V. BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN
3.8.1.Xác định chuỗi dòng chảy tại điểm kiểm soát và nhập lƣu khu giữa
Các điểm kiểm soát: ĐKS 1, ĐKS 2 và ĐKS 5 lựa chọn là các trạm thủy văn: Đức Xuyên, Cầu 14 và Bản Đôn đều có số liệu quan trắc lƣu lƣợng, mực nƣớc từ năm 1977 đến nay. Tuy nhiên, nhƣ phân tích tại mục 2.4.2.3 ở trên đòi hỏi cần phải có chuỗi số liệu dòng chảy gần với tự nhiên, chƣa chịu tác động mạnh của các hoạt động phát triển lƣu vực của con ngƣời, đặc biệt là hoạt động khai thác sử dụng nƣớc của các công trình trên sông. Do đó, để hạn chế những tác động này đến chế độ dòng chảy tại tuyến tính toán cần có sự phân tích lựa chọn liệt số liệu ít bị ảnh hƣởng nhất, thƣờng là trƣớc thời điểm dòng sông bị tác động bởi các công trình khai thác sử dụng nƣớc lớn trên lƣu vực.
Qua việc phân tích các hoạt động khai thác, sử dụng nƣớc chính tác động đến chế độ dòng chảy trên sông Srêpôk thuộc phạm vi nghiên cứu, tác giả lựa chọn chuỗi số liệu đo đạc dòng chảy, mực nƣớc tại các trạm từ năm 2008 trở về trƣớc làm số liệu để tính toán vì các công trình tác động chính là hồ Buôn Tua Srah, Buôn Kuốp, Srêpôk 3, Srêpôk 4 và Srêpôk 4A đi vào vận hành từ năm 2009 trở lại đây.
Nguồn số liệu đo đạc dòng chảy, mực nƣớc tại trạm Đức Xuyên, Cầu 14 và Bản Đôn đƣợc thu thập từ Dự án Lập Quy trình vận hành liên hồ chứa trên lƣu vực sông Srêpôk do Cục Quản lý tài nguyên nƣớc thực hiện từ năm 2010 đến 2013.
Đối với các điểm kiểm soát ĐKS 3, ĐKS 4 và các nhánh nhập lƣu khu giữa không có số liệu quan trắc dòng chảy, tác giả sử dụng mô hình NAM để tính toán xác định.
3.8.1.1 Giới thiệu mô hình NAM
Mô hình NAM đƣợc viết tắt từ chữ Đan Mạch Nedbor- Afstromming-Model, là mô hình mƣa - dòng chảy, thuộc loại mô hình tất định, thông số tập trung và là
mô hình mô phỏng liên tục. Mô hình NAM hiện nay đƣợc sử dụng rất nhiều nơi trên thế giới và gần đây cũng hay đƣợc sử dụng ở Việt Nam.
NAM là mô hình mƣa dòng chảy mặt, là mô hình quan niệm, mô tả đặc tính vật lý của lƣu vực, trên cơ sở đó tính toán dòng chảy từ mƣa. NAM là mô đun trong bộ phần mềm MIKE do Viện Thủy lực Đan Mạch DHI phát triển. Điểm mạnh của mô hình là có một giao diện rất thuận tiện, kết nối với GIS và có chức năng tự động hiệu chỉnh thông số của mô hình. NAM là mô hình thông số tập trung, thông số và biến số trình bày giá trị trung bình cho toàn bộ lƣu vực. Kết quả thông số cuối cùng đƣợc xác định dựa trên so sánh giữa dòng chảy tính toán và dòng chảy thực đo.
Hình 11: Sơ đồ mô phỏng cấu trúc mô hình N M
Mô hình NAM mô phỏng quá trình mƣa – dòng chảy một cách liên tục thông qua việc tính toán cân bằng nƣớc ở bốn bể chứa thẳng đứng, có tác dụng qua lại lẫn
nhau để diễn tả các tính chất vật lý của lƣu vực. Các bể chứa đó gồm: Bể tuyết (chỉ áp dụng cho vùng có tuyết), Bể mặt, Bể sát mặt hay bể tầng rễ cây và Bể ngầm.
Những yêu cầu cơ bản về dữ liệu cho mô hình NAM bao gồm:
- Các số liệu về điều kiện lƣu vực nhƣ: Diện tích lƣu vực, địa hình, thổ nhƣỡng và thảm thực vật;
- Thông số mô hình; - Điều kiện ban đầu;
- Dữ liệu khí tƣợng: Lƣợng mƣa, bốc hơi tiềm năng;
- Dữ liệu dòng chảy cho việc kiểm định và mô phỏng mô hình;
- Lƣợng mƣa và bốc hơi bình quân lƣu vực đƣợc tính theo phƣơng pháp đa giác Thiesen hoặc bình quân số học.
Cấu trúc của mô hình: bao gồm 9 thông số cần đƣợc hiệu chỉnh: Bảng 18: Các thông số hiệu chỉnh của mô hình NAM
Thông số mô hình Mô tả
Lmax
Lƣợng nƣớc tối đa trong bể chứa tầng rễ cây. Lmax có thể gọi là lƣợng ẩm tối đa của tầng rễ cây để thực vật có thể hút để thoat hơi nƣớc.
Umax
Lƣợng nƣớc tối đa trong bể chứa mặt. Lƣợng trữ này có thể gọi là lƣợng nƣớc để điền trũng, rơi trên mặt thực vật, và chứa trong vài Cm của bề mặt của đất.
CQOF Hệ số dòng chảy mặt (0 CQOF 1). CQOF quyết định sự phân phối của mƣa hiệu quả cho dòng chảy ngầm và thấm.
TOF
Giá trị ngƣỡng của dòng chảy mặt (0 TOF 1). Dòng chảy mặt chỉ hình thành khi lƣợng ẩm tƣơng đối của đất ở tầng rễ cây lớn hơn TOF.
TIF
Giá trị ngƣỡng của dòng chảy sát mặt (0 TOF 1). Dòng chảy sát mặt chỉ đƣợc hình thành khi chỉ số ẩm tƣơng đối của tầng rễ cây lớn hơn TIF.
TG
Giá trị ngƣỡng của lƣợng nƣớc bổ sung cho dòng chảy ngầm (0
TOF 1). Lƣợng nƣớc bổ sung cho bể chứa ngầm chỉ đƣợc hình thành khi chỉ số ẩm tƣơng đối của tầng rễ cây lớn hơn TG. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
CKIF
Hằng số thời gian của dòng chảy sát mặt. CKIF cùng với Umax quyết định dòng chảy sát mặt. Nó chi phối thông số siễn toán dòng chảy sát mặt CKIF >> CK12.
CK12
Hằng số thời gian cho diễn toán dòng chảy mặt và sát mặt. Dòng chảy mặt và dòng chảy sát mặt đƣợc diễn toán theo các bể chứa tuyến tính theo chuỗi với cùng một hằng số thời gian CK12. CKBF
Hằng số thời gian dòng chảy ngầm. Dòng chảy ngầm từ bể chứa ngầm đƣợc tạo ra sử dụng mô hình bể chứa tuyến tính với hằng số thời gian CKBF.
3.8.1.2 Ứng dụng mô hình NAM mô phỏng dòng chảy
a) Số liệu sử dụng
Số liệu không gian, bao gồm: Bản đồ ranh giới lƣu vực và mạng lƣới sông trên lƣu vực sông Srêpôk tính toán; Bản đồ mạng lƣới khí tƣợng và thủy văn của lƣu vực; Bản đồ địa hình, địa chất, thổ nhƣỡng.
Số liệu thuộc tính:
- Số liệu mƣa ngày của các trạm khí tƣợng trong và lân cận lƣu vực. - Số liệu bốc hơi ngày tại trạm Buôn Ma Thuột.
- Số liệu lƣu lƣợng thực đo tại các trạm Giang Sơn, Đức Xuyên, Cầu 14 và Bản Đôn.
Những điều kiện ban đầu: theo yêu cầu của mô hình NAM bao gồm lƣợng nƣớc trong bể tuyết, bể mặt, bể chứa tầng rễ cây, cùng với những giá trị ban đầu của dòng chảy từ 2 bể chứa tuyến tính cho dòng chảy mặt và sát mặt và dòng chảy ngầm. Thông thƣờng tất cả các giá trị ban đầu có thể lấy bằng 0 trừ lƣợng nƣớc ở tầng rễ cây và tầng ngầm. Ƣớc tính những điều kiện ban đầu này có thể lấy từ lần mô phỏng trƣớc đó, ở những năm trƣớc đây, nhƣng cần đúng với thời gian bắt đầu mô phỏng mới. Trong việc hiệu chỉnh mô hình, thông thƣờng nên bỏ qua kết quả mô phỏng của nửa năm đầu tiên để loại bỏ những ảnh hƣởng sai số của những điều kiện ban đầu.
Trên lƣu vực có 2 trạm Giang Sơn trên sông Krông Ana và Đức Xuyên trên sông Krông Knô có tƣơng quan mƣa và dòng chảy khá chặt chẽ nên lựa chọn 2 lƣu vực này làm lƣu vực tƣơng tự.
c) Hiệu chỉnh và kiểm định bộ thông số mô hình NAM
Thời gian hiệu chình: 1979 đến 1989. Thời gian kiểm định: 1990 đến 1999.
Bảng 19: Kết quả hiệu chỉnh và kiểm nghiệm mô hình mƣa - dòng chảy
Lƣu vực Sông Chỉ số Nash
Hiệu chỉnh Kiểm nghiệm
Trạm Tv Giang Sơn Krông Ana 0,75 0,75
Trạm Tv Đức Xuyên Krông Knô 0,76 0,71
(Kết quả kiểm định, hiệu chỉnh xem chi tiết trong phần Phụ lục)
Kết luận: Chỉ số Nash hiệu chỉnh và kiểm định có độ tin cậy cao để sử dụng trong tính toán mô phòng dòng chảy cho các ĐKS và các lƣu vực sông nhánh nhập lƣu khu giữa.
d) Tính toán dòng chảy tại điểm kiểm soát và nhập lưu khu giữa
Sử dụng bộ thông số mô hình để tính toán chuỗi dòng chảy trung bình ngày từ 1979 đến 2008 cho lƣu vực khu giữa và đến các điểm kiểm soát: ĐKS 3 và ĐKS 4.
Các lƣu vực khu giữa:
1) KG1: lƣu vực sông Krông Knô từ trạm TV Đức Xuyên đến ngã ba nhập lƣu với sông Krông Ana.
2) KG2: lƣu vực sông Krông Ana.
3) KG3: lƣu vực sông Srêpôk từ ngã ba nhập lƣu sông Krông Knô và Krông Ana đến trạm TV Cầu 14.
4) KG4: lƣu vực sông Srêpôk trạm TV Cầu 14 đến đập Đrây Hlinh. 5) KG5: lƣu vực sông Srêpôk từ đập Đrây Hlinh đến đập Srêpôk 3.
6) KG6: lƣu vực sông Srêpôk từ đập Srêpôk 3 đến đập Srêpôk 4. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
(Kết quả tính toán trích lục trong phần Phụ lục)
Tổng hợp lƣu lƣợng trung bình tháng nhỏ nhất từng tháng tại các lƣu vực khu giữa cho trong Bảng 20.
Bảng 20: Lƣu lƣợng trung bình tháng nhỏ nhất tại các lƣu vực khu giữa
Lƣu lƣợng KG 1 KG 2 KG 3 KG 4 KG 5 KG 6
Qtháng min min
(m3/s) 3,78 14,4 1,46 0,443 1,12 0,317
Lƣu lƣợng trung bình nhiều năm tại ĐKS 3 (Đập Đrây Hlinh) = 240 m3/s. Lƣu lƣợng trung bình nhiều năm tại ĐKS 4 (Đập Srêpôk 3) = 255 m3
/s.