NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TOÁN THỦY VÂN VÀO DỰ BÁO CHẢY LŨ SÔNG BA

Lu n v n th c s

Chuyên ngành Th y v n h c

1

M

U

Sông Ba là m t trong nh ng con sông l n

mi n trung Trung B Vi t Nam v i

t ng di n tích l u v c 14132 km2 n m trên đ a ph n 4 t nh Gia Lai,
P

P

Tum và Phú Yên. Hàng n m, v mùa l , n

c sông Ba d n t th

ak Lak, Kon
ng l u v gây

ng p l t nghiêm tr ng cho h l u sông Ba. Theo th ng kê m t s n m g n đây cho
th y tình hình l l t trên l u v c ngày càng nghiêm tr ng v i m c đ thi t h i có xu
th ngày càng t ng:
a hình l u v c sông Ba bi n đ i khá ph c t p, b chia c t m nh m b i s chi
ph i c a dãy Tr

và thu h p

ng S n. L u v c sông Ba có d ng ch L, phình r ng

hai đ u th

ng và h l u. H th ng sông ph n th

trung l u

ng l u có đ cao

l n, trung l u ng n, ph n đ ng b ng th p tr ng. Các sông su i thu c l u v c sông
Ba th

ng sâu, đ d c sông su i l n. L u v c sông th

ng xuyên ch u nh h

ng

c a nhi u c n bão, áp th p nhi t đ i đ b và b chi ph i m nh m b i các hình th
th i ti t gây m a l n nh h i t nhi t đ i, không khí l nh nên hàng n m th

ng x y

ra l l n v i nhi u tr n l ác li t, m c đ thi t h i v kinh t xã h i vô cùng nghiêm
tr ng.
Trong đi u ki n hi n nay, kinh t phát tri n càng m nh thì s tác đ ng c a l l t
đ i v i các thành ph n kinh t càng l n, chính vì v y càng đòi h i ch t l

công tác d báo ph i ngày càng đ

ng c a

c nâng cao. Yêu c u th c t c a công tác ph ng

ch ng l t báo trên h th ng sông đòi h i ph i nghiên c u ng d ng các mô hình
th y v n, th y l c nh m mô ph ng, tính toán và d báo k p th i quá trình l , đánh
giá đ

c tác đ ng c a s thay đ i đi u ki n t nhiên, môi tr

ng, khí h u đ n ch

đ dòng ch y và quá trình l . Do v y, vi c ti n hành nghiên c u đ tài “Nghiên c u
ng d ng Mô hình toán th y v n vào d báo dòng ch y l sông Ba” có ý ngh a
khoa h c và th c ti n đ
nâng cao ch t l

c h c viên l a ch n nghiên c u hy v ng s góp ph n vào

ng c a các b n tin d báo l , k p th i ph c v công tác phòng

ch ng và gi m nh thiên tai cho vùng kinh t xã h i quan tr ng này c a Mi n Trung.

H c viên: Nguy n Th Kim Ngân - Cao h c 17V


Lu n v n th c s

2

ÍCH C A

2. M C
Lu n v n đ

Chuyên ngành Th y v n h c

TÀI

c th c hi n nh m m c đích:

Nghiên c u ng d ng mô hình toán thu v n, thu l c vào l p ph

ng án d

báo l cho vùng h l u c a l u v c sông Ba ph c v cho công tác phòng ch ng
gi m nh thiên tai, làm c s cho ti p t c nghiên c u l p quy trình qu n lý v n hành
h th ng các h ch a sau này.
Nâng cao kh n ng c a h c viên v n d ng các ki n th c đã h c vào nghiên
c u và gi i quy t m t v n đ c th c a th c t trên c s v n d ng ph
lu n, các ph

ng pháp tính toán và công ngh hi n đ i.

3. CÁCH TI P C N VÀ PH
a.

it

•

b. Ph

NG PHÁP NGHIÊN C U

ng và ph m vi nghiên c u
it

•

ng pháp

ng d ng:

ng: Nghiên c u dòng ch y l và d báo l .

Ph m vi nghiên c u: H th ng sông Ba đ c bi t là vùng h l u.
ng pháp nghiên c u, công c

+ Ph

s d ng

ng pháp

- K th a, áp d ng có ch n l c s n ph m khoa h c và công ngh hi n có trên
th gi i và trong n

c. K th a các nghiên c u khoa h c, các d án liên quan trên

l u v c sông Ba.
•

Ph

ng pháp phân tích t ng h p nguyên nhân hình thành.

•

Ph

ng pháp phân tích th ng kê.

•

Ph

ng pháp mô hình toán.

•

Ph

ng pháp chuyên gia.

H c viên: Nguy n Th Kim Ngân - Cao h c 17V

Lu n v n th c s

3

Chuyên ngành Th y v n h c

+ Công c s d ng
Khai thác, s d ng ph n m m Map info và mô hình Mike – Nam, Mike 11 mô
ph ng và d báo l .
4. K T QU D

KI N

T

C

T ng quan v l u v c sông Ba: i u ki n t nhiên, đi u ki n khí h u, th y v n,
đi u ki n dân sinh kinh t , nh t là nh ng đ c đi m hình thành l trên l u v c sông
Ba.

ây s là c s cho nh ng lý lu n khi áp d ng mô hình nghiên c u d báo l

cho tr m th y v n Ba và đánh giá kh n ng ng d ng mô hình trong công tác d
báo l cho l u v c tính toán.
5. N I DUNG C A LU N V N.
Ngoài l i m đ u và k t lu n, Lu n v n g m có 4 ch
Ch

ng 1. T ng quan các ph

Ch

ng 2.

Ch

ng 3. V nghiên c u d báo l trên sông Ba

Ch

ng 4. Nghiên c u xây d ng ph

ng:

ng pháp d báo dòng ch y l

c đi m đ a lý t nhiên l u v c sông Ba

ng án d báo dòng ch y l h l u sông Ba.

H c viên: Nguy n Th Kim Ngân - Cao h c 17V


Lu n v n th c s

CH

Chuyên ngành Th y v n h c

4

NG 1. T NG QUAN CÁC PH

NG PHÁP D

BÁO DÒNG CH Y

L .
1.1. D báo th y v n trong phòng ch ng gi m nh thiên tai và phát tri n kinh
t xã h i.
N
trái đ t. N

c là đi u ki n c n cho s s ng c a con ng
c c n thi t cho con ng

i c ng nh m i sinh v t trên

i trong sinh ho t, trong tr ng tr t ch n nuôi,

thu đi n, giao thông v n t i trong du l ch gi i trí... M t khác n
ng

c l i gây cho con

i không bi t bao nhiêu tai ho . Ông cha ta đã đúc k t b ng câu: “Nh t thu nhì

ho ”. L ch s đã ghi l i nhi u tr n l l t gây thi t h i to l n v ng
nhi u h th ng sông l n trên th gi i nh trên sông Tr

n m 1932, 1998.

i và c a trên

ng Giang (Trung Qu c)

Vi t Nam trên h th ng sông H ng – Thái Bình trong nh ng

th p k g n đây đã có m t s tr n l gây v đê hàng lo t và kèm theo thi t h i v
nhi u m t nh tr n l n m 1945,1971. Tình hình l l t đang ngày càng tr nên
nghiêm tr ng và tr thành v n đ ngày càng b c thi t v i t t c các qu c gia trên
th gi i.
D báo th y v n là xác đ nh tr ng thái t
d ki n xác đ nh c a hi n t

ng lai ng v i kho ng th i gian

ng th y v n. Nhu c u v d báo ngày càng t ng lên

cùng v i s phát tri n kinh t và s d ng ngu n n

c, qu n lý tài nguyên n

c. D

báo th y v n còn đ c bi t quan tr ng đ gi m thi u thiên tai nh l ho c h n hán
m i c p trong m t qu c gia.
D
các s

báo và c nh báo th y v n ph c v nhi u m c đích, nó thay đ i t d báo

ki n x y ra trong th i gian r t ng n nh l quét, đ n nh n đ nh c mùa l ,

n m, nhi u n m, v kh n ng cung c p n

ct

i trong nông nghi p, s n xu t đi n

ho c giao thông th y n i đ a.
D

báo thu v n r t c n cho phòng tránh l l t có tác d ng không ph i ch

m t v trí c n quan tâm mà còn đ i v i c m t tri n sông, m t vùng kinh t xã h i...
H c viên: Nguy n Th Kim Ngân - Cao h c 17V


Lu n v n th c s

D

Chuyên ngành Th y v n h c

5

báo thu v n giúp cho các ngành kinh t s d ng, khai thác ngu n n

c

đ

c ch đ ng đ t hi u ích cao, giúp cho thi công các công trình trên sông tránh

đ

c r i ro, s c .
báo l t t giúp cho vi c đi u ph i l c l

D

ng phòng tránh l , các bi n

pháp phân l , ch m l , ch đ ng h n ch thi t h i.
D

báo thu v n ra đ i và phát tri n khá nhanh chóng, t nh ng ph

ng ti n

đ n gi n, đ n nay cùng v i k thu t hi n đ i đã có nh ng ti n b l n.
Các y u t c b n c a d
•

T ng l

báo th y v n

ng dòng ch y trong m t th i kho ng xác đ nh (th

ng là th i k

dòng ch y cao và th i k dòng ch y th p, dòng ch y tr n l , dòng ch y 5, 10
ngày, tháng, mùa, n m; đ c tr ng d báo có th là l

ng dòng ch y trung

bình c th i k ).
•

Quá trình l u l
l

•

ng n

ng ho c m c n

c trên sông: các đ c tr ng m c n

c, l u

c di n bi n theo th i gian.

nh l (m c n

c và l u l

ng l n nh t) và th i gian x y ra trong tr n l

hay mùa l ; các đ c tr ng khác c a dòng ch y l : tình hình ng p l t.
•

Quá trình dòng ch y (m c n
tr ng m c n

c và l u l

ng) c a h : Di n bi n các đ c

c (trung bình, l n nh t, th p nh t) trên h trong m t th i k

nào đó.
•

Các y u t ch t l

ng n

c nh : nhi t đ , đ đ c, DO, BOD,... [1, 2]

Các đ c tr ng c a d báo th y v n.
•

Y u t d báo: Là các đ c tr ng thu v n c n đ
l ul

•

ng n

c d báo nh m c n

c,

c...

Nhân t d báo: Là các nguyên nhân sinh ra ho c nh h
d báo mà ta s d ng đ tính ra y u t d báo.

H c viên: Nguy n Th Kim Ngân - Cao h c 17V

ng đ n các y u t


Lu n v n th c s

•

Chuyên ngành Th y v n h c

6

Th i gian d ki n: Th i gian d ki n là kho ng th i gian tính t th i đi m
quan tr c cu i cùng y u t dùng đ d báo, đ n th i đi m xu t hi n y u t d
báo, [1, 2].

Các h n d báo th y v n.

•

D báo th y v n h n ng n: D báo h n ng n là d báo có th i gian d ki n
t i đa b ng th i gian t p trung n

•

c trung bình trên l u v c.

D báo th y v n h n v a: là d báo có th i gian d ki n dài h n d báo h n
ng n, nh ng t i đa không quá 10 ngày.

•

D báo th y v n h n dài : D báo h n dài là d báo có th i gian d ki n l n
h n 10 ngày, tháng, mùa, đ n 1 n m.

•

D báo h n siêu dài: D báo h n siêu dài là d báo có th i gian d ki n l n
h n 1 n m.

•

D báo l : D báo l là s tính toán tr
t

c có c s khoa h c các tr ng thái

ng lai c a tình hình l sau m t th i gian nh t đ nh v i đ chính xác xác

đ nh.
•

C nh báo l :C nh báo l là s thông báo v tình hình l đ

c coi là nguy

hi m có th x y ra; (v i đ chính xác c nh báo có th th p h n d báo), [1,
2].
M t s khái ni m khác đ
1.

c s d ng trong d báo th y v n

D báo đúng: Tr s d báo đ

c coi là đúng khi sai s d báo b ng ho c nh

h n sai s cho phép (+S cf )
R

2.

R

D báo k p th i: Tin d báo đ

c coi là k p th i khi hi u s gi a th i gian d

ki n và th i gian có hi u qu c a b n tin v a b ng t ng s th i gian thu th p s
li u, phân tích d báo và truy n tin d báo h p lý đ
Khí t

ng Thu v n quy đ nh.

H c viên: Nguy n Th Kim Ngân - Cao h c 17V

c C quan qu n lý D báo


Lu n v n th c s

3.

Chuyên ngành Th y v n h c

7

G n m c: Tr s d báo đ

c coi là x p x ho c g n m c khi sai s d báo n m

trong ph m vi -50% S cf ÷ 0.
R

4.

X px
t

5.

ng đ

m c ho c t

ng đ

c coi là x p x
R

Trên m c: Tr s d báo đ
R

D

ng: Tr s d báo đ

m c ho c

ng khi sai s d báo n m trong ph m vi ± 50%S cf .

vi t 0÷+S cf
6.

R

R

c coi là trên m c, khi sai s d báo n m trong ph m

R

i m c: Tr s d báo đ

c coi là d

i m c khi sai s d báo n m trong

ph m vi -S cf ÷0
R

7.

R

L lên (ho c xu ng) nhanh: L đ
su t l lên (ho c xu ng) v

c coi là lên (ho c xu ng) nhanh khi c

t quá c

ng

ng su t l lên (ho c xu ng) trung bình

nhi u n m t i tr m đang xét.
8.

L lên (ho c xu ng) ch m: L đ

c coi là lên (ho c xu ng) ch m là l có c

su t lên (ho c xu ng) nh h n c

ng su t l lên (ho c xu ng) trung bình nhi u

ng

n m t i tr m đang xét.
9.

Dao đ ng nh : M c n

c trong th i gian d ki n có lên và xu ng nh m t đ t

l nh ng biên đ không đáng k (biên đ l lên nh h n 0,5m).
10.

Ít bi n đ i, ít thay đ i, (ho c bi n đ i ch m , thay đ i ch m): M c n

c có lên

(ho c xu ng) nh ng trong th i gian d ki n ch lên (ho c xu ng) trong ph m vi
nh h n 0.3m.
11.

Ch p ch n: Dùng đ nh n xét chung cho m t vùng ho c nhi u sông, nhi u tr m,

mô t tình hình m c n

c có n i lên, n i xu ng, lúc lên, lúc xu ng nh ng không

rõ ràng. [1, 2].
1.2. T ng quan nghiên c u d báo l trên th gi i và Vi t Nam
1.2.1. Trên th gi i.
C ng nh các ngành khoa h c khác, khoa h c d báo đã tr i qua nhi u giai
đo n phát tri n t đ n s đ n hoàn ch nh, trong các công trình nghiên c u lý thuy t
t đ n gi n đ n ph c t p, t k thu t đo đ c, thu th p thông tin, ph
toán. Trong giai đo n hi n nay, khoa h c d báo đã và đang đ
H c viên: Nguy n Th Kim Ngân - Cao h c 17V

ng ti n tính

c phát tri n m t


Lu n v n th c s

Chuyên ngành Th y v n h c

8

cách m nh m trên th gi i c ng nh

Vi t Nam v i s h tr c a máy tính đi n t

và s bùng n v công ngh thông tin, khoa h c vi n thám.
Nghiên c u d báo m a, l trên th gi i hi n nay v n là v n đ nóng các

khoa h c d báo, đ c bi t là th nào đ nâng cao ch t l

ng d báo (đ chính xác)

và kéo dài th i gian d ki n.
Mô hình toán th y v n đ

c xem là công c m nh c a d báo – áp d ng

cách mô t là các quy lu t v n đ ng c a n
ph

c trong thiên nhiên b ng h th ng các

ng trình toán h c, lôgíc và gi i chúng b ng k thu t s trên các máy tính.

K thu t mô hình toán cho phép các nhà nghiên c u đi sâu xem xét, đánh giá, đ nh
l

ng nhi u đ c tr ng, y u t , hi n t

ng khá ph c t p c a h th ng

c t m vi mô

và v mô.
T góc đ nh n th c v đ i t
tr

ng nghiên c u là tài nguyên n

c và môi

ng các mô hình toán thu v n có th phân bi t theo ba lo i nh sau:
o

Mô hình ng u nhiên (Stochacstic model)

o

Mô hình t t đ nh (Deterministic model)

o

Mô hình t t đ nh-ng u nhiên (Deterministic-stochacstic model)

Theo Dawdy (Dawdy D.R. -1969) mô hình toán ng u nhiên trong thu
là m t ph

ng pháp t

v n

ng đ i m i. S kh i đ u c a nó có th tính t khi Hazen

ch ng minh kh n ng áp d ng lý thuy t xác su t, th ng kê toán h c vào phân tích
các chu i dòng ch y sông ngòi (1914). N m 1949 Kriski và Menkel đã s d ng mô
hình Marcov đ tính toán quá trình dao đ ng m c n

c c a bi n Kaspien (Liên Xô

c ).
Các mô hình thu v n t t đ nh d a trên ph
máy tính làm công c

ng pháp toán h c và s d ng

tính toán là cách ti p c n hi n đ i trong tính toán quá trình

dòng ch y trên l u v c và h th ng sông. Vi c ra đ i các mô hình thu v n t t đ nh

H c viên: Nguy n Th Kim Ngân - Cao h c 17V


Lu n v n th c s

đã m ra m t h

Chuyên ngành Th y v n h c

9

ng m i cho tính toán thu v n, góp ph n gi i quy t các khó kh n

v s li u thu v n c ng nh nâng cao đ chính xác c a tính toán cho quy ho ch và
thi t k các công trình thu l i, thu đi n, kh c ph c m t s khó kh n mà ph
pháp tính toán thu v n c đi n ch a gi i quy t đ
Ph

c.

ng pháp mô hình toán t t đ nh ra đ i t

thành hai h

ng nghiên c u: h

ng

ng đ i s m và d n d n hình

ng mô hình toán d ng h p đen và h

ng mô hình

toán d ng h p xám (hay còn g i là mô hình nh n th c). Trong mô hình nh n th c
còn phân ra mô hình tham s t p trung và mô hình tham s phân b .
Trong mô hình h p đen l u v c đ

c coi là m t h th ng đ ng l c. Nhìn

chung, c u trúc c a các mô hình h p đen là hoàn toàn không bi t tr
h gi a l

ng vào và l

(hàm nh h
vào và l

c. M i quan

ng ra c a h th ng th hi n thông qua m t hàm truy n

ng, hàm t p trung n

c …) đ

c xác đ nh t tài li u th c đo l

ng

ng ra c a h th ng.

Mô hình nh n th c ra đ i sau mô hình h p đen, nh ng đã phát tri n r t
m nh m và ng d ng r t r ng rãi trong l nh v c th y v n. Mô hình t t đ nh nh n
th c xu t phát t s hi u bi t v nh n th c m t cách rõ ràng t ng thành ph n c a h
th ng thu v n đ ti p c n h th ng b ng ph

ng pháp mô ph ng, thí d nh là mô

ph ng các quá trình t n th t, quá trình tr n

c, quá trình t p trung dòng ch y trên

l u v c và trong sông,... t đó xây d ng s đ c u trúc mô hình đ tính toán dòng
ch y l u v c. Trong mô hình nh n th c, n u d a vào đ c tính bi u th c a các tham
s ta có th chia mô hình ra lo i mô hình tham s t p trung và mô hình tham s
phân ph i. Nh ng mô hình tham s t p trung th
th

ng đ di n t m i quan h gi a l

ng dùng các ph

ng vào và l

ng trình vi phân

ng ra c a h th ng ch ph

thu c vào th i gian. Vì v y, trong các mô hình tham s t p trung không xét đ n s
phân b c a l
khí t

ng m a, dòng ch y, tính ch t th m c a đ t và các y u t th y v n,

ng khác theo không gian, chúng đ

c thay th b ng nh ng giá tr bình quân

theo di n tích, chúng đ u là hàm s c a th i gian. Nói m t cách khác, t t c các đ c

H c viên: Nguy n Th Kim Ngân - Cao h c 17V


Lu n v n th c s

Chuyên ngành Th y v n h c

10

tr ng c a l u v c đ

c t p trung v m t đi m. Trong khi đó các mô hình tham s

phân ph i mô t các m i quan h gi a nh ng y u t c a h th ng mô t b ng các
ph

ng trình vi phân đ o hàm riêng, ngh a là các ph

ng trình ch a c bi n th i

gian và không gian.
Trong nh ng th p k g n đây do yêu c u th c ti n đã có lo i mô hình toán
có c u trúc t t đ nh-ng u nhiên ra đ i. Nh ng mô hình này đ

c phát tri n trên c

s h p nh t gi a hai lo i mô hình trên t o nên c ch ho t đ ng nhi u-m a-dòng
ch y [4]. Nh ng nghiên c u s t

ng đ ng v c u trúc gi a các mô hình t t đ nh

d ng b ch a v i mô hình ng u nhiên d ng ARMA(p,q) vào nh ng n m 70, 80 c a
th k này không ch t o c s cho nh ng mô hình m i ra đ i mà còn m ra nhi u
tri n v ng cho vi c ng d ng các mô hình toán trong thu v n, nh t là ph

ng pháp

hi u ch nh tham s mô hình.

1.2.2. T ng quan các nghiên c u mô hình toán thu v n trong d
l

báo dòng ch y

Vi t Nam.

Hi n nay, công tác d báo tác nghi p m a l cho các h th ng sông toàn
qu c đ

c th c hi n t i Trung tâm Khí t

quan thu c Trung tâm Khí t
Tr

ng Th y v n Qu c gia. Ngoài các c

ng Thu v n Qu c gia còn có các Vi n nghiên c u,

ng đ i h c tham gia nghiên c u nh : Vi n Khí t

Nguyên và Môi tr

ng, Vi n khoa h c Thu l i thu c B Nông nghi p và Phát

tri n nông thôn, Tr
N i, Tr

ng

ng Thu v n thu c B Tài

ng

l i, Tr

i h c Thu

i h c Tài nguyên và Môi tr

ng

i h c Qu c gia Hà

ng Hà N i.

T i các đ n v tr c thu c Trung tâm KTTV Qu c gia hi n đang s d ng các
ph

ng pháp d báo truy n th ng nh các ph

d ng hình th th i ti t gây m a l n, ph

ng pháp phân tích th ng kê, nh n

ng pháp m c n

ct

ng ng, ph

ng

pháp h i quy nhi u bi n ... m t s mô hình toán th y v n nh mô hình SSARR,
TANK, NAM và m t s mô hình m i h n nh MIKE 11, MARINE, HEC là nh ng
công c ch y u đ d báo l , l t.
H c viên: Nguy n Th Kim Ngân - Cao h c 17V


Lu n v n th c s

Chuyên ngành Th y v n h c

11

Vi t Nam, vi c ng d ng ph

ng pháp mô hình toán vào nghiên c u, tính

toán trong th y v n có th xem nh đ

c b t đ u t cu i nh ng n m 60, qua vi c

y ban sông Mêkông ng d ng các mô hình nh SSARR (Rokwood D.M. Vol.1 1968) c a M , mô hình DELTA c a Pháp (Ban th ký sông Mê Kông 1980) và mô
hình toán tri u c a Hà Lan vào tính toán, d báo dòng ch y sông Mêkông. Ngày
nay, tr

c nh ng thành t u khoa h c, k thu t, s có m t c a k thu t vi n thám,

nh mây v tinh phân gi i cao, s phát tri n c a h th ng rađar th i ti t, m ng l

i

đo m a t đ ng và s phát tri n c a công nh GIS, đ c bi t là s có m t c a các
siêu máy tính đi n t đã có nh h

ng sâu s c đ n khoa h c th y v n trong đó có

D báo thu v n. Mô hình toán th y v n ng d ng trong d báo dòng ch y l đã
ngày m t hoàn thi n h n, kh ng đ nh rõ vài trò c a mình trong l nh v c d báo
dòng ch y l .
Các mô hình toán th y v n hi n đang đ
qu

n

c nghiên c u và ng d ng có k t

c ta trong d báo dòng ch y l có th k đ n các lo i mô hình sau:

1. Các mô hình M a-dòng ch y (Rainfall-runoff) có th k đ n nh TANK
(Nh t), LTANK (Vi t Nam), NAM, Mike11-Nam ( an M ch), SSARR, HECHMS (M ), MARINE (Pháp), DIMOSOP (Ý).
+ Mô hình Tank (Nh t): L u v c đ

c mô ph ng b ng chu i các b ch a x p

theo t ng và c t phù h p v i hình d ng l u v c, c u trúc th
ch t,…M a trên l u v c đ
ch a đ u có m t c a ra

c xem nh l

nh

ng, đ a

ng vào c a b ch a trên cùng. M i b

đáy. Mô hình đ n gi n nh t là ki u c t b TANK đ n: 4

b trên m t c t. Phù h p cho các l u v c nh có đ

m cao. Mô hình ph c t p h n

là mô hình TANK kép g m m t s c t b mô ph ng quá trình hình thành dòng ch y
trên l u v c, và các b mô t quá trình truy n sóng l trong sông.
u đi m:

ng d ng t t cho l u v c v a và nh . Kh n ng mô ph ng dòng

ch y tháng, dòng ch y ngày, dòng ch y l . Nh

c đi m: có nhi u thông s nh ng

không rõ ý ngh a v t lý nên khó xác đ nh tr c ti p. Vi c thi t l p c u trúc và thông
H c viên: Nguy n Th Kim Ngân - Cao h c 17V


Lu n v n th c s

Chuyên ngành Th y v n h c

12

s hóa mô hình ch có th th c hi n đ

c sau nhi u l n th sai, đòi h i ng

is

d ng ph i có nhi u kinh nghi m và am hi u mô hình. Mô hình TANK hi n đang
đ

c ng d ng d báo ng n h n quá trình l cho m t s sông su i c a Vi t Nam.
Nh

c đi m: Mô hình này không có ph n m m chu n, mà ph n l n là ng

i

dùng t l p b ng các ngôn ng khác nhau d a trên các nguyên lý ho t đ ng c a mô
hình.
+ Mô hình LTank (Vi t Nam):

kh c ph c nh ng nh

hình TANK (Nh t) và các mô hình có c u trúc t

c đi m c a mô

ng t , n m 1985-1986 Nguy n

V n Lai ( H Thu l i) và Ronny Bernttsson ( H Lund, Thu

i n) đã cho ra đ i

mô hình LTANK (Linear Tank) có c u trúc h p lý v i vùng nhi t đ i m Vi t Nam,
t o tính m m d o cho mô hình. Ph n m m mô hình lúc đ u đ
ng FORTRAN-77 ch y trông môi tr
Thu l i) đã chuy n đ i ch
trong môi tr

c vi t b ng ngôn

ng DOS. N m 1998 Nghiêm Ti n Lam ( H

ng trình máy tính FORTRAN sang ngôn ng VB ch y

ng WINDOWS có s d ng solver cho t i u hoá các tham s mô

hình t o giao di n thu n ti n thân thi n cho ng
toán; nên đã nhanh chóng đ

i s d ng cùng v i t ng t c đ tính

c ng d ng r ng rãi trong th c ti n thu v n Vi t

Nam nh : khôi ph c các chu i s li u dòng ch y cho thi t k các công trình thu l i,
thu đi n [3] và d báo dòng ch y theo m a cho các l u v c v a và nh [2, 4, 6].
+ Mô hình Marine: Mô hình thu v n MARINE do Vi n C

Toulouse (Pháp) xây d ng và đ

h c ch t l ng

c chuy n giao cho Vi n C h c trong khuôn kh

c a đ tài nghiên c u khoa h c công ngh KC.08-13 v i s h tr c a D án
FLOCODS. Mô hình đ

c vi t b ng ngôn ng Fortran 6.0. MARINE là mô hình

có thông s phân b , toàn b l u v c nghiên c u đ

c chia thành các ô l

có kích c b ng nhau . Mô hình tính toán dòng ch y d a trên ph
kh i l

ng và ph

ng th c th m Green Ampt . M i ô l

m t giá tr m a và dòng ch y đ

ng trình b o toàn

i có thông s riêng , nh n

c hình thành trên t ng ô

H c viên: Nguy n Th Kim Ngân - Cao h c 17V

i vuông

. Cu i cùng , mô hình


Lu n v n th c s

Chuyên ngành Th y v n h c

13

MARINE liên k t các ô l

i l i v i nhau theo h

ng ch y t o m ng sông và tính

toán dòng ch y t i c a ra c a các l u v c.
Mô hình MARINE d báo t t các c n l sinh ra do m a trên l u v c nh ,
nh ng đòi h i ph i có s li u đ a hình, th nh
t

ng th y v n đ dày, đ c bi t ph i có d báo đ

Hi n t i mô hình Marine đang đ

i tr m khí

c m a v i đ phân gi i cao.

c Trung tâm D báo Khí t

ng ng d ng d báo cho l u v c sông
H

ng, l p ph , m ng l

ng thu v n Trung

à và th nghi m cho l u v c sông

ng.
+ Mô hình DIMOSOP: (Distributed hydrological model for the special

observing period) s d ng d li u d ng đi m c a các tr m đo m a trong l u v c
ho c s d ng k t qu d báo d

i d ng ô l

i (grid) là đ u ra c a các mô hình d

báo th i ti t nh MM5 và BOLAM đ d báo l . C u trúc chính c a mô hình d a
trên quan đi m chia l u v c tính toán ra thành m t h th ng các ô l
c am iôl

i. Kích th

c

i ph thu c vào m c đ chi ti t c a s li u thu th p c ng nh yêu c u

tính toán. M i m t ô l

i trên l u v c đ u đ

c đ c tr ng b i m t y u t th y v n

nào đó, có th là m t ph n t c a l u v c, có th là m t ph n t c a sông, hay là
m t ph n t c a h ch a ...
đ đ a hình d
l

u vào c a mô hình này ngoài l

i d ng DEM, b n đ hi n tr ng s d ng đ t, lo i đ t d

i d ng ô

i Grid (vì đây là mô hình th y v n phân b ), và các lo i công trình c ng nh quy

trình v n hành c a các công trình.
n

ng m a còn là b n

cl t ib tk m tôl

u ra c a mô hình chính là l u l

ng hay m c

i nào (đi m nào) trên l u v c ch không ph i h n ch

ch t i m t v trí nh các mô hình th y v n thông s g p đ a ra.
u đi m: Kh n ng s d ng thông tin toàn c u nh b n đ đ t, hi n tr ng s
d ng đ t, nh v tinh đ mô ph ng l u v c đ c bi t h u ích cho các l u v c liên
qu c gia, khi mà thông tin v l u v c
thu th p đ
d ng ô l

ph n qu c gia kia không thu th p đ

c ho c

c nh ng không chính xác vì đ u vào c a mô hình nh đã nêu trên toàn
i. Có kh n ng k t n i v i các mô hình khí t

H c viên: Nguy n Th Kim Ngân - Cao h c 17V

ng BOLAM và MM5 đ


Lu n v n th c s

Chuyên ngành Th y v n h c

14

kéo dài th i gian d báo ph c v v n hành t i u h th ng h ch a. M t l n ch y
mô hình s cho k t qu d báo c a nhi u tr m, nhi u v trí khác nhau v i th i gian
d báo lên đ n 5 ngày. Hi n t i đang s d ng d báo l trung h n cho h th ng sông
H ng và sông Thái Bình.

ây là mô hình đ

c đánh giá r t kh quan c n đ

c

nghiên c u áp d ng cho các l u v c khác.
2. Các mô hình th y l c có th k đ n nh KRSAL/VRSAP, MIKE11-HD,
MIKE-21, HEC-RAS, ISIS...
Tr

c nh ng n m 1990 ch

ng trình do các chuyên gia Vi t Nam vi t ra đ

c

dùng r ng rãi nh t là: VRSAP (Vietnam River System and Planing) do PGS
Nguy n Nh Khuê vi t, và KOD (không n đ nh) do GS Nguy n Ân Niên vi t,
ngoài ra còn m t s ch
kênh. Ch

ng trình khác n a tính truy n m n ho c tính toán thi t k

ng trình VRSAP gi i h ph

phân n, ch

ng trình KOD gi i h ph

phân hi n. C hai ch
toán cho m ng l

ng trình Saint – Vernant theo s đ sai
ng trình Saint – Vernant theo s đ sai

ng trình này đ u liên t c đ

c b xung, hoàn thi n đ tính

i sông, tính truy n l , tính truy n m n và tính toán ph c v qu n

lý v n hành h th ng công trình thu l i. Sau 1990 các ph n m m nh p t n

c

ngoài thông qua các d án tài tr , ho c t i mi n phí t m ng Internet có: dòng mô
hình MIKE (11, 21), UNET, CANALMAN, HEC-RAS... các ph n m m này đã
thành s n ph m th

ng m i nên có chung đ c đi m là giao di n r t đ p, có nhi u

tính n ng, nh ng là ph n m m th
ch

ng trình c ng đ

thông tin đ

ng m i nên không có ch

c nâng c p hàng n m, nên ng

ng d ng ch

i dùng ph i luôn c p nh t

ng trình.

+ Ph n m m HEC-RAS đ

c thi t k đ th c hi n các tính toán thu l c m t

chi u cho toàn b m t h th ng sông t nhiên và h th ng kênh m
ba ch c n ng chính sau :
(1) Tính toán m c n

ng trình ngu n,

c m t c t d c kênh cho dòng n đ nh;

H c viên: Nguy n Th Kim Ngân - Cao h c 17V

ng nhân t o v i

Lu n v n th c s

Chuyên ngành Th y v n h c

15

(2) Mô ph ng dòng không n đ nh (phát tri n mô hình UNET c a Dr. RobertL.
ph

Barkau (Barkau, 1992 ), gi i h

ng trình Saint – Vernant theo s đ

sai

phân n.
(3) Tính toán v n chuy n bùn cát.
u đi m: Ph n m m đ
tr

c thi t k đ ph c v cho nhu c u làm vi c trong môi

ng s d ng đa m c tiêu. H th ng bao g m giao di n đ ho , các thành ph n

phân tích thu l c tách bi t, ph n l u tr d li u và các n ng l c qu n lí, đ ho và
các tính n ng th c hi n báo cáo. Là ph n m m mi n phí có th t i t m ng Internet,
ng d ng tính toán cho m ng l

r td

i sông đ n gi n (không quá nhi u m t c t và

c ng, đ p...).
+ Mô hình KRSAL (1978)/VRSAP(1994) là mô hình toán thu l c m ng sông
do PGS Nguy n Nh Khuê xây d ng.

ây là mô hình toán thu l c đ

ch ng ng d ng có hi u qu trong l nh v c thu l i hi n nay
trúc mô hình đ

c xây d ng là gi i h ph

chi u Saint Venant d ng đ y đ , đ
s đ

n

c ki m

c ta. V i c u

ng trình dòng ch y không n đ nh m

c gi i b ng ph

ng pháp sai phân h u h n theo

n 4 đi m, cho phép tính toán thu l c h th ng sông ngòi ph c t p có đ y đ

các y u t : dòng sông, kênh, công trình thu l i các lo i, h ch a, đ ng ru ng ch u
nh h

ng c a l , m a, thu tri u, xâm nh p m n. N m 1994 mô hình c p nh t

thêm ph n di n toán m n làm cho mô hình phong phú thêm v tính n ng, cho phép
ng d ng mô hình trong bài toán t ng th l , ki t và m n.
u đi m: Mô hình hi n nay đ
ngu n m nên đ

c nh ng ng

c nhi u ng

i dùng có th ti p t c phát tri n, hoàn thi n cho

t ng bài toán c th . Mô hình này đ
và đang đ

c nhi u ng

thi n v i ng
l n

n

H

ng…

i s d ng, do đây mà mô hình mã

c vi t b ng ngôn ng FORTRAN-77 nên đã

i nghiên c u chuy n đ i sang giao di n WINDOW thân

i s d ng. Mô hình này đ

c ng d ng nhi u đ i v i các đ ng b ng

c ta nh sông H ng-sông Thái Bình, sông Mê kông, sông

H c viên: Nguy n Th Kim Ngân - Cao h c 17V

ng Nai, và


Lu n v n th c s

Chuyên ngành Th y v n h c

16

+ Mô hình Mike11: Là mô hình thu c b ph n m m Mike do DHI Water &
Environment phát tri n, là gói ph n m m dùng đ mô ph ng dòng ch y, ch t l
n

c và v n chuy n bùn cát

các c a sông, sông, kênh t

ng

i và các v t th n

c

khác.
Mô-đun th y đ ng l c (HD) là m t ph n tr ng tâm c a mô hình MIKE 11
và hình thành c s cho h u h t các mô-đun khác bao g m d báo l , t i khuy ch
tán, ch t l

ng n

c và các mô-đun v n chuy n bùn cát không, có k t dính.

u đi m: Là mô hình đ ng l c m t chi u, thân thi n v i ng

i s d ng

nh m phân tích chi ti t, thi t k , qu n lý, v n hành cho sông c ng nh h th ng
kênh d n đ n gi n và ph c t p. V i môi tr

ng đ c bi t thân thi n v i ng

d ng, linh ho t và t c đ , MIKE 11 cung c p m t môi tr
k thu t công trình, tài nguyên n

c, qu n lý ch t l

ng n

is

ng thi t k h u hi u v
c và các ng d ng quy

ho ch.
3. K t h p c a mô hình toán thu v n-thu l c: Vi c k t n i các mô hình toán
thu v n (m a rào-dòng ch y) v i mô hình thu l c ho c m t ph

ng pháp di n

toán l trong sông đ n gi n nào đó đ mô ph ng quá trình chuy n n

c trên m t h

th ng sông ph c t p, đ
th

c xem là con đ

ng t t nh t đ i v i h th ng sông t

ng l u đ n c a sông. Vi c k t h p nhi u mô hình trong m t ph n m m ngày

càng làm cho các ph n m m tr lên hi n đ i, hoàn thi n d dàng s d ng.

n

c ta

hi n nay trên các l u v c sông su i l n vi c nghiên c u ng d ng mô hình toán
th y v n-thu l c vào d báo l cho l u v c th

ng đi theo h

Các mô hình k t h p hai lo i mô hình trên hi n đang đ
n

ng này.

c ng d ng thông d ng

c ta hi n nay có th k đ n các mô hình thu c b HEC và MIKE đây là hai

lo i mô hình hi n đang đ

c ng d ng trên h u h t các sông su i

là Mike11. Ngoài ra trên các h th ng sông l n

n

n

c ta, đ c bi t

c ta hi n đã có r t nhi u các đ

tài, d án, công trình nghiên c u s d ng k t h p hai lo i mô hình trên đ
vào d báo l cho l u v c sông H

ng d ng

ng, Tank-Muskingum+cunge-Mike11 cho h

H c viên: Nguy n Th Kim Ngân - Cao h c 17V


Lu n v n th c s

Chuyên ngành Th y v n h c

17

th ng sông H ng-Thái Bình, Nam + Muskingum cho m t s l u v c sông Mi n
Trung, Tây Nguyên.
1.3. Các ph

ng pháp d báo l .

1.3.1. Ph ng pháp xu th
C s khoa h c c a ph
chuy n đ ng n

ng pháp d báo xu th là quy lu t quán tính c a

c trong sông. Ph

ng pháp này d a trên gi đ nh là đ i l

báo thay đ i theo quy lu t gi ng nh s thay đ i tr
thì giá tr d báo ti p t c t ng và ng

ng d

c đó, ngh a là n u l đang lên

c l i l đang xu ng giá tr d báo ti p t c

gi m.
u đi m c a ph

ng pháp: Ph

c n quá nhi u thông tin nh các ph

ng pháp xu th có u đi m là đ n gi n, không
ng pháp khác. Ph

d ng s li u t i m t tr m đo đ d báo, đ i t
nay v n đang đ

ng pháp xu th ch c n s

ng d báo r t đa d ng cho nên đ n

c s d ng tu theo yêu c u c th c a sông. Do đó ph

ng pháp

này thích h p v i các y u t d báo có pha thay đ i ch m, ch ng h n l t i h l u
các sông l n, d báo t t cho t ng nhánh l .
Nh

c đi m c a ph

lên và pha n

ng pháp:

i v i nh ng vùng chuy n ti p gi a pha n

c xu ng, nh ng vùng có pha l thay đ i l n, n u dùng ph

c

ng pháp

này s d gây sai s l n.
1.3.2. Ph
Ph
n

ng pháp m c n

ng pháp l u l

c đo đ

c

th

c

th

ng t

ng và m c n

tr m tr m th

quan gi a m c n
có l

c, l u l

c t

ng ng là ph

ng l u đ d báo m c n

ng l u và m c n

ng gia nh p đáng k và l

ng ng

c

c

ng pháp dùng m c
h

l u. M i t

h l u s ph c t p n u khu gi a

ng gia nh p đó l i không hoàn toàn t

ng l u.

H c viên: Nguy n Th Kim Ngân - Cao h c 17V

ng

ng ng v i


Lu n v n th c s

u đi m c a ph

ng pháp: Các thông s có th xác đ nh d dàng b ng đ th

và b ng nh ng cách gi i đ n gi n. Ph
có đ d c l n, tr m d
không quá nhi u, th
Nh
pháp l u l

Chuyên ngành Th y v n h c

18

nh h

i ít b

ng c a thu tri u hay n

ng pháp:

i.

i u ki n quan tr ng khi áp d ng ph

ng

ng ng là ph i tính đúng th i gian ch y truy n trên các đo n

sông. Vi c xác đ nh th i gian ch y truy n
đ nh

c v t, các tr m trên

ng ch m t hay hai tr m trên và m t tr m d

c đi m c a ph
ng t

ng pháp này ch dùng t t đ i v i đo n sông

đo n sông không nhánh đã khó, xác

đo n sông nhi u nhánh càng khó h n và luôn có sai s . Tr

sông nhi u tr m trên, ho c nhi u tr m d

i ch u nh h

ng h p đo n

ng c a n

c v t hay thu

tri u thì ph i tìm cách gi i quy t khác.
1.3.3. Ph

ng pháp l

ng tr

Ph

ng pháp l

ng tr d a trên cách gi i gi n hóa t

h ph

Vernant, đây là m t trong hai cách gi i g n đúng cho h ph
ph

ng pháp này ng

ph

ng trình liên t c, dùng ph
Ph

i ta dùng ph

ng trình l

ng trình l

ng tr thay cho ph

R

R

R

ng ch y vào Q tr l u l
R

cu i th i đo n Q d2 khi bi t các giá tr l u l
l

đo n sông thay cho
ng trình đ ng l c.

R

R

c quan h hàm s này thì ta có th tính toán đ
R

c

ng trình này, theo

ng tr : W=f(Q d ,Q tr ) bi u th quan h gi a l

c a đo n sông W v i l u l
đ

ng trình cân b ng n

ng trình Saint-

R

ng n

c tr

ng ch y ra Q d . N u xác đ nh
R

c giá tr l u l

R

ng ch y ra t i

ng ch y ra t i đ u th i đo n và l u

ng ch y vào Q d1 , Q tr1 , Q tr2 .
R

1.3.4. Ph

R

R

R

R

R

ng pháp phân tích th ng kê

ây là nhóm các ph

ng pháp th

trong th y v n đ xây d ng ph
trong nhóm này hay đ

ng s d ng các phép phân tích th ng kê

ng trình d báo, m t trong nh ng ph

c s d ng là ph

ng pháp

ng pháp phân tích h i quy nhi u bi n.

H c viên: Nguy n Th Kim Ngân - Cao h c 17V


Lu n v n th c s

u đi m c a ph
đ a vào nhi u bi n nh h
Nh

Chuyên ngành Th y v n h c

19

ng pháp: ph
ng đ n đ i l

c đi m c a ph

ng pháp này đ n gi n, d tính toán, có th
ng d báo đ phân tích.

ng pháp: không x

lý đ

c nh ng tr

ng h p có

nh ng giá tr ngo i lai, s làm sai l ch k t qu d báo. Vì v y khi d báo ph i chu n
b t t d li u, phân tích đánh giá c n nguyên đ tránh nh ng l i gi i thi u tính v t lý.
1.3.5. Ph

ng pháp s d ng m ng trí tu nhân t o

M ng trí tu nhân t o (Artificial Nerual Networks - ANN) đ
t nh ng n m 1940. V i vi c
đ

c s

ng d ng thu t toán quét ng

d ng nhi u trong ngành tài nguyên n

c xây d ng

c n m 1988, ANN

c, đ c bi t là d báo th y v n.

M ng trí tu nhân t o là m t mô ph ng x lý thông tin, đ

c nghiên c u ra t h

th ng th n kinh c a sinh v t, gi ng nh b não đ x lý thông tin. Nó bao g m s
l

ng l n các m i g n k t c p cao đ x lý các y u t làm vi c trong m i liên h

gi i quy t v n đ rõ ràng. ANN gi ng nh con ng

i, đ

c h c b i kinh nghi m,

l u nh ng kinh nghi m, hi u bi t và s d ng trong nh ng tình hu ng phù h p. Mô
hình ANN cho phép thi t l p m i quan h đa d ng và tr c ti p các bi n đ u vào và

đ u ra, ph n ánh tính ch t c a c mô hình nh n th c và mô hình h p đen.
u đi m c a ph

ng pháp: D li u đ u vào mô hình ANN không nh t thi t

ph i n đ nh và tuân theo phân b chu n nh ARIMA. Mô hình ANN là mô hình
phi tuy n (t i u s d ng trong ANN là t i u hàm phi tuy n). Mô hình ANN c ng
cho k t qu t t h n mô hình ARMA khi d li u h n ch và trong các tr
ph c t p, khi m i quan h gi a các bi n trong mô hình không đ

ct

ng h p
ng minh.

N u so sánh v i mô hình ARMA thì ANN là công c d báo t t h n vì nó d báo
d a vào quá trình hình thành m i quan h trong d li u. H n n a ANN phù h p v i
vi c x lý các d li u th c ch a nhi u hay b bóp méo ho c không đ y đ .

H c viên: Nguy n Th Kim Ngân - Cao h c 17V


Lu n v n th c s

Nh
ánh đ

Chuyên ngành Th y v n h c

20

c đi m c a ph

ng pháp: R t khó tìm b thông s t i u, không ph n

c nh ng thay đ i l n, n u d li u s d ng đ xây d ng m ng không có

nh ng tr s l n đó. [1,2]
1.4. L a ch n ph

ng pháp d báo dòng ch y l sông Ba.

c đi m đ a lý n i b t l u v c sông Ba

1.4.1.

c đi m đ a hình:

a hình l u v c sông Ba bi n đ i khá ph c t p, b chia

c t m nh m b i s chi ph i c a dãy Tr

ng S n.

đ cao t (500-2000)m bao b c 3 phía: B c,

ng phân thu c a l u v c có

ông, Nam và ch đ

phía Tây v i cao nguyên r ng l n Pleiku, Mang Yang, Ch Sê.

c m r ng v
ng th i m ra

bi n qua vùng đ ng b ng Tuy Hoà r ng trên 20000 ha. Hai dãy núi phía
phía Nam c a l u v c t o thành b c t
h

ông và

ng ch n gió, c n tr vi c ho t đ ng c a

ng gió ông và ông Nam. Phía Tây B c có các đ nh núi cao h n

phía ông,

nh ng b chia c t nhi u, không liên t c.
c đi m khí t

ng : Trên vùng nghiên c u có g n 20 tr m đo m a và ph n l n

các tr m có li t quan tr c t sau n m 1975 v i s li u đ m b o, đáng tin c y. Do
đ c đi m t nhiên l u v c tr i dài theo h

ng b c nam v i n n đ a hình đa d ng nên

đi u ki n khí h u nên ch đ m a c a l u v c sông Ba khá ph c t p. Trong khi
th

ng và trung l u l u v c sông Ba đã là mùa m a thì h l u l u v c v n đang

trong th i k khô h n, khi th

ng và trung l u l u v c mùa m a đã k t thúc thì

vùng h l u l u v c v n đang trong th i k m a l n. Vùng th

ng và trung du mùa

m a đ n s m t tháng 5, k t thúc vào tháng 10, còn h du mùa m a đ n mu n t
tháng 9 đ n tháng 12 và th i gian này th
và bão ho t đ ng trên Bi n

ông. L

ng trùng v i th i k gió mùa

ng m a bình quân trên l u v c phân b

không đ u. Các tr n m a l n gây l trên sông Ba th
nh ng l
M ng l
thu h p

ng m a l n th

ng kéo dài t 5 đ n 7 ngày

ng t p trung t 1 đ n 3 ngày.

i sông ngòi: L u v c sông Ba có d ng ch L, phình r ng
hai đ u th

ông B c

ng và h l u. M ng l

H c viên: Nguy n Th Kim Ngân - Cao h c 17V

i sông ngòi khá d y và đ

trung l u và
c phân b


Lu n v n th c s

21

Chuyên ngành Th y v n h c

đ u kh p trong vùng. Chi u r ng bình quân l u v c 48,6km, có n i r ng 80 km.
M ng l

i sông ngòi r t phát tri n v i m t đ sông su i trung bình đ t 0,34 km/km2,
P

trong đó ph n th

P

ng ngu n có m t đ t 0,2 đ n 0,3 km/km2, ph n trung l u t 0,3
P

P

đ n 0,45 km/km2 và ph n h l u t 0,45 đ n 0,55 km/km2. Sông Ba thu c lo i sông
P

P

P

P

kém phát tri n so v i các sông khác vùng lân c n. Các sông su i thu c l u v c sông
Ba th

ng h p và sâu, đ d c sông su i l n nên có ti m n ng l n v ngu n th y

n ng.

Hình 1.1: B n đ l u v c sông Ba.

H c viên: Nguy n Th Kim Ngân - Cao h c 17V


Lu n v n th c s

1.4.2. L a ch n ph

ng pháp d báo dòng ch y l sông Ba.

đ c đi m đ a lý n i b t c a l u v c sông Ba và các ph

ng pháp d báo đã

c gi i thi u trên, ta có th nh n xét và l a ch n nh ng ph

ng pháp thích h p

T
đ

Chuyên ngành Th y v n h c

22

nh t đ d báo dòng ch y mùa l cho l u v c sông Ba:
Ph
U

ng pháp xu th :

ho c xu ng). Ph

U

i u ki n là ch áp d ng cho t ng pha n

c (pha n

ng pháp này ch thích h p v i các y u t c n d báo có pha thay

đ i ch m, ch ng h n nh dòng ch y t i h l u các sông l n không nh h
th y tri u.

c lên

ng c a

i v i sông Ba, các nhánh khu v c mi n núi, di n tích kh ng ch nh

nên dòng ch y l trên sông bi n đ i nhanh, vùng h l u l i là đ ng b ng có đ d c
nh và luôn ch u nh h
áp d ng ph
Ph
U

ng c a thu tri u bi n ông nên không thích h p v i vi c

ng pháp này.

ng pháp t

ng ng: i u ki n quan tr ng đ áp d ng ph
U

ng pháp này là ph i

tính đúng th i gian ch y truy n. Vi c xác đ nh th i gian ch y truy n
không nhánh đã khó, xác đ nh th i gian ch y truy n
h n và luôn luôn có sai s . Do đó ph

đo n nhi u nhánh càng khó

ng pháp này ch thích h p v i đo n sông có

đ d c l n, các tr m trên không quá nhi u, th
m t tr m d

đo n sông

ng ch m t ho c hai tr m trên và

i. V i l u v c sông Ba, đây là l u v c có nhi u sông nhánh nh , nhi u

tr m đo n m r i rác trên toàn b l u v c nên không thích h p đ áp d ng ph

ng

pháp này vào d báo.
Ph
U

ng pháp quan h m a - dòng ch y: Quá trình m a trên l u v c th
U

quan tr c d dàng h n dòng ch y trong sông su i, b i v y n u ta bi t đ

xác quá trình m a s cho phép ta d báo đ

ng đ

c

c chính

c dòng ch y trong sông v i th i gian

d ki n dài h n. Quá trình hình thành dòng ch y trên l u v c ch u r t nhi u y u t
tác đ ng nh : đ a hình, m t đ m, th m th c v t, c u t o đ a ch t… làm cho quá
trình hình thành dòng ch y r t ph c t p đ i v i m i l u v c. Tuy nhiên, quá trình
này đ u ch u chung m t s quy lu t thành ph n: b c thoát h i n

H c viên: Nguy n Th Kim Ngân - Cao h c 17V

c, quá trình th m,


Lu n v n th c s

Chuyên ngành Th y v n h c

23

quá trình ch y tràn trên s

n d c, trong lòng sông… Do đó ta có th áp d ng

ph

ng pháp này vào d báo dòng ch y cho sông Ba.

Ph

ng pháp mô hình toán thu l c: Mô hình toán là m t ph

U

U

ng pháp m i đ

áp d ng vào d báo. V i s tr giúp c a máy tính đi n t , các ph
mô hình toán đã đ

c

ng trình trong

c gi i quy t và góp ph n to l n vào vi c d báo dòng ch y

trong sông. Ta có th áp d ng ph

ng pháp này đ d báo.

V i ý ngh a nh trên, do yêu c u c a Lu n v n, tình hình d li u, m c đ
và th i gian cho phép do đó trong Lu n v n này tác gi s d ng mô hình th y đ ng
l c MIKE11 áp d ng v i ch đ sóng đ ng l c hoàn toàn

dòng ch y 1 chi u. T th c t

c p đ cao đ tính toán

ng d ng cho nhi u l u v c sông Mi n Trung n

c

ta nh n th y MIKE 11 có kh n ng tính toán v i dòng nhanh , lòng d n d c , giao
di n c a MIKE 11 đ

c xây d ng trên ph n m m ARCVIEW, là m t ph n m m

GIS có giao di n đ p và r t thu n ti n cho ng

i s d ng. Sau khi tính toán, k t qu

c a MIKE 11 có th xu t sang MIKE 11 - GIS đ xây d ng các b n đ ng p l t
giúp cho ng

i s d ng phân tích nhanh tình tr ng ng p l t, m c đ ng p sâu... làm

c s đ phân tích thi t h i l cho l u v c. V i các u đi m n i b t đó xét v i đ c
đi m t nhiên c a vùng h l u sông Ba nên Lu n v n đã ch n mô hình MIKE 11
dùng đ tính toán d báo dòng ch y l

đây.

H c viên: Nguy n Th Kim Ngân - Cao h c 17V

Lu n v n th c s

CH
2.1.

24

NG 2.

C I M T

Chuyên ngành Th y v n h c

NHIÊN L U V C SÔNG BA.

i u ki n đ a lý t nhiên.

Sông Ba ch y qua 3 t nh Tây Nguyên là Kon Tum, Gia Lai,
Ven bi n mi n Trung Trung B

là Phú Yên. L u v c sông có di n tích l u v c tính

đ n c a sông là 13.508 km2. Sông Ba
P

k L k và m t t nh

h l u có liên quan ngu n n

P

c v i sông

Bàn Th ch là m t sông nh trong vùng ven bi n có di n tích 592 km 2. N u k c
P

P

sông Bàn Th ch thì hai l u v c sông có di n tích 14.100 km 2. Tuy ch y qua 4 t nh
P

P

nh ng trong th c t di n tích c a l u v c sông Ba ch thu c 3 t nh Gia Lai
(64,04%),

k L k (18,11%) và Phú Yên (17,81%). Di n tích l u v c thu c t nh

Kon Tum ch có m t ph n r t nh c a huy n KonPlong chi m 0,03% di n tích l u
v c.
2.1.1.

a hình

Có th chia đ a hình l u v c sông Ba thành 3 vùng, đó là vùng núi, vùng
trung du và vùng đ ng b ng.
a hình vùng th

ng l u đ

c đ c tr ng b i các các nhánh núi, kh i núi và

b chia c t m nh b i các dòng ch y th

ng xuyên và không th

ng xuyên.

a hình vùng trung l u đ c tr ng b i các đ i núi v i đ cao t trung bình
đ n th p. Do ph n trung l u c a l u v c r t ng n cho nên sông Ba t o nên s phân
c t đ t ng t v i vùng h l u d

i d ng chuy n ti p b c đ a hình.

a hình vùng h l u là đ ng b ng xen k v i nh ng gò đ i còn sót l i và
nh ng b c th m, bãi b i, đ n cát, c n cát ngu n g c bi n, gió bi n, c a sông và
sông.

c đi m đ a hình c a vùng h l u là có các nhánh núi đâm ngang ra bi n,

đ c bi t là

các h

ng Tây và Tây-Nam.

2.1.2. V đ d c đ a hình:
H c viên: Nguy n Th Kim Ngân - Cao h c 17V

Lu n v n th c s

Chuyên ngành Th y v n h c

25

d c l u v c có s bi n đ i đ t ng t rõ r t, t r t tho i
ven bi n, các b c th m sông bi n đ n r t d c t i các h m v c, s
Th m chí có r t nhi u n i

vùng đ ng b ng
nd c

vùng núi.

mi n núi tây b c l u v c có đ d c lên đ n trên 400/ 00 .
P

P

R

R

Ngoài ra còn có đ d c nghiêng tho i t i các b m t ph bazan cao nguyên và tr ng
b ng tho i tr

c núi trong vùng nghiên c u. V i đ c đi m đ d c l u v c sông nh

v y có cho ta th y đ

c đ c đi m t p trung dòng ch y

các vùng khác nhau c a l u

v c.
2.1.3. V đ a ch t, th nh

ng

L u v c sông Ba có n n th nh

ng r t phong phú.

c tính và s phân

b c a các lo i đ t này nh sau:
Nhóm đ t xám có tính chua đ n r t chua, nghèo mùn, đ m, lân và kali t ng
s c ng nh d tiêu. Nhóm đ t này phân b ch y u

các huy n sông Hinh, S n

Hoà, Krông Pa, Ayun Pa, An Khê
Nhóm đ t đ vàng có đ chua, pH
cát trong đ t khá, các ch t dinh d
Nhóm đ t này phân b

R

KCL

R

dao đ ng 3,9 – 4,5, hàm l

ng mùn

ng đ m, lân, kali trung bình và d tiêu th p.

vùng đ i núi trung l u và th

ng l u.

Nhóm đ t nâu vàng, vàng nh t có đ chua th p, pH KCL dao đ ng t 5 – 6,
R

đ t có hàm l

R

ng mùn,đ m t khá đ n giàu.

Tóm l i: đ c tính đ a ch t và th nh
b r i, đ pH th p và hàm l

ng c a l u v c sông Ba là có tính

ng mùn, đ m, lân t ng s khá cao, đ c bi t là

vùng

trung du.
2.1.4. V th m th c v t
Vùng l u v c sông Ba là vùng phân b t nhiên có đ đa d ng sinh h c cao
n

c ta. Cùng v i đi u ki n đ a hình, tính ch t th

H c viên: Nguy n Th Kim Ngân - Cao h c 17V

nh

ng và đi u ki n khí h u