ĐỀ TÀI MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY LŨ ĐẾN HỒ CHỨA NƢỚC TRONG TỈNH QUẢNG NGÃI

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA


HỌ VÀ TÊN: NGUYỄN PHÚ TRƢỞNG

TÊN ĐỀ TÀI
MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY LŨ ĐẾN HỒ CHỨA NƢỚC TRONG
TỈNH QUẢNG NGÃI

LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY

Đà Nẵng – 2019


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA


HỌ VÀ TÊN: NGUYỄN PHÚ TRƢỞNG

TÊN ĐỀ TÀI
MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY LŨ ĐẾN HỒ CHỨA NƢỚC TRONG
TỈNH QUẢNG NGÃI

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy
Mã số: 60.58.02.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUN NGÀNH
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Đoàn Thụy Kim Phƣơng
GS.TS Nguyễn Thế Hùng

Đà Nẵng – 2019


i

LỜI CẢM ƠN

Luận văn "Mơ phỏng dịng chảy lũ đến hồ chứa Nƣớc Trong, tỉnh Quảng
Ngãi” đƣợc khởi thảo và hoàn thiện tại Khoa Xây dựng Thủy Lợi - Thủy điện thuộc
Trƣờng Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng từ tháng 6 năm 2019.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến các hƣớng dẫn khoa học TS. Đoàn Thụy Kim
Phƣơng và GS.TS Nguyễn Thế Hùng, đã tận tình hƣớng dẫn và giúp đỡ tác giả trong
suốt thời gian thực hiện và hoàn thành luận văn.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới quý Thầy, Cô giáo Khoa Xây dựng
Thủy lợi - Thủy điện đã giúp đỡ trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu luận văn.
Tác giả cũng xin cảm ơn ông Nhâm Xuân Sỹ (Giám đốc Đài Khí tƣợng Thủy văn
Quảng Ngãi) cùng bạn bè, đồng nghiệp đã tạo điều kiện để tác giả thu thập và sử dụng
tài liệu phục vụ Luận văn.

Quảng Ngãi, tháng 9 năm 2019

Nguyễn Phú Trƣởng


ii

LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu và kết quả tính tốn đưa ra trong luận văn là trung thực và chưa
từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Tác giả luận văn

Nguyễn Phú Trưởng


iii

MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY LŨ ĐẾN HỒ CHỨA NƢỚC TRONG
TỈNH QUẢNG NGÃI
Học viên: Nguyễn Phú Trƣởng

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Cơng Trình Thủy

Mã số: 60.58.02.02 Khóa: K35

Trƣờng đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng

Tóm tắt – Những năm gần đây, lũ lụt xảy ra ngày một nghiêm trọng và khó kiểm
sốt. Việc nghiên cứu và mơ phỏng chính xác q trình lũ đến hồ chứa Nƣớc Trong sẽ
góp phần đáng kể trong việc đƣa ra các giải pháp thích hợp để điều tiết vận hành hồ
chứa hợp lý nhằm giảm nhẹ thiệt hại do lũ gây ra là rất cần thiết. Trong nghiên cứu
này, tác giả áp dụng mơ hình HEC-HMS và các tài liệu thực đo (mƣa, lƣu lƣợng) đến
hồ Nƣớc Trong để tính tốn hiệu chỉnh, kiểm định nhằm tìm ra bộ thơng số mơ hình
đảm bảo dự báo chính xác dịng chảy lũ đến lƣu vực hồ chứa Nƣớc Trong.

Số liệu thực đo của trận lũ tháng 12/2016 đƣợc dùng để hiệu chỉnh bộ thơng số
mơ hình, sau đó bộ thơng số này sẽ đƣợc kiểm định với số liệu thực đo của trận lũ
tháng 11/2017. Với kết quả hiệu chỉnh, kiểm định, đƣờng q trình lũ mơ phỏng từ mơ
hình và thực đo tƣơng đối phù hợp; chỉ số Nash đạt 0,708. Nhƣ vậy, bộ thơng số của
mơ hình HEC-HMS đủ tin cậy để có thể mơ phỏng dự báo lũ trên lƣu vực hồ chứa
Nƣớc Trong.
Từ khóa – Hồ chứa Nƣớc Trong, mơ hình HEC-HMS, dịng chảy lũ, bộ thơng số
mơ hình, mơ hình thủy văn.
APPLYING HYDROLOGICAL MODEL TO SIIMULATE FLOODING GLOW
IINTO THE NUOC TRONG IRIGATION RESERVOIR, QUANG NGAI PROVINE
Abstract – In recent years, flooding has appeared to be more and more serious
and difficult to control. The exact study and simulation of the process of flooding flow
into the Nuoc Trong irrigation reservoir which will contribute significantly to give the
appropriate solutions to regulate the operation of the reservoir and to mitigate damage
caused by the flood is necessary. In this study, the author based on the actual
measuring data which applied the HEC-HMS model to find the model parameters and
predict the flood flow into the Nuoc Trong reservoir.
The author used the actual data of the flood in 12/2016 to calibrate the model
parameters, then used these parameters to verify the data of flood in 11/2017 flood.
With calibration and comparing results, the flood curves simulated from the model and
actual measuring have Nash value of above 0,708. The flood shape in the model was
relatively consistent with the actual measuring’s. The findings suggested that the
parameters of the HEC-HMS model are reliable enough to simulate flood forecast in
the Nuoc Trong irrigation reservoir area.
Key words – Nuoc Trong irrigation, the HEC-HMS model, the flooding flow, the
model data set, hydrological model.


iv

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................i
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................... ii
MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY LŨ ĐẾN HỒ CHỨA NƢỚC TRONG ........................... iii
TỈNH QUẢNG NGÃI ................................................................................................... iii
MỤC LỤC ......................................................................................................................iv
DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU .................................................................................vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ..................................................................................... viii
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài...........................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................2
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ...........................................................................2
4. Phƣơng pháp nghiên cứu .........................................................................................2
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.................................................................2
6. Cấu trúc luận văn .....................................................................................................3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LƢU VỰC HỒ CHỨA NƢỚC TRONG ...................4
1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên lƣu vực hồ chứa Nƣớc Trong .......................................4
1.2. Đặc điểm khí hậu lƣu vực.....................................................................................9
1.2.1. Chế độ nhiệt .................................................................................................10
1.2.2. Chế độ ẩm ....................................................................................................10
1.2.3. Chế độ gió....................................................................................................10
1.2.4. Chế độ bốc hơi .............................................................................................11
a. Bốc hơi Piche BQNN ....................................................................................11
b. Bốc hơi trên lƣu vực (Z0LV) ...........................................................................11
c. Bốc hơi mặt hồ (Zn) .......................................................................................11
d. Tổn thất bốc hơi .............................................................................................11
1.2.5. Chế độ mƣa ..................................................................................................11
1.3. Đặc điểm thủy văn ..............................................................................................13
1.3. Đặc điểm lũ lụt hồ chứa Nƣớc Trong .................................................................13
CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MƠ HÌNH DỰ BÁO DỊNG CHẢY ..................15

2.1. Giới thiệu chung về mơ hình dự báo lũ ..............................................................15
2.1.1. Mơ hình tính tốn thủy văn .........................................................................15
a. Khái niệm.......................................................................................................15
b. Phân loại mơ hình tốn ..................................................................................16
c. Q trình ứng dụng mơ hình tốn ..................................................................16
2.1.2. Mơ hình Mƣa - dịng chảy (mơ hình tất định) .............................................17
2.2. Sơ lƣợc q trình phát triển mơ hình thủy văn ...................................................18
2.3. Tình hình nghiên cứu dự báo lũ lụt ở Việt Nam ................................................19
2.4. Sự cần thiết dự báo dòng chảy lũ trên lƣu vực hồ chứa Nƣớc Trong ................21


v
2.4.1. Hiện trạng lũ lụt và công tác dự báo tại cơng trình hồ chứa Nƣớc Trong...21
2.4.2. Vấn đề luận văn tập trung giải quyết ...........................................................22
2.5. Cơ sở lý thuyết mơ hình HEC – HMS ................................................................ 23
2.5.1. Cơ sở lý thuyết mơ hình HEC-HMS ...........................................................23
2.5.1.1. Mơ hình tính lớp dịng chảy .................................................................24
2.5.1.3. Mơ hình tính lƣu lƣợng dịng chảy mặt ................................................25
2.5.1.4. Mơ hình tính lƣu lƣợng dịng chảy ngầm (dịng chảy cơ bản) .............26
a. Các phƣơng pháp cắt nƣớc ngầm ..................................................................26
b. Phƣơng pháp dòng chảy ngầm ổn định theo tháng (Constant Monthly) .......27
c. Hồ chứa tuyến tính (Linear Reservoir) ..........................................................27
2.5.1.5. Mơ hình truyền lũ trong sơng ...............................................................27
CHƢƠNG 3: ÁP DỤNG MƠ HÌNH HEC – HMS DỰ BÁO DỊNG CHẢY ĐẾN HỒ
CHỨA NƢỚC TRONG ................................................................................................ 33
3.1. Sơ đồ hóa mạng lƣới lƣu vực dự báo .................................................................33
3.2. Thu thập và chỉnh lý số liệu ...............................................................................33
3.2.1. Tài liệu thủy văn ..........................................................................................33
3.2.2. Số liệu đặc trƣng hồ chứa ............................................................................36
3.3. Xây dựng mơ hình dự báo dòng chảy cho lƣu vực ............................................37

3.3.1. Chia lƣu vực tính tốn .................................................................................37
3.3.2. Kết nối hệ thống lƣu vực .............................................................................37
3.3.3. Xây dựng mơ hình khí tƣợng (Meteorologic Model) ..................................39
3.3.4. Cơ sở dữ liệu đầu vào ..................................................................................40
a. Yêu cầu cơ sở dữ liệu đầu vào .......................................................................40
b. Xây dựng dữ liệu đầu vào..............................................................................40
3.3.5. Tạo cơ sở dữ liệu cho HEC-HMS bằng phần mềm HEC-DSS ...................41
3.3.6. Thực hành với phần mềm HEC-HMS .........................................................42
3.4. Hiệu chỉnh tham số mơ hình ...............................................................................43
3.5. Kết quả mơ phỏng ..............................................................................................44
3.6. Đánh giá và nhận xét kết quả .............................................................................45
3.7. Nhận xét về các thông số đã đƣợc sử dụng trong q trình xây dựng mơ hình .46
3.8. Mơ phỏng lƣu lƣợng lũ tƣơng ứng tần suất mƣa 0.5% và 0.1% ........................47
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................49
I. Kết luận ..................................................................................................................49
II. Kiến nghị ...............................................................................................................49
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................50
PHỤ LỤC 1: TÍNH TOÁN LƢỢNG MƢA THIẾT KẾ
PHỤ LỤC 2: SỐ LIỆU QUAN TRẮC LƢỢNG MƢA


vi

DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Bảng đặc trƣng lƣu vực tính đến tuyến đập ....................................................4
Bảng 1.2: Các đặc trƣng lƣu vực mạng lƣới sông Nƣớc Trong ......................................6
Bảng 1.3: Các đặc trƣng địa lý thuỷ văn lƣu vực hồ chứa Nƣớc Trong .........................7
Bảng 1.4: Mạng lƣới trạm khí tƣợng và trạm đo mƣa.....................................................9
Bảng 1.5: Mạng lƣới trạm thủy văn khu vực ..................................................................9
Bảng 1.6: Thống kê nhiệt độ hàng năm khu vực...........................................................10

Bảng 1.7: Các đặc trƣng độ ẩm tƣơng đối .....................................................................10
Bảng 1.8: Kết quả vận tốc gió trung bình tháng bình qn nhiều năm .........................10
Bảng 1.9: Kết quả tính tốn vận tốc gió lớn nhất thiết kế theo 8 hƣớng .......................10
Bảng 1.10: Tính tốn lƣợng bốc hơi Piche BQNN .......................................................11
Bảng 1.11: Phân phối lƣợng chênh lệch bố hơi trong năm ..........................................11
Bảng 1.12: Bảng lƣợng mƣa trung bình nhiều năm (mm) ............................................11
Bảng 1.13: Bảng độ lệch chuẩn (S) và hệ số biến động (Cv) của tổng lƣợng mƣa năm
.......................................................................................................................................12
Bảng 3.1: Các đặc trƣng chính tính tốn thủy văn hồ Nƣớc Trong ..............................35
Bảng 3.2: Các đặc trƣng hồ chứa Nƣớc Trong ..............................................................36
Bảng 3.3: Đƣơng đặc tính hồ chứa Nƣớc Trong ...........................................................36
Hình 3.23: Bộ thơng số hiệu chỉnh trong mơ hình ........................................................46
Bảng PL1-1: Lƣợng mƣa ngày lớn nhất các trạm quan trắc ...........................................1
Bảng PL1-2: Lƣợng mƣa ngày lớn nhất thiết kế của các trạm quan trắc (mm) ..............4
Bảng PL1-3: Kết quả tính tốn hệ số thu phóng K trạm Trà Bồng .................................5
Bảng PL1-4: Kết quả tính tốn hệ số thu phóng K trạm Sơn Hà ....................................5
Bảng PL1-5: Kết quả tính tốn hệ số thu phóng K trạm Sơn Tây...................................5
Bảng PL1-6: Kết quả tính tốn hệ số thu phóng K trạm Sơn Giang ...............................5
Bảng PL1-7: Kết quả tính tốn hệ số thu phóng K trạm Trà My ....................................5
Bảng PL1-8: Lƣợng mƣa ngày lớn nhất thiết kế P = 0.5% trạm Trà Bồng ....................6
Bảng PL1-9: Lƣợng mƣa ngày lớn nhất thiết kế P = 0.5% trạm Sơn Hà ........................7
Bảng PL1-10: Lƣợng mƣa ngày lớn nhất thiết kế P = 0.5% trạm Sơn Tây ....................8
Bảng PL1-11: Lƣợng mƣa ngày lớn nhất thiết kế P = 0.5% trạm Sơn Giang ................9
Bảng PL1-12: Lƣợng mƣa ngày lớn nhất thiết kế P = 0.5% trạm Trà My ...................10
Bảng PL1-13: Lƣợng mƣa ngày lớn nhất thiết kế P = 0.1% trạm Trà Bồng ................11
Bảng PL1-14: Lƣợng mƣa ngày lớn nhất thiết kế P = 0.1% trạm Sơn Hà ....................12
Bảng PL1-15: Lƣợng mƣa ngày lớn nhất thiết kế P = 0.1% trạm Sơn Tây ..................13


vii

Bảng PL1-16: Lƣợng mƣa ngày lớn nhất kiểm tra P = 0.1% trạm Sơn Giang .............14
Bảng PL1-17: Lƣợng mƣa ngày lớn nhất kiểm tra P = 0.1% trạm Trà My ..................15
Bảng PL2-1: Số liệu quan trắc lƣu lƣợng và lƣợng mƣa tháng 12/2016 ......................16
Bảng PL2-2: Số liệu quan trắc lƣu lƣợng và lƣợng mƣa tháng 11/2017 ......................19


viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Bản đồ ứng phó thiên tai tỉnh Quảng Ngãi ......................................................5
Hình 1.2: Cơng trình đập – tràn xả lũ hồ chứa Nƣớc Trong ...........................................6
Hình 1.3: Bản đồ phân bố lƣợng mƣa trung bình nhiều năm tỉnh Quảng Ngãi ............13
Hình 2.1: Ngun lý chung của mơ hình mƣa dịng chảy .............................................17
Hình 2.2: Biểu đồ trận lũ từ ngày 05/11/2017 đến 07/11/2017 .....................................21
Hình 2.3: Sơ đồ vận hành xả lũ hồ chứa Nƣớc Trong ngày 06/11-07/11 .....................22
Hình 3.1: Sơ đồ hóa mạng lƣới lƣu vực dự báo ............................................................33
Hình 3.2: Biểu đồ lƣợng mƣa đợt lũ 12/2016 ...............................................................34
Hình 3.3: Biểu đồ lƣợng mƣa đợt lũ 11/2017 ...............................................................34
Hình 3.4: Biểu đồ lƣu lƣợng lũ 2 đợt lũ 12/2016 – 11/2017 (tại hồ Nƣớc Trong) .......35
Hình 3.5: Sơ đồ mạng lƣới lƣu vực tính tốn ................................................................ 38
Hình 3.6: Các thành phần dùng để xây dựng lƣu vực mơ phỏng ..................................38
Hình 3.7: Các thành phần dữ liệu của một tiểu lƣu vực ................................................38
Hình 3.8: Khai báo diện tích..........................................................................................39
Hình 3.9: Khai báo thơng số tổn thất .............................................................................39
Hình 3.10: Hệ số trữ & thời gian tập trung nƣớc..................................................................39
Hình 3.11: Các dạng dữ liệu đầu vào ............................................................................39
Hình 3.12: Các thơng số của mơ hình khí tƣợng ...........................................................40
Hình 3.13: Khai báo trọng số mƣa cho tiểu lƣu vực .....................................................40
Hình 3.14: Sử dụng đa giác Thiessen xác định trọng số mƣa tiểu lƣu vực ...................41
Hình 3.15: Khai báo dữ liệu trạm vào DSS .....................................................................42

Hình 3.16: Khai báo hệ số Muskingum .........................................................................43
Hình 3.17: Sử dụng số liệu năm 2016 để hiệu chỉnh mơ hình ......................................43
Hình 3.18: Sử dụng số liệu năm 2017 để kiểm định mơ hình .......................................43
Hình 3.19: Biểu đồ so sánh kết quả mơ phỏng (hiệu chỉnh) với lũ thực đo ..................44
Hình 3.20: Biểu đồ so sánh kết quả mô phỏng (kiểm định) với lũ thực đo ..................44
Hình 3.21: Kết quả đánh giá hệ số NASH mơ hình (hiệu chỉnh) ..................................45
Hình 3.22: Kết quả đánh giá hệ số NASH mơ hình (kiểm định) ..................................45
Hình 3.24: Kết quả mô phỏng lƣu lƣợng tƣơng ứng với lƣợng mƣa thiết kế 0.5% và 0.1%
Hình PL1-1: Đƣờng tần suất lƣợng mƣa ngày lớn nhất trạm Trà Bồng .........................2
Hình PL1-2: Đƣờng tần suất lƣợng mƣa ngày lớn nhất trạm Sơn Hà .............................3
Hình PL1-3: Đƣờng tần suất lƣợng mƣa ngày lớn nhất trạm Sơn Tây ...........................3
Hình PL1-4: Đƣờng tần suất lƣợng mƣa ngày lớn nhất trạm Sơn Giang........................3
Hình PL1-5: Đƣờng tần suất lƣợng mƣa ngày lớn nhất trạm Trà My.............................4


1

MỞ ĐẦU
Quảng Ngãi là một tỉnh ven biển nằm ở vùng Duyên Hải Nam Trung Bộ Việt
Nam có đƣờng bờ biển dài khoảng 129 km với vùng lãnh hải rộng gần 11.000 km2 và
6 cửa biển giàu nguồn hải sản với nhiều bãi biển đẹp. Phía bắc giáp tỉnh Quảng Nam
với chiều dài đƣờng địa giới 98 km, phía nam giáp tỉnh Bình Định với chiều dài đƣờng
địa giới 83 km, phía tây giáp tỉnh Kon Tum với chiều dài đƣờng địa giới 79 km, phía
đơng giáp biển Đơng; tổng diện tích tự nhiên của tỉnh là 5131km2.
Trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi, sông suối phân bố tƣơng đối đều. Các sơng có đặc
điểm nhƣ: bắt nguồn từ phía đơng dãy Trƣờng Sơn và đổ ra biển, sông chảy trên hai
địa hình (đồi núi phức tạp và đồng bằng hẹp), sơng ngắn và độ dốc lịng sơng lớn.
Sơng Trà Khúc phát nguồn từ núi Đắc Tơ Rôn với đỉnh cao 2.350 m ; hợp lƣu từ
bốn con sông lớn là sông Re, sông Đak Selo, sông ĐakĐrinh và sông Tang. Chỗ ngã
tƣ đó cịn gọi là ngã tƣ Ly Lang. Sơng từ đó chảy theo hƣớng đơng qua ranh giới các

huyện Sơn Hà, Sơn Tịnh, Tƣ Nghĩa, thành phố Quảng Ngãi và đổ ra cửa Đại (cửa Cổ
Lũy). Sông Trà Khúc có độ dài khoảng 135 km, trong đó có 1/3 chiều dài sông chảy
qua vùng núi và rừng rậm, có độ cao từ 200÷1.000m, phần cịn lại chảy qua vùng đồng
bằng. Đây là con sơng có độ dốc lớn. Trƣớc năm 2013 đầu nguồn của sơng chỉ có cơng
trình thủy lợi Thạch Nham nên khi chảy về hạ lƣu ở địa bàn thành phố Quảng Ngãi,
huyện Tƣ Nghĩa và huyện Sơn Tịnh nguồn nƣớc trở nên cạn kiệt. Mùa mƣa, sông
thƣờng gây lũ lớn.
Hiện nay, trên lƣu vực sông Trà Khúc có các hồ chứa: ĐakĐrinh, Nƣớc Trong,
Sơn Trà 1, Đăk Re và Sơn Tây. Vì vậy, hồ chứa Nƣớc Trong đƣợc vận hành theo Quy
trình vận hành liên hồ chứa trên lƣu vực sông Trà Khúc, đã đƣợc Thủ tƣớng Chính phủ
ban hành tại Quyết định số 911/QĐ-TTg, ngày 25/7/2018.
1. Tính cấp thiết của đề tài
Cơng trình đầu mối hồ chứa Nƣớc Trong nằm trên địa bàn xã Sơn Bao, huyện
Sơn Hà, tỉnh Quảng Ngãi, đƣợc xây dựng và đƣa vào sử dụng từ năm 2017 với nhiệm
vụ bổ sung nguồn nƣớc, ổn định tƣới cho 52.600 ha đất nông nghiệp thuộc hệ thống
thuỷ lợi Thạch Nham vào các tháng mùa khô (từ tháng 4 đến tháng 8) với mức đảm
bảo cấp nƣớc 75%; tạo nguồn cấp nƣớc công nghiệp, sinh hoạt cho Khu kinh tế Dung
Quất, thành phố Vạn Tƣờng: 3,95m3/s, cho thành phố Quảng Ngãi và 7 huyện đồng
bằng tỉnh Quảng Ngãi: 1,75m3/s; cấp nƣớc cho chăn nuôi: 0,5m3/s; cấp nƣớc phục vụ
nuôi trồng thuỷ sản: 2.980ha; phát điện với công suất lắp máy NLM =16,5 MW; giảm
ngập lụt hạ lƣu với tần suất 10%: 0,24m; kết hợp phát triển du lịch, giảm xâm nhập
mặn hạ du, cải tạo môi trƣờng sinh thái cho vùng dự án.
Việc dự báo và cảnh báo lũ đến hồ chứa Nƣớc Trong đóng vai trị quan trọng và
quyết định trong cơng tác vận hành hồ chứa an tồn và hiệu quả. Để làm tốt công việc


2
này, bên cạnh việc thiết lập thêm các trạm đo mƣa ở thƣợng lƣu hồ chứa, tổ chức đo
đạc tại hồ (lƣợng mƣa, mực nƣớc …) thì việc xây dựng bộ mơ hình số tính tốn, dự
báo dịng chảy thực về hồ chứa Nƣớc Trong cũng rất quan trọng nhằm hỗ trợ điều

hành và vận hành hồ chứa một cách phù hợp và hiệu quả.
Nhận thấy tính cấp thiết và quan trọng của vấn đề, tác giả kiến nghị lựa chọn đề
tài: “Mơ phỏng dịng chảy lũ đến hồ chứa Nước Trong, tỉnh Quảng Ngãi” để nghiên
cứu. Mục tiêu cuối cùng của luận văn là phải tìm ra đƣợc bộ thơng số mơ hình đáng tin
cậy áp dụng cho lƣu vực hồ chứa Nƣớc Trong bằng cách tiếp cận thông số hóa, sử
dụng các phép tốn tối ƣu, từ đó dự báo dòng chảy thực về hồ chứa trong tƣơng lai.
Đây cũng chính là vấn đề cốt lõi xuyên suốt cả luận văn.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Xây dựng bộ thông số cho mơ hình HEC-HMS nhằm dự báo lƣu lƣợng lũ đến hồ
chứa Nƣớc Trong phục vụ cho bài toán vận hành điều tiết hồ hợp lý.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu mơ hình thủy văn HEC-HMS để tính tốn dự
báo dịng chảy về hồ chứa Nƣớc Trong;
- Phạm vi nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu mơ phỏng dịng chảy lũ thuộc lƣu vực hồ
chứa Nƣớc Trong.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phương pháp phân tích thống kê: Tổng hợp, phân tích các nghiên cứu trong và
ngoài nƣớc liên quan đến lĩnh vực vận hành hồ chứa, từ đó xác định hƣớng tiếp cận
khoa học cho bài tốn đặt ra;
- Phương pháp mơ hình tốn: Dựa trên khả năng ứng dụng và sự phổ cập của các
mơ hình, trong luận văn, học viên sử dụng mơ hình HEC-HMS;
- Phương pháp kế thừa nghiên cứu: Luận văn tham khảo và kế thừa một số tài
liệu, kết quả nghiên cứu liên quan đã đƣợc nghiên cứu trƣớc đây của các tác giả, cơ
quan và tổ chức khác trong và ngoài nƣớc.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Xây dựng bộ thông số cho mơ hình HEC-HMS phù hợp với lƣu vực nghiên cứu
làm cơ sở khoa học giúp cán bộ làm công tác theo dõi, quản lý điều hành hồ chứa
Nƣớc Trong tham khảo khi mơ phỏng tính tốn q trình lƣu lƣợng lũ đến hồ trong
mừa mƣa lũ;
- Các kịch bản mô phỏng của luận văn giúp cho đơn vị quản lý, vận hành hồ chứa

Nƣớc Trong hình dung trƣớc đƣợc diễn biến của các thông số lũ đến hồ chứa và mực
nƣớc Hồ khi có lũ từ đó điều tiết và vận hành hồ chứa hợp lý.


3
6. Cấu trúc luận văn
Luận văn bao gồm phần Mở đầu, 03 Chƣơng và phần Kết luận & kiến nghị.
Mở đầu
Chƣơng I. Tổng quan về lƣu vực hồ Nƣớc Trong
Chƣơng II. Cơ sở lý thuyết và lựa chọn mơ hình thủy văn
Chƣơng III. Áp dụng mơ hình HEC-HMS dự báo dòng chảy đến hồ chứa Nƣớc
Trong
Kết luận và kiến nghị


4

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LƢU VỰC HỒ CHỨA NƢỚC TRONG
1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên lƣu vực hồ chứa Nƣớc Trong
Lƣu vực hồ chứa Nƣớc Trong thuộc khu vực phía Đơng dãy núi Trƣờng Sơn,
thƣợng nguồn lƣu vực là những đỉnh núi cao tạo bức thành chắn gió nhƣ Tu Neo
(1175m) huyện Sơn Hà - Tây Trà - Trà Bồng, núi Mun (1085m) huyện Sơn Hà. Độ
cao lƣu vực giảm dần theo hƣớng Tây- Đơng, hình thành phễu thiên nhiên khổng lồ
đón nhận hƣớng gió mùa Đơng Bắc từ biển đông thổi vào, tạo nên những tâm mƣa lớn
nhƣ Sơn Hà, Trà Bồng.
Vùng thƣợng lƣu cao độ trung bình 700m hạ thấp dần xuống vùng hạ lƣu cịn
200m. Chiều dài lƣu vực ngắn L=34 km, biên độ cao độ thay đổi lớn tạo nên địa hình
lƣu vực chia cắt mạnh.
Độ cao trung bình lƣu vực 650m, diện tích lƣu vực chủ yếu là rừng và đồi núi
chiếm khoảng 90%-95%. Thảm phủ thực vật rừng vùng thƣợng lƣu còn tƣơng đối

phong phú nhƣng hiện nay đã bị tàn phá do nạn phá rừng khai thác gỗ. Các đặc trƣng
lƣu vực tính đến tuyến đập hồ chứa đƣợc xác định trên bản đồ tỷ lệ 1:50.000 ghi tại
Bảng 1.1:
Bảng 1.1: Bảng đặc trƣng lƣu vực tính đến tuyến đập
Hồ chứa

Flv (km2)

Ls (km)

Js (%o)

Jlv (%o)

Nƣớc Trong

460

46,4

6,36

346

Thƣợng nguồn sơng Nƣớc Trong cịn có tên gọi là Sơng Tang. Sơng Nƣớc Trong
bắt nguồn từ đỉnh núi Tu Neo cao độ 1.175m, vị trí địa lý (15011’;108033’), hƣớng
chảy sông theo hƣớng Tây Bắc – Đông Nam, đến Mang Xim (15010’;108021’) gặp
sông Suối Riềng, xuôi dịng hạ lƣu đến Sơn Bao gặp sơng Nƣớc Nia tại vị trí
(15005’;108024’). Từ đây sơng đổi hƣớng chảy Bắc - Nam và hợp lƣu sông Đak Đrink
tại Chúc Cát. Sơng Nƣớc Trong có 2 phụ lƣu lớn đều nằm phía tả ngạn là Sơng Suối

Riềng và Sơng Nƣớc Nia.
- Sơng Suối Riềng diện tích lƣu vực 142,7 km2 bắt nguồn từ núi Trà Phong độ cao
1.092 m, vị trí (15014’;108017’), sông chảy theo hƣớng Tây Bắc - Đông Nam và nhập
lƣu sông Tang tại Mang Xim.
- Sông Nƣớc Nia diện tích lƣu vực 40,8 km2, bắt nguồn từ dãy núi Trà Bùi, độ cao
790m, vị trí (15008’;108020’), sơng chảy theo hƣớng Đông Bắc - Tây Nam và nhập lƣu
tại Sơn Bao.
Mạng lƣới sơng Nƣớc Trong nhìn chung ngắn và dốc, khả năng tập trung nƣớc
nhanh. Do địa hình chia cắt mạnh nên sông chảy uốn khúc và nhiều thác ghềnh, độ dốc
lịng sơng lớn. Hợp lƣu của 2 sơng nhánh với sông Nƣớc Trong lại rất gần nhau,
khoảng cách chƣa đầy 10 km nên dễ sinh tổ hợp lũ.


5

Hình 1.1. Bản đồ ứng phó thiên tai tỉnh Quảng Ngãi


6
Bảng 1.2: Các đặc trƣng lƣu vực mạng lƣới sông Nƣớc Trong

Sông

Độ cao Độ dốc Chiều
Độ cao Chiều Chiều Diện
Mật độ Hệ số Hệ số
bình
bình rộng bình
nguồn
dài dài lƣu tích lƣu

lƣới
khơng
hình
qn lƣu qn lƣu qn lƣu
sơng
sơng
vực
vực
sơng đối xứng dạng
vực
vực
vực

Hệ số
uốn
khúc

m

km

km

km2

m

%

km

km/km2

Sơng Nƣớc
Trong

1175

50.6

34

485

687

34.6

14.2

0.22

0.20

0.42

1.62

Sơng Suối
Riềng

1092

22

23

145

578

31

6.3

0.19

0.52

0.27

1.65

Sơng Nƣớc
Niu

790

14

13

44

3.4

1.75

Cơng trình hồ chứa Nƣớc Trong nằm trên địa bàn xã Sơn Bao, huyện Sơn Hà,
cách thành phố Quảng Ngãi khoảng 50 Km về phía Tây, cách thị trấn Di Lăng thuộc
huyện Sơn Hà khoảng 10 Km về phía Tây - Tây Bắc có tọa độ địa lý: 1504’46’’ Vĩ độ
Bắc; 108024’48’’ Kinh độ Đông.
Trên lƣu vực hồ chứa Nƣớc Trong, thổ nhƣỡng chủ yếu là trầm tích bề mặt, lịng
sơng gặp các trầm tích đệ tứ có nguồn gốc khác nhau nhƣ Aluvi, deluvi, trầm tích
trọng lực và đá gốc có trầm tích trẻ tuổi. Gồm các đá, cát, sét kết, đá granit, một ít
bazan. Trầm tích aluvi gặp ở hai khu vực thấp của lƣng sông. Tại lịng sơng các bãi bồi
nhỏ hẹp gồm cát chứa cuội sỏi khá đồng chất hầu nhƣ phủ kín phần lịng sơng với độ
dày từ vài mét đến hàng chục mét.
Về thảm phủ thực vật trên lƣu vực có rừng rập rạp chiếm 50%, các hợp thủy có
nhiều tầng và độ che phủ tốt, phía thƣợng lƣu lịng hồ là các cây rừng nhỏ, thƣa thớt và
tái sinh.

Hình 1.2: Cơng trình đập – tràn xả lũ hồ chứa Nƣớc Trong


7
Các đặc trƣng địa lý thủy văn hồ chứa Nƣớc Trong đƣợc thể hiện nhƣ Bảng 1.3.
Bảng 1.3: Các đặc trƣng địa lý thuỷ văn lƣu vực hồ chứa Nƣớc Trong
Chỉ tiêu

TT

Đơn vị

Trị số

I.

THỦY VĂN

1

Diện tích lƣu vực đến tuyến đập

km2

460

2

Chiều dài sơng chính đến tuyến đập

km

46.4

3

Dộ dốc lịng sơng đến tuyến đập

%o

6.36

4

Lƣợng mƣa bình quân trên lƣu vực

mm

3200

5

Chênh lệch tổn thất bốc hơi mặt nƣớc

mm

333

6

Lƣu lƣợng dòng chảy BQNN

m3/s

34.6

7

Tổng lƣợng dịng chảy BQNN

106m3

1091

8

Mơduynh dịng chảy BQNN

l/s/km2

75.3

9

Hệ số biến động dòng chảy

0.42

10

Hệ số thiên lệch

2Cv

11

Lƣu lƣợng dòng chảy năm ứng với P=80%

m3/s

22.2

12

Lƣu lƣợng dòng chảy năm ứng với P=85%

m3/s

20.2

13

Tổng lƣợng dòng chảy năm ứng với P=80%

106m3

700

14

Tổng lƣợng dòng chảy năm ứng với P=85%

106m3

637

15

Lƣu lƣợng lũ kiểm tra P=0,1 %

m3/s

9780

16

Lƣu lƣợng lũ thiết kế P=0,5%

m3/s

7830

17

Lƣu lƣợng lũ thiết kế P=5%

m3/s

4970

18

Tổng lƣợng lũ kiểm tra P=0,1%

106m3

639

19

Tổng lƣợng lũ kiểm tra P=0,5%

106m3

526

6

3

20

Tổng lƣợng lũ kiểm tra P=5%

10 m

359

21

Hàm lƣợng bùn cát lơ lửng BQNN

g/m3

132

II

HỒ CHỨA

1

Cấp hồ chứa (Theo QCVN 04-05:2012/BNNPTNT)

Cấp

I

2

Diện tích lƣu vực

Km2

460

3

Mực nƣớc dâng bình thƣờng (MNDBT)

m

129,50

4

Mực nƣớc gia cƣờng (P=0.5%)

m

130,00


8
5

Mực nƣớc kiểm tra (P= 0.1%)

m

131,40

6

Mực nƣớc chết (MNC)

m

96,00

7

Dung tích tồn bộ Vh

106m3

289,50

8

Dung tích chết Vc

106m3

30,80

9

Dung tích hữu ích Vhi

106m3

258,70

10

Diện tích hồ ứng với MNDGC

Km2

11,96

11

Diện tích hồ ứng với MNDBT

Km2

11,66

III

ĐẬP CHÍNH NGĂN SƠNG

III.1

Đập bê tơng khơng tràn nƣớc

1

Cấp cơng trình

2

Kết cấu đập ngăn sơng

3

Cao trình đỉnh đập

m

132,50

4

Chiều rộng đỉnh đập

m

9,0

5

Chiều dài đỉnh đập

m

437.00

6

Chiều cao lớn nhất

m

69,00

III.2

Cấp I
Đập BTTL đầm lăn
toàn mặt cắt

Đập bê tơng tràn nƣớc

1

Hình thức mặt cắt đập tràn

2

Số cửa xả mặt

3

Tràn thực dụng
cửa

5

Kích thƣớc cửa (BxH)

m

12,5x14,0

4

Cao trình ngƣỡng tràn

m

115,50

5

Chiều rộng tràn nƣớc

m

62,5

6

Chiều rộng tràn kể cả trụ pin

m

80,50

7

Loại máy đóng mở

Xy lanh thủy lực

8

Lƣu lƣợng xả

9

- Qxả max(0.5%)

m3/s

6 728

- Qxả max (0.1%)

m3/s

7 722

Loại cửa van

Van cung thép


9
1.2. Đặc điểm khí hậu lƣu vực
Lƣu vực Nƣớc Trong là phụ lƣu nằm phía tả ngạn sơng Trà Khúc, có diện tích
460 km2. Trong lƣu vực nghiên cứu khơng có trạm đo mƣa và dịng chảy nhƣng trong
lƣu vực sơng Trà khúc có mạng lƣới trạm khí tƣợng, thủy văn tƣơng đối phong phú.
Về mạng lƣới Trạm khí tƣợng và đo mƣa: Thƣợng, hạ lƣu tuyến đập có Trạm khí
tƣợng Quảng Ngãi do ngƣời Pháp bắt đầu quan trắc từ năm 1906 đến nay và mạng lƣới
9 trạm đo mƣa gồm: Sơn Hà, Trà Bồng, Trà My, Giá Vực, Kon Plong, Sơn Tây, Sơn
Giang, Ba Tơ và Mộ Đức quan trắc đồng bộ từ năm 1977 đến nay. Thôn tin mạng lƣới
các trạm khí tƣợng và đo mƣa ghi tại Bảng 1.4.
Bảng 1.4: Mạng lƣới trạm khí tƣợng và trạm đo mƣa
Tên trạm

Toạ độ

Thời kỳ Quan trắc

Số năm

Trạm khí tƣợng Quảng Ngãi

150 08; 108047

1980-2015

36

Trạm đo mƣa Trà My

150 21; 108013

1980-2015

36

Trạm đo mƣa Trà Bồng

150 15; 108030

1977-2018

42

Trạm đo mƣa Sơn Hà

150 02; 108048

1977-2018

42

Trạm đo mƣa Sơn Tây

14056; 108020

1997-2018

22

Trạm đo mƣa Sơn Giang

15008; 108031

1977-2018

42

Trạm đo mƣa Kon plong

140 40; 108025

1980-2015

36

Trạm đo mƣa Giá Vực

140 42; 108034

1980-2017

38

Trạm đo mƣa Ba Tơ

140 46; 108043

1980-2016

37

Trạm đo mƣa Mộ Đức

140 54; 108055

1980-2015

36

Về mạng lƣới trạm thuỷ văn: Hạ lƣu tuyến đập có Trạm thuỷ văn Sơn Giang
khống chế diện tích lƣu vực 2440 km2 đo đạc các yếu tố H, Q, bùn cát lơ lửng quan
trắc từ năm 1977 đến nay, chuỗi đo đạc 27 năm. Một số trạm thuỷ văn xung quanh lƣu
vực nhƣ An Chỉ 814 km2, An Hoà 383 km2 quan trắc trên 20 năm tài liệu. Mạng lƣới
trạm thuỷ văn thể hiện Bảng 1.5.
Bảng 1.5: Mạng lƣới trạm thủy văn khu vực
Tên trạm

Sông

Tọa độ

Flv
(km2)

Thời kỳ đo
đạc

Sơn Giang

Trà Khúc

150 08; 108031

2440

1977-2018

An chỉ

Sông Vệ

140 58; 108048

814

1981-2003 1978-1981 Đo mùa lũ

An Hòa

An Lão

130 56; 108054

383

1981-2003

Ghi chú


10
1.2.1. Chế độ nhiệt
Thống kê nhiệt độ khơng khí lớn nhất, nhỏ nhất và trung bình hàng năm đƣợc thể
hiện nhƣ ở Bảng 1.6 sau:
Bảng 1.6: Thống kê nhiệt độ hàng năm khu vực
Tháng

I

Tcp(0C)

II

III

IV

V

VI

VII VIII

IX

X

XI

XII Năm

21,7 22,6 24,4 26,7 28,4 29,0 29,0 28,8 27,3 25,7 24,2 22,4 25,8

Tmax(0C) 25,4 27,1 29,9 32,0 33,8 34,0 34,4 34,2 32,1 29,9 27,0 25,4 34,4
Tmin(0C) 18,7 19,3 20,8 22,7 24,4 25,0 24,7 24,8 23,8 23,0 21,6 19,6 18,7

1.2.2. Chế độ ẩm
Các đặc trƣng độ ẩm tƣơng đối khơng khí bao gồm độ ẩm tƣơng đối trung bình
và độ ẩm tƣơng đối nhỏ nhất đƣợc thống kê nhƣ Bảng 1.7:
Bảng 1.7: Các đặc trƣng độ ẩm tƣơng đối
I

II

III

IV

V

VI

VII VIII

IX

X

XI

XII Năm

Ucp (%)

89

88

86

84

82

80

80

81

86

88

89

89

85

Umin(%)

67

65

60

58

56

57

54

56

61

66

70

71

54

Tháng

1.2.3. Chế độ gió
Bảng 1.8: Kết quả vận tốc gió trung bình tháng bình qn nhiều năm
Tháng

I

V(m/s) 1,3

II

III

IV

V

VI

VII VIII

IX

X

XI

XII Năm

1,6

1,7

1,9

1,4

1,2

1,2

1,3

1,5

1,9

1,5

1,1

1,5

Vận tốc gió lớn nhất thiết kế theo 8 hƣớng chính tính theo đƣờng tần suất:
Bảng 1.9: Kết quả tính tốn vận tốc gió lớn nhất thiết kế theo 8 hƣớng
Hƣớng

N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

V2% (m/s)

33.1

19.7

17.8

18.5

25.2

18.6

32.2

22.6

V4% (m/s)

28.5

18.3

16.1

16.7

21.4

17.0

27.6

20.8

V25% (m/s)

16.8

13.8

11.3

11.9

12.2

12.2

15.6

15.0

V50% (m/s)

12.7

11.4

9.3

10.0

9.1

9.5

11.0

12.0

V đo (m/s)

40.0

19.0

18.0

19.0

31.0

20.0

40.0

23.0

Vtb (m/s)

14.68

11.76

10.00

10.76

10.71

9.84

12.9

12.41

Cv

0.42

0.29

0.28

0.25

0.45

0.38

0.52

0.34

Cs

2.21

0.62

1.68

1.9

2.43

0.51

1.9

0.66

Ghi chú:
+ Vận tốc gió lớn nhất đã quan trắc đƣợc V = 40 m/s năm 1971 & 1995;
+ Vận tốc gió lớn nhất BQNN khơng kể hƣớng V = 18.3 m/s.


11
1.2.4. Chế độ bốc hơi
a. Bốc hơi Piche BQNN
Bảng 1.10: Tính tốn lƣợng bốc hơi Piche BQNN
Tháng

I

II

III

IV

V

VI

VII VIII IX

X

XI

XII Năm

Z(mm) 53,4 56,8 82,0 89,5 103 99,5 110 100 72,8 61,5 51,4 49,4 929
b. Bốc hơi trên lưu vực (Z0LV)
Lƣợng bốc hơi lƣu vực đƣợc tính bằng phƣơng trình cân bằng nƣớc
Zolv = Xo - Yo
Zolv = 3200 - 2372
Zolv = 828 mm
c. Bốc hơi mặt hồ (Zn)
Lƣợng bốc hơi mặt hồ đƣợc tính theo cơng thức kinh nghiệm từ tài liệu đo bốc
hơi Piche.
Z piche = 929 mm
Zn = K x Zpiche = 1161 mm

K = 1,25
d. Tổn thất bốc hơi

Z  Zn  Zlv  333mm
Bảng 1.11: Phân phối lƣợng chênh lệch bố hơi trong năm
Tháng

I

II

III

IV

V

VI VII VIII IX

X

XI

XII Năm

Z (mm) 19,1 20,3 29,5 32,2 36,9 35,6 39,4 35,9 26,1 22,1 18,4 17,5 333,0
1.2.5. Chế độ mưa
Hồn lƣu gió mùa cùng với địa hình đã tạo nên chế độ mƣa mang nét đặc trƣng
riêng của Quảng Ngãi.
Tổng lƣợng mƣa trung bình năm phổ biến ở đồng bằng từ 2.200 - 2.500mm, ở

trung du, thung lũng thấp và vùng núi từ 3.000 - 3.600mm, vùng đồng bằng ven biển
phía nam dƣới 2.000mm.
Bảng 1.12: Bảng lƣợng mƣa trung bình nhiều năm (mm)
Tháng
Trạm
Trà Bồng

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Cả
năm

103

39

41

73

244

237

220

214

315

812

818

376

3492

12
Sơn Hà

81

33

33

69

198

207

168

169

318

658

703

287

2924

Sơn Giang

106

45

50

81

209

199

155

182

301

766

950

437

3480

Minh Long

142

51

68

55

216

166

129

205

385

700

885

555

3656

Ba Tơ

132

66

60

87

194

180

107

158

301

827

945

569

3625

Giá Vực

69

23

31

82

188

160

111

104

345

852

931

452

3347

Trà Khúc

97

32

33

36

97

96

67

125

311

632

555

274

2354

Quảng Ngãi

129

51

40

37

74

86

77

123

300

603

547

273

2338

An Chỉ

105

41

40

46

97

102

76

105

287

654

619

299

2469

Mộ Đức

76

26

21

38

75

68

39

74

261

570

427

238

1948

Đức Phổ

55

14

19

26

52

57

21

48

246

557

514

212

1821

Sa Huỳnh

53

3

3

6

73

90

25

42

223

458

311

120

1407

Lý Sơn

121

58

83

79

134

74

64

87

391

573

418

272

2353

Mùa mƣa: Vùng có lƣợng mƣa lớn của Quảng Ngãi thuộc các huyện miền núi
phía tây nhƣ Tây Trà, Trà Bồng, Sơn Hà, Minh Long và Ba Tơ, với tổng lƣợng mƣa từ
2.300 đến trên 2.600mm, với tâm mƣa là Ba Tơ 2.641mm. Vùng mƣa ít nhất của tỉnh
nằm ở phía đơng dọc theo dải đồng bằng ven biển, có tổng lƣợng mƣa dƣới 1.650mm,
có lƣợng mƣa ít nhất là Sa Huỳnh với 1.114mm. Những nơi còn lại lƣợng mƣa từ
1.700 - 2.000mm. Lƣợng mƣa trong năm tập trung chủ yếu từ tháng 9 đến 12, chiếm
70 - 80% tổng lƣợng mƣa năm. Mƣa chỉ tập trung cao vào 3 - 4 tháng cuối năm nên dễ
gây lũ lụt, ngập úng. Có đợt mƣa liên tục 5 - 7 ngày liền, kèm theo thời tiết giá lạnh,
gió bấc, gây nhiều ách tắc cho sản xuất và sinh hoạt.
Mùa ít mƣa: Từ tháng 1 đến tháng 8 ở vùng đồng bằng, thung lũng thấp và hải
đảo, lƣợng mƣa chỉ chiếm 20 - 30% tổng lƣợng mƣa năm, vùng núi đạt tỷ lệ 30 - 35%
tổng lƣợng mƣa năm do có mùa mƣa phụ từ tháng 5 đến tháng 8. Từ tháng 2 đến tháng
4 là thời kỳ mƣa ít nhất trong năm. Do vậy mà ở địa phƣơng ngƣời ta xem từ tháng 1
đến tháng 8 là mùa nắng, cùng cảm giác nóng bức.
Biến động của lƣợng mƣa năm: Tổng lƣợng mƣa hàng năm có thể chênh lệch
trung bình nhiều năm từ 400 - 1.100mm tùy từng vùng; tƣơng đƣơng hệ số biến động
20 - 35%.
Bảng 1.13: Bảng độ lệch chuẩn (S) và hệ số biến động (Cv) của tổng lƣợng mƣa năm
Địa
điểm Quảng Ba
Đặc
Ngãi Tơ

trƣng
S (mm)

686

Cv (%)

29

Lý Trà An Sơn Mộ Đức Sơn Trà Giá Châu Sa
Sơn Khúc Chỉ Giang Đức Phổ Hà Bồng Vực Ổ Huỳnh

1063 447
29

18

683

691

1009

662

838

702 1013 1172 453

481

29

28

29

24

34

24

35

29

35

22


13
1.3. Đặc điểm thủy văn
Từ điều kiện khí hậu hình thành dòng chảy 2 mùa lũ – kiệt tƣơng ứng trong năm:
mùa lũ từ tháng 9 đến tháng 12; mùa kiệt từ tháng 1 đến tháng 8. Sự phân bố dịng
chảy trong sơng khơng đều, mùa kiệt lƣợng nƣớc chỉ chiếm 25% lƣợng nƣớc trong
năm nên gây rất nhiều khó khăn trong sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt, nhất là vụ hè
thu. Về mùa mƣa, lƣợng mƣa lớn, cƣờng độ mạnh, thời gian tập trung nhanh gây lũ
lớn đã làm thiệt hại đến tài sản và đời sống dân cƣ vùng hạ du. Vì vậy, vấn đề xây

dựng hồ chứa Nƣớc Trong ở thƣợng lƣu sông Trà Khúc để điều hịa dịng chảy trở nên
vơ cùng cần thiết cho việc phát triển kinh tế tỉnh Quảng Ngãi và khu vực miền Trung.

Hình 1.3: Bản đồ phân bố lƣợng mƣa trung bình nhiều năm tỉnh Quảng Ngãi
1.3. Đặc điểm lũ lụt hồ chứa Nƣớc Trong
Cơng trình hồ chứa Nƣớc Trong là cơng trình cấp I với tần suất thiết kế P=0,5 %
và tần suất kiểm tra P = 0,1%, tính tốn lũ thiết kế thu phóng theo mơ hình lũ năm
1986 trạm Sơn Giang.


14
Theo kết quả tính tốn cho thấy thời gian lũ lên trên hồ chứa Nƣớc Trong trung
bình trong mỗi trận lũ là 22giờ, thời gian lũ xuống là 50 giờ và thời gian cả trận lũ
trung bình là 72 giờ. Tuy nhiên trên thực tế cũng có đợt lũ kéo dài hơn, những đợt lũ
kéo dài thƣờng do các hình thế thời tiết gây mƣa lớn xuất hiện liên tiếp gây ra các trận
lũ kế tiếp nhau, có lũ đơn, lũ kép.
Nằm trong khu vực có sự phân hóa mạnh về địa hình nên chế độ mƣa, lũ lụt trên
hồ chứa Nƣớc Trong cũng diễn biến khá phức tạp. Với đặc điểm mạng lƣới sông Nƣớc
Trong ngắn và dốc, địa hình chia cắt mạnh, độ dốc lịng sơng lớn. Hợp lƣu 2 sông
nhánh với sông Nƣớc Trong lại rất gần nhau, khoảng cách chƣa đầy 10km nên khi có
mƣa lớn, lũ tập trung rất nhanh dễ sinh ra tổ hợp lũ. Với sự diễn biến ngày càng phức
tạp của chế độ mƣa-lũ, nguy cơ xuất hiện các trận mƣa-lũ đặc biệt lớn có chiều hƣớng
ngày càng gia tăng, nên cần phải có sự chủ động, ln nắm bắt thơng tin về tình hình
thời tiết thủy văn để có những giải pháp phòng tránh hợp lý, nhằm giảm tối đa thiệt hại
do lũ lụt gây ra, đặc biệt là đảm bảo an tồn tính mạng của nhân dân.


15

CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MƠ HÌNH DỰ BÁO DỊNG CHẢY

2.1. Giới thiệu chung về mơ hình dự báo lũ
Mô phỏng, dự báo thuỷ văn là công việc rất khó, để có giá trị dự báo đảm bảo tin
cậy đòi hỏi phải vận dụng các kiến thức liên quan đến khí tƣợng, thuỷ văn, thuỷ lực,
máy tính và phần mềm tính tốn. Kết quả dự báo chính xác sẽ mang lại hiệu quả về
kinh tế, xã hội, an toàn cơng trình. Bản tin dự báo thuỷ văn chỉ có giá trị sử dụng khi
nó đƣợc chuyển đến ngƣời sử dụng kịp thời.
Để mơ phỏng, dự báo các q trình ngẫu nhiên nghiên cứu có khả năng xảy ra
trong tƣơng lai trên cơ sở phân tích khoa học các dữ liệu đã thu thập đƣợc. Khi tiến
hành mô phỏng, dự báo cần căn cứ vào việc thu thập, xử lý số liệu trong quá khứ và
hiện tại để xác định xu hƣớng vận động các hiện tƣợng trong tƣơng lai nhờ vào một số
mơ hình tốn học.
Trƣớc tình hình biến đổi khí hậu nhƣ hiện nay, các trận mƣa lớn gây lũ có xu thế
ngày càng gia tăng đã gây ra những thiệt hại nghiêm trọng cho nhiều hồ chứa và đe
dọa sự an tồn cho các cơng trình, gây ngập lụt ở hạ du. Do đó việc áp dụng bài tốn
dự báo thủy văn trong cơng tác mơ phỏng, dự báo, cảnh báo dòng chảy lũ là rất cần
thiết, đáp ứng yêu cầu thực tiễn hiện nay. Trong thực tế việc mô phỏng, dự báo lũ cho
nhiều đối tƣợng theo những đặc thù khác nhau, cụ thể: Mô phỏng, dự báo lũ cho hệ
thống sơng chính; cho hồ chứa đảm bảo an tồn cơng trình và vận hành điều tiết hợp
lý; cho việc nghiên cứu ảnh hƣởng ngập lụt vùng hạ du và cho việc quản lý và quy
hoạch lƣu vực.
Kết quả nghiên cứu, tính tốn dự báo lũ giúp cho các Chủ đập cũng nhƣ nhân dân
chủ động ứng phó, nhằm hạn chế đến mức thấp nhất thiệt hại về con ngƣời và tài sản,
đồng thời nó cũng là một trong những nền tảng cho công tác quy hoạch lũ và định
hƣớng phát triển kinh tế xã hội bền vững hơn.
Trong giai đoạn hiện nay, khoa học dự báo đã phát triển mạnh mẽ trên thế giới
cũng nhƣ tại Việt Nam. Với sự phát triển của máy tính điện tử và phƣơng pháp tính đã
tạo ra điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của mơ hình tốn, cấu trúc mơ hình ngày
càng đa dạng, phức tạp, mơ tả sát thực hiện tƣợng thủy văn nên việc giải quyết bài
tốn mơ phỏng, dự báo ngày một chính xác hơn. Xu thế hiện nay là sử dụng các
phƣơng pháp dự báo số trị thơng qua các mơ hình để giải bài tốn thủy động lực một

cách nhanh chóng với độ chính xác cao.
2.1.1. Mơ hình tính tốn thủy văn
a. Khái niệm
Thủy văn là một quá trình tự nhiên phức tạp, chịu tác động của rất nhiều yếu tố.
Thủy văn học là khoa học nghiên cứu về nƣớc trên trái đất, cũng giống nhƣ nhiều