...Đào Thị Hiên.pdf

...Đào Thị Hiên.pdf tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực kinh tế,...

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN

ĐÀO THỊ HIÊN

TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY TỚI TRẠM CHÍNH VÀ LƯỢNG GIA NHẬP KHU GIỮA

LƯU VỰC SÔNG LA NGÀ

ĐỒ ÁN KHÓA ĐH1T Ngành: Thủy văn

Hà Nội - 2015

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN

ĐÀO THỊ HIÊN

TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY TỚI TRẠM CHÍNH VÀ LƯỢNG GIA NHẬP KHU GIỮA

LƯU VỰC SÔNG LA NGÀ

ĐỒ ÁN KHÓA ĐH1T Ngành: Thủy văn

NGƯỜI HƯỚNG DẪN: PGS.TS HUỲNH PHÚ

Hà Nội 2015

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong Khoa Khí Tượng Thủy Văn và Khoa Tài Nguyên Nước – Trường đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội đã truyền thụ kiến thức cho em trong suốt quá trình học tập vừa qua, đặc biệt là thầy PGS.TS Huỳnh Phú, người đã hướng dẫn và chỉ dạy tận tình cho em trong suốt quá trình hoàn thành đồ án này Xin gửi lời cảm ơn tới những người thân cùng toàn thể các bạn trong lớp đã cùng chia sẻ, giúp đỡ, động viên và tạo điều kiện đểem hoàn thành nhiệm vụ học tập và đồ án, đặc biệt là việc thu thập số liệu cần thiết trong suốt quá trình làm đồ án

Do đồ án được thực hiện trong thời gian có hạn, tài liệu tham khảo và

số liệu còn hạn chế, kinh nghiệm làm việc và việc sử dụng phần mềm của bản thân còn chưa thành thạo nên nội dung và kết quả của đồ án còn nhiều thiếu sót Vì vậy em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô và của toàn bộ các bạn sinh viên để đồ án được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện Đào Thị Hiên

MỤC LỤC

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu 1

3 Phạm vi nghiên cứu 2

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3

1.1 Vị trí địa lý 3

1.2 Địa hình, địa mạo 4

1.3 Đặc điểm địa chất - thổ nhưỡng 5

1.4 Đặc điểm thảm phủ, thực vật 6

1.5 Đặc điểm khí hậu 6

1.5.1 Chế độ nhiệt 6

1.5.2 Độ ẩm không khí 7

1.5.3 Bốc hơi 7

1.5.4 Gió 7

1.5.5 Chế độ mưa 7

1.5.6 Bão và áp thấp nhiệt đới 9

1.5.7 Giông 9

1.6 Đặc điểm sông ngòi 9

1.6.1 Hệ thống sông suối 9

1.6.2 Hệ thống các công trình thủy lợi trên khu vực nghiên cứu 10

1.7 Đặc trưng thủy văn 10

1.7.1 Dòng chảy năm 12

1.7.1.1 Dòng chảy mùa cạn 12

1.7.2.2 Dòng chảy mùa lũ 13

1.7.2 Lưới trạm khí tượng thuỷ văn trên lư u vực sông La Ngà 14

1.8 Kinh tế xã hội 15

1.8.1 Công nghiệp 15

1.8.2 Nông - lâm nghiệp 15

1.8.3 Giao thông 16

1.8.4 Phân bố dân cư 16

CHƯƠNG 2 : LỰA CHỌN CÁC MÔ HÌNH TOÁN CHO LƯU VỰC 17

SÔNG LA NGÀ 17

2.1 Lựa chọn mô hình toán 17

2.2 Giới thiệu mô hình Mike11 17

2.2.1 Giới thiệu môdul Mike-nam 17

2.2.1.1 Cấu trúc mô hình 17

2.2.1.2 Các thành phần của dòng chảy 19

2.2.1.3 Các thông số của mô hình 21

2.2.1.4 Các điều kiện ban đầu của mô hình 22

2.2.1.5 Tối ưu bộ thông số mô hình 22

2.2.1.6.Chỉ tiêu đánh giá 23

2.2.2.Giới thiệu modul Mike11 24

2.2.2.1 Cơ sở lý thuyết của mô hình MIKE 11 25

2.2.2.2 Sơ đồ và thuật toán 25

2.2.2.3 Điều kiện biên và quy trình tính 30

CHƯƠNG 3: THIẾT LẬP MÔ HÌNH CHO LƯU VỰC 33

SÔNG LA NGÀ 33

3.1 Thu thập số liệu 33

3.1.1 Thu thập số liệu thủy văn 33

3.1.1.1 Mạng lưới trạm quan trắc khí tượng thủy văn 33

3.1.1.2 Tình hình số liệu 36

3.1.2 Thu thập số liệu địa hình 36

3.2 Thiết lậpmô hình toán 40

3.2.1 Thiết lập mô hình thuỷ văn 40

3.2.1.1 Hiệu chỉnh mô hình 44

3.2.1.2 Kiểm định mô hình 45

3.2.2 Thiết lập mô hình thuỷ lực 47

3.2.2.1.Số hóa mạng lưới sông 48

3.2.2.2 Hiệu chỉnh mô hình 49

3.2.2.3 Kiểm định mô hình 51

3.3 Đánh giá kết quả 53

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54

I Kết luận 54

II Kiến nghị 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Các đơn vị hành chính trên lưu vực sông La Ngà thuộc tỉnh 4

Bảng 1.2: Lượng mưa trung bình nhiều năm của các trạm trên lưu vực 8

Bảng 1.3: Phân phối lượng mưa trung bình theo mùa trong nhiều năm 8

Bảng 1.4: Lớp dòng chảy năm TBNN của lưu vực nghiên cứu 12

Bảng 1.5 : Đặc trưng dòng chảy kiệt ở lưu vực sông La Ngà 13

Bảng 1.6: Tỷ lệ xuất hiện lũ trong các tháng (%) 14

Bảng 1.7: Tỷ lệ xuất hiện lũ lớn nhất trong năm (%) 14

Bảng 1.8: Mạng lưới trạm Khí tượng Thuỷ văn khu vực nghiên cứu 15

Bảng 2.1 : Tiêu chuẩn đánh giá chỉ số Nash 24

Bảng 3.1: Thống kê số liệu khí tượng các trạm đã thu thập 33

Bảng 3.2: Thống kê số liệu thủy văn các trạm đã thu thập 34

Bảng 3.3: Vị trí mặt cắt trên sông La Ngà 37

Bảng 3.4: Thống kê các tiểu lưu vực tính toán 42

Bảng 3.5: Kết quả tính trọng số 43

Bảng 3.6: Thống kê kết quả đánh giá sai số hiệu chỉnh mô hình trạm Đại Nga năm 2010 45

Bảng 3.7: Thống kê kết quả đánh giá sai số kiểm định mô hình trạm Đại Nga năm 2011 47

Bảng 3.8: Thống kê kết quả đánh giá sai số hiệu chỉnh mô hình trạm Tà Pao 49

Bảng 3.9: Thống kê kết quả đánh giá sai số hiệu chỉnh mô hình trạm Võ Xu 50 Bảng 3.10: Thống kê kết quả đánh giá sai số kiểm định mô hình trạm Ta Pao 52

Bảng 3.11: Thống kê kết quả đánh giá sai số kiểm định mô hình trạm Võ Xu 52

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1.: Bản đồ địa lý sông La Ngà 3

Hình 1.2: Bản đồ địa hình thung lũng sông La Ngà tỷ lệ 1/500.000 5

Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc mô hình MIKE-NAM 18

Hình 2.2: Sơ đồ sai phân hữu hạn 6 điểm ẩn trung tâm (Bott-Inoescu) 26

Hình 2.3: Nhánh sông với các điểm lưới xen kẽ 26

Hình 2.4: Hình dạng các điểm lưới xung quanh nút tại ngã ba sông 27

Hình 2.5: Hình dạng các điểm lưới và các nút trong mô hình hoàn chỉnh 27

Hình 2.6 : Ma trận hệ phương trình viết cho một nhánh chưa khử chuẩn 29

Hình 2.7 : Ma trận hệ phương trình viết cho một nhánh đã khử chuẩn 29

Hình 2.8 : Giao điểm của ba nhánh sông 30

Hình 3.1: Mạng lưới sông ngòi và trạm khí tượng thủy văn 33

Hình 3.2: Biểu đồ lượng mưa các trạm 36

Hình 3.3: Mặt cắt ngang số 1 –MC1 39

Hình 3.4: Mặt cắt ngang số 2 –MC2 39

Hình 3.5: Mặt cắt ngang số 22 –MC22 40

Hình 3.6: Mặt cắt ngang số 27 –MC27 40

Hình 3.7 : Phân chia các tiểu lưu vực tính toán 41

Hình 3.8 : Phân chia lưu vực phương pháp Theison 43

Hình 3.9: Kết quả hiệu chỉnh trạm Đại Nga năm 2010 44

Hình 3.10: Kết quả kiểm định trạm Đại Nga năm 2011 46

Hình 3.11: Số hoá mạng lưới sông trong mô hình MIKE11 48

Hình 3.12: Giao diện nhập số liệu mặt cắt vào mô hình MIKE11 48

Hình 3.13 So sánh kết quả tính toán và thực đo tại Tà Pao năm 2010 49

Hình 3.14 : So sánh kết quả tính toán và thực đo tại Võ Xu năm 2010 50

Hình 3.15: Kết quả tính thuỷ lực sông La Ngà năm 2010 51

Hình 3.16 : So sánh kết quả tính toán và thực đo tại Ta Pao năm 2011 51

Hình 3.17 : So sánh kết quả tính toán và thực đo tại Võ Xu năm 2011 52

Hình 3.18: Kết quả tính thuỷ lực sông La Ngà năm 2011 53

1

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Sông La Ngà là một nhánh chính của sông Đồng Nai, đồng thời là con sông lớn nhất chảy qua địa phận tỉnh Bình Thuận, bắt nguồn từ vùng núi cao của cao nguyên Bảo Lộc (Lâm Đồng) cao trên 1.300m.Là một trong những phụ lưu quan trọng của sông Đồng Nai sông La Ngà là con sông dồi dào về nguồn nước, phong phú về cảnh đẹp, lưu vực của nó là vùng kinh tế nông lâm nghiệp phát triển, có nhiều loại cây công nghiệp ngắn ngày như: mía, thuốc lá…và các loại cây lương thực như: bắp, đậu các loại…

Nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa vùng đất dọc theo sông La Ngà từ Đồng Nai đến Lâm Đồng ít chịu ảnh hưởng của bão nhưng có lượng mưa khá lớn, tập trung vào các tháng 8, 9, 10 hàng năm nên thường xảy ra ngập úng, lũ lụt Đến mùa mưa lượng nước sông La Ngà ở đây tăng lên khá nhanh, cả khu vực dọc theo thung lũng sông La Ngà tràn ngập nước

Tại đây độ dốc địa hình của bồn thu nước cao và giảm đột ngột khi chuyển xuống đồng bằng và thung lũng, thảm phủ thực vật bị tàn phá nặng nề nên nguy cơ ngập lụt trên các đồng bằng, thung lũng là rất lớn So với những khu vực khác thì sự tàn khốc của lũ lụt ở Miền Trung còn lớn hơn rất nhiều Các con sông Hương, Thu Bồn, Kôn, Cà Ty, La Ngà vv , thường xuyên có

lũ lớn Trong 20 năm qua, trung bình mỗi con sông đều có trên 20 lần xuất hiện lũ lớn trên báo động 3 Trong trận lũ lịch sử năm 1999 trên sông Bồ, Hương, Thu Bồn, La Ngà đều có lũ lớn xấp xỉvới đỉnh lũ cao nhất trong chuỗi

số liệu đo đạc được từ trước tới nay

Đề tài “Nghiên cứu ứng dụng mô hình mô phỏng dòng chảy tới trạm

chính và lượng gia nhập khu giữa lưu vực sông La Ngà” sẽ là cơ sở góp phần

nâng cao chất lượng việc mô phỏng cũng như việc phục vụ quản lý tài nguyên nước theo hướng điều tiết dòng chảy lưu vực

2 Mục tiêu

- Thu thập số liệu quan trắc khí tượng thủy văn của các trạm khí tượng thủy văn trong khu vực nghiên cứu

- Thu thập số liệu địa hình, địa chất lưu vực sông La Ngà

- Ứng dụng mô hình toán thủy văn và thủy lực cho lưu vực sông La Ngà

- Mô phỏng dòng chảy cho lưu vực sông nghiên cứu

2

3 Phạm vi nghiên cứu

Phạm vi khoa học của đồ án là nghiên cứu ứng dụng mô hình toàn thủy văn

và mô hình toán thủy lực nhằm lựa chọn và xây dựng mô hình mô phỏng dòng

chảy cho lưu vực

Phạm vi lãnh thổ nghiên cứu của đồ án là lưu vực sông La Ngà tại tình Bình Thuận

4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thu thập và xử lí số liệu

- Phương pháp mô hình toán thủy văn và thủy lực

- Phương pháp kế thừa

- Phương pháp hệ thống thông tin địa lý GIS

5 Bố cục

Đồ án, ngoài phần mở đầu và kết luận, bao gồm 3 chương:

Chương 1: Tổng quan khu vực nghiên cứu

Chương 2: Lựa chọn mô hình toán cho lưu vực sông La Ngà

Chương 3: Thiết lập mô hình toán lưu vực sông La Ngà

Trong quá trình làm đồ án, em thực hiện đã tham khảo một số kết quả nghiên cứu và sử dụng số liệu của một số công trình nghiên cứu đã được công

bố của các cơ quan và các tác giả trong và ngoài nước

Xin trân trọng cảm ơn