...Phạm thị Thu Hiền.pdf

...Phạm thị Thu Hiền.pdf tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực kin...

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA KHÍ TƯỢNG - THỦY VĂN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC MẪU PHÂN BỐ MƯA XÂY DỰNG CÁC PHƯƠNG ÁN CẢNH BÁO LŨ CHO SÔNG LUỸ TỪ CÁC HÌNH THẾ THỜI

TIẾT ĐIỂN HÌNH GÂY MƯA LỚN

Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Huỳnh Phú

Hà Nội, năm 2015

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 7

1.TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

2 MỤC TIÊU 2

3 LỊCH SỬ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2

4.PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2

6 BỐ CỤC ĐỒ ÁN 2

CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI LƯU VỰCSÔNG LUỸ 3

1.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN 3

1.1.1 Vị trí địa lý 3

1.1.2 Địa hình 4

1.1.3 Địa chất 4

1.1.4 Thổ nhưỡng 5

1.1.5 Đặc điểm khí hậu 6

1.2 ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ XÃ HỘI 9

1.2.1 Dân số 9

1.2.2 Tình hình phát triển kinh tế xã hội 9

1.3 ĐẶC ĐIỂM THUỶ VĂN LƯU VỰC SÔNG LUỸ 9

1.3.1 Mạng lưới sông ngòi 9

1.3.2 Chế độ dòng chảy lưu vực sông Luỹ 10

1.3.3 Mạng lưới trạm khí tượng thuỷ văn 12

CHƯƠNG II: CÁC HÌNH THẾ THỜI TIẾT ĐIỂN HÌNH GÂY

MƯA LỚN 13

2.1 BÃO VÀ ÁP THẤP NHIỆT ĐỚI 13

2.2 KHÔNG KHÍ LẠNH KẾT HỢP VỚI BÃO HAY ÁP THẤP

NHIỆT ĐỚI 14

2.3 KHÔNG KHÍ LẠNH KẾT HỢP VỚI DẢI HỘI TỤ NHIỆT ĐỚI (HTND) 14 2.4 KHÔNG KHÍ LẠNH KẾT HỢP VỚI NHIỄU ĐỘNG GIÓ ĐÔNG TRÊN CAO 15

2.5 CÁC LOẠI HÌNH THẾ THỜI TIẾT KHÁC 15

CHƯƠNG III: CÁC MẪU PHÂN BỐ MƯA TRÊN LƯU VỰC

SÔNG LUỸ 18

3.1 XÁC ĐỊNH THỜI ĐOẠN LŨ LỚN VÀ LŨ VỪA 18

3.2 PHÂN BỐ MƯA TƯƠNG ỨNG VỚI HÌNH THẾ GÂY MƯA SINH LŨ 20

3.1.1 Phân bố mưa tương ứng với hình thế gây mưa sinh lũ lớn 20

3.1.2 Phân bố mưa tương ứng với hình thế gây mưa sinh lũ vừa 25

CHƯƠNG IV: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH NAM CẢNH BÁO LŨ TRÊN LƯU VỰC SÔNG LUỸ 31

4.1 MÔ HÌNH NAM 31

4.1.1 Cấu trúc của mô hình NAM 31

4.1.2 Các thông số cơ bản của mô hình NAM: 32

4.1.3 Điều kiện đầu vào của mô hình 36

4.1.4 Tối ưu bộ thông số mô hình NAM 36

4.2 ỨNG DỤNG MÔ HÌNH NAM CẢNH BÁO LŨ TRÊN SÔNG LUỸ 38

4.2.1 Phân chia lưu vực bộ phận 39

4.2.2 Tính lượng mưa quân của các tiểu lưu vực 40

4.2.3 Số liệu đầu vào 42

4.2.4 Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình NAM 42

4.2.5 Kết quả cảnh báo lũ lớn trên lưu vực sông Luỹ 50

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53

1 Kết luận 53

2 Kiến nghị 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 54

PHỤ LỤC

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1-1 : Tổng hợp các thành phần vật chất của lưu vực sông Luỹ 5

Bảng 1-2 : Thông số thuỷ văn , thuỷ hoá sông Bình Thuận 5

Bảng 1-3: Lượng mưa trung bình tháng của trạm Sông Luỹ 7

Bảng 1-4: Tốc độ gió lớn nhất không kể hướng tính từ trạm Phan Thiết 7

Bảng 1-5: Nhiệt độ tại trạm Phan Thiết 8

Bảng 1-6: Độ ẩm tại tạm Phan Thiết (%) 8

Bảng 1-7: Số giờ nắng trung bình ngày tại trạm Phan Thiết(giờ/ngày ) 8

Bảng 1-8: Cơ cấu GDP của tỉnh qua các năm 9

Bảng 1-9: Lưu lượng trung bình nhiều năm tại trạm sông Luỹ( m3/s) 10

Bảng 1-10: Mực nước trung bình của lưu vực sông Luỹ 11

Bảng 2-1: Các hình thể thời tiết gây mưa lũ trên sông Luỹ 16

Bảng 2-2 : Mẫu nhận dạng lũ lưu vực sông Luỹ 17

Bảng3-1: Kết quả tính toán tần suất lý luận 19

Bảng 3-2: Trận lũ lớn và lũ vừa lựa chọn tại trạm sông Luỹ 20

Bảng 3-3: Thời gian bắt đầu và kết thúc trận lũ lớn 20

Bảng 3-4: Thời gian bắt đầu và kết thúc của trận lũ vừa 26

Bảng 4-1: Các thông số hiệu chỉnh của mô hình NAM 33

Bảng 4-2: Danh sách lưu vực bộ phận 39

Bảng 4-3: Danh sách các trạm mưa dùng để tính mưa 41

bình quân lưu vực 41

Bảng 4-4: Trọng số của các trạm mưa trên lưu vực sông 42

Bảng 4-5: Các chỉ tiêu chất lượng hiệu chỉnh bộ thông số 43

mô hình NAM 43

Bảng 4-6: Bộ thông số của mô hình NAM cho lưu vực sông Luỹ đến trạm Sông Luỹ 45

Bảng 4-7: Các chỉ tiêu chất lượng kiểm định bộ thông số mô hình NAM 46

Bảng 4-8: Bảng thống kê thông số của các tiểu lưu vực 47

Bảng 4-9: Bảng thống kê thông số của các tiểu lưu vực 47

Bảng 4-10: Các chỉ tiêu chất lượng hiệu chỉnh và kiểm định bộ thông số mô hình NAM 49

Bảng 4-11: Các chỉ tiêu chất lượng mô phỏng bộ thông số 52

DANH MỤC HÌNH

Hình 1-1: Bản đồ lưu vực sông Luỹ 3

Hình 1-2: Sơ đồ mạng lưới trạm khí tượng thuỷ văn trên lưu vực các sông thuộc Nam Trung Bộ 12

Hình 3-1: Đường tần suất Qmax tại trạm thuỷ văn sông Luỹ theo phân bố Krixki – Menken 18

Hình 3-2: Đường quá trình lưu lượng ngàytại trạm sông Luỹ năm 1983 20

Hình 3-3: Đường quá trình lưu lượng ngày tại trạm sông Luỹ năm 1987 21

Hình 3-4: Phân bố mưa ngày trạm Phan Thiếttừ 13/10/1983 - 21/10/1983 21

Hình 3-5: Phân bố mưa ngày trạm Đà Lạttừ 13/10/1983 - 21/10/1983 22

Hình 3-6: Phân bố mưa ngày trạm Bảo Lộc từ 13/10/1983 - 21/10/1983 22

Hình 3-7: Phân bố mưa ngày trạm Phan Rang từ 13/10/1983 - 21/10/1983 23 Hình 3-8: Phân bố mưa ngày trạm Phan Thiếttừ 15/9/1987 - 22/9/1987 23

Hình 3-9: Phân bố mưa ngày trạm Đà Lạttừ 15/9/1987 - 22/9/1987 24

Hình 3-10: Phân bố mưa ngày trạm Bảo Lộc từ 15/9/1987 - 22/9/1987 24

Hình 3-11: Phân bố mưa ngày trạm Phan Rangtừ 15/9/1987 - 22/9/1987 25

Hình 3-12: Đường quá trình lưu lượng ngày tại trạm sông Luỹ năm 1986 26

Hình 3-13: Đường quá trình lưu lượng ngày tại trạm sông Luỹnăm 1989 26

Hình 3-14: Phân bố mưa ngày trạm Phan Thiết 20/9/1986 - 30/10/1986 27

Hình 3-15: Phân bố mưa ngày trạm Đà Lạt20/9/1986 - 30/10/1986 27

Hình 3-16: Phân bố mưa ngày trạm Bảo Lộc20/9/1986 - 30/10/1986 28

Hình 3-17: Phân bố mưa ngày trạm Phan Rang20/9/1986 - 30/10/1986 28

Hình 3-18: Phân bố mưa ngày trạm Phan Thiết 25/9/1989 - 30/10/1989 29

Hình 3-19: Phân bố mưa ngày trạm Đà Lạt25/9/1989 - 30/10/1989 29

Hình 3-20: Phân bố mưa ngày trạm Bảo Lộc 25/9/1989 - 30/10/1989 30

Hình 3-21: Phân bố mưa ngày trạm Phan Rang25/9/1989 - 30/10/1989 30

Hình 4-1: Cấu trúc mô hình NAM.Bảng 4-1: Các thông số hiệu chỉnh của mô hình NAM 33

Hình 4-2: Sơ đồ các bước thiết lập mô hình NAM 38

Hình 4-3: Bản đồ tiểu lưu vực sông Luỹ 40

Hình 4-4: Sơ đồ phân chia vùng ảnh hưởng mưa theo đa giác Thiessen 41

Hình 4-5: Biểu đồ so sánh kết quả tính toán và thực đo mùa lũ năm 1983 lưu vực trạm Sông Luỹ trong quá trình hiệu chỉnh mô hình 44

Bảng 4-6: Bộ thông số của mô hình NAM cho lưu vực sông Luỹ đến trạm Sông Luỹ 45 Hình 4-6: Biểu đồ so sánh kết quả tính toán và thực đo mùa lũ năm 1987 lưu vực trạm Sông Luỹ trong quá trình kiểm định mô hình 46 Hình4-7: Biểu đồ so sánh kết quả tính toán và thực đo mùa lũ năm 1986 lưu vực trạm Sông Luỹ trong quá trình hiệu chỉnh mô hình 48 Hình 4-8: Biểu đồ so sánh kết quả tính toán và thực đo mùa lũ năm 1989 lưu vực trạm Sông Luỹ trong quá trình kiểm định mô hình 49 Hình 4-9: Biểu đồ so sánh kết quả tính toán và thực đo mùa lũ năm 1994 lưu vực trạm Sông Luỹ trong quá trình cảnh báo thử nghiệm 50 Hình4-10: Đường quá trình dòng chảy cho LV2 trong quá trình cảnh báo thử nghiệm 51 Hình 4-11: Đường quá trình dòng chảy cho LV3 trong quá trình cảnh báo thử nghiệm 51 Hình 4-13 : Đường quá trình dòng chảy cho LV5 trong quá trình cảnh báo thử nghiệm 52 Bảng 4-11: Các chỉ tiêu chất lượng mô phỏng bộ thông số 52

mô hình NAM 52

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

ATNĐ: Áp thấp nhiệt đới

BĐIII: Báo động 3

HcDR: Mực nước chân lũ trạm Đắc Rông HdDR: Mực nước đỉnh lũ trạm Đắc Rông HTNĐ: Hội tụ nhiệt đới

KTTV: Khí tượng thuỷ văn

KKL: Không khí lạnh

KT- XH: Kinh tế xã hội

TBLV: Trung bình lưu vực

TBNN: Trung bình nhiều năm

TP: Thành phố

X: Lượng mưa

NHẬN XET CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XET CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

LỜI CẢM ƠN

Đồ án: “Nghiên cứu xác định các mẫu phân bố mưa xây dựng các

ph ương án cảnh báo lũ cho sông Luỹ từ các hình thế thời tiết điển hình gây

m ưa lớn” được hoàn thành tại khoa Khí Tượng Thuỷ Văn thuộc trường Đại

Học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội vào tháng 12-2014

Trước hết em xin bầy tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến quý thầy, cô giáo trong Khoa Khí tượng Thuỷ văn đã tạo điều kiện tốt nhất cho em trong quá trình thu thập và xử lý số liệu phục vụ quá trình thực hiện đồ án

Đặc biệt em xin bày tỏ niềm cảm ơn chân thành tới PGS.TS Huỳnh Phú Thầy đã tận tình chỉ dạy, hướng dẫn cho em trong suốt quá trình thực hiện đồ án

Do hạn chế về thời gian cũng như khả năng của bản thân, mặc dù có nhiều cố gắng nhưng đồ án không tránh khỏi những hạn chế, thiếu sót Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của các thầy cô giáo và các bạn để đồ án hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn

Phạm Thị Thu Hiền

MỞ ĐẦU

1.TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Nước là tài nguyên duy nhất không thể thay thế được.Nước là thành phần thiết yếu của sự sống và môi trường, quyết định sự tồn tại, phát triển của đất nước Nhưng hiện nay do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đã gây ảnh hưởng đến cả số lượng và chất lượng nguồn nước, nó thể hiện cụ thể trên các lưu vực sông đó là sựu suy giảm và sự thay đổi về số lượng và chất lượng của dòng chảy năm, dòng chảy lũ, dòng chảy kiệt… trên nhiều con sông và thậm chí cả một lưu vực, hệ thống sông

Sông Luỹ thuộc miền Nam Trung Bộ, với đặc điểm địa hình của sông Luỹ nhiều đồi núi, sông chạy song song với quốc lộ 1A,tiếp nhận nước của tất

cả các nhánh sông suối nhỏ cũng như tạo thành những đoạn sông ngắn và dốc khả năng tập trung lũ nhanh nên khi trời mưa thường có lũ và lũ lên nhanh… Nên vào mùa mưa bão lưu vực sông Luỹ nói riêng và các hệ thống sông ở miền Nam Trung Bộ nói chung thường xảy ra các trận lũ lớn

Do tác động của các hình thế thời tiết điển hình gây mưa lớn, tình hình thuỷ văn diễn biến hết sức phức tạp, các trận lũ lớn, cường suất lũ lên nhanh xảy ra hầu hết ở các lưu vực sông ở Nam Trung Bộ Các trận lũ có xu thế ngày càng tăng về số lượng và mức thiệt hại, đặc biệt là các năm 1999,1996,2013trên nhiều sông ở miền Nam Trung Bộ đã xuất hiện lũ lịch sử gây hậu quả vô cùng nghiêm trọng về tính mạng, tài sản và cảnh quan môi trường sinh thái Lũ ở miền Nam Trung Bộ xuất hiện bất ngở, dồn dập, cường suất lũ lên nhanh, rút chậm gây khó khăn cho công tác phòng chống và hậu quả thì rất khủng khiếp Vì vậy đòi hỏi chúng ta phải nghiên cứu xác định các hình thế thời tiết (nhân tố chính gây mưa lũ) Khái quát các mối quan hệ thời tiết - mưa lũ, phân tích mưa để dự báo xây dựng phương án cảnh báo lũ cho sông luỹ từ các hình thế thời tiết gây mưa lớn nhằm đáp ứng được việc phòng chống lũ, dự báo được chính xác mực nước để tránh thiên tai, giảm bớt thiệt hại

do lũ gây ra Do đó để đáp ứng yêu cầu cảnh báo lũsử dụng những biện pháp

có độ chính xác cao để có thể tính toán, cảnh báo chính xác và sớm nhất có thể.Hiện nay trên thế giới và trong nước đang nghiên cứu sử dụng rất nhiều

mô hình khác nhau để giải quyết công việc đó

Từ thực tế và mục đích đề ra em chọn đề tài: “Nghiên cứu xác định các mẫu phân bố mưa xây dựng các phương án cảnh báo lũ cho sông Luỹ từ các hình thế thời tiết điển hình gây mưa lớn”

2 MỤC TIÊU

Mục tiêu của đề tài: Nghiên cứu, xác định các mẫu phân bố mưa, các hình thế thời tiết điển hình gây mưa lớn, từ đó xây dựng các phương án cảnh báo lũ cho sông Luỹ

3 LỊCH SỬ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Nhìn chung các tài liệu nghiên cứu, xây dựng các phương án cảnh báo lũ cho sông Luỹ từ các hình thế thời tiết gây mưa lớn không có nhiều, phần lớn các đề tài tập chung đến đánh giá tài nguyên nước trên lưu vực sông và nghiên cứu về dòng chảy lũ trên lưu vực

4.PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Phạm vi thực hiện đề tài: bao gồm toàn bộ hệ thống sông lưu vực sông Luỹ

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Để đạt được mục tiêu và nội dung công việc trên, các phương pháp nghiên cứu chính sau đây đã được sử dụng trong đề tài:

- Thu thập tài liệu, phân tích số liệu, tài liệu phục vụ đồ án

- Phân tích đánh giá, tổng hợp và thừa kế các nội dung phù hợp phục vụ cho nôi dung nghiên cứu của đồ án

- Phương pháp mô hình: Tính toán mô phỏng dự báo dòng chảy lũ trên lưu vực sông Luỹ

- Phương pháp chuyên gia: Thường xuyên xin ý kiến các thầy cô và chuyên gia trong lĩnh vực nghiên cứu

6 BỐ CỤC ĐỒ ÁN

Ngoài phần mở đầu và kết luận thì đồ án bao gồm có 4 chương:

Chương I.Đặc điểm địa lý tự nhiên và kinh tế xã hội lưu vực sông Luỹ Chương II Các hình thế thời tiết điển hình gây mưa lớn

Chương III.Các mẫu phân bố mưa trên lưu vực sông Luỹ

Chương VI Ứng dụng mô hình NAM cảnh báo lũ trên lưu vực sông Luỹ