II. CÁC YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN
2.5. Bốc hơi và tổn thất bốc hơi
Các trạm khí tượng thường đo lượng bốc hơi bằng ống Piche, Theo đặc điểm của chế độ nhiệt ẩm, lượng bốc hơi trờn khu vực cũng biến đổi rừ rệt theo mựa và theo độ cao địa hình. Tại trạm Kon Tum lượng bốc hơi lớn nhất xuất hiện vào tháng 8 là 152,0mm lượng bốc hơi nhỏ nhất xuất hiện vào tháng 11 với 50,9mm,Thống kê tổng lượng bốc hơi trung bình nhiều năm của trạm Kon Tum được tóm tắt trong bảng 2.8.
Bảng 2.8 : Lượng bốc hơi trung bình nhiều năm trạm Kon Tum
Trạm Ztháng (mm)
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Znăm
BVTC
Trạm Ztháng (mm)
Kon Tum 73 87 129 134 123 136 152 152 91 60 51 55 Znăm1232
Lượng tổn thất bốc hơi mặt nước sau khi xây dựng hồ chứa được xác định từ các phương trình cân bằng nước:
Lượng tổn thất bốc hơi mặt nước hồ chứa được xác định bằng phương trình cân bằng nước sau:
∆Z = Zmn - Z0
Z0 = X0 - Y0
Trong đó:
∆Z : Lượng tổn thất bốc hơi mặt nước (mm) Zmn : Lượng bốc hơi mặt nước trung bình (mm) Z0 : Lượng bốc hơi bình quân lưu vực (mm) X0 : Lượng mưa bình quân lưu vực (mm) Y0 : Lớp dòng chảy trung bình năm (mm) Lượng mưa trung bình nhiều năm trên lưu vực Hà Tây là XO = 1850 mm Độ sâu dòng chảy của lưu vực được tính theo QP.TL.C-6-77 xác định Yo=930mm (xem mục 2.4).
Zmn = Kc*Zpiche
Zpiche - lượng bốc hơi đo bằng ống piche trung bình nhiều năm tại Kon Tum Zpiche =1232mm
Kc - hệ số chênh lệch giữa lượng bốc hơi đo bằng chậu đặt ở trên bè và lượng bốc hơi đo bằng ống piche đặt ở trên vườn lấy Kc = 1,1.
Từ đó xác định được ∆Z = 425,2 (mm). Phân phối lượng tổn thất bốc hơi xác định theo mô hình phân phối bốc hơi ống Piche trạm Kon Tum kết quả như sau:
Bảng 2.9: Tổn thẩt bốc hơi năm lưu vưc hồ chứa Hà Tây
Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Tổng
∆Z 25,19 30,03 44,52 46,25 42,45 46,94 52,46 52,46 31,41 20,71 17,60 18,98 425,2 2.6. Mưa
2.6.1. Đặc điểm chung
Lưu vực sông ĐakBla thuộc vùng mưa trung bình. Phân bố lượng mưa năm theo lãnh thổ lưu vực là không đều, lượng mưa trung bình năm dao động trong khoảng (1600-2000)mm ở vùng trũng Kon Tum, nơi bị chắn gió và bị bao bọc bởi các dãy núi và đạt khoảng 2400mm ở phía Nam lưu vực, nơi có hồ thuỷ điện Ialy. Lượng mưa chủ yếu tập chung vào mùa mưa chiếm 66% lượng mưa trong năm vào mùa khô chỉ đạt 34%. Trong Bảng 2.10 là lượng mưa trung bình tại một số nơi trong lưu vực.
Bảng 2.10: Lượng mưa trung bình nhiều năm tại một số địa điểm
BVTC
TT Vị trí trạm Cao độ trạm
(m) Lượng mưa trung bình
nhiều năm (mm) Thời kỳ
tính toán
1 Pleiku 800 2263 1977 - 2007
2 Kon Tum (Đakbla) 536 1817 1978 - 2007
3 Đak Đoa 650 1806 1981 -2007
4 Đak Tô 670 1897 1981 -2007
5 Konplon 1317 1978-2007
Phân bố lượng mưa theo thời gian trong năm rất không đều. Trong năm có hai mựa rừ rệt: mựa mưa từ thỏng V đến thỏng X, mựa khụ từ thỏng XI đến thỏng IV năm sau. Lượng mưa mùa mưa chiếm khoảng 80% lượng mưa cả năm. Sự phân bố lượng mưa trong năm cú thể thấy rừ qua số liệu thực đo tại 3 địa điểm đại biểu cho lưu vực là Đak Tô, Kon Tum và Pleiku, như trong bảng 2.11.
Bảng 2.11: Lượng mưa trung bình tháng và năm tại các trạm đại biểu
Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Kon Tum 0.8 7.9 30.8 83.9 229 265 308 348 297 174 63.8 8.0 1817
Đak Đoa 0.7 3.5 34.0 105 200 267 339 318 284 154 85.8 15.0 1806
Đak Tô 2.6 8.5 42.6 89 213 275 314 431 282 169 60.6 11.5 1897
2.6.2. Tính toán lượng mưa trung bình nhiều năm của lưu vực
Để xác định lượng mưa trung bình nhiều năm của lưu vực đã sử dụng hai phương pháp tính toán:
a. Phương pháp tính toán bình quân lưu vực theo đường đẳng trị mưa
Dựa vào bản đồ đẳng trị mưa do Viện Khí tượng Thủy văn lập năm 2000 tham khảo thêm một số tài liệu khác đồng thời kiểm tra bổ sung số liệu đo đạc những năm gần đây của các trạm khí tượng lân cận lưu vực. Có thể tính lượng mưa bình quân lưu vực Xo được xác định theo công thức sau:
F X f X
X
n
i
i i i o
∑=
+ +
= 1
1
2 ( )
(2-1) Trong đó:
Xo: Lượng mưa trung bình lưu vực
Xi, Xi+1: Lượng mưa năm trung bình nhiều năm các trạm mưa
fi: Diện tích giữa hai đường đồng mức có lượng mưa tương ứng là Xi, Xi+1
F: Diện tích lưu vực tính toán
Dựa vào công thức (2–1) xác định được lượng mưa bình quân lưu vực Hà Tây theo phương pháp đường đẳng trị: X0 = 1882(mm).
b. Phương pháp tính mưa theo phương pháp bình quân số học:
Trong phương pháp này đã tiến hành tổng hợp lượng mưa trung bình nhiều năm của các trạm đo mưa, nhưng chỉ sử dụng những trạm mưa ở trong hoặc gần lưu
BVTCvực công trình, kết quả tính toán như sau:
Bảng 2.12. Lượng mưa trung bình lưu vực Hà Tây theo phương pháp bình quân Lưu vực Các trạm tính toán Phương pháp tính Lượng mưa trung bình năm
Hà Tây Kon Tum, Plie Ku, Đak đoa, Đăc Tô,
Konplong Bình quân số học 1820
c. Nhận xét và lựa chọn kết quả
Kết quả tính toán mưa năm trên lưu vực Hà Tây theo hai phương pháp trên không sai khác nhau nhiều. Phương pháp tính mưa năm theo bản đồ đẳng trị mưa (X0
= 1882 mm) và theo phương pháp bình quân số học (X0 =1820mm) đều xét đến yếu tố địa hình và xu thế thay đổi của mưa theo không gian. Theo phương pháp bản đồ đẳng trị cho kết quả khá tốt, tuy nhiên bản đồ đẳng trị mưa được xây dựng từ năm 2000, chưa cập nhật số liệu mới. Phương pháo bình quân số học ở những lưu vực mưa thay đổi không nhiều và số trạm mưa tương đối đầy đủ thì kết quả khá chính xác, nhưng ở những nơi địa hình phức tạp, mưa thay đổi nhiều thì phương pháp này cho sai số lớn.
Đối với lưu vực Hà Tây kiến nghị chọn kết quả tính toán theo phương pháp bình quân số học với X0=1820mm.
2.6.3. Lượng mưa ngày lớn nhất thiết kế
Mưa ngày là tài liệu quan trắc rất cần thiết để tính toán dòng chảy của dự án thủy lợi thủy điện. Còn mưa ngày lớn nhất được sử dụng để tính toán đỉnh lũ tần suất xuất hiện tại công trình.
Đối với Dự án này, diện tích lưu vực nhỏ, trong lưu vực có trạm Đắk Đoa đo mưa từ 1978 đến nay nên số liệu mưa ngày lớn nhất trạm Đắk Đoa được lựa chọn để tính toán lượng mưa ngày lớn nhất thiết kế. Kết quả tính toán ghi bảng 2.13.
Bảng 2.13 Lượng mưa ngày lớn nhất ứng với tần suất thiết kế Tuyến F (km2) Lượng mưa ngày lớn nhất ứng với tần suất p%
0,2 0,5 1 2 3 5
Đập
Hà Tây 675 284 255 232 210 197 180
III. DềNG CHẢY NĂM VÀ PHÂN PHỐI DềNG CHẢY TRONG NĂM 3.1. Đặc điểm chung
Do ảnh hưởng của cả hai vùng khí hậu nên mùa lũ hàng năm kéo dài khoảng 5 tháng từ tháng VIII đến tháng XII, thành phần dòng chảy mùa lũ đạt 65% đến 70%
lượng dòng chảy cả năm. Tháng có lượng dòng chảy lũ lớn nhất là tháng XI với thành phần lượng dòng chảy chiếm (17,5÷18,5)% lượng dòng chảy cả năm, Mùa kiệt kéo dài 7 tháng từ tháng I đến tháng VII, thành phần lượng dòng chảy mùa kiệt chiếm 30% đến 35% lượng dòng chảy cả năm, Tháng có dòng chảy nhỏ nhất là tháng III hoặc tháng IV thành phần lượng nước khoảng (1,2÷2,2)% lượng dòng chảy cả năm.
3.2. Tính toán dòng chảy năm 3.2.1. Phương pháp tương tự thủy văn
Gần lưu vực nghiên cứu có trạm thủy văn Kon Tum trên sông Đăk Bla có thể dùng làm tương tự được (F = 2968 km2). Tại đây tài liệu quan trắc dòng chảy đáng tin cậy dài 30 năm từ 1978÷2007. Từ chuỗi số liệu của trạm Kon Tum xác định được
BVTCdòng chảy tại trạm là QoKT = 97,3 (m3/s).
Lượng dòng chảy trung bình tháng và năm tuyến đập Hà Tây được xác định theo trạm thủy văn Kon Tum theo công thức sau:
TT TT CT X
CT Q
F K F
Q . .
= (2-2)
Trong đó:
- QCT: Lưu lượng tuyến công trình Hà Tây - QTT: Lưu lượng trạm thủy văn tương tự
- FT ,FTT: Diện tích tuyến công trình Hà Tây và diện tích trạm Kon Tum.
- KX: Hệ số hiệu chỉnh theo tỷ lệ lượng mưa trung bình nhiều năm giữa mưa bình quân lưu vực Hà Tây và Kon Tum. Căn cứ vào các tài liệu mưa cũng như bản đồ đẳng trị mưa xác định được hệ số điều chỉnh tỷ lệ mưa giữa hai lưu vực là KX = 1,09.
Kết quả tính toán dòng chảy năm tại tuyến đập Hà Tây Qo = 24,1 m3/s, Mo = 35,7 l/s.km2.
Đặc trưng thống kê dòng chảy năm tuyến đập thủy điện Hà Tây thể hiện trong bảng sau:
Bảng 2.14: Dòng chảy năm thiết kế tuyến đập Hà Tây
Tuyến Qo(m3/s) Cv Cs Qp%(m3/s)
5 10 25 50 75 85 90
Tuyến đập 24,1 0,19 1,2 32,5 29,8 26,1 22,9 20,7 19,7 19,2
3.2.2. Phương pháp dùng công thức kinh nghiệm
Theo QP.TL.C - 6 -77, trong trường hợp không có số liệu thủy văn thì lớp dòng chảy năm có thể tính theo công thức sau:
o n n
o o
o X
Z X
Y .
1
1 1 1
+
−
= (2-3)
Trong đó:
- X0: Lượng mưa bình quân lưu vực trung bình nhiều năm (mm) - Y0: Lớp dòng chảy trung bình nhiều năm (mm)
- Z0: Khả năng bốc hơi nước lớn nhất của lưu vực - n: Thông số phản ánh đặc điểm của địa hình
Với vị trí lưu vực Hà Tây thuộc vùng trung tâm của Tây Nguyên các thông số xác định theo trạm lân cận Z0=1400mm, n=1,3; lượng mưa bình quân lưu vực X0=1820 mm đã xác định ở trên. Dựa vào công thức kinh nghiệp trong Quy phạm đã xác định dòng chảy năm thiết kế tuyến đập Hà Tây như sau:
Bảng 2.15: Dòng chảy năm thiết kế tuyến đập Hà Tây
BVTC
Tuyến Qo
(m3/s) Cv Cs
Qp(m3/s)
5 10 25 50 75 85 90
Tuyến CT 23,12 0,22 0,44 31,2 29,4 26,5 23,1 20,1 18,2 17,5
3.2.3. Nhận xét và lựa chọn kết quả tính toán
Kết quả tính toán giữa các phương pháp trên cho kết quả chênh lệch không lớn, Phương pháp lưu vực tương tự được tính toán từ số liệu dòng chảy trung bình tháng và dòng chảy ngày tại trạm Kon Tum cho kết quả có độ tin cậy cao. Vì vậy kiến nghị chọn kết quả tính toán theo phương pháp lưu vực tương tự Qo = 24,1 m3/s, Mo = 35,7 l/s.km2.
Bảng 2.16: Dòng chảy năm thiết kế tuyến đập Hà Tây (phương án chọn)
Tuyến Qo(m3/s) Cv Cs Qp%(m3/s)
5 10 25 50 75 85 90
Tuyến đập 24,1 0,19 1,2 32,5 29,8 26,1 22,9 20,7 19,7 19,2
3.3. Phân phối dòng chảy năm
Như đã phân tích ở trên, trong số các trạm thuỷ văn có đủ số liệu và nằm trong khu vực đồng nhất khí hậu với lưu vực nghiên cứu, trạm thuỷ văn Kon Tum có đủ điều kiện là lưu vực tương tự để tính toán dòng chảy. Từ số liệu thực đo lưu lượng trong 30 năm của trạm Kon Tum, đã xác định hệ số phân phối dòng chảy năm theo năm điển hình. Kết quả hệ số phân bố dòng chảy được ghi ở Bảng 2.17.
Bảng 2.17 Hệ số phân phối dòng chảy theo năm điển hình (%).
Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
% 6.86 5.06 3.92 4.09 4.25 8.81 8.22 13.9 14.6 12.9 9.52 7.95 100
Với hệ số phân phối dòng chảy ở trên và giá trị dòng chảy năm đã tính toán dòng chảy trung bình tháng tại tuyến công trình được xác định như trình bày trong tập 2 “Điều kiện tự nhiên”.
Đường duy trì lưu lượng trung bình ngày đêm
Để xác định lưu lượng đảm bảo cho công trình thủy điện Hà Tây đã dựa vào đường duy trì lưu lượng trung bình ngày của chuỗi lưu lượng trung bình ngày 30 năm trạm Kon Tum. Toạ độ đường duy trì lưu lượng trung bình ngày đêm tại tuyến công trình Hà Tây được trình bày ở bảng 2.18.
Bảng 2.18: Đường duy trì lưu lượng trung bình ngày TT P(%) Q(m3/s) TT P(%) Q(m3/s)
1 95 6.64 17 38 22.01
2 90 7.41 18 37 22.51
3 87 8.03 19 35 23.57
4 85 8.38 20 32 25.29
5 80 9.22 21 30 26.52