Mô phỏng thủy lực xác định mực nước thượng lưu đập Đồng Mít, tỉnh Bình Định.PDF

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HỌ VÀ TÊN TÁC GIẢ LUẬN VĂN
AO VĂN THƠM
TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN
MÔ PHỎNG THỦY LỰC XÁC ĐỊNH MỰC NƢỚC
THƢỢNG LƢU ĐẬP ĐỒNG MÍT, TỈNH BÌNH ĐỊNH

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG
TRÌNH THỦY
Mã số : 60.58.02.02
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ỨNG DỤNG

Quảng Ngãi – Năm 2019


Công trình đƣợc hoàn thành tại
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: TS. Lê Hùng

Phản biện 1: TS. Kiều Xuân Tuyển
Phản biện 2: PGS.TS. Nguyễn Chí Công

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật Xây dựng Công trình thủy họp tại Trường
Đại học Bách khoa vào ngày tháng năm 2019

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học Bách

khoa
- Thư viện Khoa Thủy lợi - Thủy điện, Trường Đại học Bách
khoa - ĐHĐN


1

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hồ chứa nước Đồng Mít đang được xây dựng trên sông An Lão, cách
thành phố Quy Nhơn 110km về phía Bắc, cách thị trấn huyện An Lão,
tỉnh Bình Định khoảng 15km về phía Tây Bắc. Địa hình lòng hồ Đồng
Mít có độ dốc lớn, lòng hồ hẹp, hồ có hình dạng lòng sông, nên khi hồ
tích nước, đồng thời xảy ra lũ lớn dẫn đến khả năng ảnh hưởng của hiện
tượng nước dềnh phía thượng lưu hồ; mặt khác Hồ chứa nước Đồng Mít
sau khi được xây dựng, mực nước trong vùng hồ được nâng cao, lưu tốc
chậm lại, sức chuyển tải bùn cát của dòng chảy giảm, bồi lắng dần dần
tăng lên, đồng thời di chuyển dần lên phía thượng lưu đập, càng làm mực
nước trong hồ dâng cao, làm tăng diện tích ngập lụt, ảnh hưởng đến sản
xuất, sinh hoạt của người dân sinh sống trong lòng hồ, đặc biệt là nhà
cửa, đường sá và trường học trong khu trong lòng hồ. Qua các phân tích
nêu trên, có thể thấy rằng cần phải có nghiên cứu một mô hình thủy lực
vùng thượng lưu lòng hồ, để xác định phạm vi và tổn thất do ngập lụt khi
xây dựng hồ. Từ đó xác định vùng an toàn lòng hồ và làm cơ sở để giải
phóng mặt bằng di dân tái định cư vùng lòng hồ, đồng thời cung cấp tài
liệu cho đơn vị quản lý vận hành sau này để chủ động trong việc vận
hành, điều tiết hồ, giảm thiểu ngập lụt cho các khu dân cư, cơ sở hạ tầng
như đường giao thông, trường học phía thượng lưu hồ chứa và các ngành
kinh tế khác. Do đó tác giả chọn đề tài: “Mô phỏng thủy lực xác định
mực nước thượng lưu đập Đồng Mít, tỉnh Bình Định”.

2. Mục đích nghiên cứu.
Hồ chứa nước Đồng Mít hiện nay đang được xây dựng (giai đoạn 20182021), việc nghiên cứu xây dựng bộ thông số mô hình thủy lực bằng mô
hình toán để mô phỏng thủy lực, xác định mực nước thượng lưu đập,
nhằm chủ động cho công tác bồi thường di dân, tái định cư vùng lòng
hồ; đồng thời sau này chủ động dự báo, vận hành, điều tiết lũ góp phần


2

giảm thiểu ngập lụt cho các khu dân cư thượng lưu hồ chứa, phát huy
hiệu quả dự án.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu.
- Đối tượng: Xây dựng mô hình thủy văn, thủy lực mô phỏng mực nước
thượng lưu hồ chứa nước Đồng Mít theo các kịch bản khác nhau.
- Phạm vi nghiên cứu: Về không gian, nghiên cứu tính toán thủy văn thủy lực vùng thượng lưu hồ chứa nước Đồng Mít, trọng tâm là mô
phỏng mực nước thượng lưu hồ chứa nước Đồng Mít; Về thời gian,
Đánh giá mức độ ảnh hưởng của đường mực nước hồ chứa nước Đồng
Mít với các khu dân cư và diện tích đất đai trong vùng lòng hồ bị ngập,
ảnh hưởng của nó tới việc giải phóng mặt bằng, di dân tái định cư.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu.
- Phương pháp điều tra, khảo sát, tổng hợp số liệu, thu thập tài liệu thực
tế, tài liệu tham khảo, phân tích, xử lý số liệu;
- Phương pháp phân tích thống kê, xác suất: Thu thập, tổng hợp và phân
tích số liệu để đánh giá hiện trạng hệ thống;
- Phương pháp mô phỏng mô hình toán thủy văn – thủy lực: Với các bài
toán về dòng chảy lũ thì phương pháp mô hình toán thủy lực có hiệu quả
khi nghiên cứu trên một vùng rộng lớn, để cho biết bức tranh động lực
dòng chảy trên hệ thống sông.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.
- Nâng cao trình độ chuyên môn cho bản thân. Xây dựng bộ thông số mô

hình phù hợp với lưu vực nghiên cứu, làm cơ sở giúp cho chủ đầu tư
thực hiện công tác đền bù, di dân tái định cư hoặc đề xuất các biện pháp
thích ứng cho vùng ngập lụt thượng lưu; cán bộ quản lý điều hành có thể
mô phỏng mực nước thượng lưu phục vụ kịp thời công tác vận hành hồ
chứa trong mùa lũ sau này.
6. Bố cục đề tài, gồm: Mở đầu, Chương 1: Tổng quan; Chương 2. Tính
toán thủy văn Hồ chứa nước Đồng Mít; Chương 3: Mô phỏng thủy lực
vùng thượng lưu Hồ chứa nước Đồng Mít; Kết luận và Kiến nghị


3

Chƣơng 1 - TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu chung
Công trình Hồ chứa nước Đồng Mít được xây dựng trên sông An Lão,
thuộc xã An Dũng, huyện An Lão, tỉnh Bình Định. Sông An Lão bắt
nguồn từ vùng núi cao của dãy Đông Trường Sơn, chảy theo hướng Bắc
Nam nhập vào sông Lại Giang; Sông Lại Giang là một trong những con
sông lớn của tỉnh Bình định có diện tích lưu vực là 1.466km2, dài 73km,
sông chảy theo hướng Tây Nam - Đông Bắc rồi đổ ra biển An Dũ.
1.2. Tổng quan về đặc điểm tự nhiên vùng nghiên cứu
Lưu vực Hồ chứa nước Đồng Mít nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa
trong năm chia ra hai mùa rõ rệt là mùa khô và mùa mưa. Mùa mưa
thường bắt đầu từ tháng IX và kéo dài đến tháng XII, lượng mưa mùa
mưa chiếm đến 70-80% lượng mưa cả năm. Mùa khô từ tháng I đến
tháng VIII, ít mưa, lượng mưa chỉ chiếm 20-30%. Lượng mưa hàng năm
của lưu vực biến động từ 3000-3600mm lớn hơn rất nhiều so với các
vùng khác của tỉnh Bình Định. Nhiệt độ thấp nhất 13,20C, nhiệt độ lớn
nhất đạt tới 41,60C; nhiệt độ trung bình hàng năm là 26,10C. Độ ẩm
tương đối trung bình tháng mùa khô đạt từ (75÷85)%, mùa mưa từ

(85÷87)%. Tháng V là tháng có số giờ nắng nhiều nhất (254,2giờ) và
tháng XII là tháng có số giờ nắng ít nhất (106,2 giờ). Tốc độ gió bình
quân nhiều năm đạt V = 1,6m/s. Vùng núi phía Tây tại Ba Tơ tổng lượng
bốc hơi là 805mm.
1.3. Tổng quan về dòng chảy lũ đến lưu vực Hồ chứa nước Đồng
Mít.
Lưu vực trạm An Hòa nằm ở phía dưới tuyến đập Đồng Mít, có cùng
nguyên nhân hình thành gây lũ như lưu vực Đồng Mít. Trạm thủy văn
An Hòa có diện tích lưu vực là 393 km2, lũ lớn nhất đo được trong thời
k từ 1982 đến nay, với Qmax = 5880 m3/s vào ngày 19/XI/1987. Qua
tính toán thống kê lượng mưa lớn nhất thời đoạn 1, 3, 5, 7 ngày liên tục
thường tập trung nửa cuối tháng X và tháng XI, thời gian thường bị ảnh
hưởng của bão và các đợt không khí lạnh, áp thấp nhiệt đới. Lượng mưa
1 ngày có thể đạt trên 300 mm/ngày.
1.4. Tổng quan về mô hình toán trong và ngoài nước
1.4.1. Các mô hình thuỷ văn


4

• Mô hình Ltank: do PGS.TS Nguyễn Văn Lai đề xuất và ThS Nghiêm
Tiến Lam chuyển về giao diện máy vi tính trên ngôn ngữ VisualBasic.
• Mô hình Hec-HMS: là mô hình mưa dòng chảy của Trung tâm Thuỷ
văn kỹ thuật quân đội Hoa K .
• Mô hình NAM: được xây dựng 1982 tại khoa thuỷ văn viện kỹ thuật
thuỷ động lực và thuỷ lực thuộc đại học kỹ thuật Đan Mạch. Mô hình
tính quá trình mưa - dòng chảy theo cách tính liên tục hàm lượng ẩm
trong năm bể chứa riêng biệt tương tác lẫn nhau.
• Mô hình đường đơn vị (UHM): Được sử dụng để thay thế cho mô hình
NAM để mô phỏng lũ lụt ở các khu vực, nơi không có hồ sơ dòng chảy

lũ.
1.4.2. Các mô hình thuỷ lực
• Mô hình Vrsap: do cố PGS.TS Nguyễn Như Khuê xây dựng và được sử
dụng rộng rãi ở nước ta trong vòng 25 năm trở lại đây.
• Mô hình KOD-01 và KOD-02 của GS.TSKH Nguyễn Ân Niên phục vụ
tính toán thủy lực, dự báo lũ...
• Mô hình Hec-RAS: do Trung tâm Thủy văn kỹ thuật quân đội Hoa K
xây dựng được áp dụng để tính toán thủy lực cho hệ thống sông.
• Họ mô hình MIKE: do Viện thủy lực Đan mạch (DHI) xây dựng.
MIKE 11: là mô hình một chiều trên kênh hở, bãi ven sông, vùng ngập
lũ, trên sông, kênh có kết hợp mô phỏng các ô ruộng mà kết quả thủy lực
trong các ô ruộng là "giả 2 chiều". Mô hình MIKE21 HD là mô hình
thủy động lực học mô phỏng mực nước và dòng chảy trên sông, vùng
cửa sông, vịnh và ven biển.
1.5. Phân tích lựa chọn các mô hình phục vụ nghiên cứu
1.5.1. Lựa chọn mô hình thủy văn MIKE NAM tính dòng chảy lũ.
Lưu vực Hồ chứa nước Đồng Mít là lưu vực nhỏ, tình hình tài liệu
khí tượng thủy văn thu thập được đến hiện tại phục vụ nghiên cứu dự
báo chưa thật dài và đầy đủ, nên việc chọn mô hình NAM để dự báo sẽ
thuận lợi hơn so với các mô hình khác.
1.5.2. Lựa chọn mô hình thủy lực HEC-RAS 2D để mô phỏng thủy
lực.
Từ kết quả tính toán dòng chảy lũ từ mô hình MIKE NAM (xác định lưu
lượng biên thượng lưu và các nhánh bên), sử dụng mô hình HEC-RAS
2D để mô phỏng thủy lực vùng thượng lưu Hồ chứa nước Đồng Mít.


5

Chƣơng 2- MÔ PHỎNG THỦY VĂN HCN NƢỚC ĐỒNG MÍT

2.1. Thiết lập mô hình dòng chảy MIKE NAM
2.1.1. Giới thiệu mô hình MIKE NAM
Mô hình NAM đã được tích hợp như là một môđun tính quá trình dòng
chảy từ mưa, coi như mô hình MIKE-NAM.
2.1.2. Xây dựng mô hình MikeNam cho các lưu vực nhập lưu.
2.1.2.1. Tài liệu cơ bản sử dụng trong mô hình
a. Tài liệu địa hình:
Từ bản đồ tỷ lệ 1/50.000 của huyện An Lão, tỉnh Bình Định và vùng phụ
cận, tiến hành phân chia các lưu vực nhập lưu và lưu vực trạm thủy văn
An Hòa. Thông qua các phần mềm như MapInfo, Arcgis tạo thành file
shapefile làm dữ liệu lưu vực và vị trí các trạm mưa cho mô hình MIKE
NAM. Chi tiết như ở hình 2-2 dưới đây.

Hình 2- 1: Sơ đồ mạng lưới trạm KTTV và phân chia lưu vực
b. Tài liệu khí tượng, thủy văn:
Mô phỏng dòng chảy lũ năm hiện trạng cũng như tính toán, tác giả sử
dụng số liệu mưa giờ của 2 trạm mưa Ba Tơ và Hoài Nhơn làm dữ liệu
đầu vào cho mô hình.


6

2.4 Bảng phân bố tỉ trọng mưa trên các lưu vực
Lưu vực
Ba Tơ
Hoài Nhơn
LV1
0,795
0,205
LV2

1,0
0,0
LV3
1,0
0,0
LV4
1,0
0,0
LV5
1,0
0,0
LV6
1,0
0,0
LV7
1,0
0,0
LV8
1,0
0,0
LV9
1,0
0,0
LV10
1,0
0,0
Thủy văn An Hòa
0,677
0,323
Mưa hiện trạng: Chọn ra 2 trận lũ đo đạc được tại trạm trủy văn An Hòa

gần đây vào các thời k tháng 12/2016 và trận lũ tháng 11/2017 để đưa
vào mô phỏng hiệu chỉnh, kiểm định cho mô hình.
Bảng 2- 4: Trận mưa ngày 14÷20/12/2016 của hai trạm (mm)
Ngày

14

15

16

17

18

19

20

Ba Tơ

70

254,4

286

61,6

24,2

53,4

4,3

Hoài Nhơn 66,2 316,1
147,3
3,6
7,8
53,5
Bảng 2- 5: Trận mưa ngày 3÷9/11/2017 của hai trạm (mm)

0,6

Ngày
Ba Tơ
Hoài Nhơn

3
36,1
4,6

4
305,9
175,4

5
416,9
307,2

6
444,1
91,5

7
43,9
0,1

8
59,5
9,8

9
14,9
7,9

Mưa thiết kế: Các giá trị mưa theo các tần suất 0,02%, 0,5%, 1%.
Bảng 2- 1: Lượng mưa ngày lớn nhất với các tần suất thiết kế (mm)
Trạm

Trạm Ba Tơ

Trạm Hoài Nhơn

T.Suat

1max

3max

5max

7max

1max

3max

5max

7max

X0,02%

1409,1

2922,9

3562,7

3848,7

651,4

1417,3

1632,2

1616,1

X0,5%

927,4

1873,8

2273,7

2479,7

466,4

940,7

1092,7

1130,7


7
Trạm

Trạm Ba Tơ

Trạm Hoài Nhơn

T.Suat

1max

3max

5max

7max

1max

3max

5max

7max

X1%

823,8

1649,1

1998,0

2186,1

425,4

837,5

975,6

1023,3

Xđh-1987

408,6

549,5

549,9

554,4

261,2

407

407,3

429,3

Tài liệu bốc hơi: Sử dụng tài liệu bốc hơi tại trạm khí tượng Hoài Nhơn.
Tài liệu dòng chảy: Sử dụng tài liệu lưu lượng thực đo tại trạm thủy văn
An Hòa từ ngày 14÷20/12/2016 để hiệu chỉnh mô hình. Dùng trận lũ
thực đo tại trạm thủy văn An Hòa từ 3-9/11/2017 để kiểm định mô hình.
MƯA GIỜ THIẾT KẾ VÀ HIỆN TRẠNG NĂM 1987 TRẠM BA TƠ
300.0

0.02%

250.0

0.50%
1.00%
200.0

1987

150.0

100.0

50.0

0.0
1

9

17

25

33

41

49

57

65

73

81

89

97 105 113 121 129 137 145 153 161

MƯA GIỜ THIẾT KẾ VÀ HIỆN TRẠNG NĂM 1987 TRẠM HOÀI NHƠN
180.0
160.0

0.02%
0.50%

140.0

1.00%
120.0

1987

100.0
80.0
60.0
40.0
20.0
0.0

1

9

17

25

33

41

49

57

65

73

81

89

97 105 113 121 129 137 145 153 161

Hình 2- 3: Mưa giờ thiết kế và hiện trạng năm 1987-Bto, H.Nhơn


8

MƯA GIỜ CÁC TRẠM NGÀY 14-20/12/2016
60.0

50.0
Ba Tơ
Hoài Nhơn
40.0

30.0

20.0

10.0

0.0
1

9

17

25

33

41

49

57

65

73

81

89

97 105 113 121 129 137 145 153 161

Hình 2- 4: Mưa giờ ngày 14-20/12/2016 Trạm Ba Tơ và Hoài Nhơn
MƯA GIỜ CÁC TRẠM NGÀY 3-9/11/2017
90.0
80.0
Ba Tơ

70.0

Hoài Nhơn
60.0
50.0
40.0
30.0
20.0
10.0
0.0
1

9

17

25

33

41

49

57

65

73

81

89

97 105 113 121 129 137 145 153 161

Hình 2- 4: Mưa giờ ngày 3-9/11/2017 Trạm Ba Tơ và Hoài Nhơn
c. Tài liệu khác: Bao gồm các thông tin về diện tích lưu vực, đơn vị hành
chính, địa chất thổ nhưỡng…
2.1.3. Hiệu chỉnh, kiểm định xác định bộ thông số mô hình NAM.
2.1.3.1. Hiệu chỉnh mô hình MIKE NAM
Kết quả hiệu chỉnh bộ thông số trận lũ năm 2016 tại trạm thủy văn An
Hòa được thể hiện như hình dưới

9

Hình 2- 5: Quá trình lũ, tổng lượng lũ mô phỏng và thực tế - 1987

2.1.3.2. Kiểm định mô hình MIKE NAM

Hình 2- 6: Quá trình lũ, tổng lượng lũ mô phỏng và thực tế trận lũ 2016

2.1.3.3. Nhận xét kết quả hiệu chỉnh, kiểm định
Từ kết quả tính toán hiệu chỉnh và kiểm định mô hình MikeNam
như trên cho kết quả khá tin cậy với các sai số tổng lượng và đỉnh lượng
không lớn, hệ số NASH đạt 89,3% và 89,2%.


10

Bảng 2-9: kết quả bộ thông số trong mô hình MIKE NAM như sau:
Tên lưu vực

Umax

Lmax

CQOF

CKIF

CK1,2

TOF

TIF

TG

CKBF

BF

An Hòa (393)

11

120

0.7

950

7

0.5

0.1

0,4

500

218

KG (233.6)

15

120

0.7

950

8.5

0.5

0.1

0.4

500

130.0

LV1 (35.0)

15

120

0.7

950

8.5

0.5

0.1

0.4

500

19.4

LV2 (39.7)

14.5

120

0.7

950

8

0.5

0.1

0.4

500

22.0

LV3 (33.2)

14.5

120

0.7

950

8

0.5

0.1

0.4

500

18.4

LV4 (8.6)

14

120

0.7

950

7

0.5

0.1

0.4

500

4.8

LV5 (9.4)

14

120

0.7

950

7

0.5

0.1

0.4

500

5.2

LV6 (4.6)

13

120

0.7

950

7

0.5

0.1

0.4

500

2.6

LV7 (10.6)

13

120

0.7

950

7

0.5

0.1

0.4

500

5.8

LV8 (7.1)

12

120

0.7

950

7

0.5

0.1

0.4

500

3.9

LV9 (4.3)

15

120

0.65

1000

7

0.5

0.1

0.4

500

2.4

LV10 (6.5)

11

120

0.7

950

7

0.5

0.1

0.4

500

3.6

Kết quả tính toán lũ theo mô hình MIKE NAM:


11

Bảng 2- 2: Lưu lượng lớn nhất ứng với các trận lũ; Tổng lượng lũ 1 ngày max thiết kế tại các biên nhập lưu
trên lưu vực Đồng Mít
LV

F (km2) 2016

2017

Q
Max0,02%

Q
Max0,5%

P=0,02%

Q

P=0,5%

P=1%

Max1%

W1

W3

W7

W1

W3

W7

W1

W3

W7

LV1

35,0

177,8

206,7

1584,2

947,7

818,0

47,6

62,5

68,4

31,8

41,2

47,0

28,4

36,6

42,4

LV2

39,7

237,4

316,2

1960,4

1159,2

996,4

57,0

74,4

81,1

38,0

48,7

55,4

33,8

43,2

49,8

LV3

33,2

198,2

263,7

1637,4

968,2

832,2

47,6

62,2

67,8

31,7

40,8

46,3

28,3

36,1

41,7

LV4

8,6

54,4

70,2

458,6

273,3

235,4

12,2

16,0

17,5

8,16

10,45

11,89

7,27

9,25

10,69

LV5

9,4

59,3

75,7

500,0

297,9

256,6

13,3

17,6

19,2

8,89

11,53

13,10

7,92

10,23

11,79

LV6

4,6

29,2

37,5

246,2

146,7

126,4

6,6

8,6

9,3

4,38

5,57

6,35

3,91

4,93

5,70

LV7

10,6

66,8

85,5

563,5

335,8

289,2

15,0

19,7

21,5

10,0

12,9

14,7

8,9

11,4

13,2

LV8

7,1

44,7

57,1

377,4

224,9

193,7

10,1

12,7

13,9

6,64

8,12

9,30

5,81

7,13

8,32

LV9

4,3

27,1

34,5

228,6

136,2

117,3

6,1

7,9

8,6

4,07

5,14

5,85

3,63

4,54

5,26

LV10

6,5

40,9

52,6

345,1

205,7

177,2

9,2

12,2

13,3

6,14

7,98

9,06

5,47

7,08

8,16


12

Chƣơng 3 - MÔ PHỎNG THỦY LỰC VÙNG THƢỢNG LƢU
HỒ CHỨA NƢỚC ĐỒNG MÍT
3.1. Thiết lập mô hình thủy lực HEC-RAS thƣợng lƣu hồ Đồng
Mít
3.1.1. Giới thiệu mô hình thủy lực HEC-RAS 2D
Hec-Ras của HEC được thiết kế bởi trung tâm công trình thủy
văn của Cục Kỹ thuật Công trình Quân đội Hoa K . Các ứng dụng
của phần mềm Hec-Ras như sau:
- Mô phỏng dòng ổn định và ổn định không đều biến đổi dần dựa
trên phương trình vi cơ bản về bảo toàn năng lượng tại các mặt cắt.
- Mô phỏng dòng không ổn định dựa trên việc giải hệ phương trình
Saint - Venant theo sơ đồ sai phân ẩn.
- Mô phỏng vận chuyển bùn cát và mô phỏng lan truyền ô nhiễm
trong hệ thống kênh sông
- Mô hình phân tích dòng chảy Hec-Ras 2D (Hydrological

Engineering Centre - River Analysis System) (phiên bản 2D, 5.0).
Phần mềm này vừa mới được cải tiến, bổ sung khả năng mô phỏng
dòng chảy không ổn định 2 chiều (2D) và mô hình 1D kết hợp với
2D. Phần mềm vừa mới được đưa ra sử dụng vào tháng 3 năm 2016.
Phương trình tính toán:
Phương trình liên tục (Phương trình bảo toàn khối lượng):

Phương trình bảo toàn động lượng theo phương ngang (x và y),
còn gọi là phương trình chuyển động theo phương ngang:

Trong đó: u và v là vận tốc theo hướng của Cartesian, g là gia
tốc trọng trường, vt là hệ số độ nhớt xoáy ngang,
là hệ số ma sát
đáy, R là bán kính thủy lực và f là tham số Coriolis.


13

3.1.2. Thiết lập mô hình và dữ liệu mô phỏng ngập lụt thƣợng
lƣu hồ chứa nƣớc Đồng Mít
Để phục vụ bài toán thủy lực Nước Dềnh hồ chứa nước Đồng Mít
cần thiết lập xây dựng mạng lưới sông An Lão phía thượng lưu hồ
Đồng Mít, bao gồm sông chính An Lão và sông nhánh là sông Dinh.

Hình 3.1: Vị trí hồ Đồng Mít, sông An Lão và sông Dinh.

Hình 3.2: Địa hình tính toán khu vực thượng lưu hồ chứa Đồng Mít


14

Hình 3.3: Thiết lập các điều kiện biên (biên lưu lượng, mực nước)

Hình 3.4: Thiết lập file mô phỏng ngập lụt thượng lưu Đồng Mít

Hình 3.5: Biên lưu lượng được nhập vào vị trí sông An Lão


15

Điều kiện biên:
Biên thượng lưu Q~t các trận lũ thực tế và thiết kế được nhập vào
biên trên của mô hình thủy lực.
Biên hạ lưu: Z~t mực nước các trận lũ thực tế và thiết kế hạ lưu hồ
chứa nước Đồng Mít làm biên dưới cho mô hình thủy lực.
3.2. Hiệu chỉnh, kiểm định mô hình thủy lực HEC-RAS 2D
Sau khi xây dựng được sơ đồ thủy lực mạng lưới sông tính toán, việc
hiệu chỉnh các thông số chính đặc trưng như hệ số nhám, các hệ số
thủy lực, thời gian và bước thời gian tính toán được thực hiện bằng
phương pháp thử dần. Sơ đồ hiệu chỉnh và kiểm định cho mô hình
như sau:
3.2.1. Chọn trận lũ tính toán hiệu chỉnh, kiểm định mô hình thủy
lực
Qua phân tích tình hình mưa lũ trên hệ thống vùng nghiên cứu. Trên
sông An Lão phía thượng lưu hồ Đồng Mít lựa chọn trận lũ xảy ra từ
ngày 14-21/XII/2016 làm trận lũ điển hình để hiệu chỉnh mô hình
thủy lực. Phân tích lựa chọn các trận lũ từ ngày 3-9/XI/2017 làm trận
lũ điển hình thực tế để kiểm định mô hình thủy lực cho kết quả mô
phỏng như sau:
3.2.2. Tính toán hiệu chỉnh mô hình với trận lũ từ ngày 1421/XII/2016

Trên sông An Lão đoạn sông từ hồ Đồng Mít lên phía thượng lưu
không có trạm đo thủy văn nên tác giả đã sử dụng tài liệu điều tra
khảo sát các vết lũ đã xảy ra trong trận lũ tháng 12/2016 để so sánh
cho kết quả như bảng sau:
Bảng 3-1: Thống kê mực nước lớn nhất điều tra và tính toán
tại một số vị trí trên sông An Lão-Trận lũ tháng 12/2016 (m)
STT Vị trí
1
2
3
4
5
6

ANLAO 300
ANLAO 2056
ANLAO 5944
ANLAO 8800
ANLAO 11850
ANLAO 12488

Tính toán Điều tra H
120,55
108,85
91,00
77,60
65,75
62,50

120,46

109,10
90,93
77,62
65,88
62,66

-0.09
0.25
-0.07
0.02
0.13
0.16

Tên vết lũ
VL3
VL4
VL11
VL15
VL28
VL31


16

Nhận xét: Qua bảng kết quả tính toán và điều tra hiệu chỉnh
mô hình thủy lực ta thấy rằng giá trị mực nước lớn nhất tại một số vị
trí dọc hệ thống sông An Lão tương đối phù hợp với kết quả điều tra.
Do vậy kết quả tính toán mô phỏng như vậy là phù hợp sát với thực
tế, điều này đồng thời có ý nghĩa rằng, các quá trình lưu lượng đến,
các lưu vực nhập lưu, bộ thông số về các hệ số nhám lòng, bãi sông

và các hệ số lưu lượng qua công trình đã chọn phản ánh tương đối
phù hợp với trận lũ thực tế đã xảy ra vào tháng 12/2016.
3.2.3. Tính toán kiểm định mô hình với trận lũ từ ngày 3-9/XI/2017
Tiến hành tính toán, mô phỏng kiểm định mô hình thủy lực cho trận
lũ ngày 3-9/XI/2017, kết quả tính toán được trình bày ở bảng dưới
đây:
Bảng 3-2: Thống kê mực nước lớn nhất điều tra và tính toán
tại một số vị trí trên sông An Lão - Trận lũ tháng 11/2017
STT

Vị trí

Tính toán

Điều tra

H

Tên vết lũ

1

ANLAO 300

120.6

120.46

-0.14

VL3

2

ANLAO 2056

108.84

109

0.16

VL6

3

ANLAO 5944

90.88

90.93

0.05

VL11

4

ANLAO 8800

77.51

77.62

0.11

VL15

5

ANLAO 11850

65.89

65.98

0.09

VL28

6

ANLAO 12488

62.79

62.86

0.07

VL31

3.2.4. Đánh giá và lựa chọn bộ thông số cho mô hình thủy lực
Từ các kết quả tính toán mô phỏng hiệu chỉnh và kiểm chứng mô
hình như đã trình bày ở trên có thể thấy rằng: việc sơ đồ hoá hệ
thống sông, lựa chọn mô hình tính toán, các mặt cắt đại biểu, các hệ
số thủy lực chọn đã phản ánh tương đối gần đúng hiện trạng thủy lực
của hệ thống sông An Lão và sơ đồ trên có thể sử dụng để tính toán
cho các bài toán thiết kế và kịch bản thủy lực hồ chứa nước Đồng
Mít. Sau khi nghiên cứu tính toán hiệu chỉnh, kiểm định mô hình


17

thủy lực cho đoạn sông từ đuôi hồ chứa nước đến hạ lưu đập Đồng
Mít thu được bộ thông số nhám lòng sông của mô hình M=1/n = 25
3.3. Mô phỏng thủy lực thƣợng lƣu hồ chứa nƣớc Đồng Mít
3.3.1. Xây dựng kịch bản tính toán thủy lực
Trường hợp 1: (2 kịch bản): P=1%, tính toán với 2 kịch bản chưa có
hồ và có hồ (KB1-1: chưa có hồ và KB1-2: có hồ)
Trường hợp 2: (2 kịch bản): P=0,5%, tính toán với 2 kịch bản chưa
có hồ và có hồ (KB0.5-1: chưa có hồ và KB0.5-2: có hồ)
Trường hợp 3: (2 kịch bản): P=0.02%, tính toán với 2 kịch bản chưa
có hồ và có hồ (KB0,02-1: chưa có hồ và KB0.02-2: có hồ)
3.3.2. Mô phỏng tính toán thủy lực xác định mực nƣớc thƣợng
lƣu hồ Đồng Mít
Từ bộ thông số mô hình đã chọn, biên nhập lưu các phương án thiết
kế ở trên, tiến hành tính toán cho các phương án theo kịch bản. Kết
quả được trình bày ở các hình vẽ dưới đây:

Hình 3.6: Đường mực nước dọc sông An Lão khi chưa có đập Đồng
Mít (Kịch bản P=1%)


18

Hình 3.8: Đường mực nước khi có đập Đồng Mít (Kịch bản P=1%)

Hình 3.9: Bản đồ ngập lụt thượng lưu khi có đập, kịch bản P=1%

Hình 3.10: Đường MN khi chưa có đập Đồng Mít (P=0.5%)


19

Hình 3.12: Đường mực nước khi có đập Đồng Mít (P=0.5%)

Hình 3.13: Bản đồ ngập lụt thượng lưu khi có đập, kịch bản P=0.5%

Hình 3.14: Đường mực nước khi chưa có đập Đồng Mít (P=0.02%)


20

Hình 3.16: Đường mực nước khi có đập Đồng Mít (Kịch bản P=0.02%)

Hình 3.17: Bản đồ ngập lụt thượng lưu khi có đập, kịch bản P=0.02%

Hình 3.18: Biểu đồ thống kê diện tích ngập lụt ứng các kịch bản khi chưa
có đập

21

Hình 3.19: Biểu đồ thống kê diện tích ngập lụt ứng với các kịch bản khi
có đập

3.3.3. Phân tích, đánh giá kết quả và đề xuất một số giải pháp
giảm ngập cho vùng thƣợng lƣu hồ chứa
Trường hợp tính toán với lũ thiết kế P=1%
Theo kết quả tính toán thủy lực sau khi hồ đi vào hoạt động một số vị
trí sẽ bị ảnh hưởng như Trường Trường Phổ thông dân tộc Bán trú
Đinh Nỷ (cách đập 9,2km về thượng lưu). Do vậy cần có phương án
di dời hoặc chuyển đổi mục đích sử dụng đối với trường Đinh Nỷ.
Diện tích ngập lụt sau khi xây dựng hồ 8,34km2; Diện tích ngập lụt
tăng thêm trước và sau khi có hồ là 1,35km2
Trường hợp tính toán với lũ thiết kế P=0,5%
Theo kết quả tính toán thủy lực sau khi hồ đi vào hoạt động một số vị
trí sẽ bị ảnh hưởng như Trường Phổ thông dân tộc Bán trú Đinh Nỷ
(cách đập 9,2km về thượng lưu). Do vậy cần có phương án di dời
hoặc chuyển đổi mục đích sử dụng đối với trường Đinh Nỷ.
Diện tích ngập lụt sau khi xây dựng hồ 8,65km2; Diện tích ngập lụt
tăng thêm trước và sau khi có hồ là 1,40km2
Trường hợp tính toán với lũ thiết kế P=0.02%


22

Theo kết quả tính toán thủy lực sau khi hồ đi vào hoạt động một số vị
trí sẽ bị ảnh hưởng như Trường Trường Phổ thông dân tộc Bán trú

Đinh Nỷ (cách đập 9,2km về thượng lưu). Do vậy cần có phương án
di dời hoặc chuyển đổi mục đích sử dụng đối với trường Đinh Nỷ.
Diện tích ngập lụt sau khi xây dựng hồ 8,65km2; Diện tích ngập lụt
tăng thêm trước và sau khi có hồ là 1,61km2
Đề xuất giải pháp giảm ngập thượng lưu hồ chứa: Hiện nay, đối với
Hồ Đồng Mít phạm vi giải phóng mặt bằng, di dân, đền bù đến cao
trình MNDBT+0,5m (+101.6m), vì vậy, để đảm bảo an toàn cho dân
cư, trường học, đường giao thông vùng ven hồ, cần bố trí dân cư lên
cao hơn cao trình mực nước lũ thiết kế, lũ vượt kiểm tra, đảm bảo
cho người dân ổn định đời sống và sản xuất.
Chƣơng 4 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
4.1. Kết luận
Qua nghiên cứu lũ trên lưu vực sông An Lão vùng thượng lưu hồ
chứa nước Đồng Mít có thể đi đến một số kết luận sau:
Luận văn sử dụng mô hình thủy văn MIKE NAM của DHI, Đan
Mạch để tính toán mô phỏng tìm bộ thông số mô hình thông qua 2
trận lũ, năm 2016 và 2017. Trong đó lưu vực được chia ra 10 tiểu lưu
vực nhỏ đổ trực tiếp vào sông An Lão phục vụ làm biên cho mô hình
thủy lực. Bộ thông số mô hình ứng với 10 tiểu lưu vực là cơ sở ban
đầu để phục vụ công tác tính toán thủy lực mô phỏng hiện tượng
nước dềnh vùng lòng hồ chứa nước Đồng Mít, từ đó có thể đưa ra
các phương thức vận hành hợp lý giảm thiểu diện tích ngập lụt vùng
thượng hạ lưu hồ chứa.
Luận văn đã ứng dụng mô hình HEC-RAC 2D để mô phỏng dòng
chảy lũ xác định mực nước dềnh lòng hồ, tìm bộ thông số mô hình
thủy lực thông qua hiệu chỉnh và kiểm định 2 trận lũ năm 2016 và
2017. Với kết quả mô phỏng, đã đánh giá được độ chênh lệch mực


23

nước giữa tính toán và điều tra dọc sông vùng lòng hồ. Các thông số
mô hình này nên tiếp tục kểm định hoàn thiện cho một vài trận lũ
tiếp theo trong những năm tới để nâng cao độ tin cậy, từ đó hướng
tới dự báo dòng chảy đáp ứng được cho mục tiêu vận hành tối ưu hồ
chứa. Luận văn đã tận dụng và kế thừa một số tài liệu khí tượng thủy
văn, tài liệu địa hình cắt dọc, cắt ngang, bình đồ lòng hồ phục vụ
nghiên cứu tính toán bài toán thủy thực được kế thừa tài liệu từ hồ sơ
thiết kế dự án hồ chứa nước Đồng Mít, tỉnh Bình Định - Giai đoạn
thiết kế kỹ thuật. Trong quá trình nghiên cứu tác giả đã kế thừa các
số liệu khảo sát thực địa, điều tra lũ các năm thực tế gần đây như
năm 2016, 2017 tại một số vị trí trên hệ thống do Công ty CP khảo
sát XD 4 thực hiện để phục vụ nghiên cứu hiệu chỉnh mô hình thủy
lực.
Kết quả tính toán hiệu chỉnh mô hình thủy lực năm 2016 và kiểm
định lại mô hình với năm thực tế là năm 2017 cho kết quả tin cậy và
đại diện cho nhiều mô hình dạng lũ lớn, nhỏ, gần, xa so với hiện tại,
tài liệu khí tượng thủy văn đầy đủ cập nhật đến 2017 các trạm Ba Tơ,
Giá Vực, An Hòa, Hoài Nhơn.
Kết quả tính toán mô phỏng thủy lực với các kịch bản cho thấy khi
hồ chứa nước Đồng Mít đi vào hoạt động có một số công trình trên
hệ thống bị ảnh hưởng như Trường PTTH Bán trú Đinh Nỷ bị ảnh
hưởng, một số các khu dân cư, thôn xóm, làng mạc, dân cư khu vực
dọc sông An Lão... cũng bị ảnh hưởng.
Trong tương lai khi công trình Hồ chứa nước Đồng Mít đi vào vận
hành, những năm đầu và trong thời gian vận hành sau này hồ sẽ xuất
hiện dung tích bồi lắng và dung tích bồi lắng này sẽ gia tăng theo
thời gian. Việc dung tích bồi lắng gia tăng theo hàng năm về lâu dài,
mực mước hồ sẽ có xu hướng tăng lên so với kịch bản tính toán, tuy
nhiên mức độ tăng không nhiều và phụ thuộc vào việc bồi lắng lòng

hồ. Trong khuôn khổ Luận văn, tác giả chưa tính toán bồi lắng hồ