Qua đánh giá tình hình tài liệu quan trắc trên địa bàn nghiên cứu, mơ hình NAM đã được lựa chọn để đánh giá dịng chảy hình thành từ mưa cho các tiểu vùng trên lưu vực sông Lam.
3.2.1. Tài liệu sử dụng trong mơ hình NAM
a) Số liệu dùng hiệu chỉnh, kiểm định:
Số liệu mưa ngày (giai đoạn 1961-2007) tại các trạm: Quỳ Châu, Tây Hiếu, Quỳnh Lưu, Tương Dương, Con Cuông, Đô Lương, Hương Khê, Hà Tĩnh, Vinh;
Số liệu bốc hơi ngày tại các trạm: Tương Dương, Vinh, Hà Tĩnh, Hương Khê.
Số liệu lưu lượng ngày tại các trạm: Yên Thượng giai đoạn (1975-1998) Nghĩa Khánh giai đoạn ( 1975-1989) Hòa Duyệt giai đoạn (1961-1981) Sơn Diệm giai đoạn (1961-1980).
b) Số liệu dùng trong khơi phục dịng chảy các tiểu lưu vực năm 2011:
Số liệu mưa giờ năm 2011 tại các trạm: Quỳnh Lưu, Quỳ Hợp, Tây Hiếu, Quỳ Châu KT, Quỳ Châu TV, Nghĩa Khánh, Mường Xén, Cửa Rào, Tương Dương, Con Cuông KT, Con Cuông TV, Dừa, Đô Lương, Yên Thượng, Nam Đàn, Cửa Hội, Vinh, Hòn Ngư, Linh Cảm, Hà Tĩnh, Hương Sơn, Hương Khê, Sơn Diệm, Hòa Duyệt, Chu Lễ.
Số liệu bốc hơi ngày của năm 2011 tại các trạm: Tương Dương, Vinh, Hà Tĩnh, Hương Khê.
3.2.2. Hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình
Các phương pháp để tiến hành hiệu chỉnh mơ hình NAM bao gồm phương pháp thử sai và phương pháp tối ưu hóa. Ở đây, sử dụng kết hợp hai phương pháp này, cụ thể tối ưu hóa các hàm mục tiêu:
- Cực tiểu hóa sai số tổng lượng dịng chảy - Cực tiểu hóa sai số dạng đường quá trình
Kết quả hiệu chỉnh mơ hình cho bộ thơng số ứng với lưu vực đến các trạm khống chế trong Bảng 8.
Bảng 8. Bộ thơng số mơ hình MIKE NAM
Tên Umax Lmax CQOF CKIF CK1,2 TOF TIF TG CKBF Yên Thượng 19,9 299 0,352 208,1 49,8 0,0918 0,248 0,375 2.125
Nghĩa Khánh 14,6 259 0,931 235,6 49,6 0,209 0,049 0,00958 1.510 Hòa Duyệt 13,4 114 0,715 205,1 51 0,435 0,136 0,081 2.081 Sơn Diệm 10,2 104 0,628 209,6 24 0,739 0,207 0,233 1.018
Mức độ phù hợp giữa tính tốn và thực đo được đánh giá theo tiêu chuẩn của WMO. Theo tiêu chuẩn này độ hữu hiệu của mơ hình được đánh giá qua chỉ tiêu Nash:
∑ ( ) ∑ ( ̅ ) Trong đó:
Qobs,i : lưu lượng thực đo tại thời điểm thứ i Qsim,i :lưu lượng tính tốn tại thời điểm thứ i ̅ : lưu lượng thực đo trung bình các thời đoạn.
Kiểm định mơ hình là cơng tác kiểm tra lại mức độ phù hợp của mơ hình với bộ thơng số tìm được tại lưu vực tính tốn sử dụng tập số liệu độc lập với tập số liệu đã sử dụng trong giai đoạn hiệu chỉnh.
Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định cho thấy độ phù hợp khá tốt giữa lưu lượng quan trắc và tính tốn tổng lượng dịng chảy mơ phỏng và thực đo (Bảng 9 và các Hình 8- Hình 15), cho thấy bộ thơng số được lựa chọn có thể sử dụng để khơi phục số liệu lưu lượng.
Bảng 9. Đánh giá kết quả hiệu chỉnh và kiểm định
Lưu vực Tên trạm thủy văn Chỉ số Nash R
2
(%) Hiệu chỉnh Kiểm định
Sơng Lam tính đến trạm n Thượng Yên Thượng 84 85
Sơng Hiếu tính đến trạm Nghĩa Khánh Nghĩa Khánh 76 77
Sơng Ngàn Sâu tính đến trạm Hịa
Duyệt Hòa Duyệt 77 76
Thượng nguồn sông Ngàn Phố Sơn Diệm 75 75
Hình 8. Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính tốn tại Trạm n Thượng giai đoạn
1975-1986
Hình 9. Đường quá trình lưu lượng thực và tính tốn tại Trạm Yên Thượng giai đoạn 1987-1998
Hình 10. Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính tốn tại trạm Nghĩa Khánh giai đoạn
1975-1981
Hình 11. Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính tốn tại trạm Nghĩa Khánh giai đoạn
Hình 12. Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính tốn tại trạm Hịa Duyệt giai đoạn 1961-
1970
Hình 13. Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính tốn tại trạm Hịa Duyệt giai
đoạn 1971-1981
Hình 14. Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính tốn tại trạm Sơn Diệm giai đoạn 1961-1970
Hình 15. Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính tốn tại trạm Sơn Diệm giai
đoạn 1971-1980
3.2.3. Ứng dụng mơ hình khơi phục số liệu
Sử dụng bộ thông số thu được, khôi phục số liệu lưu lượng cho các tiểu vùng. Kết quả khôi phục số liệu dòng chảy cho các tiểu vùng thể hiện trong bảng 10.
Bảng 10. Kết quả tính tốn lưu lượng dịng chảy đến các tiểu vùng năm 2011 từ mơ hình NAM
Tiểu vùng
Lưu lượng dịng chảy đến trung bình tháng, m3
/s 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 SC1 14,5 10,3 21,3 16,3 25,1 56,6 72 83,6 133,3 108,3 55,1 31,6 SC2 14,5 10,3 23,3 17,9 28,3 69,4 87,8 97,2 165 127,8 66,2 38,4 SC3 10,9 6,8 17,8 14,1 58,5 123,9 158,8 211 271,4 114,9 29,2 16 SC4 10,9 6,7 11,9 9,1 34,4 69,3 86,8 119,3 171,8 102 21,2 13,1 SC5 11,9 7,3 8,8 3,8 4 81,2 80,6 90,1 198,7 75,7 16,6 9,5 SC6 15 10,4 14,8 10,7 25,6 61,9 78,6 102,8 129,6 107,8 53,2 37,1 SC7 14,5 10,3 12,5 9,3 11,6 24,6 30,2 27,9 54 38,1 16,6 11,5 SC8 15,5 10,6 24,1 23,5 57,5 66,1 122 158,7 203,6 182,3 90,4 61,7
Tiểu vùng
Lưu lượng dịng chảy đến trung bình tháng, m3
/s 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 SC9 12,2 6,8 15,6 7,5 26 196,6 243,9 235,6 458,5 213,5 47,3 33,6 SC10 16,8 10,5 11,1 8,3 16,2 18,8 36 55,9 70 74,5 37,8 29,5 SC11 18,7 10,9 19,1 13,9 44,1 36,7 75,4 115,1 173,8 155,5 83,2 65,4 SC12 24,6 14,9 34 18,9 43,5 42,8 51,2 98,5 154,8 157,9 101,1 78,9 SC13 18,7 12,7 12,6 8 12,9 6,4 9,4 18,8 44 47,4 33,6 27,2 SC14 20,3 11,8 10,1 4,7 17,2 7,9 17,5 42,9 119,6 109,7 73,6 35,6 SC15 6,3 3,2 2,2 1,2 3,6 2,8 3,7 8,3 17,1 25,5 17,7 7,7 SC16 9 6,3 5,9 4,2 10,8 8,4 6 18,4 36,5 47,1 32,7 14,5 SC17 19,6 13,2 289,5 78,1 69,7 44,5 40,3 83,8 194,2 243,2 123,8 65,6 SC18 14,5 10,7 151,1 26,5 39,6 28,8 23,7 55 108,9 131,4 77,6 41,2 SC19 30,9 15,5 20,6 25,2 45,7 22,9 33,2 119,2 244,3 418,2 179,2 83,7