Mô hình MIKE 11

Trên cơ sở mô hình NAM được thiết lập ở trên tính toán xác định lượng nước gia nhập khu giữa để hiệu chỉnh và kiểm định mô hình Mike 11 nhằm diễn toán dòng chảy trên lưu vực.

Phân tích lựa chọn các trận lũ để hiệu chỉnh và kiểm định: Năm 1998 và 2000 là những năm lũ lớn trên các sông trên lưu vưc Srêpôk. Lũ lớn lịch sử đã quan

trắc được trên sông Krông Knô tại trạm thuỷ văn Đức Xuyên là 4020 m3/s (10-X-

2000) ứng với P% ≈ 0.33%, trên sông Krông Ana tại Giang Sơn là 1620m3/s (22-

XI-1998) ứng với P% ≈ 2%, trên sông Srêpôk tại Cầu 14 là 3600m3/s (12-X-2000)

ứng với P% ≈ 2%. Năm 2003 là năm lũ nhỏ nên ta chọn để xem xét kết quả tính toán, hay các thông số có phù hợp không.

Bảng 3-9: Những trận lũ điển hình lựa chọn để hiệu chỉnh và kiểm định.

Năm Thờigiantrậnlũ

Hiệuchỉnh 2000 10/8/2000 1:00:00 AM

10/28/2000 4:00:00 AM

1998 11/12/1998 1:00:00 AM

11/30/1998 10:00:00 PM

12/10/2003 10:00:00 PM

Sau khi nhập số liệu lưu lượng tại các biên trên và số liệu mực nước biên dưới của các trạm của mạng lưới tính toán, tiến hành chạy mô hình với bước thời gian tính toán là 5s để kiểm tra kết quả của mô hình, truy xuất kết quả theo thời gian là 1 giờ.

Bảng 3-10: Bộ thông số nhám thủy lực.

Stt Sông Vịtrí (m) Độnhám (n) Stt Sông Vịtrí (m) Độ nhám(n) 1 Srêpôk 0 0.033 11 KrongBuk 1000 0.02 2 Srêpôk 20000 0.03 12 KrongNo 20000 0.04 3 KrongNo 30480 0.04 13 KrongAna 47250 0.03 4 KrongNo 0 0.038 14 KrongAna 66000 0.032 5 KrongAna 0 0.02 15 KrongBuk 10000 0.02 6 KrongAna 98789 0.028 16 KrongAna 47000 0.03 7 KrongBong 0 0.02 17 KrongAna 48000 0.03 8 KrongBong 8000 0.02 18 Srêpôk 18000 0.033 9 KrongPach 0 0.02 19 Srêpôk 18616 0.03 10 KrongPach 50850 0.02

Sau khi tính toán với mô hình MIKE 11 với bộ thông số nhám như trên ta có các đường quá trình mực nước hiệu chỉnh và kiểm định như sau:

Hiệu chỉnh bộ thông số với năm 1998 và năm 2000.  Năm 1998

Hình 3-12: Đường quá trình mực nước tại trạm thủy văn Đức Xuyên từ 11/12/1998

- Chỉ số NASH = 92,24%

Hình 3-13: Đường quá trình mực nước tại trạm thủy văn Giang Sơn từ 11/12/1998

1:00:00 AM đến 11/30/1998 10:00:00 PM.

- Chỉ số NASH = 87,31%

Nhận xét:

Với 454 thời đoạn, thời gian tính toán từ ngày 11/12/1998 1:00:00 AM đến 11/30/1998 10:00:00 PM. Trên lưu vực sông Srêpôk xuất hiện trận lũ lớn đều là những trận lũ lớn lịch sử khi các đỉnh lũ đo đạt được tại trạm Giang Sơn là 429,19 (m) và Đức Xuyên là 433,11 (m).

Chỉ trong vòng 19 ngày trên đoạn sông Krong No đã xảy ra 2 trận lũ rất lớn, 2 trận lũ cách nhau 7 ngày, lũ lên nhanh và xuống chậm. Lũ đạt đỉnh trận 1 vào 11/14/1998 10:00:00 PM là 431,2 (m), trận 2 vào 11/20/1998 6:00:00 PM - 7:00:00 PM là 433,11 (m). Trạm Đức Xuyên đo được mực nước đạt đỉnh vượt báo động cấp III là 1,61 (m), trận lũ này ứng với tần suất P%≈ 5%. Liên hệ với lượng mưa đo đạc 1 ngày max tại trạm Đức Xuyên trong tháng XI là 125,1 (mm) vào ngày 20-XI. Tổng lượng mưa của cả tháng XI đo được là 447,1 (mm). Có thể thấy mối liên hệ giữa lượng mưa và mực nước.

Trạm Giang Sơn thì lũ lên liên tiếp từ ngày 11/12/1998 đến khi đạt đỉnh lúc 11/22/1998 5:00:00 AM - 7:00:00 AM là 429,19 (m) và bắt đầu giảm. Mực nước đạt đỉnh đã vượt báo động cấp III là 4,19 (m), trận lũ này ứng với tần suất P%≈ 2%. Liên hệ với lượng mưa đo đạc 1 ngày max tại trạm Giang Sơn trong tháng XI là

156,5 (mm) vào ngày 20-XI. Tổng lượng mưa của cả tháng XI đo được là 580,3 (mm).

Đường quá trình giữa mực nước thực đo và tính toán tại trạm Đức Xuyên và Giang Sơn đồng pha, khá sát nhau, chênh lệch đỉnh lũ chưa được tốt khi lượng tính toán so với lượng thực đo có sự sai lệch. Nhưng sai số vẫn trong khoảng cho phép.

Thời gian lũ lên rất nhanh, cường suất lũ lên khá lớn chính vì vậy khó để mô hình có thể mô phỏng chính xác được diễn biến của trận lũ.

Bảng 3-11: Mực nước tính toán và thực đo đỉnh lũ tại trạm Đức Xuyên từ

11/12/1998 1:00:00 AM đến 11/30/1998 10:00:00 PM.

Đỉnhlũ H tínhtoán (m) H thựcđo (m) Chênhlệch(m) Saisố (%)

11/14/1998

10:00:00 PM 431 431,19 0,19 0,04

11/20/1998

6:00:00 PM 432,70 433,11 0,41 0,09

Bảng 3-12: Mực nước tính toán và thực đo tại trạm thủy văn Giang Sơn từ

11/12/1998 1:00:00 AM đến 11/30/1998 10:00:00 PM.

Đỉnhlũ H tínhtoán (m) H thựcđo (m) Chênhlệch(m) Saisố (%)

11/22/1998

5:00:00 AM 429,60 429,19 0,41 0,10

 Năm 2000

Với năm 2000 do số liệu thu thập không đầy đủ nên mực nước thực đo của trạm thủy văn Đức Xuyên được xác định bởi đường quan hệ Q~h.

Mực nước tại trạm Đức Xuyên được xác định thông qua phương trình: H = -0,0000007 Q2 + 0,0043 Q + 427,23

Hình 3-14: Đường quá trình mực nước tại trạm thủy văn Đức Xuyên từ 10/08/2000

1:00:00 AM đến 10/28/2000 4:00:00 AM.

- Chỉ số NASH = 82,36%

Hình 3-15: Đường quá trình mực nước tại trạm thủy văn Giang Sơn từ 10/08/2000

1:00:00 AM đến 10/28/2000 4:00:00 AM.

Chỉ số NASH = 91,31%

Với 484 thời đoạn, thời gian tính toán từ 10/08/2000 1:00:00 AM đến

10/28/2000 4:00:00 AM. Trên lưu vực sông Srêpôk xuất hiện trận lũ lớn đều là

những trận lũ lớn lịch sử khi các đỉnh lũ đo đạt được tại trạm Giang Sơn là 426,26(m) và Đức Xuyên là 434,12 (m).

Đường quá trình giữa mực nước thực đo và tính toán tại trạm Đức Xuyên và Giang Sơn khá sát nhau, chênh lệch đỉnh lũ chưa được tốt khi lượng tính toán so với lượng thực đo có sự sai lệch. Nhưng sai số vẫn trong khoảng cho phép.

Bảng 3-13: Mực nước tính toán và thực đo đỉnh lũ tại trạm Đức Xuyên từ

10/08/2000 1:00:00 AM đến 10/28/2000 4:00:00 AM.

Đỉnhlũ H tínhtoán(m) H thựcđo(m) Chênh lệch(m) Sai số(%)

10/10/2000

Bảng 3-14: Mực nước tính toán và thực đo tại trạm thủy văn Giang Sơn từ

10/08/2000 1:00:00 AM đến 10/28/2000 4:00:00 AM.

Đỉnhlũ H tínhtoán(m) H thựcđo(m) Chênhlệch(m) Saisố(%)

10/13/2000

3:00:00 AM 426,15 426.26 0,11 0,03

 Năm 2003

Do số liệu thu thập không đầy đủ nên mực nước thực đo của trạm thủy văn Đức Xuyên được xác định bởi đường quan hệ Q~h.

Mực nước tại trạm Đức Xuyên được xác định thông qua phương trình: H = -0,000006Q2 + 0,0088 Q + 424,81

Hình 3-16: Đường quá trình mực nước tại trạm thủy văn Đức Xuyên từ 11/10/2003

4:00:00 AM đến 12/10/2003 10:00:00 PM.

Hình 3-17: Đường quá trình mực nước tại trạm thủy văn Giang Sơn từ 11/10/2003

4:00:00 AM đến 12/10/2003 10:00:00 PM.

Chỉ số NASH = 71,27%

Nhận xét:

Với 743 thời đoạn, thời gian tính toán từ 11/10/2003 4:00:00 AM đến

12/10/2003 10:00:00 PM. Đây là năm lũ nhỏ với các đỉnh lũ đo đạt được tại trạm

Giang Sơn là 423,99 (m) và Đức Xuyên là 427,67 (m).

Đường quá trình giữa mực nước thực đo và tính toán tại trạm Đức Xuyên và Giang Sơn khá sát nhau, chênh lệch đỉnh lũ chưa được tốt khi lượng tính toán so với lượng thực đo có sự sai lệch. Nhưng sai số vẫn trong khoảng cho phép.

Bảng 3-15: Mực nước tính toán và thực đo đỉnh lũ tại trạm Đức Xuyên từ

11/10/2003 4:00:00 AM đến 12/10/2003 10:00:00 PM.

Đỉnhlũ Htínhtoán(m) Hthựcđo(m) Chênh lệch(m) Sai số(%)

11/14/2003

Bảng 3-16: Mực nước tính toán và thực đo tại trạm thủy văn Giang Sơn từ

11/10/2003 4:00:00 AM đến 12/10/2003 10:00:00 PM.

Đỉnhlũ Htínhtoán(m) Hthựcđo(m) Chênhlệch(m) Saisố

(%)

11/17/2003

11:00:00 AM 423,70 423,99 0,29 0,07

Như vậy, bộ mô hình được thiết lập là khá tin cậy có thể sử dụng cho các bước tính toán tiếp theo.

CHƯƠNG IV

XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 4.1. Thiết lập các kịch bản mô phỏng.

 Các trận lũ điển hình trên lưu vực:

Qua kết quả tính tần suất giá trị lưu lượng lớn nhất (Q max) của các trận lũ lớn tại các

trạm Giang Sơn, Đức Xuyên và Cầu 14 (xem phụ lục). Các kịch bản được chọn mô phỏng là các trận lũ đại biểu bao gồm trong đó 1 trận lũ lớn trên nhánh sông Krong Kno; 1 trận lũ lớn trên nhánh Krong Ana và một trận lũ vừa, Cụ thể là:

+ Trận lũ năm 1998 từ ngày 11/12/1998 đến 11/30/1998 là trận lũ lớn trên sông Krông Ana (P%≈2%)

+ Trận lũ lịch sử năm 2000 từ 10/08/2000 đến 10/28/2000 trên sông Krông

Knô. Lưu lượng đỉnh lũ tại trạm thuỷ văn Đức Xuyên là 4020 m3/s (10-X-

2000) ứng với P%≈0,33%.

+ Trận lũ năm 2003 từ 11/10/2003 đến 12/10/2003 là trận lũ vừa trên lưu vực

 Xem xét vai trò của hồ chứa Buôn Tua Srah

Công trình thuỷ điện Buôn Tua Srah được khởi công xây dựng ngày 25/11/2004 và hoàn thành thi công xây dựng công trình ngày 07/07/2011. Hồ chứa Buôn Tua Srah đã được xây dựng trên sông Krong Kno một trong 2 nhánh sông chính của sông Srêpôk. Hồ có dung tích lớn nhất trong số các hồ chứa trên lưu vực. Nhiệm vụ của công trình là (i) Đảm bảo an toàn tuyệt đối cho công trình đầu mối thủy điện Buôn Tua Srah, chủ động đề phòng mọi bất trắc, với mọi trận lũ có chu kỳ lặp lại nhỏ hơn hoặc bằng 1.000 năm một lần không được để mực nước hồ Buôn Tua Srah vượt mực nước kiểm tra ở cao trình 489,5m; (ii) Tham gia giảm lũ cho hạ du; (iii) Cung cấp điện lên lưới điện quốc gia phục vụ kinh tế, xã hội.

Các thông số chính của công trình

• Cấp công trình : Cấp II.

• Công suất lắp máy : 86 MW (gồm 2 tổ máy).

• Mực nước dâng bình thường: 487,5 m

• Dung tích hồ chứa (Wtb): 786,9 triệu m3.

Đồ án sẽ xem xét khả năng hồ Buôn Tua Srah cắt giảm lũ năm 2000 cho hạ du theo hai phương án:

+ Theo quy trình vận hành liên hồ đã được nhà nước ban hành với mực nước

đón lũ là 486,5 m (Dung tích cắt lũ 37 triệu m3);

+ Hồ Buôn Tua Srah dành dung tích chống lũ với mực nước trước lũ là 485 m

(Dung tích cắt lũ 92,6 triệu m3).

Hình 4-1: Vị trí hồ Buôn Tua Srah.

Quá trình cắt, giảm đỉnh lũ của trận lũ năm 2000 theo hai phương án được tính toán trên cơ sở các thông số đặc tính hồ chứa Buôn Tua Srah và trình bày ở hình 4-2.

Hình 4-2: Đường quá trình lũ hạ lưu Buôn Tua Srah theo các phương án

Các kịch bản tính toán.

• Kịch bản 1 (KB1) : Trận lũ năm 2000 từ 10/08/2000 1:00:00 AM đến

10/28/2000 4:00:00 AM, chưa có sự tham gia của hồ Buôn Tua Srah.

• Kịch bản 2 (KB2) :Trận lũ năm 1998 từ 11/12/1998 1:00:00 AM đến

11/30/1998 10:00:00 PM, chưa có sự tham gia của hồ Buôn Tua Srah.

• Kịch bản 3 (KB3) : Trận lũ năm 2003 từ 11/10/2003 4:00:00 AM đến

12/10/2003 10:00:00 PM, chưa có sự tham gia của hồ Buôn Tua Srah.

• Kịch bản 4 (KB4) : Kịch bản 1, hồ Buôn Tua Srah vận hành theo phương án

1 với Vcl = 37 triệu m3.

• Kịch bản 5 (KB5): Kịch bản 1, hồ Buôn Tua Srah vận hành theo phương án 2

với Vcl = 92,6 triệu m3.

4.2. Xây dựng bản đồ ngập lụt và đánh giá các phương án.

Sau khi hoàn thành tính toán thuỷ văn thuỷ lực bằng mô hình MIKE 11, các kết quả tính toán qua Modun MIKE 11-HD đã xuất ra độ sâu ngập lụt trong vùng nghiên cứu sẽ được chuyển vào Arc Gis để thiết lập bản đồ ngập lụt và đánh giá. Kết quả xuất ra từ MIKE 11-HD dưới dạng đuôi dfs2 sẽ chuyển sang đuôi ascii và add lên Arc Gis. Kết hợp với các dữ liệu có sẵn như mạng sông, trạm thủy văn, trạm

khí tượng, hành chính xã huyện và tỉnh, bản đồ vệ tinh và bản đồ Dem địa hình tiến hành xây dựng được bản đồ ngập lụt vùng nghiên cứu.

a. Kịch bản 1 (KB1) : Trận lũ năm 2000 từ 10/08/2000 1:00:00 AM đến 10/28/2000 4:00:00 AM, chưa có sự tham gia của hồ Buôn Tua Srah.

Hình 4-3: Bản đồ ngập lụt khu vực hồ Lắk Buôn Trấp trận lũ năm 2000. Bảng 4-1: Diện tích ngập lụt trong khu vực.

Khuvực

Diệntích bịngập(km2)

0,5-1,5(m) 1,5-2,5 (m) >2,5 (m)

Hồ LắkBuôn

Trấp 974,913 204,344 48,778 1228,035

Từ kết quả tính toán độ sâu và diện tích ngập lụt trong khu vực hồ Lắk - Buôn Trấp trận lũ năm 2000 khi chưa có sự tham gia của hồ Buôn Tua Srah so sánh với vết lũ trên khu vực năm 2000 ta có bảng sau:

Bảng 4-2: Vết lũ trên khu vực năm 2000.

Xã Địađiểmvếtlũ Caođộ(m) nămĐộ2000ngập (m)

Ea Bông Nhà ông Aman Rông Buôn MB Lớt 417,81 2,7

Nhà bà Võ Thị Phương Kiều 418,02 1,7

Nhà ông Lê Xuân Nguyên đội 2 417,18 2,2

Ea Na Đội 4 thôn Quỳnh Ngọc 415,35 2,8

Nhà ông Phạm Xuân Thu buôn Tơ Lơ 417,03 0,75

TT. Buôn Trấp

Nhà bà Đồng Thị Dung khối 8 417,91 1,7

Nhà bà Trần Thị Tho đội 2 418,87 2,5

Bình Hòa Nhà ông Phạm Khuya thôn 1 đội 1 419,25 1,6

Buôn Choah

Trường tiểu học xã 423,75 1,75

Nhà bác Hiểu thôn 1 423,8 1,65

Nhà anh Nhất thôn 1 423,5 0,5

Từ kết quả tính toán và vết lũ nhận thấy kết quả tính toán được so với thực tế cũng tương đối chính xác. Các xã có độ sâu ngập lụt lớn có kết quả tính toán ra lớn như Ea Bông, Ea Na, TT.Buôn Trấp, Bình Hòa, Buôn Choah. Vì địa hình khu vực này có cao độ chênh nhau lớn trong 1 xã nên độ sâu ngập trong 1 xã cũng có sự chênh lệch nhau. Gần như vết lũ trùng với các xã tính toán.

Trận lũ năm 2000 từ 10/08/2000 1:00:00 AM đến 10/28/2000 4:00:00 AM. Diện tích ngập lụt các xã Ea Bông, Ea Na, TT.Buôn Trấp, Buôn Choah độ sâu ngập 0,5-1,5 (m) có diện tích tương đối lớn trong xã. Nguy hiểm và gây thiệt hại nặng nhất là độ sâu ngập >2,5 (m) các xã này có diện tích ngập lụt lớn nhất trong khu vực nghiên cứu. Vì các xã khu vực này có địa hình trũng, lại là nơi nhập lưu giữa 2 con sông lớn là Krong Ana và Krong No đổ xuống từ các dãy núi và cao nguyên rồi chảy vào sông Srêpôk. Chúng như 1 cái lòng chảo để chứa nước khi mực nước trong sông tràn bờ. Trận lũ năm 2000 là lũ đặc biệt lớn trên sông Krong Ana và Krong No nên gây ra mức độ ngập trầm trọng. Các xã Bình Hòa, Buôn Triết, Buôn Tría nằm gần khu vực hồ Lắk, gần sông Krong Ana, gần cao nguyên và có cao độ thấp nên khi có lũ lớn chúng sẽ trữ nước và chờ đến khi mực nước trên sông Krong Ana hạ thì mới có thể thoát ra sông được. Diện tích ngập của xã Bình Hòa, Buôn

Triết, Buôn Tría, Đắk Liêng gần như toàn bộ xã. Các xã khu vực này có diện tích ngập lớn nhưng độ sâu ngập >2,5 (m) không xảy ra nhiều.

b. Kịch bản 2 (KB2): Trận lũ năm 1998 từ 11/12/1998 1:00:00 AM đến 11/30/1998 10:00:00 PM, chưa có sự tham gia của hồ Buôn Tua Srah.

Hình 4-4: Bản đồ ngập lụt khu vực hồ Lắk-Buôn Trấp trận lũ năm 1998. Bảng 4-3: Diện tích ngập lụt trong khu vực.

Khuvực Diệntích bịngập(km 2) 0,5-1,5 (m) 1,5-2,5 (m) >2,5 (m) Hồ Lắk Buôn Trấp 982,543 186,329 22,226 1191,089 Trận lũ năm 1998 từ 11/12/1998 1:00:00 AM đến 11/30/1998 10:00:00 PM là trận lũ lớn lịch sử trên sông Krong Ana cũng như trên lưu vực Srêpôk. Trận lũ này ứng với tần suất P%≈ 2% tại trạm thủy văn Giang Sơn và ứng với tần suất P %≈5% tại trạm thủy văn Đức Xuyên. Có thể nhận thấy các xã gần nhánh sông