Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy 5 ngày đến các hồ chứa lớn trên hệ thống Sông Đà và Sông Lô

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRUNG TÂM KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN QUỐC GIA









BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ:

XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ DỰ BÁO
DÒNG CHẢY 5 NGÀY ĐẾN CÁC HỒ CHỨA LỚN
TRÊN HỆ THỐNG SÔNG ĐÀ VÀ SÔNG LÔ







Chủ nhiệm: TS. Nguyễn Viết Thi

7151
03/3/2009


Hà Nội, 10 - 2008
BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Tên đề tài:
XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ DỰ BÁO
DÒNG CHẢY 5 NGÀY ĐẾN CÁC HỒ CHỨA LỚN
TRÊN HỆ THỐNG SÔNG ĐÀ VÀ SÔNG LÔ
Chỉ số phân loại:
Chỉ số đăng ký:
Chỉ số lưu trữ:
Các cơ quan và các cộng tác viên chính tham gia thực hiện đề tài:
1. TS. Đặng Ngọc Tĩnh
2. TS. Nguyễn Lan Châu
3. ThS. Trần Bích Liên
4. ThS. Nguyễn Tiến Kiên
5. KS. Bùi Đình Lập
6. KS. Đào Anh Tuấn
7. KS. Đinh Xuân Trường
8. ThS. Đỗ Lệ Thuỷ
9. TS. Hoàng Minh Tuyển
10. KS. Nguyễn Huy Hùng
Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương
Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương
Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương
Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương
Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương
Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương

Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương
Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương
Viện khoa học KTTV và Môi trường.
Viện khoa học KTTV và Môi trường.
Hà Nội, ngày 30 tháng 10 năm 2008
CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI







TS. Nguyễn Viết Thi
Hà Nội, ngày tháng năm 2008
THỦ TRƯỞNG CƠ QUAN CHỦ TRÌ
KT. TỔNG GIÁM ĐỐC
TRUNG TÂM KTTV QUỐC GIA
PHÓ TỔNG GIÁM ĐỐC




Trần Văn Sáp
Hà Nội, ngày tháng năm 2008
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
Hà Nội, ngày tháng năm 2009
THỦ TRƯỞNG CƠ QUAN QUẢN LÝ ĐỀ TÀI
TL. BỘ TRƯỞNG
KT. VỤ TRƯỞNG VỤ KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ

PHÓ VỤ TRƯỞNG




TS. Nguyễn Lê Tâm

Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy 5 ngày đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Đà và sông Lô

Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS. Nguyễn Viết Thi
i
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, QUY LUẬT HÌNH
THÀNH DÒNG CHẢY VÀ PHÂN CHIA LƯU VỰC
BỘ PHẬN
3
1.1. LƯU VỰC SÔNG ĐÀ ĐẾN ĐẬP HOÀ BÌNH
1.1.1. Điều kiện địa lý và mạng lưới sông
1.1.2. Các sông nhánh chính
1.1.2.1. Sông Nậm Pô
1.1.2.2. Sông Nậm Na
1.1.2.3. Sông Nậm Mức
1.1.2.4. Sông Nậm Mu
3
3
5
5
6
8

9
1.1.3. Đặc điểm mưa và dòng chảy lũ
1.1.3.1. Đặc điểm mưa
1.1.3.2. Đặc điểm dòng chảy lũ
1.1.3.3. Hồ thuỷ điện Hoà Bình
1.1.3.4. Thời gian truyền lũ trên sông Đà về hồ Hoà Bình
10
10
11
13
14
1.2. SÔNG CHẢY ĐẾN HỒ THÁC BÀ
1.2.1. Điều ki
ện địa lý tự nhiên
1.2.2. Đặc điểm khí tượng thủy văn lưu vực sông Chảy
1.2.3. Hồ Thuỷ điện Thác Bà
1.2.4. Thời gian truyền lũ trên sông Chảy
14
14
15
16
17
1.3. SÔNG GÂM ĐẾN HỒ TUYÊN QUANG
1.3.1. Điều kiện địa lý tự nhiên sông Gâm
1.3.2. Đặc điểm khí tượng thủy văn lưu vực sông Gâm
1.3.3. Các phụ lưu chính
1.3.3.1. Sông Nho Quế
1.3.3.2. Sông Năng
1.3.4. Hồ thuỷ điện Tuyên Quang
1.3.5. Thời gian truyền lũ trên sông Gâm

17
17
18
20
20
21
21
22
1.4. NHỮNG HÌNH THẾ THỜI TIẾT GÂY MƯA SINH LŨ TRÊN
LƯU VỰC SÔNG ĐÀ, SÔNG CHẢY VÀ SÔNG GÂM
1.4.1. Phân loại các hình thế thời tiết cơ bản gây mưa lớn
1.4.2. Đặc điểm mưa lớn gây lũ lớn trên sông Đà, sông Chảy và
22
22
Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy 5 ngày đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Đà và sông Lô

Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS. Nguyễn Viết Thi
ii
sông Gâm
1.4.2.1. Mưa lớn gây lũ lớn
1.4.2.2. Những trận mưa lớn gây lũ đặc biệt lớn trên sông Đà và
sông Lô
1.4.3. Chế độ và đặc điểm chung của lũ sông Đà, sông Chảy và
sông Gâm
1.
4.3.1. Chế độ và đặc điểm lũ
1.4.3.2. Một số đặc điểm hình thành những trận lũ lớn, đặc bi
ệt lớn
24
24

24
25
25
25
1.5. CÁC THÔNG TIN VỀ MẠNG LƯỚI TRẠM KTTV
1.5.1. Các thông tin về mạng lưới trạm điện báo mưa lũ
1.5.1.1. Mạng lưới trạm khí tượng thuỷ văn trên sông Đà
1.5.1.2. Mạng lưới trạm khí tượng thuỷ văn trên sông Chảy
1.5.1.3. Mạng lưới trạm khí tượng thuỷ văn trên sông Gâm
1.5.2. Chế độ điện báo khí tượng thuỷ văn
26
26
26
30
30
31
1.6. PHÂN CHIA CÁC LƯU VỰC BỘ PHẬN TRÊN LƯU VỰC SÔNG
ĐÀ, SÔNG CHẢY VÀ SÔNG GÂM CHO PHÙ HỢP VỚI MÔ
HÌNH NAM
1.6.1. Nguyên tắc chung
1.6.2. Phân chia các lưu vực bộ phận trên lưu vực sông Đà
1.6.3. Lưu vực sông Chảy
1.6.4. Lưu vực sông Gâm


31
31
32
33
34

CHƯƠNG II: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU DỰ BÁO DÒNG CHẢY
HẠN VỪA, CƠ SỞ LÝ THUYẾT MIKE 11 VÀ XÂY
DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU KTTV
36
2.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
2.1.1. Trên thế giới
2.1.2. Trong nước
2.1.2.1. Các phương pháp dự báo hiện đang được sử dụng ở
Việt Nam
2.1.2.2. Các công trình nghiên cứu dự báo hạn vừa đã công bố
2.1.3. Lý do lựa chọn mô hình MIKE 11
36
36
38
38
38
40
2.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MÔ HÌNH MIKE 11
2.2.1. Mô hình NAM
2.2.1.1. Cấu trúc của mô hình
2.2.1.2. Các thành phần của dòng chảy
2.2.1.3. Các thông số của mô hình
41
41
41
43
45
Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy 5 ngày đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Đà và sông Lô

Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS. Nguyễn Viết Thi

iii
2.2.1.4. Các điều kiện ban đầu của mô hình
2.2.1.5. Tối ưu bộ thông số mô hình NAM
2.2.2. Mô hình động lực MIKE 11
2.2.3. Các bộ biên tập của MIKE 11
2.2.3.1. Biên tập số liệu và thiết lập mô hình
2.2.3.2. Kết nối mô hìmh NAM với Mike11
2.2.3. Cở sở lý thuyết bài toán điều hành hồ chứa
2.2.3.1. Nguyên lý điều tiết hồ chứa
2.2.3.2. Giải bài toán điều tiết l
ũ bằng hồ chứa
2.2.3.3. Hướng dẫn sử dụng chương trình điều tiết hồ chứa
(DieuTiet5day)
2.2.4. Chỉ tiêu chất lượng đánh giá mô phỏng và dự báo của mô hình
46
46
47
54
54
65
68
68
68
69
75
2.3. XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN
2.3.1. Thực trạng số liệu khí tượng thuỷ văn phục vụ dự báo thuỷ văn
2.3.2. Xây d
ựng cơ sở dữ liệu
2.3.2.1. Thiết kế CSDL

2.3.2.2. Cơ chế BDE và ODBC
2.3.2.3. Lập các bảng của CSDL file máy chủ
2.3.3. Giới thiệu phần mềm truy vấn, cập nhật và kết xuất CSDL
2.3.3.1. Cài đặt chương trình
2.3.3.2. Lập file mẫu lọc dữ liệu
2.3.3.3. Giải mã số liệu điện báo
2.3.3.4. Cơ sở dữ liệ
u
2.3.3.5. Lọc tệp mực nước, mưa, lưu lượng theo mẫu, xuất ra tệp
dạng txt hay đổi thành chuỗi thời gian MIKE 11 (TS MIKE 11 ).
76
76
79
80
81
81
83
83
85
86
86
86
CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH NAM, MIKE 11 MÔ
PHỎNG DÒNG CHẢY ĐẾN HỒ CHỨA HOÀ
BÌNH, THÁC BÀ VÀ TUYÊN QUANG

91
3.1. ỨNG DỤNG NAM VÀ MIKE 11 MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY ĐẾN
HỒ HOÀ BÌNH
3.1.1. Xây dựng sơ đồ tính toán bằng mô hình NAM và

MIKE 11
3.1.1.1. Xây dựng bản đồ phân vùng ảnh hưởng của các trạm mưa và
xác định trọng số mưa của các trạm trong các lưu vực bộ phận.
3.1.1.2. Xây dựng sơ đồ mạng thuỷ lực diễn toán dòng chảy trong
sông

91
91
91
94
Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy 5 ngày đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Đà và sông Lô

Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS. Nguyễn Viết Thi
iv
3.1.1.3. Kết nối mô hình NAM với MIKE 11
3.1.1.4. Biên của mô hình
3.1.1.5. Tài liệu thủy văn để tối ưu và kiểm định mô hình
3.1.2. Xác định bộ thông số mô hình NAM và MIKE 11 lưu vực
sông Đà đến hồ Hoà Bình
3.1.2.1. Nguyên tắc hiệu chỉnh thông số mô hình NAM, MIKE 11 cho
lưu vực sông Đà
3.1.2.2. Số liệu dùng để xác định bộ thông số của mô hình NAM và
MIKE 11
3.1.2.3. Kết quả
xác định bộ thông số mô hình NAM trên tập số liệu
phụ thuộc
3.1.2.4. Kết quả xác định bộ thông số MIKE 11 trên tập số liệu
phụ thuộc
3.1.2.5. Đánh giá chất lượng mô phỏng của mô hình NAM và
MIKE 11 trên tập số liệu phụ thuộc

3.1.2.6. Kết quả kiểm định bộ thông số của mô hình NAM và MIKE 11
trên tập số liệu độc lập
3.1.3.
Nhận xét chung
96
99
100
100
100
101
102
111
116
132
141
3.2. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH NAM VÀ MIKE 11 MÔ PHỎNG DÒNG
CHẢY HỒ THÁC BÀ
3.2.1. Xây dựng sơ đồ tính toán bằng mô hình NAM và MIKE 11
3.2.1.1. Xây dựng bản đồ phân vùng ảnh hưởng của các trạm mưa và
xác định trọng số mưa của các trạm trong các lưu vực bộ
phận
3.2.1.2. Xây dựng sơ đồ mạng thuỷ l
ực diễn toán dòng chảy trong
sông
3.2.1.3. Kết nối mô hình NAM với MIKE 11
3.2.1.4. Biên của mô hình
3.2.1.5. Tài liệu thủy văn để tối ưu và kiểm định mô hình
3.2.2. Xác định bộ thông số mô hình NAM và MIKE 11 lưu vực sông
Chảy đến hồ Thác Bà
3.2.2.1. Nguyên tắc hiệu chỉnh thông số mô hình NAM và MIKE 11

cho lưu vực sông Chảy
3.2.2.2. Số liệu dùng để xác định bộ thông số của mô hình NAM và
MIKE 11
3.2.2.3. Kết quả xác định bộ thông số mô hình NAM trên tập số liệu
142
142
142
144
146
146
146
147
147
147
Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy 5 ngày đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Đà và sông Lô

Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS. Nguyễn Viết Thi
v
phụ thuộc
3.2.2.4. Kết quả xác định bộ thông số MIKE 11 trên tập số liệu phụ
thuộc
3.2.2.5. Đánh giá chất lượng mô phỏng của mô hình NAM và
MIKE 11 trên tập số liệu phụ thuộc
3.2.2.6. Kết quả kiểm định bộ thông số của mô hình NAM và MIKE 11
trên tập số liệu độc lập
3.2.3. Nhận xét chung
148
150
150
153

155
3.3. ỨNG D
ỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 DỰ BÁO DÒNG CHẢY ĐẾN
HỒ TUYÊN QUANG
3.3.1. Xây dựng sơ đồ tính toán bằng mô hình NAM và MIKE 11
3.3.1.1. Xây dựng bản đồ phân vùng ảnh hưởng của các trạm mưa và
xác định trọng số trạm mưa cho các lưu vực bộ phận
3.3.1.2. Xây dựng sơ đồ mạng thủy lực diễn toán lũ trong sông
3.3.1.3. Kết nối mô hình NAM với MIKE 11
3.3.1.4. Biên của mô hình
3.3.1.5. Tài liệu thủy văn để
tối ưu và kiểm định mô hình
3.3.2. Ứng dụng mô hình NAM và MIKE 11 mô phỏng dòng chảy sông
Gâm đến hồ Tuyên Quang
3.3.2.1. Nguyên tắc hiệu chỉnh bộ thông số mô hình NAM, MIKE 11
cho lưu vực sông Gâm
3.3.2.2. Số liệu sử dụng để xác định bộ thông số mô hình NAM và
MIKE 11
3.3.2.3. Kết quả xác định bộ thông số mô hình NAM, trên tập số liệu
phụ thuộc
3.3.2.4. Hiệu chỉnh, xác
định bộ thông số của mô hình MIKE 11
3.3.2.5. Kết quả mô phỏng của mô hình NAM và mô hình MIKE 11
3.3.2.6. Kiểm định bộ thông số tối ưu trên tập số liệu độc lập
3.3.3. Nhận xét chung
156
156
156
157
160

160
161
162
162
163
163
167
167
170
173
CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ VÀ DỰ BÁO THỬ
NGHIỆM DÒNG CHẢY 5 NGÀY ĐẾN 3 HỒ
CHỨA LỚN BẰNG PHẦN MỀM MIKE 11
4.1. SỰ CẦN THIẾT VÀ CÁC BÀI TOÁN CẦ
N GIẢI QUYẾT
4.2. XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ DỰ BÁO DÒNG CHẢY 5 NGÀY
ĐẾN 3 HỒ CHỨA: HOÀ BÌNH, THÁC BÀ VÀ TUYÊN QUANG
4.3. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG
174
174
175
177
Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy 5 ngày đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Đà và sông Lô

Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS. Nguyễn Viết Thi
vi
4.3.1. Giải mã, xử lý, khai thác số liệu điện báo KTTV
4.3.2. Dự báo cho từng hồ chứa
4.3.2.1. Hồ chứa Hoà Bình
4.3.2.2. Hồ chứa Tuyên Quang

4.3.2.3. Hồ chứa Thác Bà
4.4. SỬ DỤNG DỰ BÁO MƯA SỐ TRỊ VÀ MƯA VỆ TINH LÀM ĐẦU
VÀO CHO MÔ HÌNH MIKE 11 - NAM
4.4.1. Giới thiệu chung
4.4.2. Dự báo mưa số trị phục vụ đầu vào mô hình MIKE - NAM
4.4.3. Tính mưa t
ừ ảnh mây vệ tinh phục vụ đầu vào mô hình thủy văn
4.5. KẾT QUẢ DỰ BÁO KIỂM NGHIỆM TÁC NGHIỆP
4.5.1. Nguyên tắc chung
4.5.2. Kết quả dự báo thử nghiệm
4.5.2.1. Kết quả dự báo đợt 1 từ ngày 2 đến 26/IX/2007
4.5.2.2. Kết quả dự báo đợt 2: mùa lũ năm 2008
4.5.3. Nhận xét chung
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
PHỤ LỤC 1: KẾT QUẢ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH NAM - MIKE 11
MÔ PHỎNG VÀ DỰ BÁO DÒNG CHẢY SÔNG ĐÀ
ĐẾN HỒ HOÀ BÌNH
PHỤ LỤC 2: KẾT QUẢ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH NAM - MIKE 11
MÔ PHỎNG VÀ DỰ BÁO DÒNG CHẢY SÔNG
CHẢY ĐẾN HỒ THÁC BÀ
PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH NAM - MIKE 11
MÔ PHỎNG VÀ DỰ BÁO DÒNG CHẢY SÔNG
GÂM ĐẾN HỒ
TUYÊN QUANG
PHỤ LỤC 4: KẾT QUẢ DỰ BÁO THỬ NGHIỆM DÒNG CHẢY 5
NGÀY ĐẾN HỒ HOÀ BÌNH, THÁC BÀ VÀ TUYÊN
QUANG TRÊN CƠ SỞ SỐ LIỆU DỰ BÁO MƯA SỐ
TRỊ BẰNG MÔ HÌNH HRM

179
182
182
188
189

190
190
190
199
200
200
201
201
202
206
209
211


212


248


255

266

Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy 5 ngày đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Đà và sông Lô

Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS. Nguyễn Viết Thi
vii

MỤC LỤC BẢNG
Bảng 1.1: Phân bố độ cao theo diện tích lưu vực sông Đà phần Việt Nam.
Bảng 1.2: Các sông nhánh cấp 1 chính của sông Đà trên địa phận
Việt Nam
Bảng 1.3: Đặc trưng hình thái lưu vực sông Nậm Pô
Bảng 1.4: Đặc trưng dòng chảy năm sông Nậm Na
Bảng 1.5: Đặc trưng hình thái lưu vực sông Nậm Mức
Bảng 1.6: Đặc trưng hình thái lưu vực sông Nậm Mu
Bảng 1.7: Mộ
t số đặc trưng thủy văn lưu vực sông Đà
Bảng 1.8: Tần suất (%) bắt đầu và kết thúc mùa lũ trên hệ thống sông Đà.
Bảng 1.9: Đặc trưng dòng chảy trên sông Đà
Bảng 1.10: Đặc trưng dòng chảy năm sông Chảy
Bảng 1.11: Đặc trưng dòng chảy năm sông Gâm
Bảng 1.12: Danh sách các trạm khí tượng điện báo mưa trên sông Đà
Bảng 1.13: Danh sách các trạm thuỷ vă
n trên lưu vực sông Đà
Bảng 1.14: Danh sách các trạm KTTV trên lưu vực sông Chảy
Bảng 1.15: Danh sách các trạm KTTV trên lưu vực sông Gâm
Bảng 1.16: Danh sách các lưu vực bộ phận trên sông Đà
Bảng 1.17: Danh sách các lưu vực bộ phận trên sông Chảy
Bảng 1.18: Danh sách các lưu vực bộ phận trên sông Gâm
3

4
6
7
9
10
11
12
12
16
19
27
28
30
31
33
34
35
Bảng 3.1: Danh sách và vị trí các trạm mưa sử dụng trên lưu vực sông Đà
Bả
ng 3.2: Trọng số mưa các trạm điện báo mưa trên các lưu vực bộ phận
sông Đà
Bảng 3.3: Danh sách các trạm thủy văn dùng để tối ưu và kiểm định
mô hình
Bảng 3.4: Bộ thông số mô hình NAM lưu vực bộ phận Da1
Bảng 3.5: Bộ thông số mô hình NAM lưu vực bộ phận Da2
Bảng 3.6: Bộ thông số mô hình NAM lưu vực bộ phậ
n Da3
Bảng 3.7: Bộ thông số mô hình NAM lưu vực bộ phận Da4
92
93

100
102
103
104
105
Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy 5 ngày đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Đà và sông Lô

Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS. Nguyễn Viết Thi
viii
Bảng 3.8: Bộ thông số mô hình NAM lưu vực bộ phận Da5
Bảng 3.9: Bộ thông số mô hình NAM lưu vực bộ phận Da6
Bảng 3.10: Bộ thông số mô hình NAM lưu vực bộ phận Da7
Bảng 3.11: Bộ thông số mô hình NAM lưu vực bộ phận Da8
Bảng 3.12: Bộ thông số mô hình NAM lưu vực bộ phận Da9
Bảng 3.13: Bộ thông số mô hình NAM lưu vực bộ phận Da10
Bảng 3.14: Bộ thông s
ố mô hình NAM các lưu vực bộ phận trên sông Đà
Bảng 3.15: Thông số địa hình trong sơ đồ tính toán thủy lực sông Đà
(từ biên giới về đến đập Hòa Bình)
Bảng 3.16: Kết quả mô phỏng tại Trung Ái Kiều
Bảng 3.17: Kết quả mô phỏng mô tại Lý Tiên Độ
Bảng 3.18: Kết quả mô phỏng tại Mường Tè
Bảng 3.19: Kết quả mô phỏng tại Nậm Giàng
Bảng 3.20: Kết quả mô phỏng tại Lai Châu
Bảng 3.21: Kết quả mô phỏng tại Nậm Mức
Bảng 3.22: Kết quả mô phỏng tại Quỳnh Nhai
Bảng 3.23: Kết quả mô phỏng tại Bản Củng
Bảng 3.24: Kết quả mô phỏng quá trình dòng chảy tại Tạ Bú
Bảng 3.25: Kết quả mô phỏng quá trình dòng chảy hồ Hoà Bình
Bảng 3.26: Kết quả kiểm

định mô hình với bộ thông số tối ưu tại
Trung Ái Kiều
Bảng 3.27: Kết quả kiểm định mô hình với bộ thông số tối ưu tại
Lý Tiên Độ
Bảng 3.28: Kết quả kiểm định mô hình với bộ thông số tối ưu tại
Mường Tè

Bảng 3.29: Kết quả kiểm định mô hình với bộ thông số tối ưu tại
Nậm Giàng
Bảng 3.30: Kết quả kiểm định mô hình với bộ thông số tối ưu tại
Lai Châu
Bảng 3.31: Kết quả kiểm định mô hình với bộ thông số tối ưu tại
Nậm Mức
106
107
108
108
109
110
111
111
116
118
120
121
123
125
126
128
129

131
132
133
134
135
135
136
Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy 5 ngày đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Đà và sông Lô

Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS. Nguyễn Viết Thi
ix
Bảng 3.32: Kết quả kiểm định mô hình với bộ thông số tối ưu tại
Quỳnh Nhai
Bảng 3.33: Kết quả kiểm định mô hình với bộ thông số tối ưu tại
Bản Củng
Bảng 3.34: Kết quả kiểm định mô hình với bộ thông số tối ưu tại Tạ Bú
Bảng 3.35: Kết quả kiểm định mô hình vớ
i bộ thông số tối ưu tại hồ
Hoà Bình
Bảng 3.36: Danh sách các trạm KTTV điện báo mưa trên sông Chảy
Bảng 3.37: Trọng số mưa các trạm điện báo mưa trên sông Chảy
Bảng 3.38: Danh sách các trạm thủy văn dùng để tối ưu và kiểm định
mô hình
Bảng 3.39: Bộ thông số mô hình NAM lưu vực bộ phận SongChay
Bảng 3.40: Bộ thông số mô hình NAM lư
u vực bộ phận HoThacBa
Bảng 3.41: Bộ thông số mô hình NAM cho các lưu vực bộ phận trên
sông Chảy
Bảng 3.42: Bộ thông số nhám mô hình MIKE 11
Bảng 3.43: Kết quả mô phỏng tại Bảo Yên

Bảng 3.44: Kết quả mô phỏng tại hồ Thác Bà
Bảng 3.45: Kết quả mô phỏng kiểm định mô hình tại Bảo Yên
Bảng 3.46: Kết quả mô phỏng kiểm định mô hình NAM và MIKE 11 tại
hồ Thác Bà
Bảng 3.47: Trọng số của các trạm mưa trong các lưu vực vực bộ phận
Bảng 3.48: Các thành phần chính tham gia vào sơ đồ mạng diễn toán lũ
trong sông
Bảng 3.49: Danh sách các trạm thủy văn dùng để tối ưu và kiểm định
mô hình
Bảng 3.50: Bộ thông số NAM cho lưu vực LV1 - Đồng Văn
Bảng 3.51: Bộ thông số NAM cho lưu vực LV2 – Bảo L
ạc
Bảng 3.52: Bộ thông số NAM cho lưu vực LV3 – Bắc Mê
Bảng 3.53: Bộ thông số NAM cho lưu vực LV4 – Đầu Đẳng
Bảng 3.54: Bộ thông số NAM cho lưu vực LV5 – Vùng hồ
137
138
139
140
142
142
146
148
149
149
150
151
152
154
155

156
159
162
164
164
165
165
166
Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy 5 ngày đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Đà và sông Lô

Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS. Nguyễn Viết Thi
x
Bảng 3.55: Bộ thông số mô hình NAM tối ưu cho các lưu vực bộ phận
trên sông Gâm
Bảng 3.56: Bộ thông số nhám mô hình MIKE 11sông Gâm đến hồ Tuyên
Quang
Bảng 3.57: Kết quả mô phỏng tại trạm thuỷ văn Bảo Lạc
Bảng 3.58: Kết quả mô phỏng tại Bắc Mê
Bảng 3.59: Kết quả mô phỏng tại Na Hang (hồ Tuyên Quang)
Bảng 3.60: Các chỉ tiêu chất lượng mô phỏng ki
ểm nghiệm bộ thông số
mô hình tại Bảo Lạc
Bảng 3.61: Các chỉ tiêu chất lượng mô phỏng kiểm định bộ thông số mô
hình tại Bắc Mê
Bảng 3.62: Các chỉ tiêu chất lượng mô phỏng kiểm định bộ thông số mô
hình tại Na Hang (hồ Tuyên Quang)
166
167
168
169

170
170
171
171
Bảng 4.1: Bản tin dự báo 5 ngày lưu lượng đến hồ chứa
Bả
ng 4.2: Danh sách các trạm điện báo mưa trên lưu vực sông Đà
Bảng 4.3: Danh sách các trạm điện báo mưa trên lưu vực sông Lô
Bảng 4.4: Lượng mưa dự báo theo mô hình HRM-GFS cho lưu vực sông
Đà, sông Lô
Bảng 4.5: Kết quả dự báo thử nghiệm dòng chảy hồ Hoà Bình tháng
IX/2007
Bảng 4.6: Kết quả dự báo thử nghiệm dòng chảy hồ Thác Bà tháng
IX/2007
Bảng 4.7: Kết quả dự báo thử nghiệm dòng chảy h
ồ Tuyên Quang tháng
IX/2007
Bảng 4.8: Kết quả dự báo thử nghiệm dòng chảy hồ Hoà Bình mùa lũ từ
tháng VI – VIII /2008
Bảng 4.9: Kết quả dự báo thử nghiệm dòng chảy hồ Thác Bà mùa lũ từ
tháng VI –VIII/2008
Bảng 4.10: Kết quả dự báo thử nghiệm dòng chảy hồ Tuyên Quang mùa
lũ từ tháng VI –VIII/2008
Bảng 4.11: Kết quả dự báo đỉnh lũ hồ Hoà Bình mùa lũ năm 2008
Bảng 4.12: Kết quả dự báo đỉnh lũ hồ Thác Bà mùa lũ 2008
Bảng 4.13: Kết quả dự báo đỉnh lũ hồ Tuyên Quang mùa lũ năm 2008
Bảng 4.14: Hiệu quả dự báo bằng MIKE 11 so với phương pháp truyền
thống
187
192

194
195
202
202
202
203
203
203
204
204
205
205

Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy 5 ngày đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Đà và sông Lô

Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS. Nguyễn Viết Thi
xi

MỤC LỤC HÌNH
Hình 1.1: Bản đồ mạng lưới trạm KTTV trên lưu vực sông Hồng
Hình 1.2: Các lưu vực bộ phận được phân chia trên sông Đà
Hình 1.3: Các lưu vực bộ phận trên sông Chảy
Hình 1.4: Các lưu vực bộ phận trên sông Gâm
Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc mô hình NAM
Hình 2.2: Nhánh sông với các điểm lưới xen kẽ
Hình 2.3: Hình dạng các điểm lưới xung quanh nút tại ngã ba sông
Hình 2.4: Hình dạng các điểm lưới và các nút trong mô hình hoàn chỉnh
Hình 2.5: Ma trận hệ
phương trình viết cho một nhánh chưa khử chuẩn
Hình 2.6: Ma trận hệ phương trình viết cho một nhánh đã khử chuẩn

Hình 2.7: Giao điểm của ba nhánh sông
Hình 2.8: Các bộ biên tập của Mike 11
Hình 2.9: Chọn các kiểu mô hình và dạng mô phỏng
Hình 2.10: Xác định các file đầu vào cho các mô hình
Hình 2.11: Xác định điều kiện ban đầu và bước thời gian
Hình 2.12: Xác định lưu trữ file kết quả
Hình 2.13: Trang khởi động chỉ thị ki
ểm tra
Hình 2.14: Sơ đồ lưới sông trong bộ biên tập mạng
Hình 2.15: Dạng bảng cho biên tập mạng lưới sông
Hình 2.16: Biên tập mặt cắt ngang
Hình 2.17: Thông số nhám lòng dẫn
Hình 2.18: Giả thiết về bán kính nhám và thủy lực
Hình 2.19: Số liệu xử lý mặt cắt ngang
Hình 2.20: Biên tập điều kiện biên
Hình 2.21: Biên tập chuỗi thời gian
Hình 2.22: Biên tập thủy độ
ng lực
Hình 2.23: Biên tập biến chung và biến cục bộ
Hình 2.24: Biên tập các thông số thủy động lực
Hình 2.25: Sơ đồ lưu vực sông
Hình 2.26: Sơ đồ tính mô hình mưa rào – dòng chảy
Hình 2.27: Chạy mô hình mưa rào-dòng chảy và thủy động lực đồng thời.
Hình 2.28: Chạy mô hình NAM và Mike 11 không ghép nối
Hình 2.29: Kết cấu file dữ liệu đầu vào lưu lượng dự báo đến hồ chứa
29
32
34
35
42

49
49
50
51
51
52
55
55
56
56
57
57
58
58
59
60
60
61
61
62
63
63
64
66
66
67
67
69
Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy 5 ngày đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Đà và sông Lô

Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS. Nguyễn Viết Thi
xii
Hình 2.30: Giao diện chính của chương trình
Hình 2.31: Menu File
Hình 2.32: Mở file dữ liệu dạng text trên giao diện chương trình
Hình 2.33: Menu TinhCanBangHo
Hình 2.34: Form điều tiết các hồ chứa
Hình 2.35: Mở file dữ liệu đầu vào Q đến hồ
Hình 2.36: Giao diện điều hành hồ Hòa Bình
Hình 2.37: Message lựa chọn phương án điều hành
Hình 2.38: Kết quả cuối cùng quá trình điều tiết hồ chứ
a
Hình 2.39: Bảng chọn chính
Hình 2.40: Kiểm tra và kết xuất số liệu KTTV
Hình 2.41: Chọn dạng kết xuất số liệu
Hình 2.42: Tạo chuỗi thời gian MIKE 11
71
71
71
72
72
72
73
73
74
84
88
89
90
Hình 3.1: Bản đồ phân vùng ảnh hưởng của các trạm mưa trên lưu vực

sông Đà
Hình 3.2: Mạng tính toán thủy lực trong mô hình Mike 11
Hình 3.3: Sơ đồ tính toán, dự báo dòng chả
y sông Đà đến đập Hoà Bình
Hình 3.4: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Trung Ái
Kiều mùa lũ năm 2004
Hình 3.5: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Trung Ái
Kiều trận lũ lớn nhất năm 1973
Hình 3.6: Đường quá trình dòng chảy tính toán và thực đo tại Lý Tiên Độ
năm 2004
Hình 3.7: Đường quá trình dòng chảy tính toán và thực đo tại Lý Tiên Độ
trận lũ năm 1978
Hình 3.8: Đường quá trình dòng chảy tính toán và thực đo tạ
i Mường Tè
mùa lũ năm 2002
Hình 3.9: Đường quá trình dòng chảy tính toán và thực đo tại Mường Tè
trận lũ lớn nhất năm 1978
Hình 3.10: Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính toán mùa lũ năm
2003 tại Nậm Giàng
Hình 3.11: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Nậm Giang
trận lũ lớn nhất năm 1996
Hình 3.12: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tạ
i Lai Châu
mùa lũ năm 2004
Hình 3.13: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Lai Châu
92
95
96

117

117

118

119

120

121

122

122

124

Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy 5 ngày đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Đà và sông Lô

Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS. Nguyễn Viết Thi
xiii
trận lũ lớn nhất năm 1995
Hình 3.14: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Nậm Mức
mùa lũ năm 2003
Hình 3.15: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Nậm Mức
trận lũ năm 1996
Hình 3.16: Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính toán mùa lũ năm
2003 tại trạm thủy văn Quỳnh Nhai
Hình 3.17: Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính toán tr
ận lũ năm

1996 tại trạm thủy văn Quỳnh Nhai
Hình 3.18: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Bản Củng
mùa lũ năm 2004
Hình 3.19: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Bản Củng
trận lũ lớn nhất năm 1996
Hình 3.20: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Tạ Bú mùa
lũ năm 2003
Hình 3.21: Đường quá trình lư
u lượng tính toán và thực đo tại Tạ Bú trận
lũ lớn nhất năm 1996
Hình 3.22: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại hồ
Hoà Bình mùa lũ năm 2004
Hình 3.23: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại hồ Hoà
Bình mùa lũ năm 1996
Hình 3.24: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Trung Ái
Kiều mùa lũ năm 2005
Hình 3.25: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực
đo tại Lý Tiên
Độ mùa lũ năm 2005
Hình 3.26: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Mường Tè
mùa lũ năm 2005
Hình 3.27: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Nậm Giang
mùa lũ năm 2005
Hình 3.28: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Lai Châu
mùa lũ năm 2005
Hình 3.29: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Nậm Mức
mùa lũ năm 2005
Hình 3.30: Đường quá trình lưu l
ượng tính toán và thực đo tại Quỳnh
Nhai mùa lũ năm 2005

Hình 3.31: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Bản Củng
mùa lũ năm 2005
124

125

126

127

127

128

129

130

130

131

132

133

133

134

135

136

137

137

138
Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy 5 ngày đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Đà và sông Lô

Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS. Nguyễn Viết Thi
xiv
Hình 3.32: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Tạ Bú mùa
lũ năm 2005
Hình 3.33: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại hồ Hoà
Bình mùa lũ năm 2005
Hình 3.34: Tích hợp mạng lưới trạm điện báo mưa lên bản đồ sông Chảy
Hình 3.35: Bản đồ phân vùng ảnh hưởng của các trạm điện báo mưa
Hình 3.36: DEM lưu vực sông Chảy từ Bảo Yên
Đến Thác Bà
Hình 3.37. Sơ đồ vị trí mặt cắt ngang sông Chảy đoạn từ Bảo Yên đến
đập Thác Bà
Hình 3.38: Mạng thủy lực trên sông Chảy được tạo từ shape file
Hình 3.39: Kết quả mô phỏng quá trình dòng chảy mùa lũ năm 2002 tại
Bảo Yên
Hình 3.40: Kết quả mô phỏng quá trình dòng chảy mùa lũ năm 2004 tại
Bảo Yên
Hình 3.41: Kết quả mô phỏng quá trình dòng ch
ảy mùa lũ năm 2002 tại

hồ Thác Bà
Hình 3.42: Kết quả mô phỏng quá trình dòng chảy mùa lũ năm 2004 tại
hồ Thác Bà
Hình 3.43: Kết quả mô phỏng quá trình dòng chảy mùa lũ năm 2005 tại
Bảo Yên
Hình 3.44: Kết quả mô phỏng quá trình dòng chảy mùa lũ năm 2006 tại
Bảo Yên
Hình 3.45: Kết quả mô phỏng quá trình dòng chảy mùa lũ năm 2005 tại
hồ
Thác Bà
Hình 3.46: Kết quả mô phỏng quá trình dòng chảy mùa lũ năm 2006 tại
hồ Thác Bà
Hình 3.47: Phân vùng ảnh hưởng mưa
Hình 3.48: DEM lưu vực sông Gâm từ Bảo Lạc và Đầu Đẳng đến
Na Hang
Hình 3.49: Sơ đồ mặt cắt ngang sông Gâm đoạn từ Bảo Lạc đến Bắc Mê
Hình 3.50: Sơ đồ mặt cắt ngang sông Gâm đoạn từ Bắc Mê và Đầu
Đẳng
đến Na Hang
Hình 3.51: Mạng thủy lực được tạo từ shape file
Hình 3.52: Sơ đồ điều kiện biên của mô hình
Hình 3.53: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Bảo Lạc
mùa lũ năm 2003

139

140
143
143
144

145
145

151

151

152

153

153

154

154

155
156

157
158

158
159
161

168

Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy 5 ngày đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Đà và sông Lô

Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS. Nguyễn Viết Thi
xv
Hình 3.54: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Bắc Mê
mùa lũ năm 2002
Hình 3.55: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại hồ Tuyên
Quang mùa lũ năm 2007
Hình 3.56: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Bảo Lạc
mùa lũ năm 2005
Hình 3.57: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Bắc Mê
mùa lũ năm 2005
Hình 3.58: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Na Hang
mùa l
ũ năm 2006
Hình 3.59: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Bảo Lạc
trận lũ lớn năm 2002
Hình 3.60: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Bắc Mê
trận lũ lớn năm 2002
Hình 3.61: Đường quá trình lưu lượng tính toán và thực đo tại Na Hang
trận lũ lớn năm 2001

169

169

171

172

172

172

173

173
Hình 4.1: Giao diện chính phần mềm tích hợp dự báo dòng chảy 5 ngày
đến 3 hồ chứa lớn bằng phần mềm MIKE 11
Hình 4.2: Bảng menu điều khiển dự báo dòng chảy đến hồ Hoà Bình
Hình 4.3: Giao diện cập nhật số liệu mực nước, lưu lượng từ file excel
Hình 4.4: Thông báo đã cập nhật, chuyển đổi xong các file đầu vào
MIKE 11
Hình 4.5: Thay đổi thời gian cập nhật tại th
ời điểm dự báo
Hình 4.6: Chọn thời kỳ bắt đầu và kết thúc mô phỏng, dự báo
Hình 4.7: Các nút xanh báo hiệu bắt đầu mô phỏng bình thường
Hình 4.8: Tính toán cân bằng hồ chứa
Hình 4.9: Đồ thị so sánh mực nước, lưu lượng dự báo và thực đo
Hình 4.10: Bảng menu dự báo dòng chảy đến hồ Tuyên Quang
Hình 4.11: Bảng menu dự báo dòng chảy đến hồ Thác Bà
Hình 4.12: Sơ đồ tổng quát bộ mô hình nghiệp v
ụ HRM tại Trung tâm
Dự báo KTTV Trung ương
Hình 4.13: Sơ đồ chuẩn bị số liệu mưa DBST từ mô hình HRM cho tính
toán thuỷ văn
Hình 4.14: Phân vùng dự báo mưa số trị lưu vực sông Hồng
Hình 4.15: Sơ đồ khối dự báo bằng MIKE 11

177

182
183
183
184
185
185
186
187
188
189
191
192
194
201
Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy 5 ngày đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Đà và sông Lô

Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS. Nguyễn Viết Thi
xvi

CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
- CSDL: Cơ sở dữ liệu,
- CT: Chương trình,
- DA: Mô đun đồng hóa số liệu,
- DEM: Bản đồ độ cao số (Digital Elevation Model),
- DBST: Dự báo số trị.
- DB: Dự báo.
- DHTNĐ: Dải hội tụ nhiệt đới.
- GIS: Hệ thống thông tin địa lý GIS (Geographic Information System).
- HB: Hoà Bình.
- HD: Thuỷ động lực.

- HRM: Mô hình khu vực phân giải cao (High-resolution Regional
Model)
- HQ: Mực nước, lưu lượng,
- KKL: Không khí lạnh.
- KTTV: Khí tượng Thuỷ văn.
- KTTV và MT: Khí tượ
ng Thuỷ văn và Môi trường.
- KTTV TƯ: Khí tượng Thủy văn Trung ương.
- MIKE 11: Mô hình thuỷ lực của Viện Thuỷ lực thuỷ văn Đan Mạch
- NAM: Mô hình mưa rào – dòng chảy của Viện Thuỷ lực thuỷ văn
Đan Mạch
- TB: Thác Bà.
- TQ: Tuyên Quang.
- TS: Chuỗi thời gian (TimeSeries)
- TV: Thủy văn,
- RES11: Hiển thị kết quả,

Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy 5 ngày đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Đà và sông Lô
Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS. Nguyễn Viết Thi
1


MỞ ĐẦU
Thượng lưu sông Hồng có một hệ thống hồ chứa lớn quyết định đến vận
mệnh của hạ du và sự phát triển bền vững của Đất nước. Hồ chứa Hoà Bình,
Thác Bà đã hoạt động trong nhiều năm nay, hồ chứa Tuyên Quang được đưa
vào khai thác từ đầu năm 2008, hồ chứa Sơn La đang trong thời kỳ xây dựng,
dự kiến sẽ được tích n
ước và đưa vào hoạt động trong năm 2009. Nhiệm vụ cơ
bản của hệ thống hồ chứa này là đảm bảo an toàn chống lũ đồng bằng Bắc Bộ

và khai thác điện.
Để phục vụ tốt “Quy trình vận hành liên hồ thuỷ điện Hòa Bình, Tuyên
Quang, Thác Bà trong mùa lũ hàng năm", do Thủ tướng Chính phủ phê duyệt
ngày 01 tháng 6 năm 2007, cần thiết phải gấp rút xây dựng công nghệ dự báo
dòng chảy 5 ngày
đến các hồ chứa này.
Với mục đích trên, đề tài “Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy 5
ngày đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Đà và sông Lô” do Trung tâm
Dự báo Khí tượng Thủy văn Trung ương thực hiện trong 2 năm từ tháng 6 năm
2006 đến tháng 6 năm 2008.
Mục tiêu của đề tài là: Xây dựng được công nghệ dự báo quá trình dòng
chảy 5 ngày đến 3 hồ chứa thuỷ điện Hoà Bình, Thác Bà và Tuyên Quang,
nhằm tă
ng độ chính xác thêm từ 3 - 7 % và đảm bảo tính kịp thời của các bản
tin dự báo, phục vụ tốt các yêu cầu của Qui trình vận hành liên hồ chứa trên
sông Đà và sông Lô.
Thực hiện mục tiêu trên, nhiệm vụ chính của đề tài là xây dựng cơ sở dữ
liệu phục vụ cho dự báo 5 ngày; xây dựng phần mềm quản lý, khai thác, cập
nhật, chuyển đổi số liệu. Nghiên cứu ứng dụng mô hình NAM, mô hình thuỷ
lực MIKE 11, mô hình cân bằng hồ chứa và các sản phẩm dự báo mưa số trị
của mô hình HRM, xác định bộ thông số của các mô hình và xây dựng công
nghệ dự báo dòng chảy 5 ngày đến các hồ chứa, nhằm đáp ứng các yêu cầu của
công tác điều hành tối ưu liên hồ chứa Hòa Bình, Thác Bà và Tuyên Quang
trong phòng tránh thiên tai đảm bảo an toàn cho hạ du và sản xuất điện.
Sản phẩm chính của đề tài là bản báo cáo tổng kết gồ
m 210 trang đánh
máy khổ A4. Trong đó có 92 bảng, 122 hình vẽ và 32 tài liệu tham khảo. Kèm
theo là phần Phụ lục gồm 80 trang với 201 hình vẽ kết quả tính toán và dự báo.
Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy 5 ngày đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Đà và sông Lô
Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS. Nguyễn Viết Thi

2
Báo cáo được trình bày trong 4 chương với các nội dung sau:
- Mở đầu
- ChươngI : Đặc điểm địa lý tự nhiên, quy luật hình thành dòng chảy và
phân chia lưu vực bộ phận.
- Chương II: Tình hình nghiên cứu dự báo dòng chảy hạn vừa, cơ sở lý
thuyết MIKE 11 và xây dựng cơ sở dữ liệu KTTV.
- Chương III: Ứng dụng mô hình NAM, MIKE 11 mô phỏng dòng chảy
đến hồ chứa Hoà Bình, Thác Bà và Tuyên Quang.
- Chương IV: Xây dựng công nghệ và dự
báo thử nghiệm dòng chảy 5
ngày đến 3 hồ chứa lớn bằng phần mềm MIKE 11.
- Kết luận
- Tài liệu tham khảo
- Phụ lục
Tham gia thực hiện đề tài có các cộng tác viên sau: TS. Đặng Ngọc
Tĩnh, TS. Nguyễn Lan Châu, ThS. Trần Bích Liên, ThS. Đỗ Lê Thuỷ,
KS. Bùi Đình Lập, KS. Đào Anh Tuấn, ThS. Nguyễn Tiến Kiên, ThS. Trịnh
Thu Phương, KS. Đinh Xuân Trường, KS. Nguyễn Trường, KS. Nguyễn
Đức Anh, KS. Nguyễn Thị Như Quỳnh, thu
ộc Trung tâm Dự báo KTTV
Trung ương; TS. Hoàng Minh Tuyển, KS. Nguyễn Huy Hùng, Viện khoa
học Khí tượng Thủy văn và Môi trường.
Mặc dù đã cố gắng hết sức, song trong quá trình thực hiện đề tài không
tránh khỏi những thiếu sót. Nhóm thực hiện đề tài rất mong nhận được sự góp ý
của các cơ quan cũng như các nhà khoa học.
Nhóm thực hiện đề tài xin chân thành cám ơn Ban lãnh đạo Trung tâm
dự báo KTTV Trung ương, Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc gia, Vụ
Khoa học - Công nghệ, Bộ Tài Nguyên và Môi trương, đặc biệt là Phòng Dự
báo Thủy văn 1 đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình thực hiện

đề tài.

Hà Nội, tháng 10 năm 2008
Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy 5 ngày đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Đà và sông Lô
Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS. Nguyễn Viết Thi
3


CHƯƠNG I
ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, QUY LUẬT HÌNH THÀNH DÒNG
CHẢY VÀ PHÂN CHIA LƯU VỰC BỘ PHẬN

1.1. LƯU VỰC SÔNG ĐÀ ĐẾN ĐẬP HOÀ BÌNH
1.1.1. Điều kiện địa lý và mạng lưới sông
Sông Đà, phần thuộc lãnh thổ Trung Quốc có tên gọi là sông Lý Tiên,
bắt nguồn từ vùng núi cao thuộc tỉnh Vân Nam (Trung Quốc). Tổng diện tích
toàn lưu vực sông Đà là 52.900 km
2
, trong đó diện tích phần Việt Nam là
26.800 km
2
- khoảng

50,7 %, sông dài 1.010 km, trên lãnh thổ Viêt Nam
khoảng 570 km. Lưu vực sông hẹp, thuộc địa phận khu Tây Bắc rộng trung
bình 80 km, kéo dài theo hướng tây bắc - đông nam. Phần lớn địa hình sông Đà
là đồi núi [12], có tới gần 80 % diện tích ở độ cao trên 500 m, độ cao trung bình
lưu vực là 1.130 m (Bảng 1.1). Đường phân thủy phía đông của lưu vực là dãy
núi Hoàng Liên Sơn, Pu Luông với đỉnh cao từ 2.500 – 3.000 m. Phía Tây có
dãy núi cao Phu Đen Đinh (1.886 m), Phu Huổi Long (2.178 m), Phu Ta Ma

(1.801 m), Phu Tung (1.480 m) và Phu Sang (1.518 m). Phía bắc có dãy núi cao
Pu Si Lung (3.076 m) và Ngũ Đài Sơn (3.048 m). Phía đông nam là vùng núi
th
ấp Ba Vì (1.287 m), Viên Nam (1.029 m) và Đối Thôi (1.198 m). Địa hình
lưu vực có dạng núi và cao nguyên, chia cắt mạnh theo chiều thẳng đứng. Các
dãy núi, cao nguyên và thung lũng xếp song song theo hướng tây bắc - đông
nam.
Bảng 1.1: Phân bố độ cao theo diện tích lưu vực sông Đà phần Việt Nam
Độ cao (m) Diện tích (km
2
) Ghi chú
Trên 3.000 0,1
3.000 – 2.500 0,4
2.500 – 2.000 3
2.000 – 1.500 8,2
1.500 – 1.000 27,4
1.000 - 500 39,8
Dưới 500 21,1
Tài liệu tham
khảo [12]
Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy 5 ngày đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Đà và sông Lô
Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS. Nguyễn Viết Thi
4
Phần lớn lòng sông cao hơn mặt biển từ 100 – 500 m, bồi tụ ít và lắm
thác ghềnh. Thượng lưu sông Đà kể từ nguồn tới Park Ma, dòng sông chảy theo
hướng tây bắc - đông nam. Lòng sông rộng trung bình 40 – 60 m vào mùa cạn.
Từ biên giới Việt Trung tới Lai Châu khoảng 125 km có độ dốc bình quân 160
cm/km. Trung lưu sông Đà từ Park Ma tới suối Rút, độ dốc đáy sông giảm còn
38 – 40 cm/km, lòng sông rộng trung bình 90 – 100 m. Hạ lưu, từ suối Rút đến
cửa sông (Trung Hà) lòng sông mở

rộng khoảng 200 m về mùa cạn, độ dốc còn
42 cm/km. Từ suối Rút, sông Đà chuyển hướng tây đông cho tới Hòa Bình.
Trên lãnh thổ Việt Nam, sông Đà có 10 phụ lưu cấp 1 (Bảng 1.2), trong
đó có 4 sông nhánh chính với diện tích lưu vực trên 2.000 km
2
: Nậm Pô, Nậm
Na, Nậm Mức, Nậm Mu; hai phụ lưu nhỏ hơn là Nậm Sập và Nậm Bú. Mạng
lưới sông suối trên sông Đà phân bố không đều: vùng đá vôi mưa ít như lưu
vực Nậm Sập mật độ sông suối dưới 0,5 km/km
2
; vùng núi cao mưa nhiều như
thượng lưu sông Nậm Mu mạng lưới sông dày khoảng 1,67 km/km
2
; các vùng
còn lại khoảng 0,5 - 1,5 km/km
2

Bảng 1.2: Các sông nhánh cấp 1 chính của sông Đà trên địa phận Việt Nam
TT Sông
Diện tích (km
2
)
Toàn bộ/Việt Nam
Độ dài (km)
Toàn bộ/Việt Nam
1 Nậm Mạ 918 63
2 Nậm Bum 653 36
3 Nậm Pô 2.280 103
4 Nậm Na (a) 6.860/2.190 235/86
5 Nậm Mức 2.930/1.810 165/86

6 Nậm Na (b) 770 51
7 Nậm Muôi 712 50
8 Nậm Mu 3.400 165
9 Nậm Bú (Pàn) 1.410 82
10 Nậm Sập 1.110 83
Trong điều kiện địa hình mới được nâng cao sau vận động Himalaya,
sông ngòi trong lưu vực sông Đà 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. Mạng lưới
Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy 5 ngày đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Đà và sông Lô
Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS. Nguyễn Viết Thi
5
sông suối dày, ít sông lớn. Hướng của dòng sông lớn trùng với hướng kiến tạo
địa chất của khu Tây Bắc Bắc Bộ.
Do sự khác nhau về địa hình, lượng mưa, nham thạch và lớp phủ thực vật
nên mật độ sông suối trong lưu vực sông Đà không đồng nhất mà phân hoá
phức tạp.
Vùng núi đá phún xuất, độ cao lớn, mưa nhiều, mật độ sông suối rất dày
lớn hơn 1,5 - 1,78 km/km
2
, phân bố ở bờ trái sông Đà, phía tây Hoàng Liên Sơn
- Phu Luông.
Vùng núi thấp, mưa ít hơn vùng trên, đất đá chủ yếu là sa diệp thạch, khí
hậu khô nóng, mật độ sông suối thuộc loại thưa đến tương đối dày (0,5 - 1,5
km/km
2
) phân bố ở các vùng Tả Phình, Xin Chải, bờ phải sông Đà trên lưu vực
sông Nậm Pô và Nậm Mức.
Vùng cao nguyên đá vôi mưa ít, mật độ sông suối từ thưa đến tương đối
dày (0,5 -1 km/km
2

). Vùng thượng lưu sông Nậm Bú mật độ sông suối thưa
nhất, dưới 0,5 km/km
2
. Đây là vùng mưa ít và nhiều đá vôi, dòng chảy mặt kém
phát triển.
Trên lưu vực dòng chính sông Đà, số sông nhánh có chiều dài trên 10 km
là 223 sông, trong đó tới 148 sông có diện tích nhỏ hơn 100 km
2
.
1.1.2. Các sông nhánh chính
1.1.2.1. Sông Nậm Pô
Nậm Pô là phụ lưu lớn thứ tư của sông Đà thuộc địa phận Việt Nam.
Sông có diện tích lưu vực là 2.280 km
2
, chiều dài là 103 km. Bắt nguồn từ vùng
núi Pu Cuôt, tỉnh Điện Biên, cao khoảng 1.000 – 1.500 m. Nậm Pô chảy theo
hướng từ tây bắc lên đông bắc, nhập vào sông Đà ở bờ phải tại Khang Man
cách cửa sông Đà 441 km. Hướng dốc trung bình của địa hình từ tây bắc xuống
đông nam và từ tây nam lên đông bắc. Nham thạch phân bố trong lưu vực khá
đồng nhất, chủ yếu là sa diệp thạch.
Lượng mưa năm khá lớn, bình quân l
ưu vực tới 1.966 mm. Vì vậy, sông
suối trong lưu vực tương đối dày, mật độ từ 0,5 đến 1 km/km
2
. Có 13 sông suối
dài trên 10 km.
Lưu vực sông Nậm Pô có hình nan quạt, tương đối rộng với độ rộng bình
quân lưu vực là 24,9 km. Hệ số tập trung nước tương đối nhỏ, khoảng 1,49.
Tổng số sông suối có chiều dài trên 10 km và diện tích trên 100 km
2

có 4 con
(Bảng 1.3).
Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy 5 ngày đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Đà và sông Lô
Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS. Nguyễn Viết Thi
6
Nậm Pô thuộc loại sông tương đối nhiều nước trên miền Bắc, tổng lượng
nước bình quân nhiều năm là 2,27 km
3
ứng với lưu lượng bình quân năm là
72,0 m
3
/s và mô đun dòng chảy năm là 31,6 l/s/km
2
. Mùa lũ từ tháng VI đến
tháng IX chiếm 73,2 % lượng dòng chảy năm. Dòng chảy lớn nhất trong lưu
vực thuộc loại tương đối lớn, mô đun dòng chảy lớn nhất tại trạm Nậm Pô là
895 l/s/km
2
ứng với lưu lượng lớn nhất là 429 m
3
/s (ngày 26/VI/1996), lớn gấp
trên 400 lần dòng chảy nhỏ nhất. Rừng còn rất ít, nham thạch chủ yếu là thành
phần sét nhiều đá là nguyên nhân trực tiếp dẫn đến dòng chảy cạn rất nhỏ.
Bảng 1.3: Đặc trưng hình thái lưu vực sông Nâm Pô
TT sông
L
km
F
km
2

H
m
J
%
B
km
2

K
u
K
p
D
km/km
2
1
2
3
4
5
Nậm Pô
Nậm Cha
Nậm Nhé
Nậm Khé
Nậm Nga
73,5
39,0
84,5
16,0

28,0
2.280
119
1.040
129
887
-
-
-
1.153
887
-
-
-
36,0
44,8
24,9
7,5
15,4
7,4
10,6
1,69
1,64
1,61
1,30
1,23
-
-
2,03
-

0,74
-
-
0,53
-
0,71
1.1.2.2. Sông Nâm Na
Nậm Na là phụ lưu lớn nhất của sông Đà thuộc địa phận Việt Nam, trên
lãnh thổ Trung Quốc có tên là Đăng Điều. Sông dài 235 km và có diện tích lưu
vực là 6.860 km
2
, trong đó có 2.190 km
2
thuộc Việt Nam.
Bắt nguồn từ vùng núi cao trên 2.000 m thuộc tỉnh Vân Nam Trung
Quốc, chảy theo hướng tây bắc đông nam, khi tới địa phận nước ta dòng sông
uốn khúc rồi đổi hướng gần bắc nam và nhập vào sông Đà ở bờ trái, tại Mường
Lay cách cửa sông Đà 427 km.
Sông Nậm Na nằm giữa một bên là cao nguyên Ma Lu Thăng cao trung
bình 1.000 m ở phía tây bắc và một bên là cao nguyên Tả Phình, cao trung bình
1.200 - 1.400 m ở phía đông. Địa thế lưu vực khá cao, độ cao trung bình lư
u
vực khoảng 1.276 m. Các đỉnh cao nhất nằm ở phía bắc đông bắc như: Ngũ Đài
Sơn 3.048 m, To Leng 3.096 m, phía tây bắc địa hình đều cao trên 2.000 m.
Hướng dốc chung của lưu vực sông Nậm Na là từ bắc xuống nam. Độ
chia cắt sâu có tính chất hẻm vực điển hình. Nhát cắt sâu tới 1.100 m do thung
lũng sông Nậm Na tạo nên.
Xây dựng công nghệ dự báo dòng chảy 5 ngày đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Đà và sông Lô
Trung tâm Dự báo KTTV TƯ, TS. Nguyễn Viết Thi
7

Do có vị trí ở quá về phía bắc, địa hình cao nên khí hậu ở lưu vực sông
Nậm Na lạnh và nhiều mưa. Đây là một trong những trung tâm mưa lớn của lưu
vực sông Đà. Lượng mưa bình quân năm trên lưu vực sông Nậm Na khá cao,
khoảng trên 2.200 mm. Tại Phong Thổ 2.202 mm, Pa Tần 2.997 mm, Sình Hồ
2.682 mm. Mùa mưa từ tháng V đến tháng X có lượng mưa chiếm khoảng 90
% lượng mưa cả năm. Ba tháng VI, VII và VIII có lượng mưa lớn nh
ất chiếm
khoảng 50 – 60 % lượng mưa năm.
Trong điều kiện địa hình dốc, mưa nhiều, sông suối phía bờ phải sông
Nậm Na phát triển dày trên nền diệp thạch phân phiến. Mật độ sông suối trên
1 km/km
2
. Phía bờ trái phân bố đá vôi, cat-xtơ phát triển mạnh mẽ, nên tuy
cũng mưa nhiều nhưng mật độ sông suối thưa hơn vùng trên. Mật độ trung bình
lưới sông của Nậm Na thuộc cấp tương đối dày, dưới 1 km/km
2
.
Tổng số sông suối có chiều dài từ 10 km trở lên là 21 sông, trong đó 12
sông có diện tích nhỏ hơn 100 km
2
. Những phụ lưu lớn đều nhập vào bờ trái
sông Nậm Na (Bảng 1.4).
Nằm trong vùng mưa nhiều, độ dốc lưu vực lớn điều kiện hình thành
dòng chảy mặt thuận lợi đã quyết định nguồn tài nguyên nước phong phú của
sông Nậm Na. Nhưng chủ yếu tập trung vào thời kỳ mưa, lũ.
Bảng 1.4: Đặc trưng hình thái lưu vực sông Nậm Na
TT sông
L
km
F

km
2

H
m
J
%
B
km
2

K
u
K
p
D
km/km
2
1
2
3
4
5
Nậm Na
Nậm Co
Nậm So
Nậm Bom
Nậm Cuỗi
235
38

48
28
24
6.860
326
750
164
175
1.276
1.368
1.253
1.307
1.021
31,2
37,1
37,1
40,3
41,5
28,1
8,5
16,3
7,0
7,3
1,36
1,16
1,32
1,17
1,33
-
0,60

0,16
2,20
0,63
-
0,60
0,75
0,66
0,50
Tổng lượng nước bình quân nhiều năm của Nậm Na là 8,80 km
3
tương
ứng với lưu lượng bình quân 179 m
3
/s và mô đun dòng chảy năm là 40,7
l/s/km
2
.
Chế độ dòng chảy sông Nậm Na phản ánh khá rõ chế độ mưa. Đặc điểm
nổi bật trong chế độ dòng chảy của sông Nậm Na là thời kỳ nước lớn trong mùa
lũ tới sớm hơn các lưu vực sông ở phía nam. Điều đó chủ yếu là do ảnh hưởng
sớm của hoàn lưu phía tây đối với lưu vực.