TT Trận lũ năm 2009 Nash
1 Nông Sơn 0.87
Bảng3.6. Bộ thơng số mơ hình
TT Đoạn sơng Muskingum k (h) Muskingum x
1 Junction 8 – Nông Sơn 2 0.25
Nhận xét: Với chỉ tiêu Nash đều lớn hơn 0.7 và chênh lệch đỉnh lũ không
đáng kể, bộ thơng số mơ hình được chấp nhận sử dụng cho quá trình kiểm định.
c) Quá trình kiểm định mơ hình
Để kiểm định mơ hình HEC – RESSIM, luận văn đã tiến hành chọn trận lũ tháng 10 năm 2010 cho quá trình kiểm định.
Trong năm 2010, hệ thống được mô phỏng lại trong mơ hình HEC - RESSIM như ở phần hiệu chỉnh đã trình bày ở trên( hình 3.12).
Sử dụng bộ thơng số đã qua hiệu chỉnh và kiểm định trong mơ hình NAM để tính ra dịng chảy đến biên trên mơ hình. Hiệu chỉnh bộ thơng số mơ hình thơng qua
so sánh dịng chảy thực đo và tính tốn tại Nơng Sơn. Kết quả kiểm định mơ hình được thể hiện trong hình 3.14, sử dụng chỉ tiêu Nash để đánh giá kết quả (bảng 3.7).
Hình 3.14. Biểu đồ so sánh lưu lượng tại Nông Sơn năm 2010
Bảng3.7. Đánh giá chỉ số Nash cho kết quảkiểm định
TT Trận lũ năm 2010 Nash
1 Nông Sơn 0.75
Nhận Xét: Với chỉ tiêu Nash đều lớn hơn 0.7 và chênh lệch đỉnh lũ không
đáng kể, bộ thơng số mơ hình được chấp nhận sử dụng cho các q trình mơ phỏng lũ khác trong lưu vực.
3.3.2. Mơ phỏng lũ bằng mơ hình HEC - RESSIM
a) Lựa chọn trận lũmô phỏng
Để khái quát được các mức độ khác nhau của sự tác động của cơng trình thủy lợi, thủy điện đến các đặc trưng dòng chảy xuống vùng hạ du trên lưu vực sông Thu Bồn. Luận văn đã xây dựng, tính tốn và áp dụng kịch bản sau đây: Tính tốn với trận lũ đại biểu cho lưu vực sơng Thu Bồn và trong hệ thống có hồ chứa thủy điện Sông Tranh 2 tham gia điều tiết lũ.
+ Xây dựng đường tần suất dòng chảy lũ tại trạm thủy văn Nơng Sơn cho lưu vực sơng Thu Bồn (hình 3.15). Từ kết quả tính tốn tần suất đó lựa chọn những trận lũ đại biểu có tần suất lớn (những trận lũ có tần suất < 10%), sau đó lọc tiếp theo các tiêu chí tiếp theo.
+ Lựa chọn trận lũ đã xảy ra trong những năm gần đây đảm bảo mức độ tin tưởng của số liệu để phục vụ tính tốn mơ hình.
+ Năm được lựa chọn phải có số liệu quan trắc lượng mưa lũ phù hợp để chạy mơ hình (mưa ít nhất là 6h).
Từ kết quả tính tốn tần suất, tiến hành lọc và lựa chọn theo các tiêu chí trên, chọn được trận lũ đại biểu cho lưu vực sông Thu Bồn là trận lũ tháng 11 năm 2007.
Hình 3.15. Đường tần suất dịng chảy lũ trạm Nông Sơn
b) Mơ phỏng dịng chảy lũ lưu vực sơng Thu Bồn bằng mơ hình HEC - RESSIM
Xác định quy tắc vận hành xả lũ hồ Sông Tranh 2
- Hồ Sông Tranh 2 được vận hành theo quy trình vận hành mùa lũ, ban hành
kèm theo Quyết định số 1880/QĐ-TTg ngày 13 tháng 10 năm 2010 của Thủ tướng Chính phủ.
- Nguyên tắc vận hành:
+ Trong q trình vận hành, cần theo dõi cập nhật thơng tin về lưu lượng thực đo và thông tin dự báo lưu lượng đến hồ 6 giờ tiếp theo để điều chỉnh quá trình xả sao cho phù hợp với tình hình thực tế.
+ Khi vận hành hồ chứa giảm lũ cho hạ du phải tuân thủ theo quy định về trình tự, phương thức đóng mở cửa van các cơng trình xả đã được các cấp có thẩm quyền ban hành.
+ Không cho phép sử dụng phần dung tích hồ từ cao trình mực nước dâng bình thường đến cao trình mực nước dâng gia cường để điều tiết giảm lũ khi các cửa van của cơng trình xả chưa ở trạng thái mở hồn tồn.
+ Sau đỉnh lũ phải đưa mực nước hồ về cao trình mực nước dâng bình thường. + Cao trình mực nước đón lũ được thể hiện như bảng 3.8
Bảng3.8. Mực nước đón lũ hồ Sơng Tranh 2
Hồ Sông Tranh 2
Mực nước hồ (m) 172
- Vận hành hồ giảm lũ cho hạ du:
+ Khi lũ lên thì xả nước với lưu lượng xả lớn hơn lưu lượng đến hồ để hạ dần mực nước đến hồ về cao trình mực nước đón lũ quy định ở bảng 4 trong khoảng thời gian 24 giờ.
+ Nếu mực nước hiện tại của hồ Sông Tranh 2 lớn hơn mực nước quy định trong Bảng 2 và mực nước tại trạm thủy văn Câu Lâu đang ở dưới mức báo động II; dự báo trong 24 giờ tới lưu lượng đến hồ Sơng Tranh 2 có khả năng vượt 900 m3/s thì vận
hành hồ như sau: Xả nước với lưu lượng xả lớn hơn lưu lượng đến hồ để hạ dần mực nước hồ về cao trình mực nước đón lũ quy định ở Bảng 2 trong khoảng thời gian 24 giờ; căn cứ vào lưu lượng đến hồ và mực nước hồ thực đo hiện tại, nếu dự báo trong 6 đến 12 giờ tới lũ về hồ Sông Tranh 2 đạt đỉnh thì vận hành hồ giảm đỉnh lũ. Khi mực nước hồ đã đạt đến mực nước dâng bình thường, vận hành đảm bảo lưu lượng xả bằng lưu lượng đến hồ.
+ Khi mực nước hồ đạt đến mực nước dâng bình thường mà lũ đến hồ cịn tiếp tục tăng và có khả năng ảnh hưởng đến an tồn cơng trình, thực hiện vận hành an tồn hồ và báo cáo cơ quan có trách nhiệm.
Mơ phỏng lũ theo mơ hình HEC – RESSIM
- Hệ thống được mơ phỏng bằng mơ hình HEC – RESSIM (hình 3.16) gồm có: + Các đoạn sông : Đoạn sông Thu Bồn.
+ Hồ chứa đã đi vào hoạt động và các đặc tính vật lý, thơng số kỹ thuật, quy tắc vận hành của hồ chứa: hồ Sông Tranh 2.
+ Ngồi ra, cần phải đưa vào mơ hình các nhập lưu, quan hệ lưu lượng và mực nước tại Nơng Sơn.
Hình 3.17. Đặc tính hồ Sơng Tranh 2
Sử dụng bộ thông số đã qua hiệu chỉnh và kiểm định trong mơ hình Mike – Nam để tính ra dịng chảy đến hồ và dịng chảy từ các nhập lưu sau đó tiến hành vận hành hồ Sông Tranh 2 trong mùa lũ theo quy tắc vận hành, ta thu được đường quá trình vận hành (hình 3.18) và đường quá trình cắt lũ năm 2007 (hình 3.19) tại trạm Nơng Sơn.
Hình 3.18. Đường q trình vận hành hồ thủy điện Sơng Tranh 2
Nhận xét
Qua q trình vận hành hồ Sơng Tranh 2 để cắt đỉnh lũ năm 2007, ta thấy tác dụng cắt lũ của các hồ chứa Sông Tranh 2 là khá đáng kể, giảm lưu lượng lũ xuống hạ lưu có thể tránh hay giảm thiểu lụt ở dưới hạ lưu. Cụ thể, qua quá trình điều tiết qua hồ Sơng Tranh 2, lưu lượng đỉnh lũ đã cắt từ 12086 m3
/s xuống còn 10923 m3
/s và giảm được 9% lưu lượng đỉnh lũ Nông Sơn (bảng 3.9).
Bảng3.9. So sánh lưu lượng cắt lũ tại trạm Nông Sơn trận lũ năm 2007
TT Trận lũ Q đỉnh lũ (m3/s) Q sau khi xả lũ (m3/s) Q xả lũ (m3/s) Q xả lũ / Q đỉnh (%) 1 Tháng 11 năm 2007 12086 10923 1163 9
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Trong quá trình thực hiện, luận văn đã nhận được một số kết quả và kết luận như sau:
1. Đã tổng hợp, phân tích tài liệu về điều kiện địa lý tự nhiên trên hệ thống lưu vực sông Thu Bồn và thông số kỹ thuật của hồ chứa Sông Tranh 2 trên lưu vực sông, làm cơ sở cho việc đánh giá ảnh hưởng của hồ đến dòng chảy lũ.
2. Giới thiệu được tổng quan về cơ sở lý thuyết các phương pháp đánh giá ảnh hưởng của hồ chứa đến dịng chảy lũ, cơ sở lý thuyết mơ hình NAM, HEC - RESSIM.
3. Thực hiện và đánh giá các tác động của hồ chứa Sông Tranh 2 đến các đặc trưng dịng chảy trước và sau khi có hồ thơng qua việc sử dụng mơ hình NAM hồn ngun lại số liệu dòng chảy 2 năm 2012 và 2013 của trạm Nơng Sơn, sau đó so sánh với số liệu thực đo. Ta thấy tác động của hồ chứa Sông Tranh 2 là rất đáng kể đến việc cắt lũ của hạ du. Cụ thể, quá trình lưu lượng ở cả 2 trận lũ hoàn nguyên 2012 và 2013 đều có đỉnh lũ, tổng lượng lũ cao hơn và sớm pha so với đỉnh lũ của số liệu thực (cao hơn khoảng 1000 m3/s và sớm hơn 3-5 giờ). Như vậy chứng tỏ rằng hồ chứa có khả năng cắt lũ cho hạ lưu, việc khống chế lũ của hồ chứa giảm lưu lượng lũ xuống hạ du, giảm khả năng gây lũ lụt ở hạ du.
4. Bước đầu thành cơng trong việc ứng dụng mơ hình NAM kết hợp mơ hình HEC - RESSIM vận hành hồ chứa Sông Tranh 2, áp dụng cho việc mơ phỏng dịng chảy lũ lưu vực nghiên cứu với trận lũ đại biểu được chọn là trận lũ tháng 11 năm 2007 thu được kết quả là đường quá trình vận hành hồ Sơng Tranh 2 và đường q trình cắt lũ tại trạm thủy văn Nơng Sơn. Qua kết quả tính tốn, ta thấy q trình điều tiết vận hành cắt lũ hồ Sông Tranh 2 là khá đáng kể, lưu lượng đỉnh lũ tại trạm Nông Sơn đã cắt từ 12086 m3
/s xuống còn 10923 m3 /s.
5. Tuy nhiên, do thời gian, số liệu và trình độ cịn hạn chế, luận văn này chưa thể nghiên cứu một cách chi tiết về sự biến đối của dịng chảy của lưu vực sơng Thu Bồn trước và sau khi có hồ chứa theo số liệu thực đo. Qua đó, tác giá kiến nghị cần có các nghiên
cứu tiếp theo nhằm xây dựng, đánh giá được ảnh ảnh hưởng của các cơng trình hồ chứa hay thủy điện đến tình hình lũ lụt lưu vực sơng Thu Bồn nói riêng và tỉnh Quảng Nam nói chung.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Quy trình vận hành liên hồ chứa các hồ: A Vương, DakMy 4, Sông Tranh 2 trong mùa lũ hàng năm (ban hành theo quyết định số 1880 /QĐ – TTG ngày 13/10/2010 của Thủ tướng Chính phủ).
2. Đỗ Thị Ngọc Hoa (2013), Đánh giá tính dễ bị tổn thương do lũ đến kinh tế - xã hội lưu vực sơng Thu Bồn trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Luận văn Thạc sỹ, Trường
Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.
3. Lê Thị Huệ (2007), Ứng dụng mơ hình HEC -RESSIM tính điều tiết lũ hệ thống hồ chứa sơng Hương. Luận văn Thạc sỹ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học
Quốc gia Hà Nội.
4. Nguyễn Tiền Giang, Nguyễn Thị Hoan (2012), Xây dựng mơ hình mưa – dịng chảy để khơi phục số liệu dịng chảy tại An Khê trên lưu vực sơng Ba.Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ tập 28, số 3S tr. 30-38.
5. Dương Thị Thanh Hương, Nguyễn Tiền Giang (2011),Thiết lập bộ mô hình mơ phỏng phục vụ xây dựng quy trình vận hành hệ thống liên hồ chứa thủy điện trên lưu vực sơng Ba, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công
nghệ tập 27, số 1S, tr. 136-150.
6. Nguyễn Hữu Khải,Phân tích thống kê trong thủy văn,Giáo trình ĐHKHTN, 2008. 7. Nguyễn Hữu Khải, Nguyễn Thanh Sơn, Mơ hình tốn thủy văn, NXB ĐHQGHN,
2003.
8. Vi.wikipedia.org/wiki/Quảng_Nam
Tiếng Anh
9. DHI (2007),Reference Manual MIKE 11
PHỤ LỤC
Phụ lục 1.Thống kê trận lũ tại lưu vực sông Thu Bồn giai đoạn 2011 - 2013
TT Thời gian Hình thế thời tiết Hmax Nông Sơn Hmin Nông Sơn 1 04 – 10/11/2011 Bão + KKL 1692 692 2 25 – 27/11/2011 KKL tăng cường 1274 742 3 05 – 10/10/2012 ATNĐ đổ bộ 1039 460 4 13 – 16/10/2013 ATNĐ đổ bộ 1318 628 5 14 – 18/11/2013 Bão + KKL 1647 742
Phụ lục 2.Kết quả hiệu chỉnh tại trạm Nông Sơn trận lũ 2010 Thời gian Qtđ Nông Sơn Qtt Nông Sơn
10/1/10 5:00 412.0 223.4 10/1/10 7:00 433.6 254.0 10/1/10 9:00 428.8 281.8 10/1/10 11:00 414.4 307.0 10/1/10 13:00 384.0 329.9 10/1/10 15:00 362.0 351.0 10/1/10 17:00 352.0 370.6 10/1/10 19:00 374.0 401.7 10/1/10 21:00 392.0 433.5 10/2/10 23:00 574.4 488.2 10/2/10 1:00 676.8 544.4 10/2/10 3:00 696.8 598.9 10/2/10 5:00 710.8 653.0 10/2/10 7:00 688.4 639.2 10/2/10 9:00 654.4 621.7 10/2/10 11:00 616.0 602.9 10/2/10 13:00 603.2 714.3 10/2/10 15:00 685.6 845.2 10/2/10 17:00 837.6 985.3 10/2/10 19:00 987.2 1034.3 10/2/10 21:00 1004.8 1004.4 10/3/10 23:00 974.0 971.3
10/3/10 1:00 912.4 916.6 10/3/10 3:00 847.1 865.2 10/3/10 5:00 778.0 818.1 10/3/10 7:00 720.1 774.1 10/3/10 9:00 661.9 734.6 10/3/10 11:00 603.2 699.3 10/3/10 13:00 554.1 681.3 10/3/10 15:00 520.0 667.4 10/3/10 17:00 500.8 655.9 10/3/10 19:00 481.6 632.6 10/3/10 21:00 464.8 611.0 10/4/10 23:00 450.4 591.1 10/4/10 1:00 442.4 572.2 10/4/10 3:00 435.2 554.9 10/4/10 5:00 428.8 539.2 10/4/10 7:00 438.4 524.9 10/4/10 9:00 439.2 511.9 10/4/10 11:00 431.2 500.0 10/4/10 13:00 413.6 507.3 10/4/10 15:00 395.2 516.5 10/4/10 17:00 376.3 526.0 10/4/10 19:00 368.0 514.1 10/4/10 21:00 338.0 503.1 10/4/10 23:00 325.0 493.0
Phụ lục3.Kết quả kiểm định tại trạm Nông Sơn trận lũ 2009 Thời gian Qtđ Nông Sơn Qtt Nông Sơn
9/28/2009 1:00 486.4 172.3 9/28/2009 3:00 691.2 173.0 9/28/2009 5:00 1004.8 222.9 9/28/2009 7:00 1374.4 290.2 9/28/2009 9:00 1778.4 356.2 9/28/2009 11:00 2047.6 456.6 9/28/2009 13:00 2219.2 560.8 9/28/2009 15:00 2497.4 619.9 9/28/2009 17:00 2820.8 687.8 9/28/2009 19:00 3098.4 800.1 9/28/2009 21:00 3421.6 1160.0
9/28/2009 23:00 3848 1644.5 9/29/2009 1:00 4366.4 2133.8 9/29/2009 3:00 5087.2 2848.4 9/29/2009 5:00 5710 3521.5 9/29/2009 7:00 6516 4135.2 9/29/2009 9:00 7200 5458.6 9/29/2009 11:00 7788 6828.4 9/29/2009 13:00 8292 10256.8 9/29/2009 15:00 8700 9151.3 9/29/2009 17:00 9013.2 8431.4 9/29/2009 19:00 9158.4 8678.4 9/29/2009 21:00 9066 7357.3 9/29/2009 23:00 8808 6488.0 9/30/2009 1:00 8232 5898.7 9/30/2009 3:00 7584 5267.9 9/30/2009 5:00 6888 4820.1 9/30/2009 7:00 6120 4375.7 9/30/2009 9:00 5570 3945.2 9/30/2009 11:00 4991.8 3581.1 9/30/2009 13:00 4559.4 3268.2 9/30/2009 15:00 4131.8 3035.9
Phụ lục 4.Số liệu mưa và kết quả hoàn nguyên lũ năm 2012
Lượng mưa (mm)
Thời gian Đà Nẵng Hội An Nông Sơn Tam Kỳ Trà My
Qtt Nông Sơn (m3/s) Qtđ Nông Sơn (m3/s) 10/5/2012 1:00 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1 176 10/5/2012 3:00 0.0 0.0 0.0 0.0 5.0 164 195 10/5/2012 5:00 0.0 0.0 0.0 0.0 5.0 218 212 10/5/2012 7:00 0.0 0.0 0.0 0.0 5.0 268 217 10/5/2012 9:00 0.0 0.0 0.0 0.0 0.7 294 197 10/5/2012 11:00 0.0 0.0 0.0 0.0 0.7 315 176 10/5/2012 13:00 0.0 0.0 0.0 0.0 0.7 332 156 10/5/2012 15:00 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 344 143 10/5/2012 17:00 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 353 135
10/5/2012 19:00 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 360 135 10/5/2012 21:00 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 365 156 10/5/2012 23:00 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 368 184 10/6/2012 1:00 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 371 222 10/6/2012 3:00 3.3 5.0 0.7 1.0 0.7 377 238 10/6/2012 5:00 3.3 5.0 0.7 1.0 0.7 386 248 10/6/2012 7:00 3.3 5.0 0.7 1.0 0.7 394 250 10/6/2012 9:00 1.3 9.3 4.0 19.0 17.7 655 244 10/6/2012 11:00 1.3 9.3 4.0 19.0 17.7 997 226 10/6/2012 13:00 1.3 9.3 4.0 19.0 17.7 1372 194