zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

» Môi trường

Nghiên cứu dự báo dòng chảy lũ đến hồ chứa Buôn Kuôp trên lưu vực sông Srêpôk

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Báo xấu

30
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết này trình bày kết quả nghiên cứu dự báo dòng chảy lũ đến hồ chứa Buôn Kuôp trên lưu vực bằng mô hình thủy văn (NAM) kết hợp diễn toán bằng phương pháp Muskingum. Kết quả dự báo thử nghiệm cho thấy, chỉ số đảm bảo phương án đều đạt trên 90%.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu dự báo dòng chảy lũ đến hồ chứa Buôn Kuôp trên lưu vực sông Srêpôk

Nghiên cứu NGHIÊN CỨU DỰ BÁO DÒNG CHẢY LŨ ĐẾN HỒ CHỨA BUÔN KUÔP TRÊN LƯU VỰC SÔNG SRÊPÔK Trần Văn Tình, Nguyễn Thị Bích Ngọc, Hoàng Thị Nguyệt Minh Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội Tóm tắt Lũ trên hệ thống sông Srêpôk có xu hướng tăng cả quy mô và cường độ. Trong khi đó, trên lưu vực đã và đang xây dựng nhiều hồ chứa thủy điện. Đa phần các hồ chứa đều không có nhiệm vụ phòng lũ cho hạ du. Những trận lũ lớn xảy ra trong thời gian gần đây trên lưu vực đã đặt ra rất nhiều vấn đề cần được giải quyết cấp bách, trong đó có việc xây dựng phương án dự báo lũ đến hồ chứa trên lưu vực. Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu dự báo dòng chảy lũ đến hồ chứa Buôn Kuôp trên lưu vực bằng mô hình thủy văn (NAM) kết hợp diễn toán bằng phương pháp Muskingum. Kết quả dự báo thử nghiệm cho thấy, chỉ số đảm bảo phương án đều đạt trên 90%. Từ khóa: Dự báo lũ; Sông Srêpôk; Hồ chứa Buôn Kuôp. Abstract Research on flood forecasting for Buon Kuop reservoir in the Srepok river Floods on Srepok river system have been increasing in magnitude and intensity. Along the river basin, many reservoirs have been constructed. Most of them do not have flood control volume for downstream. Recent flood events occurred create many serious issues and lead to the demand to establish a flood forecasting for reservoirs in the basin. This paper presents a flood forecasting procedure for Buon Kuop reservoir on Srepok basin using hydrological model (NAM) combined with Muskingum method. Key word: Flood forecasting; Srepok river; Buon Kuop reservoir. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Vấn đề dự báo dòng chảy tới hồ là Những năm gần đây, trên các lưu vô cùng quan trọng trong công tác vận vực sông tại khu vực miền Trung và Tây hành hồ chứa. Nó quyết định tới hiệu Nguyên thường xuyên xảy ra hiện tượng suất phát điện, khả năng cấp nước cho hạ du và bảo vệ an toàn công trình. Cho lũ lớn cả về quy mô và cường độ, đặc đến nay, đã có một số nghiên cứu liên biệt là lưu vực sông Srêpôk nơi có địa quan tới dự báo dòng chảy đến hồ Buôn hình chia cắt mạnh, lòng sông bé và dốc. Kuôp. Tuy nhiên, những nghiên cứu Lưu vực sông Srêpôk có diện tích thuộc này chủ yếu kết hợp dự báo đến các hồ lãnh thổ Việt Nam là 16000 km2 [1] chứa khác như: Buôn Tua Srah, Srêpôk (Hình 1), lưu vực có vai trò quan trọng 3 và Srêpôk 4 nhằm phục vụ vận hành trong phát triển kinh tế - xã hội của khu liên hồ chứa, mà chưa có nghiên cứu vực. Trên lưu vực có nhiều thác nước tự nào nghiên cứu dự báo chi tiết cho dòng nhiên với độ chênh cao lớn nên rất phù chảy lũ đến hồ chứa Buôn Kuôp. Kết hợp để xây dựng các hồ chứa thủy điện. quả nghiên cứu của bài báo sẽ là tài liệu Hồ chứa thủy điện Buôn Kuôp nằm trên tham khảo cho công tác vận hành hồ sông Srêpôk có diện tích lưu vực đến hồ chứa Buôn Kuôp nhằm nâng cao hiệu là 7980 km2[1] và là hồ chứa thủy điện quả kinh tế phát điện đồng thời đảm bảo lớn thứ 2 ở khu vực Tây Nguyên. an toàn cho công trình và hạ du. 92 Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 18 - năm 2017
Nghiên cứu Hình 1: Bản đồ vị trí khu vực nghiên cứu 2. CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ + Số liệu mưa thực đo thời đoạn Δt PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU = 6h và số liệu bốc hơi của các trạm: 2.1. Cơ sở dữ liệu Đà Lạt, Đăk Nông, Đức Xuyên, Thanh Bình, Buôn Ma Thuột, Cầu 14, M Đrắk, Theo yêu cầu dữ liệu đầu vào mô Giang Sơn, Buôn Hồ hình là lượng mưa bình quân lưu vực, + Số liệu lưu lượng nước giờ tại các bốc hơi bình quân lưu vực, dòng chảy trạm thuỷ văn: Giang Sơn, Đức Xuyên, tại các trạm thuỷ văn của lưu vực nghiên Cầu 14 cứu. Dựa trên tình hình thu thập tài liệu đối với từng lưu vực bộ phận, số liệu 2.2. Phương pháp nghiên cứu được lựa chọn dùng để hiệu chỉnh và Các phương pháp chính được sử kiểm định mô hình bao gồm các năm dụng trong nghiên cứu này là: phương 2007, 2008, 2009, của các trạm trên lưu pháp thống kê và xử lý số liệu dùng vực và các trạm đo mưa mượn của lưu trong việc phân tích và xử lý số liệu đầu vực lân cận, đây là những năm có đầy vào của bài toán; phương pháp mô hình đủ và có sự đồng bộ về số liệu nhất để toán dựa vào đặc điểm địa hình lưu vực tính toán: sông Srêpôk, tình hình thu thập số liệu 93 Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 18 - năm 2017
Nghiên cứu của các trạm đo trên lưu vực, mục tiêu 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU là dự báo dòng chảy tới hồ Buôn Kuôp 3.1. Phân chia các tiểu lưu vực nhằm phục vụ vận hành cho công trình. Do thủy điện Buôn Kuôp đi vào Do vậy, trong nghiên cứu đã chọn mô vận hành từ cuối năm 2009, lưu lượng hình NAM, đưa các trận lũ vào hiệu đến hồ những năm trước được đánh giá chỉnh chọn ra bộ thông tối ưu cho từng và kiểm định thông qua giá trị đo tại tiểu lưu vực, dựa vào bộ thông số này trạm thủy văn Cầu 14. Lượng dòng chảy dự báo dòng chảy tới các trạm thuỷ văn đến hồ thuỷ điện Buôn Kuôp (lưu vực Giang Sơn, thuỷ văn Đức Xuyên và khu Cầu 14) là sự tổng hợp của 3 lưu vực bộ giữa Cầu 14 từ đó sử dụng phương pháp phận. Việc phân chia và tính diện tích Muskingum diễn toán dòng chảy tới hồ các tiểu lưu vực (Hình 3) được thực hiện Buôn Kuôp. trên phần mềm MapInfo. Hình 2: Sơ đồ phân chia tiểu lưu vực sông Srêpôk Bảng 1. Bảng phân chia các tiểu lưu vực và diện tích tương ứng LƯU VỰC BỘ PHẬN STT Tên lưu vực Khu vực khống chế Diện tích (km2) 1 Lưu vực Giang Sơn Khống chế bởi trạm thuỷ văn Giang Sơn 3046 2 Lưu vực Đức Xuyên Khống chế bởi hồ thuỷ điện Buôn TuaSrah 2920 Lượng nước ra nhập khu giữa của đoạn sông 3 Lưu vực Cầu 14 được giới hạn từ phía dưới 2 trạm thủy văn Giang 2476 Sơn, Đức Xuyên và phía trên trạm Cầu 14 3.2. Hiệu chỉnh mô hình NAM Các chỉ tiêu chất lượng mô phỏng Để xác định bộ thông số của mô được thống kê trong bảng 2. Từ kết quả hình cho các tiểu lưu vực, nghiên cứu đã hiệu chỉnh mô hình trong bảng 2 và so tiến hành mô phỏng, hiệu chỉnh tối ưu ánh các đường quá trình tính toán và cho 3 trận lũ: Lũ 1: 1h 30/VII/2007 - 19h thực đo trên các hình 4 đến hình 7, cho 31/VIII/2007; lũ 2: 1h 25/X/2007 - 19h thấy bộ thông số của mô hình có thể sử 24/XI/2007; lũ 3: 1h 6/IX/2009 - 19h dụng để tính toán dòng chảy lũ từ mưa 27/IX/2009 đối với tiểu lưu vực Giang Sơn và trận lũ từ 6/IX - 27/IX/2009 cho trên lưu vực sông Srêpôk. tiểu lưu vực Đức Xuyên. 94 Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 18 - năm 2017
Nghiên cứu Hình 3: Biểu đồ so sánh giữa đường quá trình lũ tính toán với thực đo theo trận lũ ngày 30/VII-31/VIII/2007 tại trạm Giang Sơn Hình 4: Biểu đồ so sánh giữa đường quá trình lũ tính toán với thực đo theo trận lũ ngày 25/X - 24/XI/2007 tại trạm Giang Sơn 95 Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 18 - năm 2017
Nghiên cứu Hình 5: Biểu đồ so sánh giữa đường quá trình lũ tính toán với thực đo theo trận lũ ngày 06/IX - 27/IX/2009 tại trạm Giang Sơn Hình 6: Biểu đồ so sánh giữa đường quá trình lũ tính toán với thực đo theo trận lũ ngày 6/IX đến 27/IX/2009 tại trạm Đức Xuyên 96 Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 18 - năm 2017
Nghiên cứu Bảng 2. Bảng thống kê các chỉ tiêu đánh giá hiệu chỉnh mô hình Q max (m3/s) Thời gian xuất hiện đỉnh Lưu vực Trận lũ NASH Tính toán Thực đo Tính toán Thực đo 1h 30/VII/2007 - 7:00:00 13:00:00 0.967 688 727 19h 31/VIII/2007 8/VIII/2007 8/VIII/2007 1h 25/X/2007 - 13:00:00 19:00:00 Giang Sơn 0.837 765 718 19h 24/XI/2007 7/XI/2007 7/XI/2007 1h 6/IX/2009 - 13:00:00 13:00:00 0.830 158 152 19h 27/IX/2009 13/IX/2009 13/IX/2009 1h 6/IX/2009 - 1:00:00 1:00:00 Đức Xuyên 0.946 297 306 19h 27/IX/2009 11/IX/2009 11/IX/2009 3.3. Kiểm định mô hình NAM Các chỉ tiêu chất lượng mô phỏng Để đảm bảo khả năng ứng dụng mô của mô hình khi kiểm định được thống hình này vào tính toán lũ, nghiên cứu đã kê trong bảng 3. Với kết quả như trong tiến hành kiểm định bộ thông số của mô bảng 3 và sự phù hợp của đường quá hình thông qua việc áp dụng chúng để trình lũ tại các trạm thủy văn Đức Xuyên, tính toán cho các trận lũ: 1h 14/XI/2008 Giang Sơn (hình 8 và 9) cho thấy mô - 19h 21/XII/2008 đối với tiểu lưu vực hình NAM có khả năng mô phỏng được Giang Sơn, và trận lũ ngày 30/VII - 23/ qua trình lũ trên các tiểu lưu vực của lưu VIII/2007 của tiểu lưu vực Đức Xuyên. vực sông Srêpôk. Hình 7: Biểu đồ so sánh giữa đường quá trình lũ tính toán với thực đo theo trận lũ 97 Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 18 - năm 2017
Nghiên cứu ngày 14/XI - 4/XII/2008 tại trạm Giang Sơn Hình 8: Biểu đồ so sánh giữa đường quá trình lũ tính toán với thực đo theo trận lũ ngày 30/VII - 23/VIII/2007 tại trạm Đức Xuyên Bảng 3. Bảng thống kê các chỉ tiêu đánh giá hiệu chỉnh mô hình Q max (m3/s) Thời gian xuất hiện đỉnh Lưu vực Trận lũ NASH Tính toán Thực đo Tính toán Thực đo 14/XI/2008 - 7:00:00 7:00:00 Giang Sơn 0.913 972 905 21/XII/2008 28/XI/2009 28/XI/2009 30/VII/2008 - 7:00:00 1:00:00 Đức Xuyên 0.824 1874 1940 23/VIII/2007 5/VIII/2007 5/VIII/2007 3.4. Diễn toán dòng chảy đến hồ giống nhau. Đối với trận lũ 1 giá trị chứa Buôn Kuôp bằng phương pháp lớn nhất đều trên 2000 m3/s, nên sai số Muskingum đỉnh lũ không lớn. Thời gian xuất hiện Quá trình hiệu chỉnh và kiểm định đỉnh lũ tính toán và thực đo là trùng bộ thông số của các lưu vực hoàn thành, nhau 13h ngày 6/VIII/2007. Trận lũ 2 tiếp tục tính toán dòng chảy tới cửa ra có sườn lũ lên của đường tính toán có của toàn lưu vực (Cầu 14) bằng phương sự biến động mạnh do kết quả của trận pháp diễn toán Muskingum. Trong quá mưa lớn ngày 18/XI trên lưu vực Đức trình tính toán này sẽ hiệu chỉnh để tìm Xuyên, sườn xuống đường quá trình lũ ra các thông số K và X của đoạn sông tính toán có xu thế tương tự như đường để tìm ra giá trị K và X thích hợp nhất. quá trình lũ thực đo, tuy vậy giá trị lưu Nhìn chung xu thế của các đường lượng tính toán của sườn lũ xuống nhỏ quá trình lũ tính toán và thực đo khá hơn thực đo điều này sẽ ảnh hưởng đến 98 Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 18 - năm 2017
Nghiên cứu sai số tổng lượng. Đỉnh lũ đường tính sườn lũ xuống của đường quá trình lũ toán thấp hơn đường thực đo, sai số tính toán khá giống đường quá trình lũ này có thể do sai sót trong công tác đo thực đo, thời gian xuất hiện đỉnh lũ tính đạc, tính toán số liệu hoặc phương pháp toán chậm hơn thời gian xuất hiện đỉnh diễn toán Muskingum chưa phản ánh lũ thực đo là 6h. được đầy đủ sự biến động của các trận lũ lớn trên lưu vực. Trận lũ 3 có đường Sau khi tìm được bộ thông số cho quá trình lũ thực đo và tính toán có sự từng trận lũ, lấy trung bình bộ thông số biến đổi rất phức tạp, tuy vậy hai đường cho các trận lũ ta được K=5.7; X=0.25 này khá đồng dạng với sườn lũ lên và và đưa vào dự báo. Bảng 4. Các trận lũ hiệu chỉnh và kiểm định phương pháp diễn toán Muskingum Trận lũ hiệu chỉnh Trận lũ kiểm Lưu vực Trận lũ 1 Trận lũ 2 Trận lũ 3 định 1. Giang Sơn 2. Đức Xuyên 1h 30/VII/2007 - 1h 14/XI/2008 - 1h 6/IX/2009 - 1h 25/X/2007 - 3. Khu giữa Cầu 14 19h 25/VIII/2007 19h 21/XII/2008 19h 27/IX/2009 19h 23/XI/2007 4. Cầu 14 Hình 9: Biểu đồ so sánh kết quả tính toán và thực đo lũ 1 trạm thuỷ văn Cầu 14 Hình 10: Biểu đồ so sánh kết quả tính toán và thực đo lũ 2 trạm thuỷ văn Cầu 14 99 Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 18 - năm 2017
Nghiên cứu Hình 11: Biểu đồ so sánh kết quả tính toán và thực đo lũ 3 trạm thuỷ văn Cầu 14 Hình 12: Biểu đồ so sánh kết quả tính toán và thực đo lũ 4 trạm thuỷ văn Cầu 14 3.5. Dự báo thử nghiệm dòng chảy tại mặt cắt cửa ra của từng tiểu lưu vực. lũ tới hồ thủy điện Buôn Kuôp + Sử dụng phương pháp Muskingum 3.5.1. Phương án dự báo diễn toán lượng dòng chảy của các tiểu Chọn trận lũ 23/IX - 24/IX/2008 để lưu vực về hồ thuỷ điện Buôn Kuôp. dự báo thử nghiệm. Thời gian bắt đầu dự báo thử Như vậy, để dự báo được dòng chảy nghiệm là từ ngày 23/IX/2008. Các tới hồ thuỷ điện, cần có được các thông bước dự báo thử nghiệm: tin dự báo lượng mưa trên lưu vực. + Trên cơ sở tài liệu mưa dự báo, bốc Nghiên cứu đã sử dụng kết quả mưa số hơi của các trạm trên lưu vực tiến hành tính toán lượng mưa, lượng bốc hơi bình trị trên trang yr.no. quân các tiểu lưu vực: Giang Sơn, Đức 3.5.2. Kết quả dự báo thử nghiệm Xuyên, khu giữa Cầu 14. + Kết quả thu được sẽ làm đầu vào a. Dự báo lưu lượng với thời gian cho mô hình NAM tính toán dòng chảy dự kiến 12h 100 Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 18 - năm 2017
Nghiên cứu Hình 13: Biểu đồ quá trình dự báo thử nghiệm thời gian dự kiến 12h trạm Cầu 14 từ 23/IX đến ngày 24/IX/2008 Bảng 5. Đánh giá phương án dự báo thử nghiệm tại trạm Cầu 14 với thời gian dự kiến 12h Độ chính xác của Scp s/σ η P% phương án 38.2 0.56 0.83 97 Đạt b. Dự báo lưu lượng với thời gian dự kiến 24h Hình 14: Biểu đồ quá trình dự báo thử nghiệm thời gian dự kiến 24h trạm Cầu 14 từ 23/IX đến ngày 24/IX/2008 Bảng 6. Đánh giá phương án dự báo thử nghiệm tại trạm Cầu 14 với thời gian dự kiến 24h Độ chính xác của Scp s/σ η P% phương án 31 0.47 0.88 97 Đạt 101 Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 18 - năm 2017
Nghiên cứu Nhận xét: với đường quá trình lũ thực đo. Các chỉ - Đối với thời gian dự kiến 12 giờ tiêu quan trọng như chỉ số NASH, sai số lấy dữ liệu mưa dự báo từ trang yr.no, tổng lượng đều khá cao, đạt yêu cầu về lưu lượng dự báo tới hồ thuỷ điện Buôn dự báo. Kết quả dự báo lưu lượng tới hồ Kuôp cho kết quả khá tốt so với lưu thuỷ điện Srêpôk với thời gian dự kiến lượng thực đo. 12 giờ có xu thế khá giống với đường thực đo, với thời gian dự báo 24 giờ cho - Đối với thời gian dự kiến 24 giờ kết quả thấp hơn. Sai số đỉnh lũ còn khá lấy dữ liệu mưa dự báo từ trang yr.no, lớn, có thể đưa ra một số nguyên nhân lưu lượng dự báo cho kết quả kém hơn. chính như sau: Trong quá trình tính toán - Với thời gian dự kiến ngắn thì kết có thể gặp sai sót, việc dò tìm tối ưu quả dự báo tốt hơn thời gian dự kiến dài. bộ thông số chưa đạt được hợp lý cao Với các số liệu Khí tượng, Thủy nhất; Mưa sinh lũ trên lưu vực luôn có văn của các trận lũ trong các năm 2007, sự thay đổi về thời gian và không gian 2008, 2009 thu thập được đầy đủ và nên việc xác định lưu lượng đỉnh lũ là đồng bộ để xác định bộ thông số tối rất khó khăn; Việc mượn bộ thông số để ưu cho các tiểu lưu vực nhằm phục vụ tính toán dòng chảy cho khu giữa Cầu dự báo lũ đến hồ. Kết quả dự báo đánh 14 sẽ có sai số nên ảnh hưởng đến kết giá với mức đảm bảo của các phương quả dự báo. án dự báo đều lớn hơn 90%, cho thấy TÀI LIỆU THAM KHẢO chất lượng của các phương án dự báo là [1]. Bộ Nông nghiệp và Phát triển tốt. Tuy nhiên, để tăng chất lượng của Nông thôn (2006). Báo cáo xây dựng mô các phương án dự báo cần kiểm định hình thủy văn thủy lực cho lưu vực sông với nhiều trận lũ lớn, trung bình, nhỏ và Srêpôk. trên lưu vực cần bổ sung thêm các trạm [2]. Bộ Tài nguyên và Môi trường đo mưa. (2008). Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về Dự báo lũ. 6. KẾT LUẬN [3]. Nguyễn Kim Đồng. “Thuỷ điện Với việc ứng dụng mô hình NAM Srêpôk 4 - Thiết kế kỹ thuật”. kết hợp diễn toán bằng phương pháp [4]. Lê Văn Nghinh, Bùi Công Quang, Muskingum trong dự báo dòng chảy Hoàng Thanh Tùng (2005). Bài giảng “Mô tới hồ cho kết quả tương đối tốt. Mô hình toán Thuỷ văn”. Trường Đại học Thuỷ hình NAM mô phỏng khá tốt quá trình Lợi, Hà Nội. mưa - dòng chảy trên lưu vực, đồng thời [5]. Nguyễn Viết Thi (2006). Giáo việc diễn toán Muskingum cho kết quả trình “Dự báo thuỷ văn”. Nhà xuất bản Bản đường quá trình lũ tính toán khá phù hợp đồ, Hà Nội. BBT nhận bài: Ngày 21/8/2017; Phản biện xong: Ngày 09/10/2017 102 Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 18 - năm 2017

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.