a) Thu thập và chỉnh lý số liệu
- Số liệu đầu vào mô hình mưa dòng chảy gồm số liệu mưa, bốc hơi, biên trên là số liệu dòng chảy gia nhập vào lưu vực tính toán, biên dưới là số liệu dùng để hiệu chỉnh kiểm định.
- Số liệu mưa được thu thập từ quá trình đo đạc tại các trạm: Nông Sơn, Tam Kỳ, Trà My.
- Số liệu bốc hơi: do theo yêu cầu đưa ra là khôi phục dòng chảy lũ, trong thời điểm này chỉ xuất hiện mưa nên ta mặc định cho giá trị bốc hơi bằng 0.
- Biên dưới: chính là số liệu dùng để hiệu chỉnh, kiểm định, ta sử dụng số liệu tại trạm Nông Sơn để tiến hành hiệu chỉnh kiểm định bộ thông số mô hình.
- Thống kê và xử lí số liệu mưa và dòng chảy phục vụ mô hình.
- Số liệu sử dụng phục vụ cho mô hình là số liệu tại thời điểm các trận lũ xảy ra: + Sử dụng số liệu mưa và dòng chảy trận lũ tháng 10 năm 2010 để hiệu chỉnh mô hình.
+ Sử dụng số liệu mưa và dòng chảy trận lũ cuối tháng 9 năm 2009 để kiểm định mô hình.
+ Số liệu bốc hơi tại các trận lũ mặc định bằng 0.
Vì là phục vụ chạy cho trận lũ nên số liệu cần cụ thể, thời đoạn mỗi bước toán trong mô hình càng nhỏ thì kết quả cho ra càng cụ thể. Ở trong luận văn tính toán chạy hoàn nguyên dòng chảy lũ với thời đoạn là 2 giờ. Tùy từng số liệu thu
thập được, đưa số liệu về mức thời giạn là 2 giờ bằng các phương pháp như tính toán, thống kê và nội suy dữ liệu từ số liệu có sẵn để phục vụ yêu cầu bài toán.
Tiến hành phân chia lưu vực lớn thành các lưu vực con để tiến hành tính toán, hoàn nguyên dữ liệu bằng cách xử lý bản đồ, chia lưu vực trên ArcGis dựa vào DEM của lưu vực sông (hình 3.1).
Hình 3.1. Sơ đồ chia lưu vực con lưu vực sông Thu Bồn
Với các trạm mưa ta tiến hành xác định trọng số mưa cho từng trạm để xét mức độ ảnh hưởng của trạm mưa đó đến lưu vực tính toán bằng phương pháp đa giác Thiessen.
Bảng 3.2. Bảng tính trọng số mưa tại các lưu vực con của lưu vựcThu Bồn Tiểu lưu vực\trạm mưa Trà My Nông Sơn Hội An Đà Nẵng Tam Kỳ
HALUU_THUBON 0 0.286609 0.688377 0.010021 0.014993
HDUC 0.51048 0.064804 0 0 0.424715
NS_GT 0 0.969093 0.024321 0.006587 0
HD_NS 0.092824 0.873427 0 0 0.033749
Trạm thủy văn Nông Sơn khống chế lưu vực với diện tích khỏang 2250 km2, các trạm mưa ảnh hưởng tới lưu vực gồm trạm Nông Sơn, Tam Kỳ, Trà My. Trọng số mưa đã được xác định như bảng 3.2.
b) Mô hình số
Trong luận văn, mô hình toán trình bày ở mục 2.2 chương 2 trên được chuyển đổi sang mô hình số sử dụng ngôn ngữ lập trình FORTRAN [4] được thể hiện ở các hình từ hình 3.2 đến hình 3.4.
Ngoài ra, còn có thể sử dụng mô hình Mike NAM trong bộ mô hình thương mại Mike by DHI.
Hình 3.3. Phần code tính toán các thành phần dòng chảy của mô hình diễn ra trong 5 bể chứa.
Hình 3.4. Phần code tính toán các thành phần của mô hình trong bể chứa diễn toán và chỉ tiêu Nash- Sutcliffe
c) Kết quả hiệu chỉnh, kiểm định và bộ thông số NAM cho lưu vực sông Thu
Bồn
Sau khi tổng hợp và xử lý số liệu đầy đủ, ta tiến hành chạy hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy văn và đưa ra bộ thông thông số mô hình NAM cho lưu vực, dưới đây là kết quả chạy hiệu chỉnh trận lũ tháng 10 năm 2010 và kết quả kiểm định bằng trận lũ tháng 9 năm 2009. Q Nông Sơn 0 200 400 600 800 1000 1200 1/10/10 1/10/10 2/10/10 3/10/10 4/10/10 Thời Gian m3/s Q tính toán Q thực đo
Hình 3.5. Kết quả hiệu chỉnh tại trạm thủy văn Nông Sơn năm 2010
Q Nông Sơn 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 28/9/09 28/9/09 29/9/09 29/9/09 30/9/09 30/9/09 Thời Gian m 3/s Q thực đo Q tính toán
Hình 3.6. Kết quả kiểm định mô hình tại trạm thủy văn Nông Sơn năm 2009
Hệ số đánh giá Nash là 72.1%, đạt loại khá.
d) Kết quả chạy hoàn nguyên dòng chảy trận lũ năm đã có hồ hoạt động
Do tình hình số liệu hạn chế, lưu vực nghiên cứu chỉ có một hồ là hồ Sông Tranh II cũng mới đi vào hoạt động năm 2011. Nên ta tiến hành hoàn nguyên dòng chảy trận lũ năm 2012 và 2013 để so sánh, đánh giá với số liệu lũ thực khi đã có hồ vào hoạt động.
Lưu vực sông Thu Bồn chỉ có trạm thủy văn hạ lưu để có thể đánh giá kết quả dòng chảy lũ là trạm thủy văn Nông Sơn và trạm thủy văn Giao Thủy sau trạm Nông Sơn. Do vậy không thể đánh giá được đặc điểm dòng chảy lũ sau hồ thay đổi như thế nào.
Từ mục hiệu chỉnh và kiểm định mô hình. Ta có bộ thông số mô hình mưa - dòng chảy để hoàn nguyên trận lũ năm 2012 và 2013 (Bảng 3.3).
Bảng 3.3. Bộ thông số mô hình Nam Um(k) 10 Lm(k) 150 CQOF(k) 0.9 TOF(k) 0.2 TIF(k) 0.15 TG(k) 0.000018 CKIF(k) 500 CK12(k) 20 CKBF(k) 1000
Dưới đây là kết quả hoàn nguyên dòng chảy trận lũ tháng 10 năm 2012 và tháng 11 năm 2013 tại trạm Nông Sơn, so sánh với số liệu thực đo tại trạm Nông Sơn ( hình 3.7 và hình 3.8). Q Nông Sơn 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 5/10/12 5/10/12 6/10/12 7/10/12 8/10/12 9/10/12 10/10/12 Thời Gian m 3/s Q tính toán Q thực đo
Hình 3.7. Kết quả hoàn nguyên dòng chảy tại trạm Nông Sơn và so sánh với số liệu thực đo trận lũ tháng 10 năm 2012
Q Nông Sơn 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 14/11/13 14/11/13 15/11/13 16/11/13 17/11/13 18/11/13 Thời Gian m3/s Q tính toán Q thực đo
Hình 3.8. Kết quả hoàn nguyên dòng chảy tại trạm Nông Sơnvà so sánh với số liệu thực đotrận lũ tháng 11 năm 2013