Nghiên cứu xây dựng phương án dự báo lũ phục vụ vận hành hệ thống hồ chứa trên lưu vực sông Cả (Luận văn thạc sĩ)

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN DỰ BÁO LŨ PHỤC VỤ
VẬN HÀNH HỆ THỐNG HỒ CHỨA TRÊN LƯU VỰC SÔNG CẢ

CHUYÊN NGÀNH: THUỶ VĂN HỌC

TRẦN CẢNH TIÊU

HÀ NỘI, NĂM 2017


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN DỰ BÁO LŨ PHỤC VỤ
VẬN HÀNH HỆ THỐNG HỒ CHỨA TRÊN LƯU VỰC SÔNG CẢ

TRẦN CẢNH TIÊU
CHUYÊN NGÀNH

: THUỶ VĂN HỌC

MÃ SỐ

: 60440224

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS. TRẦN DUY KIỀU

HÀ NỘI, NĂM 2017


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG HÀ NỘI

Cán bộ hướng dẫn chính: PGS.TS. Trần Duy Kiều
Cán bộ phản biện 1: PGS.TS. Nguyễn Hữu Khải
Cán bộ phản biện 2: PGS.TS. Ngô Lê Long
Luận văn được bảo vệ tại:
HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

Ngày 20 tháng 9 năm 2017


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các nội dung, số liệu, kết quả tính tốn nêu trong luận
văn này là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ cơng trình
nào khác.
TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Trần Cảnh Tiêu


LỜI CẢM ƠN
Luận văn thạc sĩ chuyên ngành thuỷ văn học với đề tài “Nghiên cứu xây
dựng phương án dự báo lũ phục vụ vận hành hệ thống hồ chứa trên lưu vực

sơng Cả” là kết quả của q trình cố gắng không ngừng của bản thân và được
sự giúp đỡ, động viên khích lệ của các thầy, cơ giáo, bạn bè đồng nghiệp và
người thân. Với kết quả nghiên cứu này tác giả xin gửi lời cảm ơn tới những
người đã giúp đỡ tôi trong thời gian học tập - nghiên cứu khoa học vừa qua.
Tơi xin tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc đối với thầy giáo PGS.TS
Trần Duy Kiều đã trực tiếp tận tình hướng dẫn cũng như cung cấp tài liệu
thông tin khoa học cần thiết cho luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn Khoa Khí tượng Thuỷ văn, Trường Đại học Tài
nguyên và Môi trường Hà Nội, Đài KTTV khu vực Bắc Trung Bộ đã tạo điều
kiện cho tơi hồn thành tốt cơng việc nghiên cứu khoa học của mình.
Cuối cùng tơi xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp, đơn vị liên quan đã
giúp đỡ tơi trong q trình học tập và thực hiện luận văn.
TÁC GIẢ

Trần Cảnh Tiêu


MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Danh mục ký hiệu và chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
1. Lý do lựa chọn đề tài ...........................................................................................1
2. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu .........................................................................2
3. Phương pháp nghiên cứu.....................................................................................2
4. Cơ sở khoa học và ý nghĩa thực tiễn ...................................................................2
5. Kết cấu của luận văn ...........................................................................................3

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .......................................4
1.1 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU LŨ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM .............4
1.1.1 Tình hình lũ trên thế giới ...........................................................................4
1.1.2 Mơ hình tính toán lũ trên thế giới ..............................................................4
1.1.3 Tổng quan về lũ ở Việt Nam ......................................................................6
1.1.4 Tổng quan về mơ hình tính toán lũ ở Việt Nam ........................................9
1.1.5. Hạn chế của phương pháp dự báo lũ hiện nay ........................................10
1.2 VỊ TRÍ ĐỊA LÝ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ - XÃ HỘI ............11
1.2.1 Vị trí địa lý ...............................................................................................11
1.2.2 Địa hình, địa mạo .....................................................................................11
1.2.3 Địa chất, thổ nhưỡng ................................................................................12
1.2.4 Thảm thực vật ..........................................................................................13
1.2.5 Dân số.......................................................................................................14
1.2.6 Kinh tế- Xã hội .........................................................................................15
1.3 ĐẶC ĐIỂM MƯA LŨ TRÊN LƯU VỰC SƠNG ..........................................15
1.3.1 Mạng lưới sơng, suối ................................................................................15
1.3.2 Đặc điểm lũ trên lưu vực sông Cả ............................................................17
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU .................26


2.1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...................................................................26
2.1.1 Phương pháp tiếp cận ...............................................................................26
2.1.2 Phương pháp nghiên cứu..........................................................................26
2.1.3.Mơ hình tốn thuỷ văn .............................................................................26
2.2 CƠ SỞ DỮ LIỆU ............................................................................................37
2.2.1 Mạng lưới trạm khí tượng thuỷ văn .........................................................37
2.2.2 Hệ thống hồ chứa lớn trên lưu vực sơng Cả ............................................39
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MƠ HÌNH TOÁN THUỶ VĂN XÂY
DỰNG PHƯƠNG ÁN DỰ BÁO LŨ .......................................................................42
3.1 XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN DỰ BÁO ..........................................................42

3.1.1 Lựa chọn phương án dự báo.....................................................................42
3.1.2 Thiết lập phương án dự báo lượng nước đến hồ Bản Vẽ .........................43
3.2 SƠ ĐỒ VÀ THIẾT LẬP CÁC MƠ HÌNH TÍNH TỐN .............................44
3.2.1 Sơ đồ mạng lưới sơng suối và vị trí hồ chứa ...........................................44
3.2.2 Xác định các lưu vực bộ phận ..................................................................45
3.2.3 Thiết lập mô hình Mike Nam ...................................................................45
3.2.4 Thiết lập mơ hình IFAS ...........................................................................47
3.3 HIỆU CHỈNH, KIÊM ĐỊNH MƠ HÌNH TÍNH TỐN .................................48
3.3.1 Hiệu chỉnh, kiểm định bộ thơng số mơ hình MIKE-NAM ......................48
3.3.2 Hiệu chỉnh, kiểm định IFAS ....................................................................56
3.3.3 Tính lượng dịng chảy đến hồ Bản Vẽ .....................................................56
3.3.4 Tính lượng xả qua hồ chứa Bản Vẽ .........................................................59
3.3.5 Hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình MIKE11 ................................................61
3.3.5.1. Thiết lập mơ hình MIKE11 ..................................................................61
3.3.5.2. Kết quả hiệu chỉnh, kiểm định bộ thông số .........................................63
3.4 DỰ BÁO THỬ NGHIỆM ...............................................................................65
3.4.1 Lựa chọn trận lũ dự báo ...........................................................................65
3.4.2 Dự báo dòng chảy đến hồ và vận hành điều tiết hồ chứa Bản Vẽ ...........65
3.4.3 Dự báo dòng chảy lũ đến trạm thủy văn Nam Đàn ..................................67
3.4.3 Đánh giá sai số và nhận xét ......................................................................67


KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................70
1. Kết quả đạt được ...............................................................................................70
2. Hạn chế ..............................................................................................................70
3. Kiến nghị ...........................................................................................................70
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................72


BẢNG KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt

Nội dung

BĐKH

Biến đối khí hậu

KTTV

Khí tượng thuỷ văn

BĐ 1,2,3

Mức báo động 1, 2 ,3

ATNĐ

Áp thấp nhiệt đới

KKL

Khơng khí lạnh

ITCZ

Dãi hội tụ nhiệt đới

IFAS

Hệ thống phân tích, dự báo lũ tích hợp từ ảnh mây
vệ tính (Integrated Flood Analysis System)

NXB

Nhà xuất bản

ĐBSCL

Đồng bằng sơng Cửu Long

GIS

Hệ thống thông tin địa lý

HC

Hiệu chỉnh

KĐ

Kiểm định

nnk

Nhiều người khác

H

Giờ

UBND

Uỷ ban nhân dân


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng

Nội dung

Trang

Bảng 1.1: Phân loại đất trên lưu vực sơng Cả ...........................................................13
Bảng 1.2: Đặc trưng hình thái lưu vực sơng Cả ........................................................16
Bảng 1.3: Hình thế thời tiết chủ yếu gây mưa lớn trên lưu vực sông Cả[4] .............17
Bảng 1.4: Khả năng (%)xuất hiện lũ các tháng trên lưu vực sông Cả ......................21
Bảng 1.5 : Giá trị đỉnh lũ thực đo lớn nhất tại một số vị trí trên sông Cả [4] ...........23
Bảng 2.1: Các chức năng của 3 mơ hình bộ phận…………………………………33
Bảng 2.2: Các thơng số mơ hình nước mặt ...............................................................34
Bảng 2.3: Các thơng số mơ hình nước ngầm ............................................................35
Bảng 2.4: Các thơng số mơ hình nước ngầm ............................................................36
Bảng 3.1: Thơng số chính của lưu vực bộ phận ........................................................46
Bảng 3.2: Thông kê các File số liệu đầu vào trong vùng nghiên cứu .......................47
Bảng 3.3: Bộ thông số tối ưu của mơ hình Nam từng lưu vực bộ phận ...................50
Bảng 3.4: Kết quả hiệu chỉnh mơ hình MIKE-NAM ................................................51
Bảng 3.5: Kết quả tính tốn theo MIKE-NAM và quan hệ Z~W .............................52
Bảng 3.6: Kết quả hiệu chỉnh, kiểm nghiệm mơ hình MIKE-NAM.........................52
Bảng 3.7: Kết quả hiệu chỉnh, kiểm nghiệm mơ hình MIKE-NAM.........................53

Bảng 3.8: Kết quả hiệu chỉnh, kiểm nghiệm mơ hình MIKE-NAM.........................54
Bảng 3.9: Kết quả hiệu chỉnh, kiểm nghiệm mơ hình MIKE-NAM.........................54
Bảng 3.10 : Kết quả hiệu chỉnh, kiểm nghiệm mơ hình MIKE-NAM......................55
Bảng 3.11: Kết quả hiệu chỉnh, kiểm nghiệm mơ hình MIKE-NAM.......................56
Bảng 3.12: Bộ thơng số chính của lưu vực Mường Xén sử dụng cho lưu vực Bản Vẽ 56
Bảng 3.13:Tổng hợp lưu lượng đến hồ Bản Vẽ lớn nhất từ 2010-2016 ...................57
Bảng 3.14: Tổng hợp các đặc trưng trận lũ từ 11-20/9/2011 tại Bản Vẽ ..................57
Bảng 3.15: Đặc trưng mạng thủy lực ........................................................................62
Bảng 3.16: Biên mơ hình MIKE 11 ..........................................................................63
Bảng 3.17: Kết quả hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình MIKE11 ..................................64
Bảng 3.18: Giá trị các đặc trưng Q đến hồ Bản Vẽ trận lũ 11-20/9/2016.................68
Bảng 3.19: Kết quả dự báo mực nước tại Nam Đàn từ 11-20/9/2016 ......................68


Luận văn đầy đủ ở file: Luận văn full