Thiết lập mô hình mưa rào dòng chảy phục vụ công tác dự báo lũ cho hệ thống hạ lưu sông Kone - Hà Thanh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Thiết lập mô hình mưa rào dòng chảy phục vụ công tác dự báo lũ cho hệ thống hạ lưu sông Kone - Hà Thanh tiến hành thiết lập mô hình mưa rào dòng chảy cho với mục đích tính toán dòng chảy lũ đến các hồ chứa lớn hạ lưu hệ thống sống Kone – Hà Thanh.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Thiết lập mô hình mưa rào dòng chảy phục vụ công tác dự báo lũ cho hệ thống hạ lưu sông Kone - Hà Thanh

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 THIẾT LẬP MÔ HÌNH MƯA RÀO DÒNG CHẢY PHỤC VỤ CÔNG TÁC DỰ BÁO LŨ CHO HỆ THỐNG HẠ LƯU SÔNG KONE - HÀ THANH Đỗ Anh Đức 1 , Trần Kim Châu2 , Nguyễn Thanh Thủy2 , Lê Thị Thu Hiền2 1 Viện Thủy điện và Năng lượng Tái tạo, email: ducdoanhhpc@gmail.com 2 Trường Đại học Thủy lợi 1. GIỚI THIỆU CHUNG Trong nghiên cứu này, công cụ mô hình toán HEC-HMS[3] đươc sử dụng để tính toán Dự báo lũ đang là một trong những vấn đề mang lại nhiều thách thức không chỉ ở Việt dòng chảy lũ từ mưa. Nam và trên cả thế giới. Tầm quan trọng của dự báo lũ là không thể phủ nhận, đặc biệt đối với vấn đề điều hành hệ thống hồ chứa. Đối với công tác dự báo dòng chảy lũ hiện nay, có 2 vấn đề chính cần quan tâm là dự báo mưa và chuyển đổi từ mưa ra dòng chảy. Dự báo mưa là một vấn đề phức tạp đòi hỏi những công nghệ phức tạp sẽ không đề cập trong bài báo này. Đối với vấn đề chuyển đổi từ mưa ra dòng chảy, hiện nay công cụ mô hình toán ngày càng trở nên thông dụng. Đây là công cụ Hình 1. Khu vực nghiên cứu mạnh thể hiện nhiêu điểm nổi bật và đã đem lại nhiều kết quả khả quan. Một trong những 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU khó khăn của việc sử dụng là việc xác định bộ thông số cho mô hình trong trường hợp không Nghiên cứu tiến hành thiết lập mô hình có số liệu để kiểm định. Việc mượn thông số mưa rào dòng chảy cho với mục đích tính từ lưu vực tương tự thường được tiến hành, tuy toán dòng chảy lũ đến các hồ chứa lớn hạ lưu nhiên các nghiên cứu cụ thể để đánh giá mức hệ thống sống Kone – Hà Thanh. Mô hình độ thay đổi của các thông số khi áp dụng cho được thiết lập cho 3 lưu vực riêng biệt lưu các lưu vực khác hiện nay đang còn hạn chế. vực khu giữa hồ chứa Đinh Bình – Văn Từ lý do này, các tác giả tiến hành xây dựng Phong (lưu vực ĐB-VP), lưu vực hồ chứa các mối tương quan giữa bộ thông số của các Núi Một, lưu vực hồ chứa Thuận Ninh. lưu vực đã được hiệu chỉnh với các đặc trưng Đối với lưu vực Thuận Ninh và Núi Một, của lưu vực. Dựa trên cơ sở đó là căn cứ để do diện tich lưu vực nhỏ (87.5 và 110 km 2 ) xác định bộ thông số cho các lưu vực không có mô hình chỉ được mô phỏng bằng một tiểu số liệu thực đo. lưu vực. Riêng đối với lưu vực giữa hồ Định Nghiên cứu tiến hành cho khu vực hạ lưu Bình và đập dâng Văn Phong, do diện tích hệ thống sông Kone - Hà Thanh (hình 1) tính lưu vực lớn, để đảm bảo đều kiện áp dụng từ đập Định Bình đến Đầm Thị Nại trên sông của mô hình thông số tập trung, các tác giả Kone và nhánh Hà Thanh. Đây là khu vực có tiến hành phân chia lưu vực này thành 5 tiểu địa hình thấp, mạng lưới sông ngòi chằng lưu vực nhỏ để tiến hành mô phỏng. Sơ đồ chịt. Mùa mưa ngắn chỉ từ 3-4 tháng, từ mô phỏng lưu vực ĐB-VP trong mô hình tháng IX đến tháng XII hàng năm. HEC-HMS được thể hiện như hình 2. 575
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 Đối với lưu vực thượng lưu hồ Núi Một và Kết quả tính toán được so sánh với những Thuận Ninh, lượng mưa tại các trạm Núi Một lưu vực đã xác định được bộ thông số. Trên và Thuận Ninh được sử dụng làm đầu và cho cơ sở đó, bộ thông số của các lưu vực không mô hình. Đối với mô hình mô phỏng lưu vực có số liệu thực đo sẽ được xác định. ĐB-VP, xử dụng số liệu tại 4 trạm mưa Hòn Sau khi xác định bộ thông số, nghiên cứu Lập, Hà Nhe, Thò Đo và Văn Phong được sử tiến hành tính toán dòng chảy nhập lưu cho dụng trong mô hình. Trọng số các trạm mưa các lưu vực như hình 3. Các lưu vực này bao tính toán cho các tiểu lưu vực được xác định gồm dòng chảy nhập lưu: từ sau đập dâng bằng phương pháp đa giác Theissen. Văn Phong đến ngã 3 Bảy Hiên trên sông Do điều kiện số liệu thu thập được, mô Kone (LV1); từ hạ lưu hồ Thuận Ninh đến hình mô phỏng lưu vực ĐB-VP này được nhập lưu với sông Kone (LV2); từ hạ lưu hồ hiệu chỉnh và kiểm đinh cho trận lũ 12/2016 Núi Một đến nhập lưu với sông Kone (LV3), và 11/2017. Đối với lưu vực thượng lưu hồ 2 lưu vực nhánh Núi Thơm (LV4,LV5); 2 lưu Núi Một và Thuận Ninh, quá trình này được vực sông Hà Thanh tính đến nhập lưu sông thực hiện với trận lũ 11/2013 và 11/2017. Trường Úc (LV6,LV7). Các lưu vực này sẽ được tính toán thử nghiệm dòng chảy cho trận lũ năm 2017. Hình 2. Sơ đồ mô phỏng lưu vực ĐB – VP Sau khi mô hình được hiệu chỉnh và kiểm định để đảm bảo độ tin cậy. Các bộ thông số của các mô hình được lấy làm cơ sở để xác định bộ thống số cho các lưu vực khác. Trần Hình 3. Dòng chảy từ mưa được tính toán Kim Châu (2016) [2] đã xây dựng phương cho các tiểu lưu vực pháp xác định những thông số chính như thời Đối với khu vực đồng bằng hạ lưu sông gian trễ (T lag ), chỉ số CN và đã áp dụng thành Kone – Hà Thanh (từ ngã 3 Bảy Hiển đến công cho lưu vực Thành Mỹ. Trong nghiên Đầm Thị Nai) do các công trình giao thông, cứu này, chúng tôi đã kiểm nghiệm phương đê điều, nhà cửa xây dựng rất nhiều, thêm pháp này cho lưu vực hạ lưu sông Kone - Hà vào đó mạng lưới sông ngòi kênh rạch dày Thanh nhằm xác định Tlag và CN. Ứng dụng đặc nên phân chia lưu vực hứng nước không bản đồ sử dụng đất để xác định chỉ số CN và cho kết quả tốt. Do vậy nghiên cứu không sử dụng mối liên hệ giữa thòi gian chảy tiến hành mô phỏng mô hình thủy văn cho truyển với các nhận tố như độ dốc, chiều dài khu vực này. Việc tính toán dòng nhập lưu lưu vực, dộ nhám lưu vực. Công thức miêu tả vùng này sẽ không đề cập trong bài báo này. mối liên hệ này được Kerby-Hathaway[1] thể Nghiên cứu chỉ tập trung tính toán dòng chảy 0,606( Ln )0,467 từ các nhánh sông đã được đề cập ở hình 3. hiện: tc  (1) S 0,234 Với tc là thời gian chảy truyền (h) 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Trong đó: L khoảng cách xa nhất từ đường Nghiên cứu đã tiến hành mô phỏng 3 lưu phân thủy đến cửa ra lưu vực (km); n độ vực ĐB-VP, Núi Một và Thuận Ninh. Các nhám lưu vưc; S độ dốc lưu vực (-). lưu vực này đã được hiệu chỉnh và kiểm định 576
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 để đảm bảo độ chính xác của mô hình. Kết Như vậy chứng tỏ phương pháp xác định quả tính toán cho 2 quá trình này được thể thông số có thể áp dụng tốt cho lưu vực sông hiện ở hình 4 và bảng 1. Kone – Hà Thanh. Kết quả tính toán trận lũ từ ngày 4 đến ngày 6 tháng 11/2017 đối với các tiểu lưu vực này được tổng kết ở bảng 2. Bảng 2. Kết quả tính toán trận lũ năm 2017 Diện tích Q max W Lưu vực (km2) (m3/s ) (tr m3) LV1 455 1742 131.6 LV2 82 279.1 32.6 LV3 77 252.6 22.3 Hình 4. Đường quá trình dòng chảy LV4 25 97.6 6.8 tính toán và thực đo hồ chứa Văn Phong LV5 37 139 10 năm 2017 LV6 418 2504 179.5 LV7 15 70.5 4.5 Bảng 1. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định 3 mô hình 4. KẾT LUẬN Mô hình Giá trị HC KĐ Nghiên cứu đã hiệu chỉnh kiểm định thành Nash (%) 88.3 95.7 công 3 mô hình mưa rào dòng chảy cho khu ĐB-VP ΔW (%) 6 -2 ΔQ (%) -1 2 vực hạ lưu hệ thống sông Kone - Hà Thanh. Nash (%) 86.6 90.5 Đây sẽ là công cụ hữu hiệu cho việc dự báo Núi Một ΔW (%) -15 11 dòng chảy lũ đến các hồ chứa Văn Phong, ΔQ (%) -5 -2 Thuận Ninh và Núi Một. Trên cơ sở bộ thông Nash (%) 85.5 88.9 sô của các lưu vực đã tìm được xác định mối Thuận tương quan với các đặc trưng của lưu vực. ΔW (%) 16 10 Ninh như diện tích lưu vực, sử dụng đất, dộ dốc, ΔQ (%) 2 -1 chiều dài và độ nhám của lưu vực. Đây là cơ Từ kết quả trên hình vẽ và bảng biểu cho sở để tính biên nhập lưu cho hệ thống thủy thấy, mô hình mô phỏng tốt việc tính toán lũ lực sông Kone - Hà Thanh. Kết quả này cũng cho các lưu vực. Bộ thông số tìm được có độ góp phần nâng cao độ tin cậy cho việc dự báo tin cậy. mực nước lũ cũng như mô phỏng ngập lụt Dựa vào phương pháp đã mô tả ở phần 2, cho hệ thống sông Kone - Hà Thanh. tiến hành tính toán chỉ số CN và T lag và so sánh với các giá trị của các lưu vực vừa tìm TÀI LIỆU THAM KHẢO được. Kết quả cho thấy mối tương quan chặt [1] Kerby, W. S, (1959). ‘‘Time of chẽ giữa các giá trị (hình 5). Concentration for Overland Flow’’ 29(3) Civil Engineering, March 1959. [2] Trần Kim Châu (2016). “Xây dựng phương pháp xác định các thông số chính của phương pháp SCS CN từ nguồn dữ liệu sẵn có”, Hội thảo khoa học thường niên Trường Đại học Thủy Lơi 2016, 495-497. [3] W. Scharffernberg (2016) “Hydrologic Hình 5. Tương quan giữa Tlag và CN Modeling System HEC-HMS User’s tính toán và Tlag tìm được Manual”, Version 4.2. trong quá trình xây dựng mô hình 577