Luận văn thạc sĩ Thủy văn học: Ứng dụng mô hình toán dự báo dòng chảy lũ trên lưu vực sông Đà

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.19 MB, 103 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

BẢN CAM KET

Tén tac gia: Nguyén Thi Thu Binh

Hoc vién cao hoc: 22V21

Người hướng dan khoa hoc: PGS. TS Hoang Minh Tuyén, PGS. TS Ngô Lê Long

Tên dé tài luận văn: “Ung dung mơ hình tốn dự báo dịng chảy lũ trên lưu vực

sơng Đà”.

Tác giả xin cam đoan đê tài luận văn được làm dựa trên sô liệu, tư liệu thu thập được từ nguồn thực tê...đê tính tốn ra các kêt quả, từ đó mô phỏng đánh giá đưa ra nhận xét. Tác giả không sao chép bât kỳ một luận văn hoặc một đê tài nghiên cứu nảo trước

Tôi xin cam đoan, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thơng tin trích dẫn trong luận văn đã được ghi rõ nguồn gốc.

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Thu Bình

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

LỜI CÁM ƠN

Sau một thời gian nghiên cứu, đến nay luận văn the sĩ với dé tài “Ứng dụng mơ hình ốn dự báo dong chảy lĩ trên lưu vực sông Đà” đã được hoàn thành tại Trường Đại

học Thủy lợi Hà Nội với sự nỗ lực của bản thân và sự giáp đỡ, chỉ bảo, hướng dẫn

nhiệt tình của các thầy giáo, cơ giáo, sự động viên của gia đình, bạn bề và đồng

nghiệp. Để hoàn thành được luận văn, tác giả chân thành cảm ơn sự giúp đỡ ThS.

‘Trinh Thu Phương cơng té ti Trang tâm Dự báo Khí tượng thủy văn Trang ương,

chủ nhiệm đề tài cắp Bộ *Nghiên cứu xây dựng công nghệ nhận định lũ lớn và dịng

chi mùa cạn trên lưu vục sơng Hồng nhằm nâng cao qua vận hành liên hỗ chứa

đã hỗ tug số liệu khí tượng thủy văn, số liệu vận hành hd, hướng din tìm hiểu các

phương pháp trong dự báo lũ hiện nay, thiết lập mơ hình thủy văn HECHMS, vận hànhhồ HECRESSIM và ứng dụng phương pháp mơ hình tốn trong dự báo lũ sông Đà.

“Tie giả xin bày tô lồng bit ơn sâu sie và tân trong tới 2 thấy PGS. TS Hồng Minh

Tuyển, PGS. TS Ngơ Lê Long đã chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ tác giả eit tận tình

‘rong suốt thời gian thực hiện và hồn thành luận văn.

“ác giả xin gửi lời cảm ơn đến Phòng Dio tạo đại học và sau dại học, Khoa Thủy vin

Tài nguyên nước của trường Đại học Thủy lợi và tồn thể các thầy cơ đã giảng day,

giúp đỡ tác giả trong thời gian học tập cũng như thực hiện luận văn.

“Tác giá cũng chân thành cảm ơn tới các bạn dng nghiệp, bạn bé, đặc biệt phòng Nghiên cứu Tai nguyên nước, Trung tâm nghiên cứu Thủy văn và Tài nguyên nước,‘Vien Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biển đổi khí hậu nơi tác giả dang cơng tác đã

hỗ trợ chuyên môn, thu thập tà liệu liên quan để luận văn được hoàn thành,

Do thời gian nghiên cứu khơng dai, trình độ và kinh nghiệm thực tiễn chưa nhiều nên luận văn chắc chắn không thể tránh được những hạn chế

mong các thiy, cô giáo, đồng nghiệp đóng góp ý kiến để kết q nghiên cứu được"hồn thiện hơn.

“Tác giả xin chân thành cảm ont

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

MỤC LỤC

CHUONG 1. TONG QUAN DỰ BAO DONG CHAY LŨ...Š 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu dy báo lũ trên thé

1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu ở Việt Nam về dự báo dng chảy lũ

1.3 Các phương pháp dự báo lũ

1.3.1 Phương pháp xu thể 9 1.3.2 Phương pháp mục nước, lưu lượng tương ứng 10

1.3.3 Phương pháp lượng tr 10

1.3.4 Phương pháp phân tic thing ke "

3 5 Mo hình mang thần kinh nhân to " 1.3.6 Phương pháp mơ hình tốn. 2

1.4 Lựa chọn phương pháp dự báo dịng chay lũ trên sơng Dà.. 18

CHUONG 2. ĐẶC DIEM DIA LÝ TỰ NHIÊN VÀ MƯA LŨ LƯU VỤC SƠNG

2.2 Đặc điểm thủy vãi

2.2.1 Mạng lưới sơng ngồi. 21

2.2.2 Các đặc trưng thủy văn. 2

2.2.3 Đặc điểm mưa, lũ nỗi Bat trên lưu vực sông Đà 2

2.3 Hệ thống hồ chứa trên lưu vực...«««e‹eeeeeeeeeeeseeeeeeeeeeereee 2"

24 Giới thiệu mơ hình nghiên cứu. 31

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

2.4.1 Mơ hình HEC-HMS 32

2.4.2 Mơ hình HEC_RESSIM. 44

CHUONG 3. UNG DỤNG MƠ HÌNH TỐN DỰ BẢO DONG CHAY LŨ TREN

LƯU VUC SƠNG ĐÀ. _—.

341 Thiết lập mơ hình dự báo dịng chảy lũ trên lưu vực sông Đà.. 48 3.1.1 Thiế lập mơ hình HEC-HMS 48

3.1.2 Thiế lập mo hình điều tất hỗ chứa HIEC_RESSIM ø 3.2 Ứng dụng mơ hình dự báo thir nghiệm năm 2015 trên lưu vực sông Đà

3.2.1 Dự báo đồng chảy lũ trên sông Đà 73

3.2.2 Đánh giá sai số của yếu tố dự bảo (lưu lượng dong chảy) theo thống kê xác

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng 2-1 Phân bổ diện tích lưu vực sông Bi a4

Bảng 2-2 Các sông nhánh cấp | chính của của sơng Đà rên lãnh thổ Việt Nam...22

Bảng 2-3 Một số đặc trưng thủy văn lưu vực sông Đà 2

Bang 2-4 Đặc trưng dong chảy trên sông Da 24

Bang 2-5 Thông số kỹ thuật nhà máy thủy điện Hịa Bình 28

Bảng 2-6 Thơng số ky thuật nha máy thủy điện Sơn La 29

Bảng 2-7 Thông số ky thuật nhà máy thủy điện Bản Chat 30

Bảng 3-1 Bảng phân chia lưu vực 48

Bang 3-2 Thống kê tình hình tài liệu thu thập phục vụ nghiên cứu 4“ Bảng 3-3 Trọng số tram mưa sử dung trên lưu vục bộ phận sông Đà sỉ

Bảng 3-4 Bộ thông số của mô hình HEC-HMS cho từng lưu vực bộ phận 52 Bảng 3-5 Bộ thơng số của mơ hình Hec cho từng đoạn sơng. 32

Bảng 3.6 Kết qui hiệu chính theo chi tiêu Nash và sai số định lũ cho các tiểu lưu vực

Bảng 3-7 Kết quả kiểm định năm 2014 ø Bảng 3-8 Tiêu chuẳn chit lượng của phương án dự báo (QP 94/TCN-91) 15 Bảng 3-9 Lưu lượng dong chảy dự báo đến hd Lai Châu 16

Bang 3-10 Chỉ tiêu đánh giá kết qua dự báo thử nghiệm trần lũ năm 2015 đến hồ thay diện Lai Châu bằng mô hình HEC-HMS n

Bảng 3-11 Lưu lượng đồng chảy dự báo đến hỗ Bán Chát n

Bảng 3-12 Chi iêu đánh gi kết quả dự báo thử nghiệm tận lũ năm 2015 đến hỗ thủy diện Ban chit bằng mơ hình HEC-HMS n

Bang 3-13 Dịng chảy dự báo trên hệ thống sơng Da gia nhập vào hỏ Sơn La T8 Bảng 3-14 Bảng cập nhật số liệu tạ thời điểm phát báo để dự báo đến hồ Sơn La...

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

Bảng 3-15 Lưu lượng dng chiy dự báo đến hỗ Sơn La 82

Bảng 3-16 Chi tiêu đánh giá kết qua dự báo thir nghiệm trận lũ năm 2015 đến hồ thủyđiện Sơn La 82

Bảng 3-17 Lưu lượng dong chảy dự báo đến hỗ Hịa Bình 83 Bảng 3-18 Bảng cập nhật số liệu tại thời điểm phát báo để dự báo đến hồ Hịa Bình..83. Bảng 3-19 Lưu lượng đồng chiy dự bảo đến hỗ Hịa Bình _

Bảng 3-20 Chỉ iều đánh giá kết quả dự báo thử nghiệm tận lũ năm 2015 đến hồ thủy diện Hồa Bình bằng mơ hình HEC-RESSIM 87

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

DANH MỤC CÁC HÌNH ANH

Hình 2-1 Sơ đỗ lưu vực sơng Ba (đoạn thuộc Việt Nam)

Hình 2-2 Sơ đỗ hệ thơng trên lưu vực sơng Đà Sơ đồ nghiên cứu tổm tit

Hình 2-4 Biểu đổ mưa.

"Hình 2-5 Cau trúc mơ hình Hec-ressim. Hình 3-1 Sơ đỗ hệ thống lưu vực nghiên cứu

Hình 3-2 Kết qua hiệu chính mơ hình tram Mường Té năm 2011 Hình 3-3 Kết quả hiệu chỉnh mơ hình trạm Mường T năm 2013.

Hình 3-4 Kết q hiệu chính mơ hình trạm Nam Giảng năm 2011 3-5 Kết quảgu chỉnh mơ hình trạm Nm Giảng năm 2013

3-6 Kết quả hiệu chỉnh mơ hình trạm Mường Lay năm 2011

Hình 3-7 Kết quả hiệu chỉnh mơ hình tram Mường Lay năm 2013 Mình 3-8 Kết quả hiệu chỉnh mơ hình tram Tả Gia năm 2011

h 3-9 Kết quảệu chính mơ hình trạm Tả Gia năm 2013

Hình 3-10 Kết quả hiệu chỉnh mồ hình tram Nam Mức năm 2011 Hình 3-11 Kết quả hiệu chỉnh mơ hình tram Nam Mức năm 2013

inh 3-12 Kết qui hiệu chỉnh mơ hình trạm Sơn La năm 2011 ‘Hinh 3-13 Kết quả hiệu chỉnh mơ hình trạm Sơn La năm 2013 Hình 3-14 Kết quả kiểm định trận lã năm 2014 tại trạm Mường Te

Hình 3-15 Kết quả kiểm định trận lũ năm 2014 tại trạm Nam Giang.

316quả kiểm định trận lũ năm 2014 tại trạm Mường Lay

Hình 3-17 Kết quả kiếm định trận lũ năm 2014 tại tram Tà Gia Hình 3-18 Kết quả kiểm định tận lũ năm 2014 tại trạm Nậm Mức.

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

Hình 3-19 Kết quả kiếm định tận lũ năm 2014 tg tram Sơn La Hình 3-20 Sơ đồ mơ phỏng hệ thông hỗ chứa sông Đà

3-21 Minh họa mô phỏng cho cơng trình hỗ chứa Lai Châu

Hình 3-22 Minh hoạ thiết lập phương én vận hành hd chứa thủy điện Lai Châu Hình 3-23 Minh họa mơ phỏng cho cơng trình hồ chứa Sơn La

fh 3-24 Minh hoạ thiết lập phương án vận hành hỗ chứa thủy điện Sơn La Hình 3-25 Minh họa mơ phỏng cho cơng trình h chứa Ban chát

"Hình 3-26 Minh hoạ thiết lập phương án vận hành hồ chứa thủy điện Bản Chat Hình 3.27 Minh họa mơ phỏng cho cơng tình hỒ chứa Hịa Bình.

3-28 Dịng chảy dự báo đến hơ chứa Sơn La tại thời điểm 24h. Hình 3.29 Dịng chảy dự báo đến hỗ chứa Sơn La tại thi điễm 48h ‘Hinh 3-30 Dòng chảy dự báo đến hồ chứa Sơn La tại thời điểm 72h. 3-31 Dang chảy dự báosn hỗ chứa Sơn La tại thời điểm 96h.

Hình 3-32 Dịng chảy dự báo đến hd chứa Sơn La tại thd điểm 120h.

3-34 Dang chảy dự bảo đến hỗ chứa Hòa Bình tai thời điểm 24h 3:35 Dang chây dự báo đến hỗ chứa Hồn Bình tại thời điểm 48h Hình 3-36 Dịng chảy dự báo đến hỗ chứa Hịa Bình tại thời điểm 72h én hỗ chứa Hịa Bình tai thời điểm 96h

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

1. Tính cấp thiết củn đề tài

“Trong b6i cảnh biển đổi khí hậu hiện nay, hiểm họa lũ lụt diễn ra ngày càng nguy hiểmvà phức tạp gây ra hậu quả nghiêm trong cho con người. Việc nhận biết trước diễn

biến lũ trở nên vơ cùng quan trọng trong cơng tắc phịng chống thiên tai. Đặc biệt, đối với những lưu vực sơng có hệ théng liên hỗ chứa đa mục tiêu như lưu vực sông Đà.Nghiên cứu nâng cao khả năng dự báo lũ có ý nghĩa to lớn trong việc vận hành hiệu,

“quả các hồ chứa và phòng chống lũ giảm nhẹ thiệt hại do thiên tai

Lưu vực sông Đà là phụ lưu lớn nhất của sơng Hồng, có chế độ lä khá phức tạp. ảnh

hưởng lớn đến sự phát tiễn kinh tế xã hội của vùng đồng bằng sông Hồng. Nhiều giải

pháp cơng trình và phi cơng trình đã được ứng dung nhằm giám nhẹ những tiệt hội. nh hưởng của lũ nh: xây dụng hệ thống đê, hb chứa, phân chậm lũ, quy hoạch phông chống lũ, hệ thống dự báo, cánh báo trên toàn lưu vục.

Hiện nay, trên lưu vục sơng Đà gồm có các cơng tình hồ chữa thủy điện lớn như Sơn

La, Hịa Bình, Bản Chát, Lai Châu đã và sắp đi vào hoạt động. Hệ thống hỗ chứa đa.

mục tiêu này đóng gốp tỉ trong lớn về sản lượng điện trong hệ thống điện Quốc gia cũng như đông vai trỏ quan trong tong việc tham gia cắt lũ và cấp nước cho hạ du sông Hồng. Các hồ chứa khai thác đa mục tiêu có dung tích kết hợp khí lớn so với

dung tích hiệu dụng, do vậy mâu thuẫn giữa nhiệm vụ phòng lũ với các nhiệm vụ khác

luôn luôn tô tại. Trong mùa lũ, hiệu quả vận hành cơng trình xã lũ khi có lũ phụ thuộc

vào kết quả dự báo ngắn hạn (24h, 48h), Việc tính tốn và tìm ra kết quả dự bảo lũ tốt

trên lưu vực sông Đà là khá cần thiết, nó khơng chỉ có ý nghĩa khoa học và thực tiễn

trong cơng tác phịng chống giảm nhẹ thiên tai cho ving sông Đã mà côn đồng vai trồ quan trong cắt giảm, chống la tiệt để cho hạ du với sông Hồng và đồng bằng Bắc Bộ. “rong bồi cảnh như vậy, học viên đã lựa chon luận văn: "Ứng dụng mơ hình tốn dye báo đồng chảy lũ trên lưu vực sông Ba” nhằm nghiên cứu một phương pháp khoa học về dự báo lũ trên lưu vực sông đã và đang tồn tại hệ thống hồ chứa lớn nhất đất nước, đồng vai trồ vô cũng quan trong đầm bio an ain năng lượng quốc gia, phịng 10, cắp nước cho đồng bằng sơng Hồng.

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

2. Mục dich của để tài

Nghiên cứu ứng dụng mơ hình tốn vận hành diễu tết hồ chứa và dự báo dịng chảy lũ

trên lưu vực sơng Da nhằm hạn chế, giảm thiểu thiệt hại do lũ gây ra,

3,.Đối tượng và phạm vi nghiên cứua. Đối tượng nghiên cứu

Hệ thông các bồ và đồng chảy trên lư vực sông Đà

~ Theo quan điểm hệ thống.

- Theo quan điểm thựcvà tổng hợp đa mục tiêu

b. Phương pháp nghiên cứu:

~ Phương pháp thống kê và xử lý sốêu: phương pháp này được sử dụng trong việc xửlý các tài liệu về địa hình, khí tượng thủy văn, thủy lực phục vụ cho tính tốn và dựbáo

- Phương pháp mơ phỏng: Tinh tốn mơ phỏng dịng chảy lũ trên lưu vực sơng Da

bằng mơ hình HEC-HMS.

- Phương pháp kể thửa: Trong quá tình thực hiện luận án đã sử dụng các kết quả có liên quan đã được nghiên cứu trước đây của các tác giả, cơ quan và tổ chức khác, Những kế thừa nhằm mục đích kết quả tinh toán phù hợp với thực tiễn của vùng nghiên cứu.

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

'CHƯƠNG 1. TONG QUAN DỰ BAO DONG CHAY LU

1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu dy báo lũ trên thé giới Nghĩ

nhiều nhà khoa học, đặc biệt

nghệ dự báo nghiệp vụ đã và đang được phát triển dựa trên sự kết hợp các mơ hìnhn cứu dự báo lũ trên thể giới hiện nay đã và đang nhận được sự quan tâm của rit cao chất lượng dự báo, rit nhiều công thủy văn, thủy lực. Nhiều mơ hình đã được xây dựng và áp dụng cho dự báo hồ chứa, cảự bảo lũ cho hệ thống sơng, cho cơng tác quy hoạch phịng lũ. Một số mơ hình đã duge ứng dụng thực tế trong cơng tác mơ phỏng và dự báo dịng chảy cho các lưu vựcsơng có thé ligt kế ra như sau

~ Viện thủy lực Ban Mạch (Danish Hydralies Institute. DH xây dụng phần mềm dự.

báo lũ bao gồm: Mơ hình NAM tính tốn va dự báo dong chảy từ mưa: Mơ hình Mike

11 tính tốn thủy lực, dự báo đồng chảy trong sông và cảnh báo ngập Iut. Phần mềm nảy đã được áp dụng rất rộng rãi và rất thành công ở nhiều nước trên thể giới. Trong khu vục Châu A, mơ hình đã được áp dụng để dự báo lũ lưu vực sông Mun-Chỉ và Songkla ở Thái Lan, lưu vực sông ở Bangladesh và Indonesia, Hiện nay công ty tưđể mô ấn CT của Nhật Bản đã mua bản qun của mơ hình, thực hiện những cải ti

hình có thé phù hợp với điều kiện thủy văn của Nhật Ban, Wallingford kết hợp với Hacrow đã xây dựng phần mm ISIS cho tính tốn dự báo lũ và ngập lụt. Phần mềm. bao gồm các mô dun: Mô hình đường don vi tính tốn và dự báo dịng chảy từ mưa;mơ hình ISIS tính tốn thủy lực, dự báo dòng chảy trong s ng và cảnh báo ngập lụt Phin mém này đã được áp dụng khá rộng rãi ở nhiều nước trén thể giới, đã được áp đụng cho sông Mê Kông trong trương tinh Sử dụng Nước do ủy hội Mê Kơng Quốc tếchủ trì thực hiện ở Việt Nam. Mơ hình ISIS được sử dụng dé tính tốn trong dự ánphân lũ và phát triển thủy lợi lưu vực sông Day do Hà Lan tài trợ.

~ Trang tâm khu vực START Đông Nam A (Southeast Asia START Regional Center) dang xây dụng * Hệ thống dự báo lũ thời gian thực cho lưu vực sông Mê Kơng”. Hệ

“Thống này được xây dựng trên mơ hình thủy văn khu vực có thơng số phân bổ tinh

tồn đồng chảy từ mưa. Hệ thống dự báo được phân thành 3 phần: thu nhận số liệ từ

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

nh và ác ram tự động dự báo thủy văn và dự báo ngập lục Thời gian dự kiến dựbáo là 1 hoặc 2 ngày.

~ Viện Diện lực (EDF) của pháp đã xây dựng phẳn mém TEIEMAC tính các bi tốn thủy lực 1 và 2 chiều. Mơ hình này đã được áp dụng tính tốn rit nhiễu nơi ở Cộng hòa pháp và trên thé giới.

- Trung tâm kỹ thuật thủy văn ( Mỹ) đã xây dựng bộ mơ hình HEC-I dé tính tốn thủy

vân, trong đồ có HBC-IE là chương trình đự báo lũ từ mưa và diễn tốn lũ rong sơng

Mơ hình đã được áp dụng rit rộng rai trên thể giới. Ở Châu A, mô hình đã được áp dụng ở Indonesia, Thái Lan và ở Việt Nam. Gin đây, mơ hình được cải iển và phát triển thành HMS có giao diện đồ họa thuận lợi cho người sử dụng.

- Trong một nghiên cứu về hệ thống dự báo lũ cho sông Marisa và Tundzha,

Roelevink và cộng sự đã kết hợp sử dụng mô dun mưa ~ đồng chiy Mike 11-NAM và

mô dun thủy lực Mike 11-HD

chỉnh sử dụng số liệu các tận lũ năm 2005 và 2006, Kết quả từ 2 mơ bình này được

hành dự báo. Các mơ hình này đã được hiệu

Kết hợp sử dụng với phần mềm FloodWatch để kết xuất ra mực nước dự báo và các cảnh báo ti các diém xác định. Kết quả cho thấy ring số liệu đầu vào quyết định lớn cửa thời gian dự kiến, Kết quả sẽ chính xác hơn nếu thời gian dự kiến ngắn và ngược lại. Trong nghiên cứu nảy cũng đã sử dụng chức năng cập nhật mực nước vả lưu lượng

tính tốn theo mực nước và lưu lượng thực đo tại các vị tri biên đầu vào

- Một trong số các mơ hình dự bảo lũ cho một hệ thống sông-hỒ chia đã được xây dig tại trường đại học Texas (Hon KỆ). Hệ thống hồ chứa ở Highland Lakes vùng hạ du lưu vực sông Colorado gồm 7 hồ chứa nối tiếp. Mơ hình dự báo lũ cho vùng này dược sử dụng để ra các quyết dịnh vận hành trong suốt thời kỳ lũ mô hình bao gí mơ dun chính là mơ đun quản lý dữ liệu và mô đun điều khiến lũ sử dụng mơ. mưa-đồng chay, mơ hình DWOPER và GATES.

~ Cục cơng bình Hoa Kỳ phát triển hệ mơ hình họ HEC: mơ hình thủy văn HEC-RASS.tính tốn dự báo đồng chảy từ mưa, mơ hình thủy lực HEC-HMS,

HBC-RESSIM điều tết hồ chứa phân phối dong chy

én tốn dịng chảy.

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

= Việc nghiên cứu môi trường Stockholm (SED- Thủy Diễn đã phát triển mơ hình `WAP tính tốn cân bằng giữa các nhu cầu của các dạng sử đụng nước phân bổ ngn nước từ các cơng hình cấp nước, với nguÖn nước cung cấp bao gằm nước mặt, nước ngằm, nước hồ chứa và các vận chuyển nguồn nước. Mơ hình được ứng dụng thành

Châu Phí

cơng tại nhiều lưu vực sông của các quốc gia như Trung Quốc, Ấn Độ,

- Nhật Bản dang phát triển và thứ nghiệm Hệ thống cảnh bio Ki toàn cầu (Global Flood Alert System, GEAS) và mang lưới lũ quốc tế (International Flood Network,TFNet), sử dụng số lệ

báo khả năng hay xác suất xây ra lũ trên các sơng lớn tồn cầu (IFNet) khi lượng mưa.mưa bề mặt cùng các số liệu ước lượng mưa tử vệ tỉnh để cảnh

đã rơi vượt ngưỡng giới hạn mưa hiệu quả sinh lũ được xác định trước cho từng lưu.

vực. Hệ thống này chưa tinh tới diễn kiện mặt đệm lưu vục, ảnh hưởng của địa hình,

tình trang dm, hiện trang lũ của lưu vực nên độ chính xác khơng cao, chỉ có tính cảnh

"báo xác suất có khả năng xây ra lũ trên lưu vực sơng lớn.

- Viện Nghiên cứu Cơng chính Nhật Ban (Public Works Research Institute, PWRID) .được xây dựng từ năm 2007 Hệ thống phân tích dự bảo lũ sử dụng sổ liều mưa vệ nh đegrated Flood Analysis System, IFAS). Hệ thống này có sử dụng s6 liệu ước lượng mưa từ vệ tinh hoặc mưa bé mặt làm đầu vào; phân tích, tính tốn dong chảy trên cơ. sở mơ hình thủy văn thơng số phân phối PWRI: thiết lập mơ hình tỉnh tốn mưa ro dịng chảy dựa trên cơ sở số liệu GIS, viễn thám như địa hình, sử dụng đất, loại đất, thảm thực vật... hiễn thị các kết quả ở dang đồ thị, bảng biển hay bản đổ. Hệ thông

này đã được đào tạo miễn phí cho các nước dang phát triển ở châu A triển khai áp

dụng cho các lưu vực sông khác nhau thông qua nhiều lớp tập hun và hội thảo quốc 6

1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu ở Việt Nam về dự báo đồng chãy lũ

Hiện nay ở Việt Nam, nhiều cơ quan như: Viện Khoa học Khí tượng thủy văn và Môi trường, Viện Khoa học Thủy Lợi, Viện Quy hoạch Thủy Lợi đã và đang áp dụng các mồ hình tốn để tinh tốn, dự báo đồng chảy và cảnh báo lũ. Một số nghiên cửu có thé kế đến

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

= Trung tâm Dự báo Khí tượng thủy văn Trung ương dang ứng dụng mơ hình MARINE dé tính tốn dự báo ngắn hạn dong chiy lũ Sông Đà

~ Dự án phân lũ và phát triển thủy lợi lưu vực sông Cả do Hà Lan tài trợ sử dụng mơhình ISIS dé tính tốn.

nh tốn dự báo và vận hành hệ thông hỗ chứa sử dụng phần mễm DK của G5 TS Hi Văn Khối được thục hiện bối bộ môn Thủy văn và i nguyên nước trường Đại học Thủy Lợi ăm 2013,

Bên cạnh đó, dự báo thủy văn cơn được thục hiện trên cơ sở của phương pháp phần tích thống kê, phân tích dự báo 2 thành phần chính của dịng chấy tạo thành từ lượng trữ nước trong sông và từ lượng mưa trong thời gian dự báo. Các phương pháp đăngcđược sử dụng chính là:

~ Phương pháp phân tích thống kê: Xây dựng phương án dự báo các đặc trưng dịng chiy (rung bình, lớn nhất và nhỏ nhất) trong thời kỹ Š ngày từ lượng trỡ nước trong sông và lượng mưa trong thời gian dự kiến dưới dạng biểu đồ và các phương tình hồi

- Dự báo kéo dài (mở rộng): Sử dụng kết quả của dự báo hạn ngắn trong Ì - 2 ngày

đầu, từ ngày thứ 3 đến ngày thứ 5 sử dụng phương pháp phân tích thống kê, xây dựng méi quan hộ của các đặc trưng dòng chảy 3 ngày cuỗ với lượng trữ nước trong sông

và lượng mua dự báo. Tông hợp kết quả, ra bản tin dự bảo các đặc trưng dong chảy.

trong thi ky 5 ngy tới

Sử dụng mơ hình TANK kết hợp Muskingum xây dựng phin mềm dự báo quá

trình mực nước, lưu lượng 5 ngày (với thời đoạn tính tốn 6h) cho các trạm chính trên.hệ thống sơng Hồng và sơng Thái Bình. Lượng mưa dự báo cập nhật từ mơ hình HRM.

Mơ hình này đang được thử nghiệm dự báo hàng ngày tại Trung tâm dự báo Khí tượng.

thủy văn Trung ương.

Han chế của các phương pháp dang sử dụng hiện nay là: Lượng mua dự báo được lấy

trùng bình cho tồn lưu vực lớn trong thời hạn 1 ngày hoặc 5 ngày. Bên cạnh đó, cácmmơ hình này chưa kết nối với các mơ hình thủy lực cũng như GIS và chưa được nghiên

6

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

cứu cụ th, chỉ tiết cho các lưu vực bộ phận. Chất lượng dự báo chưa cao, mức dimbảo dự báo đặc trưng dòng chảy dat khoảng 70%; mức đảm bảo dự báo q trình dịng. chảy đạt trung bình khoảng 65% và giảm rất nhanh khi tăng thời gian dự kiến. Nhìn. chang chưa đáp ứng được yêu cầu của công tác điều hành hệ thing hd chứa hiện nay. ~ Để tải: * Ứng dụng một số mô hình thích hợp để dự báo lũ thượng lưu hệ thing

sơng Thái Bình” ( Nguyễn Lan Châu)

Trên cơ sở phân tích các hình thé thời tiết gây mưa và ch độ nước lũ ở thượng lưu

sơng Thái Bình ( sơng Cầu, sông Thương, sông Lục Nam) đã nghiên cứu ứng dụng cácmơ hình TANK, NAM và phương pháp hồi quy bội để tinh tốn và dự báo q trình

đồng chảy lũ tại Thái Nguyên trên sông Cầu, Phủ Lạng Thương trên sông Thương va

Lục Nam trên sông Lục Nam. Kết quả nghiên cửu cho thấy kết quả tính tốn và dự báo

đồng chảy lũ theo 3 mơ bình nêu trên đều cho kết quả tố Mơ hình đã được

'TTDBKTTVTU bỏ sung và đưa vào dự báo tác nghiệp thử nghiệm từ năm 2000,

~ Đề tài Xây dựng các phương án nhận định hạn đài đỉnh lũ năm các sơng chính ở

Việt Nam (TS. Nguyễn Lan Châu, Dé tài NCKH Tổng cục khi tượng thủy văn, năm 2001)

Bilài đã xây dựng được cơng nghệ dự báo đình lũ tại 22 trạm chính trên các sơng Héng, sơng Mã, C3, La, Gianh, Thạch Han, Hương, Thủ Bổn, Tri Khúc, Kôn, Đã

Ring, Tiền, Hậu dựa trên các phương pháp hồi quy ting bước, thống kế khách quan,

nhận dạng với các yếu tổ mưa, nhiệt độ, bốc hơi, ENSO, áp cao Thai Bình Dương Mơ hình dang được ứng dụng tai Phịng Dự báo Thủy văn Bắc Bộ. Trung tim Dự báo Khí tượng Thủy văn Trung ương.

- Đề tài" Nghiên cứu Xây dựng phương án dự báo hạn ngắn lũ miền Trung trênmáy vi tính” (TS. Dang Ngọc Tĩnh, Dé tài NCKH Tổng cục khí tượng thủy văn, năm.

DE tai là dựa trên cơ sở các tiến bộ kỹ thuật tin học (cả phần cứng và phin mềm), chuyển hoá các kết quả nghiên cứu cơ bản, các phương án dự báo thuỷ vin tuyễn thống và hiện đại hành các phần mềm trên máy vi tinh nhằm hoàn thiện và khách

7

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

«quan hố các phương ân dự báo, giảm thồi gian thao tác rong nghiệp vụ. giám dẫn ảnh hưởng của các yếu tổ chủ quan, nâng cao độ chính xác, độ tin cây của các phương ấn dự bảo. Các phương án để tin học hoá là những phương án dự báo hạn ngắn lũ trên các sông min Trung là phương pháp cảnh báo bằng nhận dạng tương tự với những trận lồ

trong quá khứ, cảnh báo din lũ theo quan hệ với các yéu tổ khí tượng, dự báo mực

nước là heo các phương tỉnh hồi quy nhiễu biển, mực nước tương ứng hay quan hệ inh lũ hoặc biện độ lũ với lượng mưa, mực nước chân lũ. Các phương án này được sập nhật và bổ sung theo chuỗi sổ liệu từ 1975 đến 1999 cho khu vục miễn Trung

~ ĐỀ ti: "Nghiên cứu nhận dạng tồn diện về 10, dự báo, kiểm sốt và thốt lũ

phục vụ u cầu chung sơng với 10 ở đồng bing sông Cứu Long” (TS, Tô Vân

“Trường, Để tài NCKH cấp NN- KC-08-14, Phin Viện khảo sit Quy hoạch Thủy lợiNam Bộ, năm 2005).

Một trong những kết quả thành công của để tài là xây dựng công nghệ nhận dạng dài

hạn lũ lớn đồng bằng sông Cửu Long từ các hình thé synop, từ mưa lũ thượng nguồn,

thủy tiểu theo các phương phấp phân tich thống kệ, phân tích định dạng, mơ hình mạng thin kinh nhân tạo ANN và phân tích khơng ảnh

~ Để tài Nghiên cứu xây dựng công nghệ dự báo lũ sông Đà phục vụ điều tiết hỗ Hoa Bình trong cơng tác phịng chống la Iyt (TS, Nguyễn Lan Châu, ĐỂ

NCKHCN cấp Bộ, năm 2006)

Ứng dung thành cơng mơ hình MARINE vào dự báo dang chảy lũ trên lưu vực sông Đà đến hị Hịa Bình, mơ hình Tank dự báo lũ sơng Lơ, sơng Thao và mơ hình thủy lực IMECH-1D (do Viện cơ xây dựng) dự báo lũ hạ lưu sông Hồng. Hệ thống mơ hình đã. duge sử dung trong nghiệp vụ dự báo.

- Đề

'Xây dựng cơng nghệ tinh tốn dự báo 1d lớn trên hệ thống sông Hồng-inh” (TS, Trin Thục, ĐỀ thi NCKH cắp Bộ, năm 2005),

ĐỀ tải đã ứng dụng đầu tiên bộ mơ hình NAM_Mike 11 của DHI trong dự báo lũ lớn hg thông sông Hồng trước 48 giờ

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

~_ Dé tai “Nghiên cứu công nghệ dự báo lũ trung hạn kết nối với công nghệ điều hành hệ thống công trình phịng chống lũ cho đồng bằng sơng Hồng-sơng Thái

Binh” (TS. Vũ Minh Cát, Dé tài NCKHCN cấp Nhà nước trong khuôn khổ nghị định.

thư đã được ký kết giữa 2 chính phủ Việt Nam và lay về hợp tác khoa học công nghệ, năm 2009).

Đề & trị của mô hình dự báo hơi tiết BOLAM, dự báo dang cháy 5 ngày mia lũ tạ ị tí hồ chứa (Hịa

đã ứng dụng bộ mơ hình DIMOSOP sử dụng dữ liệu mưa dự bá

Bình, Tuyên Quang và Thác Ba), các điểm quan trắc thủy văn thượng lưu

-3 Các phương pháp dự báo lũ

Dự báo thủy văn là tính trước một cách khoa học tinh hình biến đổi các đặc trưng thủy ồ, kho nước... để phục vụ cho việc phòng chống thiên tai van tên các sông, subi, a,

và sử dụng hop lý nguồn tải nguyên nước trong các ngành kinh tế quốc dân. Dự báo thủy văn là công việc rất khỏ, nó địi hỏi người làm cơng việc này khơng chỉ thành.thạo nghiệp vụ mà phải có kiến thức về các ngành liên quan như địa lý, khí tượng,thủy Ive, tốn, máy tính... và vận dụng một cách linh hoạt sáng tạo trong việc suyđoán, lựa chọn giá trị dự báo.

Hiện nay, có nhiều phương pháp dự báo lũ khác nhau, bao gồm: phương pháp xu

thể, phương pháp mực nước, lưu lượng tương ứng, phương pháp lượng trữ. phương.pháp phân tích thống kê, phương pháp mạng trí tuệ nhân tao,

1.3.1 Phương pháp xu thể

Co sở khoa học của phương pháp dự báo xu thé là quy luật quán tính của chuyển động nước trong sông. Phương pháp này dua trên giả định là đại lượng dự báo thay đổi theo

cquy luật giống như sự thay đối trước đó, nghĩa là nếu lũ đang lên thì giá trị dự báo tiếp

tục tăng và ngược lại lũ đang xuống giá trị dự báo tiếp tục giảm.

Ưu điểm của phương pháp: Phương pháp xu thé có ưu điểm là đơn giản, khơng cần «qua nhiễu thơng tin như các phương pháp khác. Phương pháp xu thé chỉ cin sử dụng

số liệu tại một tram do, dé dự báo, đối tượng dự báo rất đa dạng cho nên dén nay vẫn

đang được sử dụng trong nhiễu lĩnh vực khác nhau. Do đồ phương pháp này thích hop

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

với các yếu tổ dự báo có pha thay đổi chậm, chẳng hạn lù tại hạ lưu các sông lớn, dựbáo tốt cho từng nhánh lũ,

"Nhược điểm của phương pháp: Déi với những vùng chuyển tiếp giữa pha nước lên và

pha nước xuống, những ving có pha thay đổi lớn, nếu ding phương pháp này sẽ dễ

gây sa số lớn.

1.32 Phương pháp mực nước, lưu lượng rơng ứng

Phương pháp lưu lượng và mục nước tương ứng là phương pháp dùng mye nước đo

được ở thượng lưu để dự bảo mục nước ở hạ lưu. Mỗi ương quan giữa mực nước ở

thượng lưu và mye nước ở hạ lưu sẽ phức tạp nếu khu giữa có lượng gia nhập đáng kẻvà lượng gia nhập đó lại khơng hồn tồn tương ứng với thượng lưu.

Uw điểm của phương pháp: Các thơng số có thể xắc định dễ ding bằng đồ thi và bằng những cách giải đơn giản. Phương pháp này chỉ dùng tốt ối với đoạn sơng có độ dốc

lớn, tram đưới í bj ảnh hưởng của thuỷ triểu hay nước vật, các trạm trên không quá

nhiều, thưởng chỉ một hay hai trạm trên và một trạm dưới

Nhược điểm của phương pháp: Diéu kiện quan trọng khi áp dụng phương pháp lưu

lượng tương ứng là phải tính đúng thời gian chảy truyền. Việc xác định thời gian chảy,truyền ở đoạn sông không nhánh đã khó, xác định ở đoạn sơng nhiều nhánh càng khó. hơn và luôn cỏ sai số, Trường hợp đoạn sông nhiều trạm trên, hoặc nhiễu trạm dưới chịu ảnh hưởng của nước vật hay thủy tiểu thì phải tm cách giải quyết khác

1.3.3 Phương pháp lượng trữ

Phương pháp lượng trữ dựa trên cách giải giản hóa từ hệ phương trình Saint-Vernant,day là một trong hai cách giải gin đúng cho hệ phương trình này, theo phương phápnày người ta ding phương trình cân bằng nước ở đoạn sơng thay cho phương trình liêntục, dùng phương trình lượng trữ thay cho phương trình động lực,

Phuong trình lượng trữ: W=f(Qd,Qư) biểu thị quan hệ giữa lượng trữ của đoạn sông.

LW với lưi lượng chy vào Q lưu lượng chay ra Qu, Nếu xác định được qua hệ hàm

số này thì ta có thé tính tốn được giá trị lưu lượng chảy ra ti cuối thời đoạn Qu khi

10

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

biết các giá tị lưu lượng chay ra tại đầu thoi đoạn và lưu lượng chảy vào Qu, Qui

1.34 Phương pháp phân tích thống kê

ay là nhóm các phương pháp thường sử dung các phép phân tích thống kê trong thủy‘van để xây dựng phương trình dy báo, một trong những phương pháp trong nhóm nàyhuy được sử dụng là phương pháp phần tích hồi quy nhiều biến

Uw điểm của phương pháp: Phương pháp này đơn giản. dễ tính tốn, có thể đưa vào

nhiều biển anh hưởng đền đại lượng dự bảo đẻ phân tích.

Nhược điểm của phương pháp: Khơng xử lý được những trường hợp có những giá tri

ngoại lại, sẽ làm sai lệch kết quả dự báo. Vì vậy khi dự báo phải chuẩn bị tốt dữ liệu.

1.3.5 M6 hình mạng thần kinh nhân tạo

‘Mang trí tuệ nhân tạo (Antificial Nerual Networks - ANN) được xây dựng từ nhữngnăm 1940. Với việc ứng dụng thuật toán quét ngược năm 1988, ANN được sử dung nhiều trong ngành tải nguyên nước, đặc biệt là dự báo (hủy văn. Mạng tí tuệ nhân tạo. à một mô phỏng xử lý thông tin, được nghiên cứu ra từ hệ thống thin kinh của sinh

vật, giống như bộ não để xử lý thông tin. Nó bao gồm số lượng lớn các mối gắn kết

sắp cao để xử lý các yếu tổ lam việc trong mỗi liên hệ giải quyết vẫn để rõ rùng. ANN,

giống như con người, được học bởi kinh nghiệm, lưu những kinh nghiệm, hiểu biết và

sử dung tong những tình huống phù hợp. Mơ hình ANN cho pháp thiết lập mỗi quan

hệ đa dạng và trực tiếp các biển đầu vào và đầu ra, phản ánh tính chất của cả mơ hình

nhận thức và mơ hình hộp đen.

Ưu điểm của phương pháp: Dữ liệu đầu vào mơ hình ANN khơng nhất thết phải ổn định và tuân theo phân bổ chuỗn như ARIMA. Mơ hình ANN là mơ hình phí tuyển đối ưu sử đụng trong ANN là tối ru him phi tuyển). Mơ hình ANN cũng cho kết quả tốt hon mơ hình ARIMA khi dữ liệu hạn chế và trong các trường hợp phức tạp, khi mối. quan hệ giữa các biển trong mơ hình khơng được trởng minh. Nếu so sánh với mơ hình ARIMA thì ANN là cơng cụ dự báo tốt hơn vì nó dự báo dựa vào quá trình hình.

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

thành mỗi quan hệ trong dữ liệu. Hơn nữa ANN rit phù hợp với việc xử lý các dữ liệu thực chửa nhiễu hay bị bóp méo hoặc khơng đầy đủ.

'Nhược điểm của phương pháp: Rất khó tìm bộ thơng số tối tu, không phản ánh được những thay đổi lớn, nến dữ iệu sử dụng để xây dựng mạng không có những tr số lớn

1.3.6 Phương pháp mơ hình tốn.

1,3.6.1M6 hình mua đồng chảy

Phân tích sự hình thành của lũ do mưa, người ta dùng phương pháp quan hệ mưa-đồng chiy trong dự báo lũ, Quả rình mưa trên lưu vục thường được quan trắc d dàng hơn dong chảy trong sông suối, bởi vậy nếu ta biết được chính xác q trình mưa sẽ cho ta dự báo được dong chảy trong sông với thời gian dự kién đài hon, Cơ sở lý luận của phương phip này là phương trình cân bằng nước thời kỹ Hi

Trong đó mơ hình HEC-HMS là một mơ hình thủy văn tham số hóa hiện đại được phát triển từ phần mém HEC-I và hiện nay được áp dung rộng cli ở Việt Nam cũng như

trên thé giới dé diễn tốn dịng chảy tir mưa. Việc ứng dụng mơ hình HEC-HMS ngồi

ứng dụng tiến bộ khoa học kĩ thuật, dé được các đối tác nước ngoài chấp nhận dự ấn

va nếu điện tích lưu vực lớn hơn vẫn có thể chia thành các lưu vực nhỏ sau dé tập hợp,

cho mơ hình này. Mơ hình được xác định để tính tốn q trình

mưa đồng chảy của hệ thống các lưu vực hình cây, Nó được t

lại theo cấu trúc có si

1 kế để áp dụng với.

l2

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

nhiễu vùng địa lý để giải quyết các vấn dé khác nhau. Pham vi áp dụng của nó là tính tốn 0 và đồng chảy cho các lưu vụ tự nhiền và đô thi nhỏ. Kết quả tính tốn từ phần mềm được sử dụng trực tiếp hoặc kết hợp với các phần mềm khác để nghiên cứu tác động cũa gu tình đơ thị hóa, thiết kế đường trần, dự báo lũ nhằm hạn ch, giảm thiệt

hại do lũ gây ra, điều tiết Iũ và vận hành hệ thơng.

Vũ điểm: Rất thích hop cho việc tính tốn dong chảy lũ tại các con sơng khơng có tram do lưu lượng hoặc tước day có tram do lưu lượng nhưng giờ khơng cịn hoạtđộng nữa

[huge điểm: Việc hiệu chỉnh bộ thông số tốt cho mơ hình đồi hỏi phải có nhiễu kinh nghiệm khi áp dụng cho những lưu vực có diện tích lớn hay khi ta khơng có số liệu về tỉnh hình điều kiện địa chit, thảm phủ, bốc hơi.

1.3.6.2 Mơ hình vận hành hỗ

a, Mơ hình IQQM

Mơ hình IQQM (Integrated Quantity and Quality Model) do Australia xây dựng và

phát triển. Mơ hình đã được ứng dụng cho một số lưu vực sông tại NSW và Queennd

(Australia), và vai năm gần đây đã được đưa vio ứng dụng cho lưu vực sơng Mê'Cơng. Đây là mơ hình mơ phỏng sử dụng nước lưu vực nhằm đánh giá các tác độngcủa chính sách quản lýnguyên nước đối với người sử dụng nước. Mơ hình có thể ding để khảo sát, chia sẻ và giải quyết các vấn đề nay sinh trong việc sử dụng chung nguồn nước giữa các quốc gia với nhau; trao đổi lợi ích sử dụng nguồn nước chung giữa các nhóm dùng nước cạnh tranh, kể cả mơi trường.

(Mo hình hoạt động trên cơ sở iên tục, mồ phịng diễn biến hệ thống sơng ngời, kể cả diễn biễn chất lượng nước. Mơ hình thiết kế để vận hành theo bước thời gian ngày (mặc định), nhưng một số q tình có thé được mơ phỏng theo bước thời gian giờ, thắng, năm.

Mơ hình IOQM được cấu trúc theo dạng kết cầu

với nhau thành một khối tổng hợp. Từ Menu chính có thé truy cập vio mơ đun thành. sm các mô đun thành phần liên kết

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

phần. Mỗi mơđun đều có menu và thanh công cụ riêng để dẫn đến cửa số hội thoạinhập dữ liệu và các thông số can thiết của mô hình.

(Cac mơ dun thành phần chính của mơ hình: a. Xã lý số liệu

b. Biểu didn đồ thị

cc. Công cụ phân tích thống kê

d. Mơ hình mưa rào-dịng chảy.

s Mơ hình khí hậu

£ Mơ hình vậnh hành cổng 3. Mơ hình hệ thống sơng

Trong các mơ đun trên chỉ sử dụng ba mơ đun chính dé tính tốn như cầu nước trong

nơng nghiệp và tính cân bing nước:

+ mơ dun này cho phép người sử dụng phân tích và nạp s liệu

“Mơ dun mơ hình h thơng sơng: mơ dun này là xương sống của IQQM vì nó mơ

phỏng chuyển động dong chảy trong một hệ thống sông. Những quá trình chính

mơ phịng là: didn tốn dồng chảy trong sơng và kênh tưới. vận

chứa, tưới, cấp nước đô thị, công nghiệp

Mơ hình mơ phỏng hệ thống sơng được thể hiện bằng một loạt các nút vi đường nồi “rong đồ q trình dịng chảy vào hồ chứa, đồng chảy ra, các quá trình dùng nước Khác được gin với các nút cịn các q tình diễn tốn đồng chây trong sơng và diỄn ối (links). với hệ

tốn chất lượng nước được giig sơng thơng qua các đường.

Phin diễn tốn dong chảy dùng phương pháp diễn tốn phi tuyến có Xét thời gian trễ

(non-linear routing with lg) và điễn toán Muskingum (Muskingum routing)

Mé dun biển diễn dé thị: môđun này cho phép người sử dụng biểu diễn kết quả tính. tốn một cách trực quan dưới dạng đồ thi.

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

b.Mơ hình WEAP

WEAP (Water Evaluation and Planning System) là một mơ hình kết hợp giữa việc mơi

phỏng hệ thống và các chính sách edn áp dụng cho lưu vực. WEAP dựa trên ngun

tắc tính tốn cân fing giữa các nhu cầu của các dang sử dụng nước, giá thành và hiệu

'WEAP cịn phân tích các thử nghiệm về các phương án phát triển và quản lý nguồn

WEAP đã được áp dụng trong nhiều dự án trên thể giới rong cơng tác quản lý tổng"hợp tải ngun nước.

e. Mơ hình Mike basin

Mơ hình MIKE Basin do Viện thuỷ lực Dan Mach (ĐHI) xây dựng, nó là một mơ hình tốn học thể hiện một lưu vực xông bao gồm cấu hình của các sơng chính và các sơng nhính, các yếu tổ huỷ văn của lm vực theo không gian và the thời

trình, hệ thống sử dụng nước hiện tại và tương lai và ce phương ấn sử dụng nướckhác nhau. Mơ hình cũng biểu diễn cả tài ngun nước ngằm và quá tinh diễn biến

nước ngằm. Mô dun MIKE Basin WQ bé sung thêm chức năng mô phỏng chất lượng.

MIKE Basin được xây dựng theo kiểu mơ bình mạng lưới, trong đó sơng và các nhánh.

hợp lưu chính của nó được biểu diễn bing một mạng lưới bao gồm các nhánh và các nứt. Các nhánh thể hiện các đoạn sơng riêng bit, cịn các nút thể hiện ác tễu hợp lưu hoặc các vị trí mà tại đồ cae hoạt động liên quan đến phát trién nguồn nước có thể điễn ra như điểm của dong chảy hỏi quy từ các khu tưới, điểm chuyển dòng hoặc là điểm.hợp lưu giữa hai hoặc nhiều sông hoặc suối hoặc tại các vị tí quan trọng cần có kết‘qua của mơ hình.

Quan niệm tốn học trong mơ hình MIKE Basin là tìm các lời giải ổn định cho mỗi

bude thời gian. Ưu điểm của MIKE Basin là tốc độ tính tốn của nó cho phép vạch ra

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

nhiều kịch bản kh¿ nhau. Sai số do nhiều giải pháp tính tạo ra khơng đáng."bước thời gian của q tình khơng nhỏ hơn thời gian mơ phỏng.

MIKE Basin sử dụng giao diễn để hoo với người dùng nó liên kết phẫn mơ hình với AreView GIS cho các phiên bản trước năm 2005 và Arcis cho các phiên bản sau.

Mơ hình hoạt động trên cơ sở một mạng lưới sơng được số hố và các thiết lập trực. h trong ArcView GIS. Tit cả c

sơng, vị trí các hộ ding nước, hỗ chứa, điểm lẫy nước, điểm chuyển dòng, dịng hồic thơng tin về mạng lướitiếp trên màn hình má)

suy đều được xác định tên màn hình.

Nhập liệu chủ yếu của mơ hình bao gồm số liệu theo thời gian của dòng chảy trên lưu.

vue của từng nhánh. Các tập số liệu bổ trợ gồm các đặc tính hồ chứa và các quy tắc

vân hành của từng hỗ chứa, lột số liệu khí tượng và số ligu tương ứng với hệ thông hoặc cấp nước như nhu cầu nước va ce thơng tín về dịng hỗi uy.

Do đó trong quá trình xây dựng mỗ hình, đặc biệt chủ ý xác định một mơ hình línhhoạt phản ánh các đi kiện tr nhiên tổng quát và đựa trên các mục tiê của bài oan, hả năng của dự kiện và phạm vỉ của các xuất liệu cần có.

Mơ hình MIKE Basin còn rit linh hoạt trong xác định bước thời gian. Neu’sử dung cổ thé xác định thời gian theo ngày hoặc tháng. Cin xem xét edn thận khi lựa chọn à xuất liệu yêu cầu, DSi với bước thời gian thích hợp, căn cứ vào dữ kiện hiện có

những mơ hình lớn thử gian tính và nhu cầu bộ nhớ sẽ tầng ding kể khi giảm bước

thời gian

Kết quả của mơ hình sẽ cho ta thơng tn về hoạt động của các hd chứa và các hộ dùng

nước trong tồn bộ thời gian mơ phỏng bao gồm cả mức độ thiếu nước và thời gian thiểu nước. Hơn nữa it đồng chảy tháng tạ ấtcả các nút cũng được đưa ra cho phép

ta xác định và đánh giá được ảnh hưởng tổng hợp của các cơng trình cũng như các khu.

tưới đối với đồng chảy trong sơng.

Kết quả có thể được xem như là chuỗi thời gian tại mỗi nút hoặc chụp nhanh tron thời gian như tổng quan của một khu vực mơ hình tồn bộ trong ArcView. Người sử dung

16

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

6 thể tạo một sự mơ phỏng hình hot và xem Hình ảnh địa lý của kết quả đặc bit phát triển như thể nào.

"Như vậy mơ hình MIKE Basin đã thực hiện được việc đánh giá nguồn nước của lưu vực, ảnh hướng của các hệ thống lấy nước hiện trạng và đánh giá tắc động của các cơng trình cũng như của các khu tưới lên nguồn nước cho các phương án và các giai đoạn phát triển thuỷ lợi trong tương lai

.d. Mơ hình HEC-RESSIM

Mơ hình Hec-ResSim (Resevoir Simulation) là mơ hình tính tốn mơ phỏng, điều hành. hệ thống hứa, là phần tiếp theo của HEC 5 (mô phỏng các hệ thống ngăn chặn và kiểm sốt 1d), Chương trình bao gồm các cơng cụ: mơ phỏng, tính tốn, lưu trữ số liệu, nước. Số liệu vào, ra của mô hình được quản lý, đồ hoạ, và báo cáo hệ thống nguồ

lưu tr và chỉnh sửa bằng chương trình HEC - DSS (Data Storage System)

1.3.6.3 Mơ hình ngẫu nhiên

“rong nhiễu lĩnh vực coộc sống như môi trường, thủy văn, y t, sinh học, kinh tế

luôn tồn tại những hiện tượng có mỗi quan hệ ẫn nhau, Phân tích chứng bằng cơng cụ

tốn học thống kê cho thấy quan hệ giữa các hiện hiện tượng rit đa dạng, Hình thức đặc trưng của quan hệ cơ bản là sự lien hệ nhân quả, quan hệ này là một hiện tượng biểu hiện sự tổn ti (xuất hiện, biển đổi, biển mit...) phụ thuộc vào hiền tượng Khác (có mưa sẽ sinh ra đồng chảy), bên cạnh đó một hiện tượng đó là nguyên nhân tác dong đến hiện tượng khác (là hậu quả, kết quả). Như vậy trong quan hệ nhân quả này

mỗi hiện tượng vừa là nguyên nhân đồng thời vừa à kết quả của hiện tượng khác

Hiện nay có rắt nhiều mơ hình ngẫu nhiên là các mơ bình tổng hợp và phân tích các chuối số liệu như các mơ hình ARIMA (p,q) mơ hình hai quy nhiễu biển.

1.3.64 Mơ hình thủy lực

“Chuyển động của nước trong mạng lưới sơng thiên nhiên là một q tình xảy ra khá

mềm tính toần phức tạp và da dạng. Hiện nay ở Việt Nam dang sử dụng nhiều pha

thủy lực trên các mạng lưới sông khác nhau. Trước những năm 1990 chương trình docác chuyên gia Việt Nam viết ra được sử dụng rộng rai nhất là: VRSAP (Vietnsam

7

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

River System and Planing) do GS Nguyễn Như Khu t và KOD (không én định) do Gs Nguyễn Ân Niên viết, ngồi ra cịn có một số chương trình khác nữa tính tuyền mặn hoặc tính tốn thiết kế kênh.

Sau 1990 các phần mm từ nước ngồi thơng qua các dự án tai trợ hoặc tải miễn phí tirmạng Internet có: bộ mơ hình MIKE 11, MIKE 21 HBC- RAS

đđã thành sản phim thương mại nên cổ chung đặc điểm là giao diện rất đẹp, có nhiều các phan mềm này tính năng nhưng chưa có chương tinh nguồn, chương ình cũng được nâng cấp hàng năm nên người dùng phải luôn cập nhật thông tin dé ứng dụng chương trình.

1.4 Lựa chọn phương pháp dự báo dịng chảy lũ trên sông Da

“Các phương pháp xu thể, phương pháp mực nước và lưu lượng tương ứng, phương

pháp lượng trữ và phương pháp thống kê chủ yếu dự bảo trên lưu vực sơng khơng có cơng trình điều tiết, Đối với lưu vực sơng Da có các cơng trình điều tiết liên hồ chứa Lai Châu, Som La và Hòa Bình nên phương thức dự báo và kết quả dự báo phụ thuộc hoàn toàn vào các quy định vận hành của hệ thống hỗ chứa. Dang chảy đến hồ Hịa Bình phụ thuộc vào lưu lượng xã của hỗ hỗ Sơn La và lưu lượng khu git, hỗ Sơn La phụ thuộc vào lưu lượng xa từ hỗ Bản Chất Huội Quảng, hd Lai Châu và lưu lượng

khu giữa. Do vậy, trong luận văn lựa chọn ứng dụng mô hình tốn để mơ phỏng và dự.

"báo dong chảy lũ trên lưu vực sơng Da. Trong đó lựa chọn mơ hình HEC-HMS để mơ phỏng và dự báo dịng chảy đến hỗ chứa và các khu giữa trên lưu vực và mơ hình. HEC-RESSIM vận hành điều tiết hỗ chứa

Mơ hình HBC-HMS và mơ hình HBC-RESSIM có giao diện đổ hoa tiện ích, dễ sử

cdụng, Đặc biệt mơ bình HEC-RESSIM rit thích hợp cho việc mơ phỏng hệ thống điều hành và kiểm soát lĩ bằng hỗ chứa đơn và hệ thống hỗ chứa nổi iếp hoặc song song.

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

CHƯƠNG 2. DAC DIEM DIA LÝ TỰ NHIÊN VÀ MƯA LŨ LƯU VỰC:

SÔNG ĐÀ.

địa lý tự nhiên lưu vực sơng Đài

21-1 Vị trí địa lý

ing Đà, cịn gọi là sông Bở hay Đà Giang là phụ lưu lớn nhất của hệ thống sôngHồng. Sông bắt nguồn từ độ cao 2.440 m của vùng núi Ngụy Sơn, tinh Vân Nam, ‘Trung Quốc chảy theo hướng tây bắc - dng nam để rồi nhập với sông Hồng ở Phú

Lưu vực sông Đã chạy theo hướng Tây Bắc ~ Đông Nam, từ 20°40" đến 25°00" vĩ độ Bắc và 10022" đến 105°24' kinh độ đông với tổng chiều dài 660 kem trải đầi trên 3 nước Trung Quốc, Lào, Việt Nam. Độ rộng trung bình lưu vực là 76,7 km với tổng ign tích là 52.900 km”, phần trên lãnh thé Việt Nam là 26.800 km?, chiém 5,9%.

19

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

Đoạn ở Việt Nam đài khoảng 570 km, Diễm đầu là bi

tại huyện Mường Te (Lai Châu). Sông chảy qua các tỉnh Tay bắc Việt Nam là Lá Phú Thọvới Ba Vì, Hà Nội). Điểm cuối là ngã ba Hồng Ba, huyện Tam Nông, tinh Phú Thọ.

giới Việt Nam - Trung Quốc Chau, Điện Biên, Sơn La, Hịa Bình, Phú Thọ (phân chia huyện Thanh Thủ:

2.1.2 Đặc điểm dja hình và đất dai

Phin lớn địa hình sơng Đà là dBi núi, ó tới gẫn 80% diện tích ở độ cao trên 500 m, độ cao trung bình tồn lưu vực sông Di đạt 1.130 m, trên lãnh thổ Việt Nam khoảng 900

Sông Đã chảy dọc theo thung lũng sâu giữa các day núi cao, bên tdi có dãy Ai Lao

Sơn với độ cao 2000 + 2500 m và dãy Hoàng Liên Sơn cao 2000 + 3000 m trong đó có

inh Phan Xi Pang cao tới 3142 m. Bên phải lưu vực có day núi Vơ Lương với độ cao

từ 2000 + 3600 m, day Pudendinh cao 1500 m và dầy núi đá vôi cao 500 + 1000 mchạy dài đến tỉnh Hịa Bình.

Địa hình lưu vực có dang núi và cao nguyên, chia cắt mạnh theo chiều thing dứng.“Các day núi, cao nguyên và thung lũng xếp song song theo hướng Tay bắc - Đông

Trong điều kiện địa hinh mới được năng cao sau vận động Himalaya, sông ngdi trong

lưu vực sơng Di có đặc điểm của một mạng lưới sông trẻ, biểu hiện ở độ chia cắt

mạnh, thung lũng sâu hẹp hình chữ V, độ dốc lớn.

‘Ving núi đá phún xuất, độ cao lớn, mưa nhiều, mật độ sông suối rit dày lớn hơn 1,5 ~

1,78 km/km*, phân bổ ở bờ trái sơng Ba, phía tây Hồng Liên Sơn - Phu Lng.

Vong núi thấp, mưa ít hơn ving rên, đất để chủ yếu là sa diệp thạch, khí hậu khơ nóng. mật độ sơng subi thuộc loại thưa đến tương đối dầy (035 - 1.5 kak!) phân bổ ở các vùng Tả Phình, Xin Chai, ba phải sơng Da trên lưu vực sông Nam Pô và ÀMức

20

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

Ving cao nguyên đá vôi mưa it, mật độ sông subi từthưa đến tương đối đầy (0: kmkm”). Vũng thượng lưu sông Nam Bú mật độ sông suối thưa nhất, dưới 0,5 km/km’, Đây là vùng mưa it và nhiều đá vôi, dong chảy mặt kém phát triển.

2.1.3 Đặc điễm khí hậu

Lưu vực sơng Da nằm trong miễn khí hậu nhiệt đối gió mùa, có mùa đơng lạnh và khơ, mùa hè nóng và mưa nhiều. Chế độ gió mủa trên lưu vực sông Đà thể hiện sự tương phản rõ rột giữa hai mùa:

~ Mùa đông trùng với gió mùa Đơng Bắc, kéo dài tir tháng X đến tháng III năm sau với thời tế anh, Khô và ft mơa do ảnh hướng của gió mùa Châu A chuyển động từ phía

Bắc xuống

- Mùatrùng với gió mùa Tây Nam, kéo đài từ tháng V đến tháng IX với thời tiết nóng. Âm và mưa nhiễu. Đây là thời kỳ gió mùa Châu A áp thấp thịnh hành, có hướng ngược lại thổi từ vùng có áp suất cao ở phía Nam vào An Độ Dương, Ue và Thái Binh Dương.

2.2 Đặc điểm thủy văn

2.2.1 Mạng lưới sông ngồi

Lưu vục sơng Đà có diện tích toản lưu vực là 52.900 kmỶ, chiếm 37% di tậptrung nước của sông Hồng tính đến Sơn Tây, nhưng lượng dịng chảy sơng Đã chiếmtới 48% lượng dịng chảy sơng Hồng. Tổng lượng dịng chảy sơng Đà tính đến cơng. trình thủy điện Sơn La là 41,0 km và đến Hịa Bình là 55,6 km”

Phân bé diện tích lưu vực sơng Da theo chiều dải sơng chính tính đến các trạm thủy văn cơ bản và tuyển cơng tình lớn được thể sn trong bảng dưới đây

Bảng 2-1 Phân bố diện ích lưu vục sông Đà

srr] Trạm thủy vănvàtuyễn | ĐiệnehMusựe | Phin trim so vii Ong

cơng trình xm’) diện tít lưu vực (%)

1 | Biển giới Việt- Trang 24.800 42 | TuyểnđậpLai Châu 26,000 4943 Lai Châu 33.800 643

a

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

srr] Tram thủy vin vatuyén | Dign eh hrm vge | Phin tram so vii tong

cơng trình (km) diện ch lưu vực (%)4 “Quỳnh Nhat 38.440 Tạp

5 Pa Vĩnh 4860 sia

6 Tạ Bú 45200 8697 Hồa Bình 51700 9838 | Trung Ha (cia song) 52.600 100

Nguồn: Trung tim khi tượng thủy văn quốc gia

“rên lãnh thổ Việt Nam, sơng Đà có 10 phụ lưu cắp 1 (Bảng 2:2), trong đó có 4 sơng

nhánh chính với điện tích lưu vực trên 2.000 km”: Nam Pô, Nam Na, Nam Mức, Nam Muy hai phụ lưu nhỏ hơn là Nam Sap và Nam BS, Mạng lưới sông suối trên sông Đã

phân bố không đều: vùng đá vơi mưa ít, như lưu vực Nậm Sập, mật độ sông suối dưới.

0.5 kmfkmẺ; vùng núi cao mưa nhiều, như thượng lưu sông Nậm Mu, mạng lưới sông

suối dày khoảng 1,67 km/km'; các vùng còn lại khoảng 0,5 - 1,5 km/kmÌ.

Bing 2-2 Các sơng nhẳnh cép 1 chỉnh của của sông Đà trên lãnh thô Việt Nam

Tr sone Trinh vứt om | Tein 4am

22.3 Che dje mung thủy vin

Đị hình ni cao, chia cất mạnh, độ đốc lớn, thun lũng sâu, hep với lượng mưa lớn lại tập trung vào một vải tháng trong năm nên tạo điều kiện hình thành mạng lưới sơng dây đặc, ft sơng lớn hướng của các đồng sông subi trùng với hướng của lưu vực.

2

</div>Trang 31<div class="page_container" data-page="31">

Nguồn sinh đồng chiy quan trọng nhất trên sông Da nằm ở phần lưu vực ving sườn phía tây day Hồng Liên Sơn, trê các lưu vue: Nim Na, Nam Mu, Nam Chiến, Suối

Sập, có mơ dun dong chảy năm từ 40 - 50 I/w/kmỶ. Trừ các lưu vực Nậm Bui (Pan) và

Nam Sập có mơ dun dịng chảy nhỏ dưới 20 l/s/km”, ở các nơi khác trên lưu vực sông Đà, mô dun dong chảy thường từ 27 - 34 I/s/km”. Dòng chảy sông tập trung vào các thắng mùa lũ chiếm tới 69 - 7§ % tổng lượng đồng chây năm

Mùa lũ trên sông Đà thường bắt đầu vào đầu tháng V, kết thúc vào cuối tháng IX đầu.

tháng X. La lớn nhất thường xảy ra vào cuối tháng VII, nửa đầu tháng VI. Dịng chiy lĩ tập trung nhanh và khơng đồng bộ ở các phần khác nhau của lưu vực là một đặc điểm nỗi bật nhất của dòng chảy sông Đà. Điều kiện địa lý tự nhiên thuận lợi cho đồng chiy lĩ hình thành trên các phụ lưu sông Da, nhất là lưu vực Nậm Na, Nậm Mu “Trên dịng chính, lượng dong chảy lũ chiếm bình qn từ 77,6 đến 78,5 % dong chảy năm; đồng chảy thing VIII thường lớn nhất năm, chiếm tới 237

Bảng 2-3 Một số đặc trưng thủy văn lưu vực sông Đã

</div>Trang 32<div class="page_container" data-page="32">

Bảng 2-4 Đặc trưng dòng cháy trên sông Đà

Phân phổi

Lưu lượng đỉnh lũ (đo đạc)

TT, Lawyye (6

Que | Ques | Thời | Moos, | Qua | Thời | Mùa | Mùa

oni) (mÙ)| gian .(/RmS|(mƯ9| giản | 10 | eg

TO) SuốiSập | HH0 | 365 [299/62 901 | 063 |2W60|71A| 281

"Nguồn: Trung tâm khí tượng thủy văn quốc gia

2.147 I/s/kmẺ; tại Nam Chiến là 2.048 Vs/km? và tại Nam Mu là 1.534 I/s/km”. Trên. đồng chỉnh mô dun dinh fi cũng rất lớn: ti Lai Châu là 428 Usk? (VIUI945), tại Tạ Bú là 494 I/s/kmỶ (VIII/1996) và tại Hòa Binh là 454 l/s/km” (VIW/1964). Tại Lai Chau,

27,5 m (VIIU/1945), cao nhất ở Vi biến độ lũ lớn nhất đạt t

ật rên eu vực sông Đà

“Trên sông Đà định i năm biển động không lớn: lưu lượng định lũ lớn nhất lớn cắp 2

lần lưu lượng lớn nhất TBNN; gắp 3,5 ~ 4.8 lần lưu lượng đình lũ của năm lũ nhỏ. Sự

biến động nhiễu năm của quá trình đình lũ năm khá phức tạp, khơng có chu kỳ rõ rệtSong có biểu hiện sự luân phiên nhóm năm lũ lớn và nhóm năm lũ nhỏ. Pha những. năm lũ lớn thường ngắn, kéo dài 3 — 9 năm, pha những năm lũ nhỏ kéo dai hơn, từ 5 —

15 năm,

24

</div>Trang 33<div class="page_container" data-page="33">

Lũ lớn trên sông Đà khơng nhiễu, số năm có đình lũ năm lớn hơn định Ii TBNN chỉ chiếm khoảng 40 %. Định lũ năm của sông Đà thường xuất hiện từ 10/VHI ~ 21/VIIL Dinh là lớn nhất năm xuất hiện từ tháng VI — X, tháng VII có tin suất lớn nhất, đạt 30 — 36 %4, Binh lũ lớn nhất năm tập trung vào 2 tháng VI, VI, với tin suắt 77 ~ 90 %: 2.2.3.1 Mica gây lũ lớm

Mus gây 0 lớn trên lưu vục sông Da thường bao gm một số đợt mưa (ừ 1 đến 3 do) Tuy abn, cũng cổ những trận chỉ có một đợt với mưa lớn tập trung trong 2 ~ 3 ngàyhình thành 1 lớn

mưa kế tiếp nhau do hoạt động liên tiếp của nhiều

lồng bộ trên cả hệ thơng sơng. Có trận mưa bao gồm tới 3 ~ 4 đợt

inh thé thời , trong đó, giữa các,dot mưa lớn là thời kỳ mưa nhỏ hoặc không mưa kéo dai vai giờ đến hơn một ngày.

Các trận mưa gây lälớn thường có một đến vả tâm mưa, tâm mưa lớn thường ở sườn tây day Hoàng Liên Sơn với lượng mưa ở vùng rung tâm lên tối 300 ~ 500 mm thy từng tận. Vùng mưa lớn ở mỗi trận thường bao trùm một điện rộng, từ 100 ~ 200 km* 1000 - 2000 kmỄ. Phin trung ~ thượng nguồn sông Đà thườnlý có lượng mưa đạt

1 100 300 mm, 66 khi tới 400 mm, như các trận mưa thắng VI các năm 1986, 2001

và thing VIII các năm 1969, 1971, 1983, 1996,... Như vậy nếu xây ra mưa đều khắp trên lưu vực sông Đà với lượng mưa 200 ~ 300 mm, th sẽ xây ra lũ lớn với lưu lượng lớn nhất đến hỗ Hịa Bình trên 10.000 mỲ⁄s

Điễn biển mưa theo thời gian tong một trin thường theo một quy luật chung: mưa

tăng di

ngày và lượng mưa ngày lớn nhất tối 100 = 200 mm). rồ li giảm nhanh và ngững lên tới định (với lượng mưa lớn nhất thường tập trung trong 1 ngày, có khi 2

hắn. Do sự phân bố mưa trận như vậy đã tạo cho nhánh lũ lên và xuống có dạng dốc.

đứng gin cân đổi thường gặp ở các sông miễn nit

2.2.3.2 Những trận mưa lớn gây lũ đặc biệt lớn trên sông Đà

“Trong gin 4 thập ki qua, trên sơng Da đã có 5 trận lũ đặc biệt lớn với lưu lượng định lũ trên 14.500 m'/s (VIU/1964. VIIU1969, VIIU/1971, VIIU1996, VIIU2002). Loại hình

thể thời tiết đặc trưng gây ra mưa lớn kéo đài hình thành các trận lũ đặc biệt lớn có 3

đặc điểm nỗi bật sau:

25

</div>Trang 34<div class="page_container" data-page="34">

~ Luôn cónh thé synop chủ đạo cho mỗi thời kỳ, ví dụ như bão, dai hội tụ nhiệt đổi,rãnh thấp trong trận lũ VIHLI969; rãnh thấp, dải hội tụ nhiệt đổi ong trận lũVII/I971

- Mỗi hình thể synop chủ đạo lại thường phối hợp với 1 hoặc 2 bình thé khác, ví dụ

rãnh thắp bị nén bởi khơng khí lạnh, dải hội tụ nhiệt đới có khơng khí lạnh tác động.

i hình thé thời tiết hoạt động kế tiếp nhau iên tục, ình thé này suy yêu đi thì hình

thé khác hình thành mạnh lên thay thể

La lớn và đặc biệt lớn trên sơng Đã đã hình thành do hoạt động liên tgp của một số hình thể thời tết gây ra những đợt mưa lớn kéo dài nhiễu ngày, bao trầm hẳu khắp lưu mi gây ra mưa

vực. Chỉ có hoạt động liên tiếp cùng tổ hợp của cá hình thể thlớn dẫn tới lũ đặc biệt lớn

Lũ lớn trên sông Đà thưởng tập trung nhanh và không đồng bộ trên các lưu vực sông.

nhánh: giữa lưu vực bên phải và bên trái của ơng chính. Có một số trường hợp, trên thượng nguồn các sơng khơng có lũ, nhưng ở hạ lưu sơng chính và các sơng nhánhvùng hỗ vẫn có là lớn, Điễn hình là trận là thắng X/2007 gây 10 đặc biệt lớn với đồng chảy đến hồ là 14.500 mvs, trong khi lĩ ở Tạ Ba lại ở mức nhỏ với lưu lượng đỉnh lũ

là2700 mvs

‘Ba số những trận lũ lớn đều là những trận lũ kép, phúc tạp, thường gồm 2 ~ 3 đợt lĩ với các đình tăng din, Số lũ đơn chỉ chiếm đưới 1/3 số trận với các nhánh lên, xuống thường dốc đứng và khá din hình cho 1a miễn núi

2.3 Hệ thống hd chứa trên lưu vực

Hiện nay, trên lưu vực sơng Đà gồm có các cơng trình hồ chứa thủy điện lớn Sơn La,

in là hd Lai Châu. Hệ thống hồ Ban Chat, Hòa Binh đã hoạt động, trong tương lai

chứa đa mục tiêu này đồng g6p ti trong lớn về sản lượng điện trong bệ thing điện

ấp nước cho hạ “Quốc gia cũng như đông vai trồ quan trọng tham gia ct 10 tiệt

du sông Hồng.

26

</div>Trang 35<div class="page_container" data-page="35">

Hình 22 Sơ đồ hệ thống trên lưu vục sơng Dã

“Trong các hi chính thuộc lưu vực sơng Đà, hiện ti tuân theo quy trình đơn hỗ và liên

hỗ, Đối với quy tình liên hỗ ( Quyết định Số 1662/QĐ-TTg ngày 17 thing 9 năm,

2015 ). theo đó trên bậc thang sơng Đà chi có các hỗ Sơn La, Hịa Bình quy định ràng.

buộc mực nước ứng với các thời kỳ vận hành. Như vậy ngoài quy định rang buộc vận

"hành như trên, các hd vận hành được thiết lập trong mơ hình HEC-RESSIM sẽ căn cứ: vào rằng buộc đặc trưng mye nước ding bình thường, mục nước chết và lưu lượng

phat điện của các hỗ và số cửa xả mặt và đáy. Với các đặc trưng của hồ như sau:

?

</div>Trang 36<div class="page_container" data-page="36">

+hứa Hòa Binh

Hỗ chứa Hỏa Binh được xây dựng trên dịng chính sơng Ba phía trên thị xã Hịa Binh, "khánh thành ngày 20/XIU/1994. Hỗ được xây dựng với nhiễu mục đích khác nhau như: phòng lũ hạ du, sản xuất điện, tưới. giao thơng thủy... trong đó có phịng lũ hạ du và sản xuất điện là hai nhiệm vụ chính. Hồ có dung tích tồn bộ là 9.450 triệu mỶ với 8 tổ. máy có tổng cơng suất 1920 MW. Hỗ Hịa Bình có chi đà

bình thường là 208 km, độ rộng trung bình là 1 km, diện tích mặt hồ à 208 km?

ứng với mục nước dâng

mỗi nhà máy thủy điện:thông số kỹ thuật cơ bản của hỗ và các công trình

Bảng 2-5 Thơng số kỹ thuật nhà máy thủy điện Hỏa Bình.

TT THỐNG SỐ. DONVT | TRISOT Vimi tỉnh Hoa Bình

2 Diện tích lưu vực km” 317002 Tiếu lượng trung bình năm, Qo ms 1800

3 Mie nước đăng bình thường. m Tis

7 Lint lượng dim bảo Q50% as S007 "Lưu lượng lớn nhất qua nhà máy. mũ 2400

</div>Trang 37<div class="page_container" data-page="37">

hà máy thủy điện Sơn La được xây dựng trên dịng chính sơng Da, lồng hỗ tính từ đập ding tại thị trấn Ít Ong, huyện Mường La (tinh Sơn L4) ngược lên thượng nguồn trải dài hơn 200 km đến tận thị xã Mường Lay (tính Điện Biên)

“Tồn bộ cơng trình có tổng diện tích khoảng 2.070 ha, mặt đập bê tơng có chiều dài 1,2 km, chiều rộng 99 m, dung tích hồ chứa nước đạt 9,26 tỷ mỶ nước, nhiều hơn hồ chứa thủy điện Ha Bình trên 26 tiệu m” nước. Cơng trình gém 6 tổ máy, có cơng suất lắp máy đạt 2.400MWW, sản lượng điện hing năm đạt trên 19.2 tỷ KW,

Nhiệm vụ chủ yéu của nhà máy là cung cấp nguồn điện năng: góp phần chống lũ trong mùa mưa và cung cắp nước trong mùa kigt cho đồng bằng Bắc Bộ: góp phin thúc đây

phat triển kinh tế - xã hội vùng Tây bắc.

1 thuật eo bản của hồ và các công tỉnh đầu mối nhà máy thủy điện Bảng 2-6 Thông số kỹ thuật nhà máy thủy điện Sơn La

Tr “Thông số pony | Thế

1 Visi Tinh Sơn La

2 Điện tích lưu vực Kmở — | 437603 Lưu lượng bình quân nhiễu năm mặn | 1834 "Mực nước ding bình thường MNDBT m | as

2 Lưu lượng đảm bảo Q90% mặn. 650

ụ Lưu lượng lớn nhất qua nhà mi mặn. 34384 Cot nước in nhất m 1016

15 Cot nước nhỏ nhất m sr16 Cot nước tính tốn m 83.65

29

</div>Trang 38<div class="page_container" data-page="38">

Tr “Thông số Đơn - | Traế

„ “Công suit lắp mấy MW | 240018 Công suất dim bảo mw | so» Số t máy L6

20 Điện lượng trung bình năm ogewn | 1027 + HỖ Bản Chat

Hỗ Ban Chat được xây dựng trên sông Nam Mu. Hồ Ban Chat tích nước ho từ ngày 10 thing 12 năm 2011 đến ngày thắng 10 năm 2012 đạt mức nước dâng bình thường. Một số thơng số kỹ thuật cơ bản của hồ thủy điện Bản Chit

Bảng 2-7 Thông số kỹ thuật nhà máy thủy điện Bản Chit

TT Thong số Đơnbj | Trisé T View Tĩnh Lai Châu7 Điện ích lưu vực kn 19293 Ta lượng rung bình năm, Qo ws 116s

3 "Mực nước dâng bình thường, ” 4057 Cơng suất Tip may MW 230l8 “Cổng suất đâm bảo MW T47

9 Sốtõmáy ?20 Điện lượng rung bình năm I06kWh | 7807

30

</div>Trang 39<div class="page_container" data-page="39">

2.4 Giới thiệu mơ hình nghiên cứu.

Luận văn tích hợp sử dụng mơ hình HEC-HMS và mơ hình HEC-RESSIM để dự báođồng chảy lũ trên lưu vực sơng Đà theo sơ đồ dưới đây:

Mơ hình

thủy văn.

Hình 2-3 Sơ đỗ nghiên cứu tơm tit

Mơ hình HEC-HMS ở đây được áp dụng như một mơ hình hệ thống bao gồm các tễu lưu vực được kết nối với các đoạn sông. Hệ thống sông Đà đã được xây dựng từ mơ. hình số hóa độ cao thơng qua vi

thơng cho HEC-HMS

sit dụng mơ hình Hec-Geo HMS để làm đầu vào bệ

31

</div>Trang 40<div class="page_container" data-page="40">

Mơ hình thủy văn mưa-dịng chảy HEC-HMS được thi

lưu vực sơng đã thành các lưu vục thành phần: dn hồ Lai Chau, Bản Chất và các khu lập dựa trên căn cứ phân chia

giữa đến hồ Sơn La, khu giữa đến hd Hịa Binh,

Mơ hình thủy văn vận hành HEC-RESSIM được thiết lập vận hành cho các hỒ chứa

Lai Châu, Bản Chi ơn La và Hịa Bình. Các thơng số về mỗi quan hệ đặc trưng lịng hồ, thơng số nhà máy thủy điện và các quy định duy tì mực nước hỗ ti các hời điểm quy định trong Quy trình vận bành liên hỗ chứa và biên lưu lượng sẽ là đầu vào

lập thiết lập mơ hình vận hành hỗ HEC-RESSIM cho lưu vực sơng Đà.

2.4.1 Mơ hình HEC-HMS

Mơ hình HEC là sản phẩm của tập thể các kỹ s thuỷ văn thuộc quân đội Hoa Kỳ. HEC-1 đã góp phần quan trong trong việc tinh toán đồng chiy lũ tại những con sơng nhỏ khơng có tram đo lưu lượng. Tính cho đến thời điểm này, da cổ khơng ít đề ti nghiên cứu khả năng ứng dụng thực tế. Tuy nhiên, HEC-1 được viết từ những năm. 1968- chạy trong môi trường DOS, số liệu nhập không thuận tiện, kết quả in ra khó theo dồi. Hơn nữa, đối với những người khơng hiểu sâu về chương trình kiểu Format thường rất lúng túng trong việc tuy xuất kết quả mơ hì

cơng. Do vậy, HEC-HMS là một giải pháp, nó được viết để "chạy trong môi trường *u hành rất quen thuộc với mọi người. Phiên bản đầu iên cia

HEC-của HEC- HMS là version 3.5Windows - hệ đ

HMMS là version 2.0, hiện nay phiên bản mới nt

Phin mềm bao gồm; giao hoa, các thành phần phân tích thủy văn, lưu trừ số liệu, các công cụ quản lý và các bản ghỉ. Chương trình đã kết hợp các ngơn ngữ lập

trình C, CC va Fortran, Phương tiện tính tốn và giao diện dé họa được lập trình theohướng đối tượng C°”. Các thuật toán thủy văn được viết bing Fortran va được tổ chức

Mặc đủ đã được kết hop trong một chương trinh nhưng vẫn có sự tách biệt rỡ ring

giữa giao điện, cơng cụ tinh tốn và lưu trữ số liệu

Mô phỏng các thành phan lưu vực.

32

</div>