Ứng dụng mô hình toán nghiên cứu chu kỳ dao động nhiều năm, sự lệch pha và mô phỏng dòng chảy trên một số sông có nhà máy thủy điện và ứng dụng nó vào vận hành tối ưu hệ thống thủy

M ục tiêu đề tài: ứ n g dụng m ô hình toán: đường lũy tích hiệu số nghiên cứu độ lệch pha dòng chảy và dùng các quá trình nghiên cứu khác như A R IM A , X im akop, T horm at - Fiering và

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN • • • •

C hủ trì đề tài: P G S T S N g u y ễn V ăn T uần

C án bộ tham gia: N C S N gu yễn Đ ứ c H ạnh

B Á O C Á O T Ó M T Ắ T B Ằ N G T IẾ N G V IỆ T

a) Tên đề tài: ứ n g dụng m ô hình toán nghiên cứu chu kỳ dao động nhiều năm ,

độ lệch pha và m ô phỏng dòng chảy trên m ột số sông có nhà m áy th ủy điện và ứng dụng nó vào vận hành tối ưu hệ thống thủy điện Q uốc gia

b) Chủ trì đề tài: PGS TS N guyễn V ăn Tuần

c) Các cán bộ tham gia:

1- N CS N guyễn Đức H ạnh - T rường Đ ại học K hoa học T ự nhiên

2- ThS N gô Thị Hòa - Công ty thiết kế thủy điện I

d) M ục tiêu và nội dung nghiên cứu

d l M ục tiêu đề tài:

ứ n g dụng m ô hình toán: đường lũy tích hiệu số nghiên cứu độ lệch pha dòng chảy và dùng các quá trình nghiên cứu khác như A R IM A , X im akop, T horm at - Fiering và phân tích điều hòa để m ô phỏng dòng chảy tháng và năm trên m ột số sông

cỏ nhà máy thủy điện từ đó lựa chọn ra hàm m ô phỏng tốt nhất sau đó đưa nó vào bài toán điều hành nhà mày thủy điện

d2 N ội dung nghiên cứu:

- Khái quát m ô hình toán ngẫu nhiên dường m ô phỏng dòng chảy sông ngòi

- Đ iều tra thu thập bổ sung tài liệu dòng chảy tháng và năm trên m ộ t số sông có nhà m áy thủy điện

- V iết khái quát đặc điểm địa lý tự nhiên của các sông có nhà m áy thủy điện dùng để nghiên cứu

- ứ n g dụng m ô hình toán để nghiên cứu sự lệch pha, m ô phỏng dòng chảy tháng năm từ đỏ lựa chọn m ô hình toán m ô phỏng tốt nhất

- X ây dự ng phần m ềm để tiến hành nhà m áy thủy điện từ hàm m ô phỏng tốt nhất

và phụ tải dùng điện

- Công bố các bài báo

- N ghiệm thu đề tài

e) Các kết quả đạt được:

e l Các bài báo công bổ: 3 bài báo

e2 C ác b áo cáo khoa học: 1 báo cáo khoa học

3

e3 K it quả đào tạo: đào tạo 01 tiến sỹ: N ghiên cứu sinh N guyễn Đức H ạnh sẽ bảo vệ cuối năm 2009

f) Tình hình kinh phí của đề tài:

Năm 2007: K inh phí cấp 30 triệu đồng đã quyết toán

Năm 2008: K inh phí cấp 30 triệu đồng đã nộp đủ chứng từ

K h o a q u ả n lý (K ý và ghi rõ họ tên) (K ý và ghi rõ họ tên)

C h ủ tr ì đê tài

TS N guy ễn T h a n h Sơn P G S TS N guyễn V ăn T u ầ n

T rư ò n g Đ ại học K h o a học T ự n hiên

• H Ó MIỀU t r ư ớ n g

G S T S K H N guyễn H o àn g L ư ơ n g

A best sim ulation function for m onthly and yearly stream flow has been selected; the phase lag o f stream flow in N orthsouthem and W est eastern directions has been studied.

- A chievem ents in practical application

The results o f best sim ulation o f m onthly and yearly stream flow as w ell as the softw are have been transferred to Electrical Survey C om pany N o 1

- A chievem ents in training

Supervising a PhD student to defend his thesis in the end o f 2009

- Publications:

Published papers: 03

Published report: 01

6

BÁO CÁO TÓM TẮT BẰNG TIÉNG ANH

a Title: A pplication o f m athem atical m odels to study the phase lag and

sim ulation o f stream flow in several rivers w here hydro plants locate and their

prelim inary application to optim al operation o f national hydro-plants system

Code: Q G-07-21

b C oordinator: A ssoc Prof Dr N guyen V an Tuan

c Participants: PhD student N guyen D ue H anh

-A pplication o f stochastic m odels to study the phase lag and sim ulation o f

m onthly and yearly stream flow ; from that the best m odel w as selected

- D evelopm ent o f a softw are to operate the hydroplane system using the best stochastic m odel

- P ublished scientific papers

- Project defense

e A chieved results

- A chievem ents in Science and Technology

A best sim ulation function for m onthly and yearly stream flow has been selected; the phase lag o f stream flow in N o rthsouthem and W est eastern directions has been studied.

- A chievem ents in practical application

The results o f best sim ulation o f m onthly and yearly stream flow as w ell as the softw are have been transferred to Electrical Survey C om pany N o 1

- A chievem ents in training

Supervising a PhD student to defend his thesis in the end o f 2009

- Publications:

Published papers: 03

Published report: 01

6

C hương 3: ứ n g dụng 1UÔ hình toán mô phỏng dòng chảy sông ngòi trên một 36

số sông có nhà máy thủy điện

3.1 ứ n g dụng đường luỹ tích hiệu số dòng chảy nghiên cứu dao động dòng chảy 35 năm

3.2 ứ n g dụng phương pháp phân tích điều hoà mô phỏng chuỗi thời gian dòng 38chày

3.3 ử n g dụng mô hình xích Markốp đề mô phỏng dòng chày 413.4 ứ n g dựng mô hình Thormat-Fiering để mô phòng dòng chảy tháng 51

C hương 4: ứ n g 'd ụ n g kết quả mô phỏng quá trìn h dòng chảy để vận hành tối 53

4.4 Bài toán vận hành tối ưu hệ thống điện và kết quà cùa việc ứng dụng mô hinh 59toán mô phòng dòng chày trong vận hành tối ưu nhà máy thủy điện

7

M Ở Đ À U

Đề đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa và hiện đại hóa cho đất nước thì việc cung cấp nguồn điện năng đặc biệt là thủy điện rất quan trọng, vì nó đồng thời cấp điện, cấp nước cho các ngành kinh tế và đảm bảo an ninh lũ lụt Việc nghiên cứu mô phỏng quá trình dòng chảy dẫn vào các nhà máy thủy điên (NMTĐ) là cơ sở cho việc lập bài toán tối ưu để vận hành hệ thống NMTĐ ở nước ta Cơ sờ của việc mô phỏng quá trình dòng chảy vào các NMTĐ là ứng dụng mô hình toán Vì vậy đề tài nghiên cứu khoa học đặc biệt cấp ĐHQG Hà Nội tập trung vào mục tiêu ứng dụng mô hình toán nghiên cứu chu kỳ dao động nhiều năm, sự lệch pha, mô phỏng dòng chảy tháng và năm và vận dụng vào điều hành hệ thống NMTĐ

Báo cáo thuyết minh đề tài ngoài tài liệu tham khảo, báo cáo gồm 4 chương: Chương 1: Tổng quan về các mô hình toán dùng trong mô phỏng dòng chảy phục vụ điều hành hệ thống nhà máy thủy điện

Chương 2: Khái quát đặc điểm địa lý tự nhiên các sông có NMTĐ nghiên cứu

Chương 3: ứ n g dụng mô hình toán mô phỏng dòng chảy sông ngòi trên một số sông

Tác giả - chủ nhiệm đề tài

8

N hững m ục tiêu này được lượng hóa bàng các hàm m ục tiêu và các ràng buộc

về mục tiêu bẳng hệ thống công trình Các ràng buộc này của hệ thống được m ô tả bàng ràng buộc toán học

2 Mô hình tối ưu

Khi phân tích hệ thống điều khiển cần xác định m ục tiêu của nó M ục tiêu của

hệ thống được dánh giá bằng hệ thống chỉ tiêu H ệ thống chỉ tiêu bao gồm hiệu quả khai thác m à do hệ thống m ang lại và các ràng buộc k ĩ thuật, kinh tế và môi trư ờng m à

nó phải thỏa mãn Hệ thống chỉ tiêu đánh giá được lượng hóa theo các dạng khác nhau

Ví dụ:

+ H ệ thống chỉ tiêu đánh giá là m ột số hữu hạn các hàm số m à nó cần được làm cực trị có dạng (1.1)

Fj(x) => m ax(m in) với j = 1 ,m ,m là hàm m ục tiêu (1.1)

+ hệ thống chỉ tiêu đánh giá được mô tả băng m ột hoặc m ột số hữ u hạn các bất đẳng thức 1.2

Fj(y(+)) < bj với j = 1 ,m (1.2)

+ H ệ thống chỉ tiêu đánh giá có thể bao gồm dạng 1.1 v à 1.2 và được gọi là hàm chất lượng hay m ô hình tối ưu hệ thống M ô hình tối ưu là m ột công cụ phân tích hiệu quả kinh tế của các phương pháp quy hoạch

Trong thực tế khi quy hoạch hiện nay người ta kết hợp hai loại m ô hình m ô phỏng và tối ưu hóa n hư hình 1.1

H ình 1.1 Sơ đồ kết hợp m ô hình m ô phỏ ng và m ô hình tối ưu (B G P riazin Skaia - m ô

hình toán lĩnh v ụ c nguồn nước, N ayK a-M ascov a 1985)

C H Ư Ơ N G 1

TỐ N G Q U A N V Ề CÁ C M Ô H ÌN H TO Á N D Ù N G T R O N G M Ô P H Ỏ N G

DÒNG CHẢY PHỤC v ụ ĐIỀU HÀNH HỆ THỐNG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN

1.1 TỐNG QUAN VỀ CÁC MÔ HÌNH TOÁN DÙNG TRONG MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY THÁNG VÀ NĂM

1.1.1 Vai trò của mô hình toán dùng trong bài Quy hoạch nguồn nước.

M ô hình hóa hệ thống đóng vai trò quyết định khi lập các quy hoạch nguồn nước M ô hình hóa hệ thống bao gồm m ô hình m ô phỏng và m ô hình tối ưu Hai loại m ô hình này nhằm tìm ra phương án tối ưu nhất trong số các phương

án quy hoạch.S au đây sẽ bàn sâu thêm v ào hai loại m ô hình này

1 Mô hỉnh mô phỏng hệ thong

M ô hình m ô phỏng hệ thống nhằm m ô tả các quá trình vật lí của hệ thống, các hoạt động của hệ thống và chế độ làm việc của hệ thống

Ví dụ Trên hệ thống thủy điện của sông H ồng gồm có mô hình m ô tả quá trình thủy văn, quá trình lưu lượng vào nhà m áy thủy điện trên H òa Bình, T hác Bà, T uyên

Q uang, Sơn L a M ô hình m ô tả các hoạt động tích nước vào hồ chứ a,xả nước phục

vụ phát điện tưới ph òng lũ của các hồ này Đ ó chính là m ột m ô hình hệ thống

N h ư vậy có thể rút ra định nghĩa: m ô hình m ô phỏng là sự biểu đạt các quy luật của hệ thống bao gồm các quá trình vật lý và động thái của hệ thống bằng các biểu thứ c toán học

M ô hình m ô phỏng được đơn giản hóa, khái quát hóa các quy luật của hệ thống

do đó giữa m ô hình thực của hệ thống va m ô hình khái quát hóa có sự sai khác Đ ó la tiêu chuẩn đánh giá m ô hình m ô phỏng

M ột m ô hình m ô phỏng hệ thống bao g iờ cũng gắn với m ục tiêu v à phư ơng thức khai thác

M ục tiêu khai thác hẹ thống bao gồm các yêu cầu về nước và m ức độ đáp ứng yêu cầu đặt ra theo tiêu chuẩn khai thác bền vữ ng Tài nguyên nước (T N N ) và dòng chảy m ôi trư ờ ng (D C M T )

N hững m ục tiêu này được lượng hóa bằng các hàm mục tiêu v à các ràng buộc

về mục tiêu bằng hệ thống công trình Các ràng buộc này của hệ thống được m ô tả bàng ràng buộc toán học

2 Mô hình tối ưu

Khi phân tích hệ thống điều khiển cần xác định m ục tiêu của nó M ục tiêu của

hệ thống được dánh giá bàng hệ thống chỉ tiêu H ệ thống chỉ tiêu bao gồm hiệu quả khai thác m à do hệ thống m ang lại và các ràng buộc k ĩ thuật, kinh tế và môi trường m à

nó phải thỏa m ãn H ệ thống chỉ tiêu đánh giá được lượng hóa theo các dạng khác nhau

Ví dụ:

+ H ệ thống chỉ tiêu đánh giá là m ột số hữu hạn các hàm số m à nó cần được làm cực trị có dạng (1.1)

Fj(x) => m ax(m in) với j = 1 ,m ,m là hàm m ục tiêu (1.1)

+ hệ thống chỉ tiêu đánh giá được m ô tả băng m ột hoặc m ột số hữu hạn các bất đẳng thức 1.2

Fj(y(+)) < bj với j = l,m (1.2)

+ Hệ thống chỉ tiêu đánh giá có thể bao gồm dạng 1.1 và 1.2 và được gọi là hàm chất lượng hay m ô hình tối ưu hệ thống M ô hình tối ưu là m ột công cụ phân tích hiệu quả kinh tế của các phương pháp quy hoạch

Trong thực tế khi quy hoạch hiện nay người ta k ết hợp hai loại m ô hình m ô phỏng và tối ưu hóa n hư hình 1.1

Hình 1.1 Sơ đồ kết hợp m ô hình m ô phỏng và m ô hình tối ưu (B.G P riazin Skaia - m ô

hình toán lĩnh vực nguồn nước, N ay K a-M asco va 1985)

1.1.2 Tồng quan về các mô hình toán dùng mô phỏng dòng chảy tháng và năm

1 Tổng quan trên thế giới

M ô hình toán dùng để m ô phỏng dòng chảy tháng v à năm đầu vào các hồ chứa

và nhà máy thủy điện là loại m ô hình ngẫu nhiên M ô hình này trên thế giới đã được dùng từ lâu N gười dùng đầu tiên đó là m ột nhà thủy văn nguời M ỹ tên là H azen năm

1914 với quan niệm số liệu thủy văn là m ột đại lượng ngẫu nhiên sau đó hàng loạt các nhà thủy văn khác như Pearson ở Anh, K riski-M ekel, X avanhide, K atrelisvily ở Liên

Xô cũ dùng từ năm 1930 trở đi, G um bel ở Pháp năm 1914, F rehet (1927), W eibull (1929), V ientechow (1933) ở M ỹ

Từ những năm 1945 lại nay mô hình toán ngẫu nhiên đã được phát triển rất

m ạnh với các m ô hình nổi tiếng như X icm akov của K riski-M ekel (1945), A R IM A của

B ox-Jenkin năm 1970, m ô hình bước nhảy ngẫu nhiên của K lem es (1974), các m ô hình T hom at-íĩerim g 1970 ở M ỹ M ột phư ơng hướng phát triển của phư ơng pháp thống kê ngẫu nhiên là phương pháp M ontekarlo đã phát triển m ạnh ở v ư ơng quốc

K erlo và nó được dùng nhiều để tạo chuỗi dòng chảy nhân tạo dùng trong tính toán thủy lợi từ năm 1970 đến nay

N goài các m ô hình ngẫu nhiên trên các hàm đường lũy tích hiệu số được dùng

để làm trơn chuỗi dòng chảy khi phân tích chu kỳ và hàm phân tích phổ v à phân tích điều hòa chuỗi thời gian cũng đã được sử dụng rất sớm từ nhữ ng năm 1940

2 Tổng quan trong nước

Các nhà thủy văn V iệt N am được đào tạo trước đây chủ yếu là ở L iên X ô cũ đi theo trường phái thủy văn ngẫu nhiên cũng đã áp dụng rất sớm phư ơng pháp m ô phỏng

để m ô phỏng dòng chảy sông ngòi Từ năm 1960 N gô Đ ình Tuấn, N guyên Sinh H uy

đã dùng đường lũy tích dòng chảy để ph ân tích chu kỳ dòng chảy N h ữ ng năm 70

N guyễn Lai, Trịnh Q uang H òa, N guyễn H ữu N hân, N gu yễn Q uý H ỷ (khoa toán

Đ H K H TN ) đã dùng phư ơng pháp M ontekarlo để tạo chuỗi nhân tạo dùng để giải bài toán điều tiết.[2][4] N guyễn Thi cục dự báo đã dùng hàm phân tích điều hòa dự báo thủy văn N ăm 2005 N guyễn V ăn Tuần, N guyễn Đ ức H ạnh đã dùng hàm T hom at- fiering m ô ph ỏn g dòng chảy tháng năm ở V iệt N am N ăm 1985 N g uyễn Q uý H ỷ đã dùng hàm A R IM A dự báo dòng chảy đến N M T Đ H òa Bình

Có thể nói hiện nay m ô phỏng ngẫu nhiên quá trình dòng chảy để điều hành hệ thống khai thác TN N đang phát triển ở V iệt N am

1.2 TỔNG QUAN VẺ CÁC MÔ HÌNH TOÁN ĐIÈU KHIẺN HỆ THÓNG THỦY LỢI

VÀ NMTĐ

N hư trên ở m ục vai trò của m ô hình trên trong bài toán quy hoạch nguồn nước

đã chi rõ: có hai loại m ô hình toán được dùng trong bài toán quy hoạch TN N đó là mô hình m ô phỏng và m ô hình tối ưu hoặc kết h ọp cả 2 loại m ô hình trên trong bài toán quy hoạch và quản lỹ nguồn nước

M ô hình điều khiển hệ thống tài nguyên nư ớc và quản lý lưu vực sông thường tập trung vào các hư ớng chình sau đây

M ô hình nghiên cứu cân bằng nước hệ th ống như m ô hình M itSim , RibaSim

M ô hình M itSim đã được N guyễn Trọng Sinh sử dụng trong nghiên cứu cân bằng nước toàn lãnh thổ V iệt N am trong đề tài cấp nhà nước K C12 năm 1990-1995

N gày nay phát triển theo hướng cân bàng nước hệ thống gắn với bài toán quản

lý lưu vực với nhiều kịch bản sử dụng đất nước khác như m ô hình s c s và phương pháp phần tò hữu hạn đã được sử dụng N CS N guyễn T hanh Sơn đã sử dụng m ô hình này để nghiên cứu ảnh hưởng của thảm phủ rừng, đô thị hóa đến dòng chảy sông ngòi Các m ô hình khác như m ô hình Ư SDAL, m ô hình SW A T cũng được ứng dụng để nghiên cứu ảnh hưởng của các biện pháp canh tác trên lưu vực M ột họ M IK E đã được

ra đời để quản lý tài nguyên nước, trong đó ứng dụng có hiệu quả là họ m ô hình M IK E Basin cũng đã được ứng dụng ở V iệt N am Đ ặc biệt là m ô hình điều khiển hệ thống

G A M S do sự phối hợp giữa M ỹ v à Đ an M ạch tạo nên [12]

1.3 KÉT LUẬN CHƯƠNG 1

H iện nay có rất nhiều m ô hình toán ngẫu nhiên v à m ô hình tất định để mô phỏng dòng chảy sông ngòi và quản lý lưu vự c v à nghiên cứu chu kỳ dòng chảy sông ngòi V iệt N am Có 3 vấn đề nổi lên cần nghiên cứu đó là:

L ựa chọn m ô hình ngẫu nhiên m ô vào để m ô phỏng tốt nhất dòng chảy tháng và năm của các sông có N M T Đ

Sự lệch pha của dòng chảy trên các sông như thế nào?

X ây dựng phần m ềm cho bài toán điều khiển hệ thống N M T Đ dựa trên sự so sánh lựa chọn hàm m ô phỏng tốt nhất về dòng chảy v à sự lệch pha của dòng chảy Sự lệch pha m à dòng chảy ta chủ ý đến sự lệch p h a theo hư ớng Bẳc N am và Đ ông Tây

Đe đi sâu vào 3 vấn đề trên ta cần nghiên cứu đặc điểm địa lý tự nhiên của các sông có

N M T Đ dùng làm không gian nghiên cứu

C H Ư Ơ N G 2ĐẶC TR Ư N G Đ ỊA LÝ TH Ủ Y V Ã N CỦ A CÁ C SÔ N G CÓ N H À M Á Y

TH Ủ Y Đ IỆN V À CÁ C Đ ẶC TR Ư N G C Ủ A N H À M Á Y T H Ủ Y Đ IỆN

Do thời gian và kinh phí hạn chế do đó ta chỉ tập trung nghiên cứu đặc điểm địa

lý thủy văn của 4 con sông sau này: sông Đ à, sông Đ ồng N ai, sông Sesan và sống Ba

2.1 KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ THỦY VĂN CỦA Lưu vực SÔNG ĐÀ

2.1.1 Vị trí địa lỷ.

Sông Đ à là m ột con sông nhánh lớn nhất của hệ thống sông H ồng và nằm gọn phần lớn trong lãnh thổ vùng Tây Bắc V iệt Nam Trên hình 1.1 B ản đồ lưu vực sông

Đ à cho ta biết vị trí của sông địa lý của sông Đà

P hía B ắc sông Đ à giáp với Trung Quốc, phía Tây sông Đ à giáp với L ào được ngăn cách với dãy nủi rất cao ở phía Tây D ãy P uđentin và Pusam sao; phía Đ ông sông

Đà giáp với tỉnh Lào Cai, Y ên Bái và được ngăn cách bởi dãy H oàng Liên Sơn hùng

vĩ Phía N am sông Đ à giáp với tỉnh H òa B ình, H à N ội, V ĩnh P hủc (xem hình 2.1)

2.1.2 Đặc điểm địa hình sông Đà.

Đ ịa hình sông Đ à nàm trong thung lũng đứ t gãy sông Đ à có hướng Tây B ắc

Đ ông N am

D ựa vào bản đồ atlat V iệt N am ta thấy:

- Cao độ địa hình sông Đ à biến th iên từ 50m đến 2500m Theo lát cắt địa hình

từ biên giới V iệt Lào qua dãy phăng xi păng có đỉnh cao nhất là 3143m v à nàm trên dãy H oàng Liên Sơn Sông Đ à chảy qua cao nguyên M ộc C hâu có độ cao trung bình lOOOm và chảy về H òa B ình rồi nhập vào sông H ồng ở Trung H à - V iệt Trì có độ cao đáy sông 5Om

Đ ịa hình sông Đ à bị chia cắt rất m ạnh m ẽ và độ dốc lớn, độ dốc bình quân lưu vực là 51,2% nên rất thuận lợi cho tập trung dòng chảy và tạo nguồn thủy năng lớn nhất V iệt N am

13

2.1.3 Đặc điểm địa chất thổ nhưỡng lưu vực sông Đà

❖ Độc điểm địa chất

D ựa vào bản đồ địa chất V iệt N am và bản đồ atlat cho thấy:

- Các hệ địa chất có trên lưu vực sông Đ à gồm:

+ V ùng thư ợng lưu tỉnh Lai C hâu được cấu tạo bời thành phần địa chất hệ các bon ký hiệu là c và hệ Creta có ký hiệu là K H ai hệ này có cấu tạo địa chất gồm Đá vôi, cuội kết, cát kết, bộ t kết và đất đỏ bazan vùng cao nguyên M ộc Châu

+ V ùng trung lưu và hạ lưu bao gồm lãnh thổ tỉnh Sơn La và H òa B ình có các nền địa chất Triat ký hiệu là T ma thành phần địa chất gồm cát kết, đá phiến, phun trào

và m ác ma, ở đây còn có nền địa chất Jura, ký hiệu là J và có thành phần địa chất phun trào, trầm tích m àu đỏ

❖ Đặc điểm thổ nhưỡng

N ói đển thổ nhưỡng là nói đến các loại đất nông nghiệp trồng các cây lương thực là chủ yếu và các loại đất rừng Theo niên giám thống kê năm 2002 ba tỉnh Sơn

La, Lai C hâu và H òa B ình có các loại đất như bảng sau:

Bảng 2.1: Phân bố diện tích thổ nhưỡng:

Diện tích loại cây Lai Châu Sơn La Hòa Bình

Diện tích cây lương thực

Diện tích khoai lang (ha) 74,4 69,9 69,9

2.1.4 Đặc điểm khí hậu

Khái quát chung đặc điểm khí hậu lưu vực sông Đ à là loại khí hậu nhiệt đới gió

m ùa và là khí hậu của m iền núi biến đổi rất m ạnh liệt theo thời gian và khô ng gian

•Nói đến đặc điểm khí hậu là ta nói đến đặc điểm của các yếu tố nhiệt độ, m ưa, bốc hơi, độ ẩ m

15

D ựa vào kết quả nghiên cứu của chương trình tiến bộ khoa học k ĩ thuật 42A cho ta các thông số khí hậu ở bảng 2.2

Bảng 2.2: Đ ặc trư ng khí hậu sông Đà: nhiệt độ, m ưa (m m ), bốc hơi (m m )

■ Theo không gian: khu vực có nhiệt độ thấp nhất là vùng M ộc C hâu có nhiệt độ là

18.5°c, vùng có nhiệt độ cao là vùng Lai châu 2 3 0 °c

- Lượng m ưa trung bình trên lưu vực là 1747mm, thấp hom lượng m ưa bình quân cả nước (1957m m ) là 210m m L ượng m ưa phân bố không đều theo thời gian và không gian

Theo thời gian: tháng có lượng m ưa nhỏ n hất là tháng I, lượng m ưa trung bìnhtháng là 18.9m m T háng có lượng m ưa cao nhất là tháng V II với lượng m ưa trung bình

là 358m m

Theo không gian lượng m ưa cũng phân bố không đều: N ơi có m ưa thấp nhất là vùng Yên C hâu - sông M ã với lượng m ưa bình quân là 1185.4 m m thấp hơn so với lượng m ưa trung bình cả nước (1957m m ) là 771.6m m V ùng có lượng m ưa cao nhất là vùng M ường Tè và phía Tây dãy H oàng Liên Sơn với lượng m ư a trung bình là 2477m m

- Bốc hơi toàn lưu vực theo dụng cụ đo là ống Pich là 938.1m m đây là lượng bốc hơi khá lớn Lượng bốc hơi cũng phân bố không đều theo thời gian và không gian Theo không gian nơi có lượng bốc hơi lớn nhất là vùng Y ên C hâu 1103.3mm, nơi có lượng bốc hơi bé nhất là vùng M ường Tè với lượng bốc hơi là 669m m

2.1.5 Hệ thống sông Đà và đặc điểm thủy văn của nó

1 Hệ thống sông Đà

Sông Đ à là m ột nhánh sông lớn cap I của sông H ồng Sông Đ à có diện tích lưu vực là 142.062 km 2 (theo Trần Tuất diện tích là 52900km 2) diện tích trong nước là 26800km 2 C hiều dài lòng sông chính là 1010km, trong nước là 570km Sông Đ à bắt nguồn từ Bản Pulapo trên lãnh thổ Trung Q uốc có tọa độ địa lý là 102°29’20” Đ ông và 22°33’20” Bắc Sông Đà chảy theo hướng Tây B ắc - Đ ông N am v à đổ vào sông H ồng

ở V iệt Trì - Trung Hà

Sông Đ à có độ dốc lòng là 51.2% , hệ số uốn khúc rất lớn là 1.35 Đ ộ cao bình quân lưc vực 1119m, chiều rộng bình quân lưu vự c là 8.6

Sông Đ à có 68 phụ lưu rất phong phủ

2 Đặc điểm địa lý thủy văn sông Đà

N ói về đặc điểm địa lý thủy văn sông Đ à là nói về dòng chảy chuẩn của sông

Đà, dòng chảy lũ, dòng chảy kiệt, phân bố dòng chảy tro ng năm và dòng chảy phù sa sông Đà

D ựa vào kết quả nghiên cứu của chư ơng trình 42A cho thấy lưu lượng dòng chảy trung bình nhiều năm tại 3 trạm thủy văn T ạ Bú, Lai C hâu và H òa B ình là:

- Dòng chảy lũ sông Đà:

Đ ánh giá chung dòng chảy lũ sông Đ à rất ác liệt và rất lớn

M ùa lũ trên sông B ắt đầu từ tháng VI kết thúc vào tháng X, lưu lượng nước bình quân m ùa lũ tại 3 trạm H òa Bình, Tạ Bủ, Lai C hâu như sau:

Q múa lũ Hòa Bình = 3150 m 3/s chiếm 77.6% lượng dòng chảy cả năm

Q mùa lũ Tạ Bú= 2780 m3/s chiếm 77.2% lượng dòng chảy cả năm

Q m ú a lũ L a i C h â u= 2060 m 3/s chiếm 77.4% lượng dòng chảy cả năm

Ba tháng có m ùa lũ lớn nhất là tháng V II-IX và lưu lượng 3 tháng trung bình

m ùa lũ lớn nhất như sau:

Tháng có lũ lớn nhất là tháng V III và lưu lượng lũ cực đại tháng lớn nhất 3 trạm như sau:

Q max 1 tháng Hòa Binh = 4660 m3/s chiếm 23% lượng dòng chảy cả năm

Q max 1 tháng Tạ Bú= 4090 m3/s chiếm 22.7% lượng dòng chảy cả năm

Q max 1 tháng Lai Châu= 3020 m 3/s chiếm 22.7% lượng dòng chảy cả năm

Lưu lượng lũ lớn nhất trung bình nhiều năm 3 trạm :

Q max Hòa Bình = 10100 m 3/s (M = 195 1/s.km2)

Q max Tạ Bú = 9740 m 3/s (M = 212 1/s.km2)

Q max Lai Châu = 7 1 3 0 m 3/s ( M = 211 1/s.km2)

Lưu lượng lũ cực đại tức thời lớn nhất 3 trạm như sau:

Trạm H òa Bình xuất hiện Qmax = 17200 m 3/s năm 1964

Trạm T ạ Bú xuất hiện Q max = 19300 m 3/s năm 1971

Trạm Lai C hâu xuất hiện Q max = 13900 m 3/s năm 1966

M ùa kiệt trên sông Đ à xuất hiện từ tháng XI đến tháng IV năm sau: lưu lượng bình quân m ùa kiệt trên sông Đ à tại ba trạm H òa Bình, Tạ Bủ và Lai C hâu như sau:

Q mùa kiệt Hòa Binh= 625 m 3/s chiếm 22.4% lượng dòng chảy cả năm

Q mùa kiệt Tạ Bú= 586 m3/s chiếm 22.8% lượng dòng chảy cả năm

Q mùa kiệt Lai Châu = 433 m3/s chiếm 22.6% lượng dòng chảy cả năm

Ba tháng kiệt nhất trên sông Đ à xuất hiện từ tháng II-IV tháng kiệt nhất xuất hiện vào tháng III

D òng chảy kiệt nhỏ nhất trên sông Đ à tại trạm H òa Bình, Tạ Bủ, Lai Châu:

Q k.«i H òa B inh = 2 6 3 m 3 / s ( M = 5 0 8 1 / s k m 2 )

Q kiệt Tạ Bú= 233 m 3/s (M = 5.07 1/s.km2)

Ql a ệ L a i C h â u = 165 m 3/s (Ã7 = 4.87 1/s.km2)

- P hân phối dòng chảy trong năm trên sông Đ à rất không đều Đ ặc biệt là phân phối dòng chảy trong m ùa lũ và m ùa kiệt M ùa kiệt rất dài, dài 7 tháng chỉ chiếm xấp xỉ 22% tổng lượng dòng chảy cả năm N gược lại m ùa lũ cũng kéo dài 5 tháng nhưng chiếm 78% lượng dòng chảy cả năm do đó gây ra hạn hán và lũ lụt rất lớn vì vậy cần xây dụn g hệ thống nhà m áy thủy điện trên sông Đ à để điều tiết dòng chảy m ùa lũ phục

vụ cho cấp nước m ùa kiệt và phát điện

Lưu lượng và độ đục phù sa trên sông Đ à rất lớn: độ đục bình quân giảm dần từ thượng lưu về hạ lưu

P La Châu = 1 5 9 0 g / m 3, P T,BÚ = 1 4 2 0 g / m 3, P Hòa Binh = 1 1 3 0 g / m 3

Do độ đục lớn nên gây bồi lắng lòng hồ rất lớn

2.2 KHÁI QUÁT VÈ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ THUỶ VĂN LƯU v ự c SÔNG ĐỒNG NAI

2.2.1 Vị trí địa lý lưu vực sông Đồng Nai

Trên H ình 2.2 cho ta biết vị trí địa lý lưu vực sông Đ ồng N a i

Lưu vực sông Đ ồng N ai kéo dài từ 1 0 ° 2 r i 5 ” đến 12°40’ Bắc v à tò kinh độ 105°5’ 12” đến 108°5’30” Lưu vực sông Đ ồng N ai bao gồm các tỉnh Đ ồng N a i , Tây

N inh và Lâm Đ ồng, thành phố H ồ C hí M inh, Bà Rịa V ũng Tầu Phía B ắc giáp Cam puchia, phía N am giáp Long An, phía Đ ông giáp biển và B ình Thuận, phía bắc giáp Đ ắc Lắc

Sông Đ ồng N ai nằm ở vị trí vô cùng quan trọn g phía bắc thành phố Sài G òn và cung cấp cho thành p h ổ quan trọng này (xem hình 2.2)

19

2.2.2 Đặc điểm địa hình

Đ ịa hình lưu vực sông Đ ồng N ai kéo dài từ cao nguyên Lâm Đ ồng phía Tây Trường Sơn ở độ cao 500-1500m chảy qua Tây N inh, Đ ồng N ai ở độ cao 50-200m và

đổ vào biền Đ ông

N hư vậy địa hình lưu vực sông Đ ồng N ai chia làm 3 khu như sau:

- K hu vực thượng lưu thuộc tỉnh Lâm Đ ồng là miền núi và cao nguyên

- K hu vực trung lưu thuộc tỉnh Đ ồng N ai và Tây N inh là vùng đồi và đồng bằng

- K hu vực thứ 3 là vùng đồng bằng sông N am bộ vùng núi có địa hình đốc sông chảy m ạnh có nhiều thác ghềnhneen có khả năng xây dựng nhà máy thủy điện hồ chứa lớn nhỏ như Đ a N him , Trị An, Tây N inh, H àm Thuận Bắc

2.2.3 Đặc điểm địa chất thổ nhưỡng

- Đ ặc điểm địa chất: D ựa vào bản đồ atlat V iệt N am ta thấy ở niềm núi địa chất nằm trên nền cổ Jura (J), hệ Đ ề V ôn ( D), hệ Triat (T) Đ ịa chất năm trên nên Jura được cấu tạo bởi phun trào trầm tích m àu đỏ; trên nền cổ Triat có cấu tạo địa chất là cát kết, đá phiến, đá vôi, riolit Trên nền Đ ề vôn có cấu tạo là đá phiến, cát kết xen với

đá vôi V ùng trung và hạ lưu lưu vực nằm trên nền cổ hệ N em eozen (N ) lác đác nằm trên nền Jura (J) V ùng ven biển là phù sa và địa chất được cấu tạo từ phù sa ven biển

- Đ ặc điểm thổ nhưỡng: D ựa vào niên giám thống kê năm 2002 các tỉnh nằm trên lun vực sông Đ ồng N ai có các loại đất thổ nhưỡng được chỉ ra ở bảng 2.3

Đ ặc điểm nổi bật nhất về thổ nhưỡng ở đây là rất tốt phù hợp với việc phát triển cây lương thực v à cây công nghiệp

pi.

11 INI I li \N »)ó s ô n í ; \ < ; o i V a 1A!(1I TR \ M KIÚ r u d N c ; H U Y VAN Ll!l v ự c SÓN(; »)ỔN<; NAI

B ảng 2.3 phân bổ loại thổ nhưỡng lưu vực sông Đ ồng N ai

Diện tích các loại cây

Đặc điểm khí hậu ta quan tâm đến đặc điểm về nhiệt độ, m ưa, bốc hơi

C ác yếu tố khí hậu ở đây biến đổi rất lớn theo thời gian và không gian D ựa vào kết quả nghiên cứu của chương trình tiến bộ khoa học kỹ thuật 42A ta thấy đặc trưng khí hậu ở đây như sau:

- về nhiệt độ:

N hiệt độ bình quân năm ở đây khá cao, ở Đ ồng N ai là -2 7 °c, ở Tây N in h là

2 6 ,9 °c , ở thành phố H ồ Chí M inh là 2 7 ,l° c R iêng ở Lâm Đ ồng vùng cao Đ à L ạt lại

M ưa cũng phân bố không đều theo thời gian Tại Đ ồng N ai m ưa lớn nhất vào tháng X với X = 297,5mm , m ưa nhỏ nhất vào tháng II với X =4,2m m

Theo thời gian bốc hơi cũng phân bố không đều Tháng có bốc hơi lớn nhất là tháng XII: Ở Tân Sơn N hất z = 129,2mm, tháng bốc hơi bé nhất là tháng X với

Sông Đ ồng N ai có rất nhiều phụ lưu, có tất cả 60 phụ lưu, trong đó có các sông như sông Sài Gòn, sông V àm c ỏ

2 Khải quát đặc điểm địa lý thủy văn lưu vực sông Đồng Nai.

Ba tháng có lũ lớn n hất là tháng V III - X với Q i tháng max = 1310m 3/s chiếm 61,7% lượng nước cả năm

23

- D òng chảy kiệt:

M ùa kiệt bẳt đầu từ tháng XII năm trước đến tháng VI năm sau, kéo dài trong 7 tháng Lưu lượng bình quân m ùa kiệt tại Trị A n với Qkiệt = 151 m 3/s v à chiếm 17% tổng lượng nước cả năm Tháng kiệt nhất là tháng III có Q H] = 48.4 m 3/s chiếm 0.8% tổng lượng nước cả năm

T ừ trên ta thấy phân phối dòng chảy năm trên lưu vực sông Đ ồng N ai rất không

2.3 KHÁI QUÁT VỀ ĐỊA LÝ THUỶ VĂN LƯU vực SÔNG DAKLA

2.3.1 Vị trí địa lý

Trên hình 2.3 cho ta biết vị trí sông D abla Trên sông D abla có hệ thống 5 nhà

m áy thủy điện trong đó có nhà m áy thủy điện Yaly Lưu vực sông D abla kéo dài từ vĩ

độ 13°8’ 15” đến 14°8’20” Bẳc và từ kinh độ 107°8’2” đến 108°2’4 0 ” Đ ông Lưu vực sông D abla thuộc vùng Tây N guyên, thuộc địa giới hành chính tỉnh K on Tum và G ia Lai Sông D abla còn có tên gọi khác là sông Sê San (xem hình 2.3)

L U vự_- SÔNG DAK BI A

25

2.3.3 Đặc điểm địa chất thổ nhưỡng

M ila, đá kim cương

Phần trung lưu nằm trên nền địa chất kỷ Y ura ký hiệu là Y Thành phần địa chất

là các sản phẩm phần trên đất trầm tích B azan m àu đỏ tạo nên cao nguyên trồng Cà phê, chè K on Tum rất tốt

Phần hạ lưu nằm trên nền đá Peridotit, đá gabro

- Đặc điểm thổ nhưỡng:

D ựa vào niên giám thống kê năm 2002, hai tỉnh Côn Tum và G ia Lai có các loại thổ nhưỡng được chỉ ra ở bảng 2.4

B ảng 2.4 Phân bổ các loại đất thổ nhưỡng lun vực sông Đ akbla

Loại đất thổ nhưỡng (10Jha ) Tinh Côn Tum Tinh Gia Lai

- Xét về nhiệt độ:

N ền nhiệt ở sông Se San (Pabla) khá cao N hiệt độ trung bình nhiều năm ở Côn Tum là 23,4°c, ở Plây K u là 21,8°c N hiệt độ phân bố không lớn theo không gian, chênh lệch nh iệt độ ở Plây K u và C ôn Tum là không cao

Trong năm nhiệt độ chênh lệch nhau không lớn Tháng có nhiệt độ cao nhất tại

C ôn Tum là tháng V II có nhiệt độ t= 2 2 ,4 °c, tháng thấp nhất là tháng I có t= 20,4°c

- về mưa:

Lượng m ưa bình quân nhiều năm ở lưu vực sông Se San khá lớn: ở trạm Đẩc

Tô X =2172,1 m m , Ở K ôn Tum A"=1804,6 m m , ở Plây Ku X =2272,1 mm

L ượng m ưa cũng phân bổ không đều theo không gian N goài 3 vị trí kể trên có lượng m ưa lớn thì nơi khuất gió như ở A yunpa có lượng m ưa nhỏ x = 1248,8 mm hay ở An K hê X =1466,2 mm

Theo thời gian lượng m ưa cũng phân bổ không đều: Tháng có m ưa lơn nhất là tháng VIII: tại K ôn Turn X =339,2 mm , tại Plây K u X =492,6 mm T háng có m ưa ít nhất là tháng I: tại K on Tum X =2,5 mm, tại Plây K u X =3,0 mm

- về bốc hơi:

Lượng bốc hơi ở lưu vực sông D akbla rất cao, tại K onT um z =1539,1 m m Tại PlâyK u z =1136,7 mm L ượng bốc hơi cũng phân bố đều theo không gian và thời gian Bốc hơi lớn nhất tại K onTum với z =1539,1 m m , nơi ít nhất là PlâyK u

Sông Se San hay D akbla là m ột nhánh sông của sông Srepok Sông này đổ vào

b ờ phải sông Srepok sau đó đổ vào sông M êkông ở phía tả ngạn

Sông Se San có diện tích lưu vực là 11620 k m 2 C hiều dài sông là 210 km ; chiều dài lưu vực 145 km Đ ộ cao bình quân lưu vực là 737 m; độ dốc bình quân lưu vực là 14,6% H ệ số uốn khúc của sông là 1,45; m ật độ lưới sông là 0,38 km /km 2

2 Khải quát về địa lý thủy văn lim vực sông Dakbla

+ M ùa lũ trên lưu vực sông D akbla từ tháng VII - XI với ổmùaiũ= 186 m 3/s, chiếm 58,5% tổng lượng dòng chảy cả năm.

+ Ba tháng có lũ lớn nhất là tháng VIII - X với Q = 187 m3/s chiếm 44,1% tổng lượng dòng chảy cả năm

+ T háng có lũ lớn nhất là tháng X có Q = 486 m 3/s chiếm 19,6 % tổng lượng dòng chảy cả năm

- D òng chảy kiệt:

+ M ùa kiệt trên lưu vực D akbla kéo dài từ tháng XII đến tháng VII năm sau với

ổmùakiệt= 65,9 m3/s, chiếm 41,5% tổng lượng dòng chảy cả năm.

+ Ba tháng kiệt nhất là tháng II-IV có Q= 36,9 m 3/s chiếm 8,7% tổng lượng dòng chảy cả năm

+ Tháng có dòng chảy kiệt nhất tại K onTum là tháng III có Q= 33,1 m 3/s chiếm 2,6% tổng lượng dòng chảy cả năm

2.4 KHÁI QUÁT VỀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ THUỶ VĂN LƯU v ự c SÔNG TRÀ KHÚC

2.4.1 Vị trí địa lý lưu vực sông Trà Khúc

Trên hình 2.4 cho ta biết vị trí địa lý lưu vực sông Trà Khủc Sông T rà K hủc nàm ờ-íỉnh Q uảng N gãi VỊ trí địa lý của lưu vực sông T rà K húc kéo dài từ v ĩ độ 14°00'30 đến 14°6 20 B và từ kinh độ 106°08- đến 107°04 Đ ông

Phía B ắc sông T rà K hủc giáp tỉnh Q uảng N am - lưu vực sông Thu Bồn Phía

N am giáp tỉnh B ình Đ ịnh; phía Tây giáp dãy T rường Sơn và phía Đ ông giáp biển

2.4.2 Đặc điểm địa hình liru vực sông Trà Khúc

Sông Trà K húc bắt nguồn từ dãy núi T rường Sơn, tại B ản Lạc có tọa độ địa lý 14°34 30 ; 108°25 20 Sông đổ vào biển Đ ông ở phố A n có tọ a độ địa lý 15°06 30 ,

1 0 8 ° 5 3 4 5 .

Đ ộ cao nguồn sông là 900 m Đ ộ cao bình quân của lưu vực 558 m; độ dốc bình quân lưu vực 18,5% L ư u v ục sông Trà K húc bao gồm 2 vùng m iền núi và vùng đồng bằng, vùng chuyển tiếp rất nhỏ gần như không cỏ Đ ịa hình vùng núi biến đổi độ cao

từ 200 m - 500 m V à vùng đồng bằng ven biển có độ cao từ 2 m -50 m Sát ven biển

có dãy cồn cát ven biển với những rặng phi lao cao bát ngát

HINH i BẢN ĐÒ MANG LƯỚI SÔNG SUỖI VA LƯỚI TRẠM KHI TƯƠNG THUỶ VĂN

I UliVIK SUNG V L - T R A M I Ú r

2.4.3 Đặc điểm kh í hậu lưu vực sông Trà Khúc

Khí hậu lưu vực sông T rà K húc nói chung là khí hậu nhiệt đới gió m ùa và chịu ảnh hưởng của gió m ùa Đ ông N am rất m ạnh N goài ra còn chịu ảnh hường của Bão, hội tụ nhiệt đới, không khí lạnh D ự vào kết quả nghiên cứu của chương trình tiến bộ khoa học về khí tư ợng thủy văn chương trình 42A cho thấy:

- về nhiệt độ

N ền nhiệt độ khá cao Tại Q uảng N gãi nhiệt độ r= 2 5 ,8 °c , ở B a T ơ /= 2 5 ,3 °c

T háng nóng nhất là tháng V III có t= 2 9 ,0 °c, tháng có nhiệt độ thấp nhất là tháng I với

t=21,7°c.

- về mưa

M ưa ở đây khá lớn: Tại Q uảng N gãi có lượng m ưa bình quân nhiều năm

X =2290,5 m m Tại Ba T ơ X =2807,8 mm M ưa có xu thế tăng dần từ đồng bằng lên

m iền núi

Vì thế m ưa phân bố không đều theo không gian M ưa tại Q uảng N gãi thấp hom

m ư a ở Ba Tơ Theo thời gian m ưa cũng phân bố không đều Tháng có m ưa nhiều nhất

là tháng X với X = 586,7 mm Tháng có m ưa ít nhất là tháng III với X = 37,5 mm

2.4.4 Hệ thống sông Trà Khúc và khái quát về địa tỷ thủy văn lưu vực sông Trà Khúc.

1 Hệ thòng sông Trà Khúc

Sông T rà K húc bắt nguồn từ bản Lạc Sơn trên chân núi dãy T rường Sơn có tọa

độ địa lý 14°34’3 0 ” ; 108°25’2 0 ” và đổ vào biển Đ ông có tọa độ 1500 6 ’3 0 ” ; 108°53’4 5 ”

Sông có chiều dài là 135km, chiều dài lưu vực là 123 km diện tích lưu vực sông

T rà K húc là 3240 km 2; hệ số uốn khúc của sông là 1.69; m ật độ lưới sông 0,39

k m /k m 2 S ông T rà K húc có 21 sông nhánh từ cấp I đến cấp III

2 Khải quát về địa lý thủy văn lưu vực sông Trà Khúc

- D òng chảy chuẩn

Lấy số liệu dòng chảy chuẩn tại trạm Sơn G iang có diện tích 2440 km 2 chiếm 75,3% diện tích lưu vực sông T rà K húc giá trị Qo = 134 m 3/s tương ứng M o = 54,5 1/skm2

- D òng chảy lũ:

M ùa lũ sông T rà K húc bắt đầu vào tháng X và kết thúc vào tháng X II kéo dài 3

tháng với Q mùa IQ= 480,0 m3/s chiếm 62,8% tổng lượng dòng chảy cả năm.

B a tháng có lũ lớn nhất là tháng X - X II chiếm 62,8% tổng lượng dòng chảy cả

Inăm Tháng có lũ lớn nhất là tháng XI với Q = 705m 3/s chiếm 52,3% tổng lượng dòngchảy cả năm

Đ ộ đục lớn nhất xuất hiện vào ngày 30/X I/1985 là 736 g /m 3

2.5 ĐẶC ĐIẾM HỆ THỐNG NHÀ MÁY THUỶ ĐIÊN TRÊN CÁC SÔNG NGHIÊN

CỨU CÓ 4 HỆ THỐNG SÔNG ĐƯỢC TIẾN HNÀH NGHIÊN c ứ u ĐÓ LÀ: SÔNG

ĐÀ, ĐỎNG NAI, SÊSAN VÀ SÔNG TRÀ KHÚC

2.5.1 H ệ thống NMTĐ trên sông Đà

Trên bảng 2.5 cho ta biết hệ thống N M T Đ trên sông Đà

31

Sơn La

Nậm

M ứcl

Nậm Mức 2

Huội Quảng

Nậm Chiếm 1

Nậm Chiếm 2

Nâm Mu

Máy năng

B ảng 2.5: H ệ thông N M T Đ trên 4 sông và các tham sô của nó (tiêp)

TT Tên sông Thông số

Sopsok sông Cá

Cửa Đạt sông M3

Cành Pháng sông Mã

Mường khúc sồng Mâ

Dak Xorach S.Trà Khúc

DacLo

s trà khúc

Dakre s.trà khúc

Dakrinh

s trà khúc

S.Trà Khúc

Đập dòng s.trà Khúc

Q ua bảng 2.5 ta thấy:

- Trong 4 sông nghiên cứu, sông Đà có số N M T Đ lớn nhất: 11 N M TĐ Sau đó đếnsông Đ ồng N ai có 8 N M T Đ , sông Trà K húc có 6 N M T Đ và sông Sêsan có 5 N M TĐ

- Tổng điện năng 4 con sông cung cấp khá lớn:

+ Tổng công suất lắp máy: N = 9 2 3 7 106 KW

+ Tổng điện năng bình quân nhiều năm: E 0 = 4 8 ,2 3 7 109 KWh

- Sông có nguồn thuỷ năng lớn nhất là sông Đ à với:

C ông suất lắp máy là: N LM = 56 58 106 KW

Tổng điện năng bình quân nhiều năm là: E o= 21,545.109KWh

T ừ nay đến năm 2020 tổng số 32 N M TĐ trên 4 sông trên sẽ được xây dựng và khai thác hết

Chương 3 ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TOÁN MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY SÔNG NGÒI TRÊN

M ỘT SÓ SÔNG CÓ NHÀ M ÁY THỦY ĐIỆN

3.1 ỨNG DỤNG ĐƯỜNG LŨY TÍCH HIỆU SỐ DÒNG CHẢY NGHIÊN c ứ u DAO ĐỘNG DÒNG CHẢY NĂM.

3.1.1 Cách xây dựng đường lũy tích hiệu số dòng chảy

Đ ường lũy tích hiệu số dòng chảy là m ột phương pháp nhằm làm trơn sự dao động của dòng chảy năm để tìm chu kỳ dòng chảy Đ ường cong tích lũy dòng chảy hiệu số được xây dựng bàng các trị số tương đối, tính bàng hệ số m ô đun dòng chảy năm (K =Q i/Q bq)

Đ ẻ xây dựng ta tiến hành tính tích lũy liên tục các độ lệch của các hệ số m ô đun theo trình tự thời gian của chuỗi dòng chảy năm so với giá trị trung bình nhiều năm của chủng - l) ]

H ệ số m ô đun dòng chảy phụ thuộc vào m ức độ thay đổi dòng chảy của lưu vực sông, tức là phụ thuộc vào hệ số biến đổi C y Vì vậy khi so sánh sự dao động dòng chảy năm giữa các sông với nhau theo đường cong tích lũy sai phân cần loại bỏ ảnh hưởng của C v Lúc đó tung độ đường cong sẽ là:

3.1.2 Tính chất của đường cong lũy tích dòng chảy.

M ột tính chất quan trọng của đường cong lũy tích dòng chảy là độ lệch giá trị trung bình của đại lượng m ô đun dòng chảy năm trong khoảng thời gian m năm so với trị sổ trung bình toàn chuỗi được đặc trưng bàng tang góc nghiêng của đường thẳng nối hai điểm đầu và cuối trong khoảng thời gian đó so với đường thẳng nam ngang

G iá trị đó bàng:

m

trong đó: L D, L c là tung độ điểm đầu và điểm cuổi của khoảng thời gian m năm

D ựa vào tính chất này ta suy ra nếu L D ~ L c thì Q m ~ QN Thời kỳ đường cong

có độ dốc nghiêng lên so với đường cong nằm ngang tức là (K m - 1) > 0, ứng với pha nhiều nước của chu kỳ dao động, ngược lại nếu (K m - 1) < 0 thì là ứng với pha ít nước,

còn khi đường cong nàm ngang, (Km - 1) = 0, thì ứng với pha nước trung bình.

3.1.3 ủ n g dụng đường lũy tích hiệu số dòng chảy.

T ừ chuỗi số liệu dòng chảy trung bình năm tại trạm H òa Bình ( từ năm 1904 đến năm 2003) và trạm Tà Lài (từ năm 1989 đến năm 2003) ta xây dựng được các đồ thị đường cong tích lũy hiệu số dòng chảy cho các trạm H òa Bình (sông Đà) và T à Lài (sông Đ ồng N ai) m à ta đã chọn để nghiên cứu là hai trạm ở hai nhà máy thủy điện

H òa B ình v à Trị A n, kết quả được biểu thị trên các hình 3.1 và 3.2

35

Hình 3.1 Đường tích luỹ hiệu sô' dòng chảy nỉm trạm Hoà Bình - Sông Đà.

36

Hình 3.2 Đường lũy tích hiệu sổ dòng chảy trạm Hòa Bình trên sông Đà

và trạm Tà Lài trên sông Đồng Nai

Hình 3.3 Đường lũy tích hiệu sổ dòng chảy trạm Kon Tum trên sông Sê san

và trạm Sơn Giang trên sông Trà Khúc

C ăn cứ vào H ình 3.1 ta có nhận xét là: dòng chảy trên sông Đ à (tại trạm Hòa

B ình) trong thời kỳ từ năm 1904 cho đến năm 2003 đã xuất hiện m ột chu kỳ trọn vẹn, trong đỏ:

+ Pha nư ớc trung bình từ năm 1907 đến năm 1931 (24 năm )

37

+ Pha nước lớn từ năm 1932 đến năm 1954 (22 năm)

+ Pha nước nhỏ từ năm 1954 đến năm 1993 (40 năm)

C òn từ năm 1993 cho đến năm 2003 là đang ở thời kỳ pha nước lớn

Căn cứ vào hình 3.2 ta có nhận xét về dao động dòng chảy trên sông Đ ồng Nai (tại trạm Tà Lài) trong thời kỳ từ năm 1989 đến năm 2003 là:

+ Trong thời gian tò năm 1989 - 2007 không xuất hiện trọn vẹn 1 chu kỳ dòng chảy m à chỉ xuât hiện 2 pha nước

+ P ha nước nhỏ từ năm 1989 đến năm 1998 (10 năm)

+ Pha nước lớn từ năm 1998 đến năm 2002

N h ư vậy trong thời kỳ này chưa xuất hiện m ột chu kỳ trọn vẹn Do sổ liệu quan trẳc được còn ngan nên chưa thể kết luận chính xác được Đ ẻ kéo dài chuỗi số liệu ta

có thể sử dụng tương quan dòng chảy với trạm T à Pao (sông La N gà)

Trên hình 3.2, dao động của dòng chảy giữa Đ ông và Tây Trường Sơn sai lệch không lớn và chỉ có sự chênh lệch về độ lớn của sự dao động: Phía Đ ông Trường Sơn

độ lệch A K = 7 đơn vị, ở Tây T rường Sơn AK = 4 đơn vị

3.2 Ứ N G D Ụ N G PH Ư Ơ N G PH Á P PH Â N TÍCH Đ IỀU H Ò A M Ô PH Ỏ N G CHUỖI

TH Ờ I G IA N D Ò N G C H Ả Y

3.2.1 C ơ sở lý luận.

C ác quá trình m ực nước, lưu lượng dòng chảy ngày, tháng, năm cũng như một

số yếu tố thuỷ văn khác đều m ang tính quy luật Vì vậy m uốn xác định được sự biến đổi của chúng, cần phải nghiên cứu quy luật biến đổi của chúng trong dãy số liệu quan trắc M ột trong nhữ ng công cụ toán học cơ bản được dùng trong việc phân tích, khám phá các quy luật biến đổi chu kỳ của các chuỗi số liệu khí tượng thuỷ vãn là phương pháp phân tích điều hoà

N ội dung cơ bản của phương pháp phân tích điều hoà là sự biểu diễn chuỗi ngẫu nhiên dừng bất kỳ {x}n bằng tổng hữu hạn (m ) của các thành phần dao động điều hoà (dưới dạng hàm lượng giác Sin và Cos) như ở trong công thức (3.3)

2 n — t

tron g đó: Ai, Bj là biên độ; p là chu kỳ cơ bản; i là bậc điều hoà; t là thời gian

M ỗi cặp hàm Sin, C os có cùng chỉ số (i) được gọi là điều hoà thành phần bậc(i) Đ iều hoà đầu tiên ( i= l) được gọi là điều hoà cơ bản và chu kỳ (p) của nó được gọi

là chu kỳ cơ bản Đ iều hòa thử 2 (i = 2) có chu kỳ băng 1/2 chu kỳ cơ bản Tương tự điều hòa bậc m có chu kỳ bàng 1/m chu kỳ cơ bản

Trong phân tích chuỗi thời gian các đặc trưng m ang m ột ý nghĩa vật lý nhất định, nhưng việc lý giải chúng còn đang gặp nhiêu khó khăn, đòi hỏi có sự nghiên cứu tương đông với các m ô hình m ang tính “căn nguyên”

3.3.2 Thuật toán và sơ đồ giải.

V iết phương trình (3.3) dưới dạng tổng quát:

Hình 3.3 Sơ đồ các bước tính toán theo phương pháp phân tích điều hoà

Phân tích điều h oà bắt đầu từ việc xác định các tham số A j và B j B ằng thủ thuậtnhân cả hai vế của phư ơng trình (3.4) với Sị„ 2 n — r ồ i cộng dồn và chia cho N quan