LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cám ơn chân thành trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội, các thầy cô trong khoa Khí tượng Thủy văn đã quan tâm, tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em trong
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI H
KHOA KHÍ T
ỨNG DỤNG MÔ H
TRÊN L
ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG H
KHOA KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN
NG MÔ HÌNH MIKE 11 DỰ BÁO L TRÊN LƯU VỰC SÔNG SRÊPÔK
Hà Nội, 06 – 2016
NG HÀ NỘI
Ự BÁO LŨ ÊPÔK
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI H
KHOA KHÍ T
ỨNG DỤNG MÔ H
TRÊN L
Chuyên ngành: Th
Mã ngành: D440224
NG
ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG H
KHOA KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN
VŨ THỊ THẢO
NG MÔ HÌNH MIKE 11 DỰ BÁO L TRÊN LƯU VỰC SÔNG SRÊPÔK
Thủy văn
Mã ngành: D440224
NGƯỜI HƯỚNG DẪN 1: PGS.TS HUỲNH PHÚ 2: PHẠM VĂN TUẤ
Hà Nội, 06 – 2016
NG HÀ NỘI
Ự BÁO LŨ ÊPÔK
ỲNH PHÚ
N TUẤN
Trang 3LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cám ơn chân thành trường Đại học Tài nguyên và Môi trường
Hà Nội, các thầy cô trong khoa Khí tượng Thủy văn đã quan tâm, tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em trong suốt quá trình học tập và giúp em hoàn thành tốt đồ án này Đặc biệt em xin gửi lời cám ơn chân thành nhất đến PGS.TS Huỳnh Phú, Th.S Phạm Văn Tuấn, tập thể lớp ĐH2T đã trực tiếp hướng dẫn, nhiệt tình giúp đỡ
và động viên em để em có thể hoàn thành tốt đồ án
Trong quá trình thực hiện đồ án, mặc dù em đã rất cố gắng nhưng không tránh khỏi gặp phải những thiếu sót Vì vậy, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của thầy cô và các bạn để em có thể hoàn thiện đồ án được tốt hơn
Em xin trân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng năm 2016
Sinh viên
Vũ Thị Thảo
Trang 4MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
1 Mục tiêu của đồ án 2
2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2
3 Phương pháp nghiên cứu 2
4 Nội dung nghiên cứu 2
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU LƯU VỰC SÔNG SRÊPÔK 3
1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 3
1.1.1 Vị trí địa lý 3
1.1.2 Đặc điểm địa hình 3
1.1.3 Đặc điểm địa chất, thổ nhưỡng 4
1.1.4 Thảm phủ thực vật 5
1.1.5 Đặc điểm khí tượng - thủy văn 6
1.1.5.1 Đặc điểm khí hậu 6
1.1.5.2 Chế độ thủy văn sông Srêpôk 12
1.1.5.3 Mạng lưới sông ngòi 16
1.1.5.4 Mạng lưới quan trắc khí tượng thủy văn 17
1.1.6 Nhận xét chung về điều kiện tự nhiên 20
1.2 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI 20
1.2.1 Dân số và sự phân bố dân cư 20
1.2.2 Đặc điểm văn hóa - xã hội 21
CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25
2.1 TỔNG QUAN VỀ DỰ BÁO THỦY VĂN 25
2.1.1 Khái niệm về dự báo thủy văn 25
2.1.1.1 Dự báo hạn ngắn 25
2.1.1.2 Dự báo hạn dài 26
2.1.2 Các khái niệm cơ bản và nguyên tắc chung về xây dựng phương án dự báo thuỷ văn 26
2.1.3 Đánh giá sai số dự báo yếu tố 28
2.1.4 Đánh giá phương án dự báo 32
2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO THƯỜNG DÙNG Ở VIỆT NAM 33
2.2.1 Phương pháp xu thế 33
2.2.2 Phương pháp tương quan mực nước, lưu lượng tương ứng 34
2.2.3 Phương pháp lượng trữ: đoạn sông đặc trưng, Muskingum 34
2.2.4 Phương pháp phân tích thống kê 35
Trang 52.2.5 Phương pháp sử dụng mạng trí tuệ nhân tạo: BPNN, GA, Fuzzy logic 35
2.2.6 Phương pháp sử dụng mô hình thủy văn, thủy lực: TANK, NAM, SSARR 36
2.3 LỰA CHỌN MÔ HÌNH 36
2.4 TỔNG QUAN CÁC MÔ HÌNH TOÁN SỬ DỤNG 37
2.4.1 Cơ sở lý thuyết của mô hình MIKE NAM 37
2.4.2 Mô hình thủy lực MIKE 11 (MIKE 11 HD) 41
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN DỰ BÁO LŨ TRÊN LƯU VỰC SÔNG SRÊPÔK 43
3.1 THU THẬP VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU 43
3.2 THIẾT LẬP MÔ HÌNH THỦY VĂN MIKE NAM 44
3.2.1 Phân chia lưu vực 44
3.2.2 Chạy mô hình 47
3.2.3 Nhận xét, đánh giá 56
3.3 THIẾT LẬP MÔ HÌNH THỦY LỰC MIKE 11 56
3.3.1 Thiết lập mạng lưới sông cho mô hình MIKE 11 56
3.3.2 Thiết lập mặt cắt cho mô hình MIKE 11 57
3.3.3 Thiết lập điều kiện biên 58
3.3.4 Thiết lập modun thủy lực 59
3.3.5 Thiết lập Simulation 60
3.3.6 Chạy mô hình 60
3.3.7 Nhận xét, đánh giá 64
3.4 DỰ BÁO THỬ NGHIỆM 64
3.4.1 Quy trình dự báo lũ trên sông Srêpôk 64
3.4.2 Dự báo thử nghiệm và kết quả dự báo thử nghiệm 65
KẾT LUẬN 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO 70
PHỤ LỤC 71
Trang 6DANH MỤC BẢNG
Bảng1-1: Nhiệt độ bình quân tháng nhiều năm tại các trạm (°C) [1] 8
Bảng 1-2: Kết quả tính tần suất lượng mưa năm tại các trạm trong lưu vực [1] 9
Bảng 1-3: Tỉ lệ lượng mưa mùa mưa, mùa khô so với lượng mưa năm 10
Bảng 1-4: Tổng số giờ nắng bình quân tháng nhiều năm tại các trạm (giờ) [1] 11
Bảng 1-5: Đặc trưng dòng chảy trung bình nhiều năm tại các trạm thủy văn [1] 13
Bảng 1-6: Phân mùa lũ, mùa cạn và % lượng nước [1] 14
Bảng 1-7: Khả năng lũ lớn nhất hàng năm của các trạm (%) [1] 15
Bảng 1-8: Dòng chảy kiệt thực đo tại các trạm thủy văn trên lưu vực 16
Bảng 1-9: Đặc trưng hình thái sông ngòi lưu vực Srêpôk [1] 17
Bảng 1-10: Lưới trạm khí tượng và đo mưa trong lưu vực 18
Bảng 1-11: Lưới trạm thủy văn trên lưu vực 19
Bảng 2-1: Chỉ tiêu đánh giá chất lượng dự báo yếu tố 32
Bảng 2-2: Chỉ tiêu đánh giá phương án dự báo 33
Bảng 2-3: Thông số chính của mô hình NAM 41
Bảng 3-1: Thống kê các tiểu lưu vực tính toán 45
Bảng 3-2: Trọng số mưa các tiểu lưu vực 47
Bảng 3-3: Bộ thống số hiệu chỉnh mô hình NAM, trận lũ 6/10 – 31/10/2000, tại các trạm 49
Bảng 3-4: Thống kê kết quả đánh giá sai số hiệu chỉnh trận lũ 6/10 – 31/10/2000 tại trạm Giang Sơn 50
Bảng 3-5: Thống kê kết quả đánh giá sai số hiệu chỉnh trận lũ 6/10 – 31/10/2000 tại trạm Đức Xuyên 51
Bảng 3-6: Thống kê kết quả đánh giá sai số kiểm định trận lũ 14/08- 28/08/2002 tại trạm Giang Sơn 53
Bảng 3-7: Thống kê kết quả đánh giá sai số kiểm định trận lũ 14/08- 28/08/2002 tại trạm Đức Xuyên 54
Bảng 3-8: Thống kê kết quả đánh giá sai số mô phỏng trận lũ 7/9 – 25/9/2005 tại trạm Giang Sơn 55
Trang 7Bảng 3-9: Thống kê kết quả đánh giá sai số mô phỏng trận lũ 7/9 – 25/9/2005 tại trạm
Đức Xuyên 56 Bảng 3-10: Thống kê kết quả đánh giá sai số hiệu chỉnh trận lũ 6/10 - 31/10/2000 tại
trạm Cầu 14 62
Bảng 3-11: Thống kê kết quả đánh giá sai số kiểm định trận lũ 14/08- 28/08/2002 tại
trạm Cầu 14 63
Bảng 3-12: Thống kê kết quả đánh giá sai số mô phỏng trận lũ 7/09 – 25/09/2005 tại
trạm Cầu 14 64 Bảng 3-13: Bộ thông số của mô hình MIKE NAM tại các trạmError! Bookmark not defined Bảng 3-13: Kết quả dự báo thử nghiệm trận lũ từ ngày 22/09 – 01/10/2013 67
Trang 8DANH MỤC HÌNH
Hình 1-1: Bản đồ lưu vực thượng sông Srêpôk 3
Hình 1-2: Mạng lưới sông suối trên lưu vực sông Srêpôk 16
Hình 2-1: Các modun của mô hình MIKE 11 37
Hình 2-2: Cấu trúc mô hình NAM 39
Hình 3-1 Bản đồ DEM lưu vực sông Srêpôk 44
Hình 3-2: Các tiểu lưu vực đã phân chia 45
Hình 3-3: Kết quả sử dụng phương pháp đa giác Thiessen 46
Hình 3-4: Thiết lập NAM cho các tiểu lưu vực sông Srêpôk 47
Hình 3-5: Sơ đồ quá trình hiệu chỉnh mô hình 48
Hình 3-6: Quá trình lũ thực đo và tính toán hiệu chỉnh trận lũ 6/10 – 31/10/2000 50
tại trạm Giang Sơn 50
Hình 3-7: Quá trình lũ thực đo và tính toán hiệu chỉnh trận lũ 6/10 – 31/10/2000 51
tại trạm Đức Xuyên 51
Hình 3-8: Quá trình lũ thực đo và tính toán kiểm định trận lũ 14/08- 28/08/2002 52
tại trạm Giang Sơn 52
Hình 3-9: Quá trình lũ thực đo và tính toán kiểm định trận lũ 14/08- 28/08/2002 53
tại trạm Đức Xuyên 53
Hình 3-10: Quá trình lũ thực đo và tính toán mô phỏng trận lũ 7/9 – 25/9/2005 54
tại trạm Giang Sơn 54
Hình 3-11: Quá trình lũ thực đo và tính toán mô phỏng trận lũ 7/9 – 25/9/2005 55
tại trạm Đức Xuyên 55
Hình 3-12: Modun mạng lưới sông trong MIKE 11 57
Hình 3-13: Modun mặt cắt trong MIKE 11 58
Hình 3-14: Modun biên trong MIKE 11 59
Hình 3-15: Modun thủy lực trong MIKE 11 59
Hình 3-16: Thiết lập modun liên kết các modun trên 60
Hình 3-17: Kết quả tính toán thủy lực trong MIKE 11 60
Hình 3-18: Kết quả mực nước tính toán và thực đo hiệu chỉnh trận lũ 6/10 - 31/10/2000 tại trạm Cầu 14 61
Trang 9Hình 3-19: Kết quả mực nước tính toán và thực đo kiểm định trận lũ 14/08-
28/08/2002 tại trạm Cầu 14 62
Hình 3-20: Kết quả mực nước tính toán và thực đo mô phỏng trận lũ 7/09 –
25/09/2005 tại trạm Cầu 14 63
Hình 3-21: Quá trình mực nước thực đo và tính toán dự báo thử nghiệm tại trạm Cầu
14 từ ngày 22/09 – 01/10/2013 66