4. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.2 Thiết lập, hiệu chỉnh và kiểm định mô hình MIKE NAM
Mô hình mƣa – dòng chảy đƣợc hiệu chỉnh và kiểm định dựa vào số liệu thời đoạn 1 ngày. Số liệu mƣa tại các trạm đo mƣa và bốc hơi đƣợc sử dụng để tính toán. Số liệu lƣu lƣợng thực đo trong thời khoảng từ tháng 01/1972 đến tháng 12/1978 đƣợc dùng để hiệu và kiểm định mô hình. Giá trị các thông số trong mô hình mƣa dòng chảy (NAM) sau khi hiệu chỉnh và kiểm định đƣợc ghi trong Bảng 2.6.
Bảng 2.3: Trọng số của các trạm mƣa cho thƣợng nguồn sông Hoàng Long - tính
theo phƣơng pháp đa giác Thiessen
Trạm Lƣu vực Trọng số(Thiessen)
Hƣng Thi Thƣợng lƣu S.Hoàng Long 0,414
Lâm Sơn Thƣợng lƣu S.Hoàng Long 0,550
Ba Thá Thƣợng lƣu S.Hoàng Long 0,036
Bảng 2.4: Trọng số của các trạm mƣa cho thƣợng nguồn sông Đáy - tính theo phƣơng pháp đa giác Thiessen
Trạm Lƣu vực Trọng số(Thiessen)
Hƣng Thi Thƣợng lƣu S.Đáy 0,30
Lâm Sơn Thƣợng lƣu S.Đáy 0,13
Ba Thá Thƣợng lƣu S.Đáy 0,57
Sai số giữa lƣu lƣợng tính toán và thực đo trong bƣớc hiệu chỉnh và kiểm định mô hình đƣợc đánh giá theo chỉ số Nash-Sutcliffe.
n Q Q 2 R21 obs , i sim ,i i1 n Q 2 Q obs , i obs (2-1) i1
Trong đó: Qobs, i: lƣu lƣợng thực đo tại thời điểm thứ i; Qsim, i: lƣu lƣợng
Q
Kết quả hiệu chỉnh, kiểm định đƣờng quá trình lƣu lƣợng tính toán và đƣờng quá trình lƣu lƣợng thực đo tại các trạm Ba Thá và Hƣng Thi đƣợc trình bày trong
Bảng 2.6, Hình 2.4, Hình 2.5, Hình 2.6 và Hình 2.7. Trên các hình này, sự trùng lặp khá tốt giữa số liệu đo đạc và kết quả tính toán bằng mô hình đã đƣợc ghi nhận.
Hình 2.2: Đa giác Thiessen lƣu vực nghiên cứu
Kết quả hiệu chỉnh mô hình MIKE NAM cho hai lƣu vực Hƣng Thi và Ba Thá đƣợc trình bày trong các hình vẽ dƣới đây:
Hình 2.4: So sánh giữa kết quả tính toán hiệu chỉnh mô hình mƣa – dòng chảy với số liệu lƣu lƣợng thực đo trạm Hƣng Thi năm 1973-1975
Hình 2.5: So sánh giữa kết quả tính toán hiệu chỉnh mô hình mƣa – dòng chảy với số liệu lƣu lƣợng thực đo trạm Ba Thá năm 1976-1978
Kết quả hiệu chỉnh mô hình mƣa – dòng chảy ở trên cho thấy đƣờng quá trình tính toán và thực đo năm là khá tƣơng đồng nhau. Quá trình tính toán đã mô phỏng đƣợc khá tốt đỉnh lũ các, với thời gian xuất hiện đỉnh lũ trùng nhau, giá trị mực nƣớc đỉnh lũ tính toán và thực đo chênh lệch khoảng cho phép. Hệ số NASH cho quá trình hiệu chỉnh dao động từ 0,68 đến 0,77. Tuy nhiên, một vài thời đoạn tính toán và thực đo còn sai số khá
lớn, đặc biệt cả đƣờng tính toán lƣu lƣợng và tính toán mực nƣớc mùa lũ có xu hƣớng cao hơn thực đo. Nhƣ vậy kết quả tính toán cho các năm này là khá tốt, phù hợp với quy luật biến đổi dòng chảy trong thực tế tại khu vực nghiên cứu. Bộ thông số xác định đƣợc trong bƣớc hiệu chỉnh sẽ tiếp tục đƣợc kiểm định trong bƣớc tiếp theo. Kết quả kiểm định mô hình nhƣ sau:
Hình 2.6: So sánh giữa kết quả tính toán kiểm định mô hình mƣa – dòng chảy với số liệu lƣu lƣợng thực đo, trạm Hƣng Thi, năm 1976-1977
Hình 2.7: So sánh giữa kết quả tính toán kiểm định mô hình mƣa – dòng chảy với số liệu lƣu lƣợng thực đo, trạm Ba Thá, năm 1972-1973
Bảng 2.5: Kết quả hiệu chỉnh, kiểm định mô hình mƣa - dòng chảy
Lƣu vực Tên trạm Chỉ số Nash (%)
Hiệu chỉnh Kiểm nghiệm
Lƣu vực thƣợng nguồn Trạm Ba Thá 77% 90%
sông Đáy
Lƣu vực thƣợng nguồn Trạm Hƣng 68% 64%
sông Bôi Thi
Bảng 2.6: Giá trị các thông số mô hình mƣa- dòng chảy (NAM) cho các lƣu vực sông
Thông số dòng chảy mặt và sát mặt
Trạm Umax Lmax CQOF CKIF CK1,2 TOF TIF
Ba Thá 30 300 0,543 200 50 0,587 0,99 Hƣng Thi 35 135 0,615 200 31,7 0,587 0,55 Thông số về lƣợng gia nhập nƣớc ngầm Trạm TG CKBF CQlow CKlow Ba Thá 0,34 1000 22 15000 Hƣng Thi 0,551 900 17,5 10000
Điều kiện ban đầu
Trạm U L QOF QIF BF
Ba Thá 0,9 0,5 1 1 0
Hƣng Thi 0,9 0,5 1 1 0
Nhƣ vậy, thông qua kết quả tính toán kiểm định mô hình Mƣa- Dòng chảy đƣợc thể hiện ở các hình trên, cho thấy rằng sự phù hợp giữa kết quả tính toán và thực đo về hình dạng đƣờng quá trình dòng chảy cũng nhƣ giá trị đỉnh. Chỉ số NASH của các năm kiểm định từ 0,64 đến 0,9. Tƣơng quan giữa tính toán với thực đo tƣơng đối chặt chẽ. Qua các chỉ tiêu đánh giá đều cho kết quả tốt, do đó có thể kết luận rằng bộ mô hình đã thiết lập có độ tin cậy cao. Những giá trị lƣu lƣợng nƣớc này đƣợc sử dụng nhƣ là các điều kiện biên trên cho mô hình thủy lực và mô hình chất lƣợng nƣớc, đƣợc trình bày rõ hơn trong phần tiếp theo của luận văn.