NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE TỪNG BƯỚC HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ DỰ BÁO LŨ SÔNG HỒNG – THÁI BÌNH
(LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÀ NỘI – 2012: Thủy văn học Mã số: 604490)
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC MÔ HÌNH VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU DỰ BÁO LŨ
1.1.Giới thiệu chung.
1.2.Một số nghiên cứu dự báo lũ trên thế giới
1.3.Một số nghiên cứu dự báo lũ ở Việt Nam
1.4.Cơ sở lý thuyết của mô hình.
1.4.1. Mô hình MIKE NAM.
1.4.2. Mô hình thủy lực MIKE 11 – HD.
1.4.3. Mô hình Mike 21
CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ LŨ LỤT HỆ THỐNG SÔNG HỒNG – THÁI BÌNH
2.1.Đặc điểm điều kiện tự nhiên.
2.1.1.Vị trí địa lý
2.1.2.Địa hình
2.1.3.Địa chất
2.1.4.Thổ nhưỡng
2.1.5.Lớp phủ thực vật.
2.2.Nguyên nhân hình thành và một số đặc điểm của chế độ mưa - lũ.
2.2.1.Một số hình thế thời tiết chủ yếu gây mưa lớn.
2.2.2.Chế độ mưa
2.2.3.Đặc điểm chung về chế độ dòng chảy
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE DỰ BÁO LŨ HỆ THỐNG SÔNG HỒNG – THÁI BÌNH
3.1.Sơ đồ thủy văn thủy lực trên hệ thống sông Hồng – Thái Bình
3.1.1.Sơ đồ thủy văn.
3.1.2.Sơ đồ thủy lực
3.2.Điều kiện biên và điều kiện ban đầu.
3.3.Hiệu chỉnh và kiểm nghiệm mô hình thủy văn.
3.4.Hiệu chỉnh và kiểm nghiệm mô hình thủy lực
3.4.1.Kết quả với phương pháp kiểm tra chéo
3.4.2.Kết quả với trường hợp phân cấp
3.5.Kết nối mô hình truyền triều và mô hình thủy lực trong sông
3.6.Dự báo thử nghiệm
3.6.1.Quy trình tiến hành dự báo.
3.6.2.Cơ sở đánh giá chất lượng dự báo
3.6.3.Cập nhật sai số tính toán.
3.6.4.Kết quả dự báo thử nghiệm
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
MỤC LỤC HÌNH
Hình 1.1.Sơ đồ lưới trạm dự báo thượng lưu sông Hồng.
Hình 1.2.Sơ đồ tính toán thủy lực hệ thống sông Hồng – Thái Bình
Hình 1.3: Cấu trúc mô hình MIKE
Hình 1.4.Cấu trúc mô hình NAM.
Hình 1.5.Nhánh sông với các điểm lưới xen kẽ.
Hình 1.6.Hình dạng các điểm lưới xung quanh nút mà tại đó ba nhánh gặp nhau.21
Hình 1.7.Hình dạng các điểm lưới và các nút trong một mô hình hoàn chỉnh.
Hình 1.8.Ma trận nhánh trước khi khử
Hình 1.9.Ma trận nhánh sau khi khử
Hình 1.10.Giao điểm của ba nhánh sông
Hình 2.1.Lưu vực sông Hồng - Thái Bình – phần Việt Nam
Hình 2.2.Địa hình lưu vực sông Hồng - Thái Bình - phần Việt Nam
Hình 2.3.Bản đồ thổ nhưỡng phần thuộc lãnh thổ Việt Nam trên lưu vực sông Hồng-Thái Bình
Hình 2.4.Bản đồ lượng mưa trung bình nhiều năm lưu vực sông Hồng-Thái Bình phần lãnh thổ Việt Nam
Hình 2.5.Mạng lưới sông ngòi và một số công trình trọng điểm trên sông thuộc lưu vực sông Hồng - Thái Bình
Hình 3.1.Bản đồ phân chia các lưu vực bộ phận cho lưu vực sông Hồng – Thái Bình (sơ đồ cũ)
Hình 3.2.Bản đồ phân chia các lưu vực bộ phận cho lưu vực sông Hồng – Thái Bình (sơ đồ mới)
Hình 3.3.Sơ đồ tính toán thủy văn trên hệ thống sông Hồng – Thái Bình.
Hình 3.4.Các nhánh sông được cập nhật trong sơ đồ tính trên sông Đà.
Hình 3.5.Các nhánh sông được cập nhật trong sơ đồ tính trên sông Hồng
Hình 3.6.Các nhánh sông được cập nhật trong sơ đồ tính khu vực Hải Phòng
Hình 3.7.Sơ đồ tính toán thủy lực hệ thống sông Hồng-Thái Bình
Hình 3.8.Thông số các hồ chứa đã được cập nhật vào mô hình thủy lực
Hình 3.9.Đường quá trình mực nước thực đo và tính toán tại trạm Lai Châu, Tạ Bú năm 2007
Hình 3.10.Đường quá trình mực nước thực đo và tính toán tại trạm Lai Châu, Tạ Bú năm 2009
Hình 3.11.Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính toán đến hồ Sơn La, năm 2011.
Hình 3.12.Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính toán đến hồ Sơn La, năm 2010.
Hình 3.13.Đường quá trình lưu thực đo và tính toán đến hồ Hòa Bình, năm 201162
Hình 3.14.Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính toán đến hồ Hòa Bình, năm 2010.
Hình 3.15.Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính toán đến hồ Tuyên Quang, năm 2011
Hình 3.16.Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính toán đến hồ Tuyên Quang, năm 2010
Hình 3.17.Kết quả hiệu chỉnh mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (HC2006)
Hình 3.18.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ06-07).69
Hình 3.19.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ06-08).70
Hình 3.20.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ06-09).70
Hình 3.21.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ06-10).70
Hình 3.22.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ06-11).71
Hình 3.23.Kết quả hiệu chỉnh mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (HC2007)
Hình 3.24.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ07-06).71
Hình 3.25.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ07-08).72
Hình 3.26.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ07-09).72
Hình 3.27.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ07-10).72
Hình 3.28.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ07-11).73
Hình 3.29.Kết quả hiệu chỉnh mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (HC2008)
Hình 3.30.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ08-10).73
Hình 3.31.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ08-07).74
Hình 3.32.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ08-09).74
Hình 3.33.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ08-10).74
Hình 3.34.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ08-11).75
Hình 3.35.Kết quả hiệu chỉnh mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (HC2009)
Hình 3.36.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ09-06).75
Hình 3.37.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ09-07).76
Hình 3.38.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ09-08).76
Hình 3.39.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ09-10).76
Hình 3.40.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ09-11).77
Hình 3.41.Kết quả hiệu chỉnh mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (HC2010)
Hình 3.42.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ10-06).77
Hình 3.43.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ10-07).78
Hình 3.44.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ10-08).78
Hình 3.45.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ10-09).78
Hình 3.46.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ10-11).79
Hình 3.47.Kết quả hiệu chỉnh mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (HC2011)
Hình 3.48.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ11-06).79
Hình 3.49.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ11-07).80
Hình 3.50.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ11-08).80
Hình 3.51.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ11-09).80
Hình 3.52.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ11-09).81
Hình 3.53.Kết quả hiệu chỉnh mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại, năm 2007- Trường hợp 1
Hình 3.54.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại, năm 2009- Trường hợp 1
Hình 3.55.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại, năm 2010- Trường hợp 1
Hình 3.56.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại, năm 2011- Trường hợp 1
Hình 3.57.Kết quả hiệu chỉnh mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại, năm 2009- Trường hợp 2
Hình 3.58.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại, năm 2008- Trường hợp 2
Hình 3.59.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại, năm 2007- Trường hợp 2
Hình 3.60.Kết quả hiệu chỉnh mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại, năm 2006- Trường hợp 3
Hình 3.61.Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại, năm 2008- Trường hợp 3
Hình 3.62.Địa hình khu vực Vịnh Bắc Bộ
Hình 3.63.Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo các trạm hạ lưu sông Hồng - Thái Bình trận lũ lớn năm 1996
Hình 3.64.Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo các trạm hạ lưu sông Hồng - Thái Bình trận lũ lớn năm 2002
Hình 3.65.Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo các trạm hạ lưu sông Hồng - Thái Bình trận lũ lớn năm 2006
Hình 3.66.Sơ đồ quy trình dự báo lũ sông Hồng Thái Bình.
Hình 3.67.Minh họa sai số biên và sai số pha.
Hình 3.68.So sánh kết quả dự báo mực nước hồ Sơn La năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 24 giờ
Hình 3.69.So sánh kết quả dự báo mực nước hồ Sơn La năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 48 giờ
Hình 3.70.So sánh kết quả dự báo lưu lượng đến hồ Sơn La năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 24 giờ
Hình 3.71.So sánh kết quả dự báo lưu lượng đến hồ Sơn La năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 48 giờ
Hình 3.72.So sánh kết quả dự báo mực nước hồ Hòa Bình năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 24 giờ
Hình 3.73.So sánh kết quả dự báo mực nước hồ Hòa Bình năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 48 giờ
Hình 3.74.So sánh kết quả dự báo lưu lượng đến hồ Hòa Bình năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 24 giờ
Hình 3.75.So sánh kết quả dự báo lưu lượng đến hồ Hòa Bình năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 48 giờ
Hình 3.76.So sánh kết quả dự báo mực nước hồ Tuyên Quang năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 24 giờ
Hình 3.77.So sánh kết quả dự báo mực nước hồ Tuyên Quang năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 48 giờ
Hình 3.78.So sánh kết quả dự báo lưu lượng đến hồ Tuyên Quang năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 24 giờ
Hình 3.79.So sánh kết quả dự báo lưu lượng đến hồ Tuyên Quang năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 48 giờ
Hình 3.80.So sánh kết quả dự báo mực nước trạm Hà Nội năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 24 giờ
Hình 3.81.So sánh kết quả dự báo mực nước trạm Hà Nội năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 48 giờ
Hình 3.82.So sánh kết quả dự báo mực nước trạm Phả Lại năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 24 giờ
Hình 3.83.So sánh kết quả dự báo mực nước trạm Phả Lại năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 48 giờ
Hình 3.84.So sánh kết quả dự báo mực nước trạm Tuyên Quang năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 24 giờ
Hình 3.85.So sánh kết quả dự báo mực nước trạm Tuyên Quang năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 48 giờ
MỤC LỤC BẢNG
Bảng 2.1.Các loại đất chính trên lưu vực sông Hồng –Thái Bình.
Bảng 2.2. Bảng tổng hợp độ che phủ rừng các tỉnh nằm trong hệ thống sông Hồng –Thái Bình (Đơn vị: ha).
Bảng 2.3. Đặc trưng hình thái các lưu vực sông chính
Bảng 3.1.Các đặc trưng lưu vực phần thượng lưu hệ thống sông Hồng-Thái Bình
Bảng
3.2.Các lưu vực bộ phận và trạm mưa được sử dụng để tính toán dự báo
thủy văn cho các trạm thượng nguồn hệ thống sông Hồng – Thái Bình.
Bảng 3.3.Thông số mô hình NAM cho các lưu vực bộ phận
Bảng 3.4.Kết quả hiệu chỉnh và kiểm nghiệm mô hình mưa - dòng chảy.
Bảng 3.5.Các trường hợp hiệu chỉnh và kiểm định mô hình MIKE 11
Bảng 3.6.Các trường hợp hiệu chỉnh và kiểm định mô hình MIKE 11 theo các trường hợp mực nước tại Hà Nội
Bảng 3.7.Kết quả xác định hệ số nhám trên các sông tương ứng với các năm
Bảng 3.8.Kết quả đánh giá chỉ số Nash-Sutcliffe tại các trạm trên hệ thống sông Hồng-Thái Bình theo phương pháp kiểm tra chéo
Bảng 3.9.Kết quả xác định hệ số nhám trên các sông ứng với các cấp mực nước.82
Bảng 3.10.Kết quả đánh giá chỉ số Nash-Sutcliffe tại các trạm trên hệ thống sông Hồng-Thái Bình theo cấp mực nước.
Bảng 3.11.Kết quả đánh giá chỉ số NASH tại một số trạm trên hệ thống
Bảng 3.12.Tiêu chuẩn sai số dự báo cho phép tại một số vị trí
Bảng 3.13.Kết quả đánh giá ảnh hưởng sai số dự báo mưa đến dòng chảy
Bảng 3.14.Các tham số cập nhật sai số trong mô hình MIKE 11
Bảng 3.15.So sánh kết quả đánh giá dự báo mùa lũ năm 2011 và 2012
MỞ ĐẦU
Lũ
lụt là thiên tai lớn nhất đe dọa nước Việt Nam ta, nhất là ở miền Bắc
vì tổn thất nhân mạng có thể đến mức độ khủng khiếp. Trong vòng 100 năm
qua, đồng bằng sông Hồng – Thái Bình đã có 26 trận lũ lớn. Các trận lũ
lớn này đa số xảy ra vào tháng 8, nhằm vào cao điểm của mùa mưa bão. Đặc
biệt cơn lũ vào tháng 8 năm 1971 đã làm vỡ đê Sông Hồng và 100,000
người đã bị thiệt mạng. Đây là cơn lũ lớn nhất trong vòng 250 năm nay ở
miền Bắc, và số tổn thất nhân mạng vượt quá sức tưởng tượng so với tổn
thất chừng 1000 người trong các cơn lũ lịch sử vào năm 1999 ở miền Trung
và năm 2000 ở miền Nam. Trận lũ năm 1971 được liệt kê trong danh sách
các trận lụt lớn nhất thế kỷ 20. Mưa lớn tập trung vào ngày
20-23/7/1986, tâm mưa lớn 300-400mm ở trung, hạ lưu sông Lô, Thương và
Lục Nam; lũ đặc biệt lớn đã xảy ra trên sông Cầu, Thương và Thái Bình;
lũ lịch sử trên sông Lục Nam; lũ lớn trên sông Hồng, gây sạt lở, tràn,
vỡ nhiều đê bối, đê địa phương thuộc các tỉnh Phú Thọ, Vĩnh Phúc, Hà
Tây, Hà Nội, Bắc Ninh, Bắc Giang, Hải Dương, Hưng Yên,... Năm 1996 lũ
đặc biệt lớn xảy ra ở hạ lưu sông Hồng, Thái Bình và Hoàng Long. Đỉnh lũ
thực đo tại Hà Nội là 12,43m (hoàn nguyên là 13.30m) lúc 19 giờ ngày
21, vượt BĐ 3 là 0.93m, kéo dài 6 ngày trên BĐ 3; tại Phả Lại là 6,52m
(7h/22), vượt BĐ 3 là 1.02m, duy trì trên BĐ 3 trong 7 ngày. Năm 2002:
lụt ở Hà Nội, mưa lớn nhiều ngày trong khoảng tháng 8, hệ thống cống
thoát đang cải tạo dở dang nên càng không thoát nước nổi, gây ngập úng
trong nội thành suốt nhiều ngày liên tục. Năm 2008: ngập trên diện rộng,
rất sâu do mưa liên tục với cường độ lớn từ đêm 30/10/2008 trở đi. Năm
2010: Mưa và lũ lớn làm ít nhất 46 người chết và 21 người bị mất tích.
Phòng
tránh lũ lụt là các biện pháp được lựa chọn nhằm hạn chế lũ lụt hoặc
những thiệt hại do lũ lụt gây ra. Trong đó quan trọng nhất vẫn là vấn đề
cảnh báo, dự báo lũ từ xa nhằm tránh tổn thất to lớn do lũ gây nên.
Trải qua nhiều thời kỳ phát triển, cùng với sự lớn mạnh không ngừng của
khoa học công nghệ thông tin nên công tác cảnh báo, dự báo lũ cũng có
nhiều phát triển. Hiện nay trong thủy văn học đang tồn tại nhiều mô hình
dự báo lũ khác nhau được áp dụng trong các công tác giảng dạy, nghiên
cứu và dự báo cho các bộ ngành, địa phương... Ở Việt Nam, nhiều mô hình
đã được xây dựng và áp dụng cho dự báo lũ cho hệ thống sông, có thể kể
đến một số mô hình được sử dụng phổ biến như MIKE, SSARR, TANK, NAM,
ANN, HEC1, HMS...
Đối
với lưu vực sông lớn như lưu vực sông Hồng – Thái Bình đã có rất nhiều
đề tài nghiên cứu xây dựng công cụ tính toán và dự báo lũ tuy nhiên các
đề tài này chưa thành một công nghệ hoàn chỉnh dùng để dự báo tác
nghiệp. Còn nhiều vấn đề tồn tại chưa được giải quyết như biên đầu vào
của mô hình bị ảnh hưởng bởi các hồ chứa trên các lưu vực bộ phận thuộc
Trung Quốc, chưa cập nhật quy trình vận hành liên hồ mới, dự báo biên
triều ở các cửa sông... và vấn đề cập nhật sai số để áp dụng trong dự
báo còn chưa được xem xét. Việc gắn kết với các mô hình thủy lực với các
mô hình thuỷ văn phía thượng lưu để trở thành một công nghệ dự báo cho
toàn hệ thống sông cũng còn là một vấn đề quan trọng trong công tác dự
báo.
Hiện
nay, công tác dự báo lũ cho hệ thống sông Hồng – Thái Bình được thực
hiện bởi nhiều cơ quan khác nhau như Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn
Trung Ương (TT DBKTTV TW), Viện Cơ học, Viện Quy hoạch Thủy lợi, Viện
Khoa học Thủy lợi, Trường Đại học Thủy lợi... Viện Khoa học Khí tượng
Thủy văn và Môi trường cũng là đơn vị tham gia dự báo lũ hệ thống sông
Hồng – Thái Bình. Trong quá trình công tác tại Viện Khoa học Khí tượng
Thủy văn và Môi trường, học viên đã tham gia vào công tác dự báo thủy
văn tác nghiệp trên hệ thống sông Hồng – Thái Bình. Qua quá trình dự báo
hàng năm, có thể nhận thấy công tác dự báo tác nghiệp còn tồn tại nhiều
vấn đề cần giải quyết như dòng chảy khu giữa tính toán có độ chính xác
chưa cao, mạng tính chưa được cập nhật thêm các hồ thủy điện mới xây, dữ
liệu mặt cắt sông từ các hồ chứa ngược lên thượng lưu không có.
Trước
vấn đề thực tế như vậy, luận văn “Nghiên cứu ứng dụng mô hình Mike từng
bước hoàn thiện công nghệ dự báo lũ sông Hồng – Thái Bình” đã được hình
thành với mục tiêu: Từng bước nâng cao chất lượng dự báo lũ bằng mô
hình MIKE 11 cho hệ thống sông Hồng-Thái Bình nhằm bảo đảm độ tin cậy,
đáp ứng yêu cầu dự báo tác nghiệp. Với mục tiêu đã đặt ra, luận văn tập
trung nghiên cứu các vấn đề sau:
(1)
Cập nhật, bổ sung dữ liệu địa hình phục vụ cho việc thiết lập sơ đồ
thủy lực cho toàn hệ thống sông, cập nhật các thông tin hồ chứa có tính
đến quy trình hoạt động liên hồ chứa đã được ban hành
(2) Phân chia lại lưu vực bộ phận trong mô hình thủy văn nhằm tăng độ chính xác trong quá trình dự báo lưu lượng đến các hồ.
(3) Hiệu chỉnh và kiểm nghiệm mô hình thủy lực để chọn các bộ tham số phù hợp với điều kiện dự báo tác nghiệp.
(4) Cập nhật sai số dự báo trong quá trình dự báo
(5) Cập nhật, kết nối mô hình truyền triều vào các cửa sông phục vụ tăng cường chất lượng dự báo biên triều.
Phạm vi nghiên cứu:
- Về thời gian là mùa lũ (15/06-15/09) từ năm 2006 - 2012
- Về không gian: Mạng sông Hồng-Thái bình cùng với các hồ thủy điện lớn
Trên cơ sở nội dung thực hiện luận văn ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo được bố cục thành 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về các mô hình và tình hình nghiên cứu dự báo lũ
Chương 2: Đặc điểm điều kiện tự nhiên và lũ lụt hệ thống sông Hồng – Thái
Bình
Chương 3: Ứng dụng mô hình Mike dự báo lũ hệ thống sông Hồng – Thái Bình
Trong
quá trình thực hiện nghiên cứu, mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng do giới
hạn về mặt thời gian luận văn không tránh khỏi những thiếu sót, kính
mong các thầy cô cùng đồng nghiệp góp ý để luận văn ngày càng có ý nghĩa
hơn.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC MÔ HÌNH VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU DỰ BÁO LŨ
1.1.Giới thiệu chung
Việc
nghiên cứu và dự báo mưa, lũ, lụt là vấn đề đã được rất nhiều cơ quan
và tác giả trong cũng như ngoài nước quan tâm. Các kết quả nghiên cứu đã
đạt được là những nền tảng cho công tác qui hoạch lũ và phát triển kinh
tế xã hội. Tuy nhiên do những nhu cầu thực tế, đối tượng tiến hành
nghiên cứu dự báo của các nghiên cứu có những đặc thù khác nhau như
nghiên cứu dự báo lũ cho hệ thống sông chính, nghiên cứu dự báo lũ cho
hồ chứa, cho vùng hạ du và nghiên cứu dự báo lũ cho việc quản lý và qui
hoạch lưu vực...
Những
năm gần đây, Nhà nước đã dành sự quan tâm, đầu tư thích đáng đúng với
tầm quan trọng của khu vực đồng bằng Bắc Bộ. Kinh tế xã hội phát triển
cũng tạo ra nguy cơ thiệt hại do lũ lụt càng lớn. Do đó, việc cảnh báo,
dự báo lũ lụt kịp thời và chính xác sẽ góp phần rất quan trọng để giảm
thiệt hại về người và tài sản. Mặt khác, việc phát triển kinh tế xã hội
cần gắn liền với công tác quy hoạch phòng chống lũ lụt thì sự phát triển
đó mới bền vừng và có hiệu quả.
1.2. Một số nghiên cứu dự báo lũ trên thế giới
Trên
thế giới việc nghiên cứu, áp dụng các mô hình thủy văn, thủy lực cho
các mục đích trên đã được sử dụng khá phổ biến; nhiều mô hình đã được
xây dựng và áp dụng cho dự báo hồ chứa, dự báo lũ cho hệ thống sông, cho
công tác qui hoạch phòng lũ. Một số mô hình đã được ứng dụng thực tế
trong công tác mô phỏng và dự báo dòng chảy cho các lưu vực sông có thể
được liệt kê ra như sau:
Viện
Thủy lực Đan Mạch (Danish Hydraulics Institute, DHI) xây dựng phần mềm
dự báo lũ bao gồm: Mô hình NAM tính toán và dự báo dòng chảy từ mưa; Mô
hình Mike 11 tính toán thủy lực, dự báo dòng chảy trong sông và cảnh báo
ngập lụt.
Phần
mềm này đã được áp dụng rất rộng rãi và rất thành công ở nhiều nước
trên thế giới. Trong khu vực Châu Á, mô hình đã được áp dụng để dự báo
lũ lưu vực sông Mun-Chi và Songkla ở Thái Lan, lưu vực sông ở
Bangladesh, và Indonesia. Hiện nay, 5 công ty tư vấn CTI của Nhật Bản đã
mua bản quyền của mô hình, thực hiện những cải tiến để mô hình có thể
phù hợp với điều kiện thuỷ văn của Nhật Bản.
Wallingford
kết hợp với Hacrow đã xây dựng phần mềm iSIS cho tính toán dự báo lũ và
ngập lụt. Phần mềm bao gồm các môđun: Mô hình đường đơn vị tính toán và
dự báo dòng chảy từ mưa; mô hình iSIS tính toán thủy lực, dự báo dòng
chảy trong sông và cảnh báo ngập lụt. Phần mềm này đã được áp dụng khá
rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới, đã được áp dụng cho sông Mê Kông
trong chương trình Sử dụng Nước do ủy hội Mê Kông Quốc tế chủ trì thực
hiện. ở Việt Nam, mô hình iSIS được sử dụng để tính toán trong dự án
phân lũ và phát triển thủy lợi lưu vực sông Đáy do Hà Lan tài trợ.
Trung
tâm khu vực, START Đông Nam á (Southeast Asia START Regional Center)
đang xây dựng "Hệ thống dự báo lũ thời gian thực cho lưu vực sông Mê
Kông". Hệ thống này được xây dựng dựa trên mô hình thủy văn khu vực có
thông số phân bố, tính toán dòng chảy từ mưa. Hệ thống dự báo được phân
thành 3 phần: thu nhận số liệu từ vệ tinh và các trạm tự động, dự báo
thủy văn và dự báo ngập lụt. Thời gian dự kiến dự báo là 1 hoặc 2 ngày.
Viện
Điện lực (EDF) của Pháp đã xây dựng phần mềm TELEMAC tính các bài toán
thuỷ lực 1 và 2 chiều. TELEMAC-2D là phần mềm tính toán thủy lực 2
chiều, nằm trong hệ thống phần mềm TELEMAC. TELEMAC-2D đã được kiểm
nghiệm theo các tiêu chuẩn nghiêm ngặt của Châu Âu về độ tin cậy; mô
hình này đã được áp dụng tính toán rất nhiều nơi ở Cộng hòa Pháp và trên
thế giới. Ở Việt Nam, mô hình đã được cài đặt tại Viện Cơ học Hà Nội và
Khoa Xây dựng - Thuỷ lợi - Thuỷ điện, Trường Đại học Kỹ thuật Đà nẵng
và đã được áp dụng thử nghiệm để tính toán dòng chảy tràn vùng Vân Cốc-
Đập Đáy, lưu vực sông Hồng đoạn trước Hà Nội, và tính toán ngập lụt khu
vực thành phố Đà Nẵng.
Trung
tâm kỹ thuật thủy văn (Mỹ) đã xây dựng bộ mô hình HEC-1 để tính toán
thủy văn, trong đó có HEC-1F là chương trình dự báo lũ từ mưa và diễn
toán lũ trong sông. Mô hình đã được áp dụng rất rộng rãi trên thế giới. ở
Châu Á, mô hình đã được áp dụng ở Indonesia, Thái Lan. Mô hình cũng đã
được áp dụng để tính toán lũ hệ...
Nhận xét
Đăng nhận xét