regional Climates for Impacts Studies) RCP4.5: K ch b n n ngăđ khí nhà kính trung bình th p RCP8.5: K ch b n n ngăđ khí nhà kính cao RegCM: Mơ hình khí h u khu v c (Regional Climate Model) c a ICTP TNN:ăTƠiăNguyênăn c VHHC: V n hành h ch a ngă 41 - ng d ngămơăhìnhăsauăkhiăđư kiểmăđ nh tính toán theo nhiệm v c a toánăđặt 42 Hình 1: Sơ đồ mơ hình hóa q trình thuỷ văn cho lưu vực 43 2.1.3 Phân loại mơ hình dịng chảy 2.1.3.1 Mơ hình hộp đen Trong th c t s n xu t,ăđơiăkhiăxu t tình hu ng, c n xây d ng nh ng quan hệ m aă- dịng ch y ch có quan trắcăđ uăvƠoă(m a)ăvƠăđ u (dòng ch y) c a hệ th ng Nh ngătr ng h p bu c ph iăcoiăl uăv c m t h păđen.ăLo i không cho bi t c u trúc bên c a hệ th ng mà ch cho bi t quan hệ t ngătácăgi a bi n vào bi n hàm c a th i gian X(t) Mơ hình Y(t) Mơ hình h păđenămơăph ng quan hệ gi aăcácăquáătrìnhăđ u vào trình đ u c a hệ th ng N uă coiă l uă v c m t "h pă đen"ă thìă qă trìnhă đ u vào chínhălƠăqătrìnhăm aătrênăl uăv căcịnăqătrìnhăđ uăraăchínhălƠăqătrìnhăl uă l ng n cửa c aăl uăv c Nói chung, mơ hình h păđenăch sử d ng để tính tốn q trình hình thành dịng ch yă lũă trênă l uă v c sơng Mơ hình đ ngăđ năv , mơ hình Muskingum m t s mơ hình khác thu c lo i mơ hình h păđen 2.1.3.2 Mơ hình quan niệm Q trình bi năđ iăm aăthƠnhădịngăch y m t q trình phi n ph c t p g m nhi uăgiaiăđo n, v y m t lo i mơ hình d ngăkhácăđ c g i mơ hình quan niệm phát triển r t m nh Mơ hình quan niệm lo i mơ hình sử d ng m t t p quan hệ toán h căđể mơ t mặt riêng c a q trình dịng ch y k t h p chúng l i thành m t trình tr n vẹn.ăĐ i diện cho mơ hình quan niệm làcác mơ hình TANK, NAM, UHM, SMAP, URBAN, SSARR, STANFORD4ầ Nhìn chung, mơ hình quan niệmăđ u sử d ng "bể ch a"ă để mô t d ng t n th tăvƠăđi u ti t khác nhau, v yăph ngătrìnhăcơnăbằngăn c cơng c chínhăđể sử d ng mơ hình quan niệm Q trình bi nă đ iă m aă thƠnhă dòngă ch y m t trình phi n ph c t p g m nhi uă giaiă đo n.T p trung dòng ch yă trênă s n d c, t p trung dòng ch y hệ th ng sông bao g m c q trình dịng ch y qua h ch a M i q trình c a dịng ch y sơng ngịi có nh ngăđặcăthùăriêngăđ c mơ ph ng theo 44 nh ngăcáchăkhácănhau,ăt thể nh ăsau:ă ngă ng v i mơ hình có d ng khác C - Mơăhìnhăm aă- dịng ch yăl uăv căđ c sử d ngăđể mơ ph ng q trình t p trung dòng ch yătrênăl uăv c v n cửa c aăl uăv c - Mơ hình diễn tốn dịng ch yă đ c sử d ngăđể tính tốn q trình t p trung dịng ch y lịng d n c a hệ th ng sơng - Mơăhìnhăđi u ti t dịng ch y diễn tốn dịng ch y qua h ch aăđ tính tốn q trình dịng ch y t i nút h ch a c sử d ng Liên k t mơ hình s mơ hình dịng ch y hệ th ng sơng Các mơ hình HEC-HMS, HEC-RESIMăđ u nh ngămơăhìnhăđ c xây d ngătrênăc ăs liên k t mơ hình thành ph n mơ t q trình Hiện nay, th gi i có r t nhi u mơ hình tốn thuỷ vĕn,ăthuỷ l căđ c thi t l p S phát triển mơ hình tốn r tăđaăd ng ngày hồn thiện có kh nĕngă ng d ng cao Hình 2: Nguyên lý chung c a mơ hình m a dịng ch y [13] 45 Khi thi t l p mơ hình tính dịng ch y sơng ngịi c năđ c p gi i quy t nh ng v năđ chínhănh ăsau:ă - Trênăl uăv căth ng ch có s liệu m t s điểmăđoăm a,ăb i v y c n có s hiệu ch nh v l ngăm aădoăs phân ph iăkhôngăđ u c aăm aătrênăl uăv c - T n th t dòng ch y th m, gi l i th m th c v t, doătíchăđ ng mặt l uă v c,ă trongă đóă diễn bi n q trình th mă cóă xétă đ nă đặc tính c a t ng th nh ỡng - T n th t b căh i:ăcácăy u t nhăh khơngăkhí,ăđ thi u h t bão hịa ngăđ n b căh iănh ăt căđ gió, nhiệtăđ - Ph ngăphápă táchădòngă ch y ng m kh i dòng ch y t ng c ng t i mặt cắt cửa c aăl uăv c - Xétăđ n dòng ch y sát mặt,ăxétăđ năl sông ngăn c h i quy từ t ng th nh ỡng vào - Cácăph ngăphápămôăt chuyểnăđ ngăsóngălũătrongăm ng sơng, s giao thoa sóngălũătrênădịngăchínhăv i sơng nhánh, s bẹtăsóngălũ.ă Khi thi t l p mơ hình c n l păs ăđ c u trúc c a mơ hình s hình thành dịng ch y,ătrongăđóăc n phác th oăs ăđ kh i v trình, thành ph n s tácăđ ngăt ngăh gi a chúng Kh nĕngăgi n c c aăvùngătrênăđ căđặc tr ngă b i m tădungătích,ăl ngăn c bể ch aă nƠyăđ că tiêuăđiăb i b că h iăvƠă ch y xu ngăvùngăd i Khác v iăvùngătrên,ăn c đơyăkhôngătr c ti păđ vào sông, mà ph i thông qua bể n c ng m, từ đóăn c đ vào sơng bay h i Vùngăd i có tác d ng h ngăn c từ vùng làm nhiệm v phân ph iăn c cho ba bể ch a.ăN căđiăvƠoăbể n c ng m t ngăsơuăđ căcoiănh ăm t d ng t n th t khơng hồn l i,ăvƠăkhơngăđ c tham gia vào chu trình tu năhoƠn.ăN c từ hai bể cịn tham gia vào q trình cân bằngăn căthôngăquaăconăđ ng b c h i.ăL ngăn căm aăbằng nhi uăconăđ ngăkhácănhauăđ vào sông r i thông qua s truy nălũătrongăsơngăđể hình thành nên dịng ch y c aăl uăv c Thi t l p nh ng công th c mơ ph ngăqă trình,ăđ ng th i ln ph i xem xét nh ngăđ i l ng công th căchoăd i d ng nh ng giá tr xácăđ nh nh ng đ iăl ng tính theo cơng th c v t lý nh ngăđ iăl ngănƠoăđóngăvaiă trị thơng s c n ph iăxácăđ nh nh nh ng tài liệu quan trắc vào - 46 2.1.4 Các mơ hình thủy văn tiêu biểu Hiện nay, th gi i việc nghiên c u áp d ng mơ hình tốn th yăvĕn,ăth y l căđể mơ ph ng gi i toán th yăđ ng l c nhằm ph c v cho công tác d báoălũălƠăr t ph bi năvƠăngƠyăcƠngăđ tăđ nătrìnhăđ cao, c thể nh ăs liệu đ u vào đ căđoăđ c liên t c, truy năđi,ăc p nh t vào mơ hình d báo hồn tồn t đ ngăhóaăđ tăđ xác cao, nhanh chóng, k p th i Tiêu biểuăđóălƠ:ă HEC-HMS, TANK, MIKE-SHE,ăLTANK,ăSWAT,ăNAM,ầ 2.1.4.1 Mơ hình HEC–HMS(Hydrologic Engineering Center-Hydrologic Modeling System): ĐơyălƠămơăhìnhăthuỷ vĕnăm aă- dòng ch y c a Hiệp h i kỹ s ăquơnăs Hoa Kỳ, m t hệ th ngămơăhìnhăt ngăđ i hồn ch nh t ng h p r t ph bi n n c ta, ng d ng cho nhi uăvùngăđ a lý khác nhằm gi i quy t toán ph m vi r ng Nó bao g m cung c păn c l uăv c sơng l n, dịng ch yălũ,ădịngăch y đơăth nh dịng ch yăl uăv c t nhiên.ăMơăhìnhăđ c xây d ngăđể mơ ph ngăqătrìnhăm aă- lũăc a hệ th ngăl uăv c (chia lưu vực thành lưu vực con) d a hệ th ngăthôngătinăđ a lý (GIS) - Kỹ thu t GIS đ c sử d ng s hoáăc ăs d liệuănh ăb năđ đ aăhình,ăđ a m o d ng đ tăđaiăc aăl uăv c, sông su i, t aăđ kíchăth c c aăcácăl uăv c chi u dài c aănóăđ n mặt cắt cửaăraầ Mơ hình chuyển hố q trìnhăm aăthƠnhăqătrìnhădịngăch y từngăl uăv c b ph n,ăsauăđóălƠăqătrìnhădiễnătốnălũătrongăsơngăthiênănhiênăvƠăh ch aầ Mơ hình sử d ng tham s trung bình v th iă giană vƠă khơngă giană để mơ ph ng q trình dịng ch y.ăTùyătheoăđặcăđiểmăđ a v t lý c a từngăl uăv c, s liệuă m a,ă l ngă n c có sẵnă trongă đ t,ă sôngă để ng d ngă cácă ph ngă phápă (ph ngă phápă tínhă t n th t,ăph ngă phápădiễn tốn) thích h p V i phiên b n c aămơăhìnhăđangănghiênăc u (Version 3.01 - nĕmă2006)ăcóătínhănĕngăm nhăh nă so v i cácămơăhìnhătr c có nhi uăph ngăphápătínhăl ngăm aăhiệu qu từ l uă v c s liệuă choă đ nă l uă v că đ yă đ s liệu,ă đ ng th iă cũngă cóă nhi u ph ngăphápădiễn tốn dịng ch y sơng v y, kh nĕngă ng d ng có r ngărưiăh năcácămơăhìnhă phiên b n tr c Ngồi mơ hình cịn cho phép ng d ng thử d năđể ng i d báo ch năđ c b thơng s thích h păđ i v i từngăl uăv c 47 C ăs lý thuy t c a mơ hình HEC ậ HMS bao g m: - Các mơ hình tích h p dịngch y: Y= X – P (2-1) Trong đó: X:ăM a; Y: Chi u cao l p dòng ch y; P: T n th t; - Cácmơhìnhtínhl ul ngdịngch ymặt - Cácmơhìnhtínhl ul ngdịngng m - Các mơ hình truy n l chi u trongsơng 2.1.4.2 Mơ hình TANK: MơăhìnhăTANKăraăđ iăvƠoănĕmă1956ăt i Trung tâm Nghiên c u Qu c gia phòng ch ng thiên tai t i Tokyo, tác gi M.Sugawara Từ đ nă nayă mơă hìnhă đ c hồn thiện d năvƠăđ c ng d ng r ng rãi nhi uăn iătrênăth gi i C u trúc c aămơăhình:ăL uăv căđ c diễn t nh ăm t chu i bể ch a x p theoăhaiăph ngăthẳngăđ ng nằm ngang Gi thi t c a mơ hình dịng ch y cũngănh ă dòng th m Chúng hàm s c aăl ngăn c tr t ng đ t Mơ hình TANK có hai d ng c uă trúcă đ nă vƠă kép.ă Mơă hìnhă TANKă đ nă khôngăxétăđ n s bi năđ i c aăđ ẩmăđ t theo không gian, phù h p v i nh ng khu v c nh vùng ẩmă tăquanhănĕm.ăMơăhìnhăTANKăképăthể chi ti t s bi năđ iăđ ẩm t ngăđ tătrênăl uăv cătheoăkhơngăgian,ătrongăđó l uă v căđ c chia thành nhi uăvƠnhăđaiăẩm d c theo sơng, m iăvƠnhăđaiăcó l ng ẩmăkhácănhauăvƠăđ c mơ t m t TANK có c uătrúcăđ n.ăTừ khiăraăđ i đ nănay,ămơăhìnhăđ c hồn thiện d n ng d ng r ng rãi nhi u qu c gia th gi i 2.1.4.3 Mơ hình MIKE –SHE: MIKEậSHE:ă LƠă mơă hìnhă m aă dịngă ch y c a Viện th y l că Đană M ch thu c nhóm mơ hình bán phân b phân b Nó bao g m vài thành ph nătínhăăl uă l ng phân ph iăn c theo pha riêng c a q trình dịng ch y: + S liệuăđ uăvƠoălƠăm aăbaoăg m c d ng l ng vàrắn 48 + B căthoátăh iăbaoăg m c ph n b gi l i b i th cv t + Dòngch ymặtd avƠoph ngphápsaiphânh uh nhaichi u + Dịng ch y lịng d n: diễn tốn m t chi uăđ c sử d ng MIKE 11 Mơ hình cung c păvƠiăph ngăphápănh ăMuskingum,ăph ngăphápăkhu ch tánhoặcph ngphápd avƠoph ngtrìnhSaintậVenant - Dịng ch y sát mặtă trongă đ i khơng bão hịa: mơ hình hai l pă đ n,ă mơă hìnhă dịngch ytr ngl choặcmơhìnhgi iph ngtrìnhRichard - Dịng ch yă c ă s : bao g m mơ hình dịng ch yă c ă s 2D 3D d a vào ph ngăphápăsaiăphơnăh uh n 2.1.4.4 Mơ hình SWAT: Trong s mơ hình th yăvĕnăvà th y l c, mơ hình phân ph i d a v t lý th ng đ c dùng để d báoălũ,ătínhătốnăm aă - dịng ch y mô t s bi n thiên v không gian - th i gian c a tác đ ng conă ng iă đ n trình th y vĕn.ăNh ng mơ hình có uăđiểm ph n ánhăđ c nhăh ng c aăđặc tr ng l uăv c phân b theo khơng gian lên dịng ch y SWAT mơ hình th y vĕnăbánăăphơnăăph iăđ c thi t k để d báo nh ng nhăh ng c a th c hành qu n lý sử d ng đ t đ năn c, s b i lắng l ng hóa ch t sinh từ ho t đ ng nông nghiệp nh ng l uăv c r ng l n ph c t p kho ng th i gian dài M t nh ng mơ-đună c a mơ hình mơ ph ng dòng ch y từ m aăvà cácăđặcătr ngăv t lý trênăl uăv c K t qu mô ph ng dịng ch y từ SWAT h tr cho c nhăbáoălũătrênăl uăv c sông SWAT công c đánhăgiá n c đ t,ăđ c xây d ng b i ti n sĩăJeffăArnoldăăăă Trung tâm ph c v nghiên c u nông nghiệp(ARS)thu c B Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA) SWAT mơ hình c p đ l uă v c,ă đ c thi t k để d báo nh ng nhăh ng c a th c hành qu n lý sử d ng đ tăđ năn c, s b i lắng l ng hóa ch t sinh từ ho t đ ng nông nghiệp nh ng l uăv c r ng l n ph c t p kho ng th i gian dài Mơ hình s t p h p nh ng phép toán h i quyăđể thể m i quan hệ gi a giá tr thông s đ u vào thông s đ u Các thành ph n c a mơ hình bao g m th i ti t, th yăvĕn,ăătínhăăch t nhiệtăđ c a đ t, s phát triển tr ng,ăd ỡng ch t, thu c trừ sâu, vi khuẩn m m bệnh, qu n lý đ tăđaiă(Philip W.G et al.,2009) 49 Hình 3: C u trúc t ng quát c a mơ hình SWAT Mơ hình SWAT có nh ngă uăđiểm so v iăcácămơăhìnhătr c,ăđóăălƠ:ăl uăăv c đ c mô ph ng mà không c n d liệu quan trắc;ăkhiăthayăđ i d liệuăđ u vào (qu n lý sử d ngăđ t, khí h u, th c v tầ)ăđ uăđ nhăl ngăđ c nh ngătácăđ ng đ n ch tăl ngăn c thơng s khác; có hiệu qu cao, tính tốn mơ ph ngătrênăl uăv c r ng l n h tr quy tăăđ nhăđ i v i nh ng chi n l c qu nălỦăăđaăd ng, ph c t p v i s đ uăt ăkinhăt th i gian th p; choăphépăng i sử d ng nghiên c u nh ngătácăđ ng th i gian dài Nhi u v nă đ hiệnă nayă đ c SWAT xem xétă đ nă nh ă s tíchă lũyă ch t nhiễm nh ng nhăh ngăđ n vùng h l u 2.1.4.5 Mơ hình NAM (Nedbor-Afstromnings-Model hay PrecipitationRunoff-Model): MơăhìnhăNAMălƠămơăhìnhăm aărƠoăậ dịng ch yăđ c xây d ng vào kho ngănĕmă 1982 t iă Khoaă TƠiă Nguyênă n c Th y l i thu că Tr ngă Đ i h c Kỹ thu t ĐanăM ch Nó đ căxemănh ălƠămơăhìnhădịngăch y t tăđ nh, thông s t p trung liên t căchoă căl ngăm aăậ dòng ch y theo c u trúc kinh nghiệm C u trúc c aămơăhìnhăNAMăđ c xây d ng nguyên tắc x p bể ch a theo chi u thẳngăđ ng hai bể ch a n tính nằm ngang.V i c uătrúcănh ătrênăthìă 50 mơ hình s ti n hànhă xácă đ nh l nă l t dòng ch y thành ph n: Dòng ch ymặt; Dòng ch y sátmặt;ă L ngn cng mcungc pchobểch ang m;ă L ng ẩm c ađ t; Diễn tốn dịngch y Mơ hình đ c dùng tốn phân tích thuỷ vĕn,ăd báo dịng ch yălũăvƠădịngăch y kiệt, khơi ph c chu i s liệu dòng ch y V c u trúc mơ hìnhă NAMă cũngă lƠă mơă hìnhă d ng bể ch a gi ng mơ hình TANK, nhiên thơng s hiệu ch nhămơăhìnhăítăh n 2.1.5 Phân tích lựa chọn mơ hình thủy văn áp dụng mơ cho lưu vực: Chúng ta bi t v i mô hình v i m căđ phân b cao s l ng tham s hiệu ch nh gi m xu ng Nh ng mơ hình có m căđ phân b caoăh năthìă trình hiệu ch nh s đ năgi năh năvƠăk t qu mơ hình s ph năánhăđúngăth c t h n.ăTừ đóăđ aăraăđ c k t qu đángătinăc yăh n Tuy nhiên, đ i v i mơ hình phân b u c u d liệuăchínhăxácăcaoăh năvƠă nhi uăh nsoămơăhìnhăt p trung Trong l uăv c h ch aă n c V c Tròn m t nh ngăl uăv c nh , t i tài liệuăkhíăt ng th yăvĕnătrongăl uăv c thu th păđ căđể ph c v nghiên c uătínhătốnăch aăđ dƠiăvƠăđ m b oăđ tin c y cao Vì v y ta l a ch n mơ hình t p trung MIKE-NAMăđể tính tốn dịng ch yăđ năl uăv c h V c Tròn phù h p, bỡi vì: - Mơ hình sử d ng hệ th c toán h că d i d ngă đ nhă l chuyển đ iăm aăthƠnhădịngăch y, thơng s dễ sử d ng ngă đ nă gi nă để - Là mơ hình v i thơng s t p trung nên không yêu c u nhi u chi ti t v s liệuăđ u vào - Đưăđ c áp d ngăđể tính tốn dịng ch yăđ n cho nhi uăl uăv c sông Trung Tây Nguyên cho k t qu v iăđ tin c y cao Mi n - Tuyă nhiênă cácă môă hìnhă m aă ậ dịng ch yă tr că đ n h u h t mơ hình th ngăm i nên khó k t h p chúng thành m t mơ hình t ng thể, kh nĕngăđánhă giáăđ nh y c a mơ hình phân tích tính b tăđ nh c a tham s mơ hình ch aăđ c tr ng khơng th c hiệnăđ c n u khơng có sửaăđ i phù h p mã ngu n V i nh ng nh năxétăđ c trình bày mơ hình th yăvĕnăMIKEă- NAM l a ch n phù h păđể tính tốn, mơ ph ng dịng ch yăđ năchoăl uăv c h ch a n c V c Tròn 51 2.2 Khái qt mơ hình NAM: MơăhìnhăNAMădoăKhoaă TƠiăNgunăn c Th y l i thu că Tr ngăĐ i h c Kỹ thu tăĐanăM ch xây d ngănĕmă1982.ăMơăhìnhăđ c sử d ng nhi u vùng khí h uăkhácănhauănh ăSrilanca,ăTháiăLan,ă năĐ , vv Việt Nam Mơ hình NAM xử lý m i l uăv cănh ăm tăđ năv riêng lẻ.ăDoăđó,ăcácăthơngăs bi n s c aămơăhìnhăđ cătrungăbìnhăhóaătrênătoƠnăl uăv c Hiện mơ hình th yăđ ng l c MIKE 11 (do Viện Th y l căĐanăM ch DHI xây d ng),ă mơă hìnhă NAMă đưă đ c tích h pă nh ă lƠă m tă mơđună tính q trình dịng ch y từ m a,ăcoiănh ămơăhìnhăMIKEă- NAM Mơ hình NAM mơ hình thuỷ vĕnămơăph ngăqătrìnhăm aă- dịng ch y diễn trênăl uăv c Là m t mơ hình tốn th yăvĕn,ămơăhìnhăNAMăbaoăg m m t t p h p biểu th c toán h căđ năgi năđể mơ ph ng q trình chu trình thuỷ vĕn.ăMơăhìnhăNAMălƠămơăhìnhănh n th c, t tăđ nh, thơng s t pătrung.ăĐơyă m tămơđunătínhădịngăch y từ m aătrongăb ph n m măth ngăm i MIKE 11 Viện Th y l căĐanăM ch xây d ng phát triển.ăĐ c gi i thiệu chi ti t m c ti p theo: NAM = Giáng th y ậ Dịng ch y mặt ậ Mơ hình 2.2.1 Các điều kiện ban đầu: Cácăđi u kiệnăbanăđ u mơ hình NAM bao g măhƠmăl ngăn căbanăđ u tr l ng b mặt tr l ng t ngăđáy,ăcùngăv i giá tr banăđ u c a dòng ch y tràn, dòng h i l uăvƠădòngăch yăc ăb n N uăxácăđ nhăđ c m t ô ch aăn c ng m th păh n,ădòngăch yăc ăb năbanăđ u từ c hai ch aăphíaătrênăvƠăphíaăd i th păh năc n ph iăđ căxácăđ nh N u bao g m mô-đunătuy t, giá tr banăđ u c a tr l ng t c n ph iăđ c tính N u mơ ph ng bắtăđ u vào cu iămùaăkhô,ăthôngăth ng việcăđặt giá tr ban đ u bằngăkhôngălƠăđ , trừ hƠmăl ngăn c t ngăđáyăvƠădòngăch yăc ăb n HƠmă l ng t ngă đáyă ph iă đ t kho ng 10- 30% dung tích ch a dịng ch yăc ăb n ph iăđ c cho giá tr g n v i dòng ch yăquanăsátăđ c Tĕngăc ngă căđ nhăcácăđi u kiệnăbanăđ u cóăđ c từ mơ ph ngătr c đơyăchoănhi uănĕmăbằng cách ghi l iăcácăhƠmăl ngăđ ẩm thích h p c a t ng đáyăvƠădịngăch yăc ăb n m t kho ng th iăgianătrongănĕmăkhiăbắtăđ u mô ph ng m i 52 C uă trúcă môă hìnhă NAMă đ c xây d ng nguyên tắc x p bể ch a theo chi u thẳngăđ ng bể ch a n tính nằm ngang (hình 2.3) Hình 4: C u trúc c a mơ hình NAM [13] 2.2.1.1 Bể tuyết tan: Giáng th y s đ c gi l i bể t nhiệtăđ 0oC, n u nhiệtăđ l n h nă0oC s chuyển xu ng bể ch a mặt: CSNOW TEMP TEMP  Qmelt =  TEMP  0 (2.2) Trongăđó:ăCSNOWă=ă2ămm/ngƠy/KălƠăhệ s t tan ngày Bể ch a tătaăđ c kiểm soát bằngăcácăđi u kiện nhiệtăđ ăĐ i v iăđi u kiện khí h u nhiệtăđ i ViệtăNam,ăkhơngăxétăđ n bể ch a 53 2.2.1.2 Bể chứa mặt: L ng ẩm tr b mặt c a th c v t,ăcũngănh ăl ngăn căđi nătrũngătrênăb mặtăl uăv căđ căđặcătr ngăb iăl ngăn c tr b mặt Umax đặcătr ngăchoăgi i h n tr n c t iăđaăc a bể L ngă n c U bể ch a mặt s gi m d n b că h i,ă doă th t thoát theo ph ngănằm ngang (dòng ch y sát mặt).ăKhiăl ngăn cănƠyăv tăquáăng ỡng Umax m t ph n c aăl ngăn căv tăng ỡng, PN s ch y vào su iăd i d ng dòng ch y tràn b mặt, ph n l i s th m xu ng b mặt bể ng m 2.2.1.3 Bể sát mặt (bể tầng rễ cây) Bể thu c ph n rễ cây, l păđ t mà th c v t hútăn Lmax đặcătr ngăchoăl ng ẩm t iăđaămƠăbể ch a căđể ẩm L ng ẩm c a bể ch aănƠyăđ căđặcătr ngăbằngăđ iăl ng L L ph thu c vào l ng t n th tăthoátăh iăc a th c v t.ăL ng ẩmănƠyăcũngă nhăh ngăđ năl ng n c s điăxu ng bể ch a ng măđể b sungăn c ng m 2.2.1.4 Bốc thoát nước: Nhu c u b căthoátăh iăđ uătiênăđ c tho mãn từ l ng tr b mặt v i t căđ ti mănĕngăc a bể ch a mặt N uăl ng ẩmăUătrongăl ng tr b mặt nh h nă u c u này, s l y ẩm từ t ng rễ theo t căđ Ea Ea t ngă ng v i l ng b căh iăti mănĕngăEp bi năđ i n tính theo quan hệ l ng tr ẩm Ea = E p L / Lmax trongăđ t, L/Lmax, c aăl ng tr ẩm t ng th p 2.2.1.5 Dòng chảy mặt: Tải FULL (file word 127 trang): bit.ly/2Ywib4t Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ Khi bể ch a mặtăđưătrƠnăn c,ăUă≥ăUmax,ăthìăl ngăn c thừa PN s hình thành dịng ch y mặt th m xu ngă d i QOF m t ph n c a PN tham gia hình thành dịng ch y mặt, t lệ thu n v i PN vƠă thayă đ i n tính v iă l ng ẩm t ngăđ i, L/Lmax, c a t ng rễ L / Lmax − TOF  PN CQOF QOF =  − TOF  0 L / Lmax  TOF L / Lmax  TOF Trongăđó:ăă CQOF - hệ s dòng ch y mặtă(0ă≤ăCQOFă≤ă1); TOF - ng ỡng c a dòng ch y mặtă(0ă≤ăTOFă≤ă1) (2.3) 54 Ph n l i PN s th m xu ng t ngă d i M t ph n DL c a ph nă n c th m xu ng này, (PN-QOF), s lƠmătĕngăl ng ẩm L c a bể ch a t ng rễ Ph n l i s thẩm th u xu ng t ngăsơuăh năđể b sung cho bể ch a t ng ng m 2.2.1.6 Dòng chảy sát mặt: Dòng ch y sát mặt QIFăđ c gi thi t t lệ thu n v i U bi năđ i n tính v iăđ ẩmăt ngăđ i c a bể ch a t ng rễ cây:  −1 L / Lmax − TIF U L / Lmax  TIF (CKIF ) QIF =  − TIF 0 L / Lmax  TIF (2.4) Trongăđó:ă CKIF - s th i gian dòng ch y sát mặt; TIF - giá tr ng ỡng c a dòng sát mặtă(0ă≤ăTIFă≤ă1) 2.2.1.7 Bổ sung dòng chảy ngầm: L ngăn c th m G, b sung cho bể ch a ng m ph thu căvƠoăđ ẩm c aăđ t t ng rễ cây: L / Lmax − TG  (PN − QOF ) G= − TG 0 L / Lmax  TG L / Lmax  TG (2.5) Trongăđó:ăTGă- giá tr ng ỡng c aăl ngăn c b sung cho t ng ng mă(0ă≤ă TGă≤ă1) Tải FULL (file word 127 trang): bit.ly/2Ywib4t 2.2.1.8 Lượng ẩm đất: Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ Bể ch a t ng sát mặt biểu th l ngăn c có t ng rễ cơy.ăL ngăm aăhiệu qu sau trừ điăl ngăn c t ng ch y mặt,ăl ngăn c b sung cho t ng ng m s b sungăvƠălƠmătĕngăđ ẩm c aăđ t t ng rễ L m tăl ng DL: DL = PN − QOF − G (2.6) 2.2.1.9 Diễn toán dòng chảy mặt dòng chảy sát mặt: Dòng sát mặtă đ c diễn toán qua chu i hai h ch a n tính v i m t s th i gian CK12 Q trình dịng ch y mặtă cũngăd a khái niệm bể ch a nătínhănh ngăv i giá tr th i gian bi năđ i 55 CK12  CK =   OF CK12   OFmin     − L / Lmax  OFmin L / Lmax  OFmin (2.7) Trongă đó:ă OF dịng ch y mặt (mm/h); OFmin gi i h n c a q trình dịng ch y (OFmin= 0,4 mm/h); Hằng s βă=ă0,4ăt ngă ng v i việc sử d ng cơng th căManningăđể mơ ph ng dịng ch y mặt Cơng th c trên, thể rõ q trìnhă đ ng l c c a dịng ch y mặt.ăTrongăkhiăđóătheoăNam,ădịngăch y mặt dịng ch yătrƠnăđ c diễn tốn nh ăm t bể ch a n tính Hằng s th i gian c a q trình dịng ch y mặt sát mặtăđ c tính bằngăđ năv gi Nó xácăđ nh hình d ngăvƠăđ nh c a trình th yăvĕn.ăCácăgiáătr ph thu c vào kíchăth c c aăl uăv căvƠăc ngăđ m a.ăHằng s đ c xácăđ nh từ việc kiểmăđ nh th i gian xu t hiệnăđ nh c a trình N uăđ nh trìnhăđ n ch m trễ tĕng,ăgi măđể hiệu ch nh mơ ph ng Cơng thức diễn tốn dịng chảy mặt dòng chảy sát mặt: OF = QOF (1 − e −t / CK12 ) + OFi −1.e −t / CK12  −t / CK ) + OFi −1 e −t / CK OF = QOF (1 − e IFf = QIF (1 − e −t / CK12 ) + IFfi−1.e −t / CK (2.8) (2.9) 2.2.1.10 Diễn tốn dịng chảy ngầm Dòng ch y ng măđ th i gian CKBF: c diễn tốn thơng qua m t bể ch a n tính v i s BF = G(1 − e −t / CKBF ) + BFi−1.e −t / CKBF (2.10) 2.2.1.11 Bể chứa ngầm L ng c păn c ng măđ c chia thành bể ch a: bể ch aăn c ng m t ng bể ch aăn c ng m t ngăd i Ho t đ ng c a hai bể ch aănƠyănh ăcácă h ch a n tính v i s th iăgianăkhácănhau.ăN c hai bể ch a s t o thành dòng ch y ng m 15585aeb ... thiệnăh n Qu ng Bình, tháng 10 nĕmă2018 Tác gi Nguy n Vi t S ĐÁNH GIÁ TÀI NGUN NƯỚC LƯU VỰC SƠNG RỊON TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Học viên: Nguyễn Viết Sỹ Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng... nhu cầu dùng nước Do đó, nguyên cứu tác giả ứng dụng công cụ MIKE-NAM để đánh giá chế độ dòng chảy đến lưu vực hồ Vực Tròn xét đến biến đổi khí hậu, làm sở cho việc sử dụng nguồn nước phía hạ... Bên cạnh yếu tố biến đổi khí hậu, vận hành hệ thống hồ chứa … làm ảnh hưởng lớn đến phân phối dòng chảy lưu vực gây nên bất lợi việc sử dụng nguồn nước cho vùng hạ du Trên lưu vực sơng Rịon xây