Thạc Sĩ Mô phỏng lũ bằng mô hình sóng động học (KW1D) trên lưu vực sông Bến Hải - trạm Gia Vòng

Khóa luận tốt nghiệp năm 2013
Đề tài: Mô phỏng lũ bằng mô hình sóng động học (KW1D) trên lưu vực sông Bến Hải trạm Gia Vòng




MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
Chương 1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN LƯU VỰC SÔNG BẾN HẢI –
TRẠM GIA VÒNG . 2
1.1.VỊ TRÍ ĐỊA LÝ . 2
1.2.ĐỊA HÌNH, ĐỊA MẠO . 2
1.3.ĐỊA CHẤT, THỔ NHƯỠNG . 4
1.4.THẢM THỰC VẬT 4
1.5.KHÍ HẬU 5
1.6.MẠNG LƯỚI THỦY VĂN VÀ TÌNH HÌNH LŨ LỤT 7
Chương 2. TỔNG QUAN CÁC MÔ HÌNH MƯA - DÒNG CHẢY . 10
2.1. CÁC MÔ HÌNH MƯA - DÒNG CHẢY 10
2.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH THẤM 15
2.3.MÔ HÌNH SÓNG ĐỘNG HỌC MỘT CHIỀU - PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ
HỮU HẠN 18
2.4. PHƯƠNG PHÁP SCS VÀ PHÁT TRIỂN . 22
Chương 3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SÓNG ĐỘNG HỌC MỘT CHIỀU
(KW1D) MÔ PHỎNG LŨ TRÊN LƯU VỰC SÔNG BẾN HẢI – TRẠM GIA
VÒNG . 25
3.1.TÌNH HÌNH SỐ LIỆU 25
3.2. XÂY DỰNG BỘ THÔNG SỐ MÔ HÌNH SÓNG ĐỘNG HỌC MỘT CHIỀU
TRÊN LƯU VỰC SÔNG BẾN HẢI – TRẠM GIA VÒNG . 26
3.3 ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SÓNG ĐỘNG HỌC MỘT CHIỀU - PHƯƠNG
PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN MÔ PHỎNG LŨ TRÊN LƯU VỰC SÔNG BẾN
HẢI – TRẠM GIA VÒNG 36
KẾT LUẬN 44




MỞ ĐẦU
Miền Trung là nơi hứng chịu nhiều thiên tai lũ lụt vào loại bậc nhất ở nước
ta. Đã có nhiều công trình nghiên cứu giải quyết vấn đề này nhằm góp phần làm
giảm nhẹ những hậu quả do thiên tai lũ lụt gây ra. Hướng tích cực nhất là nâng cao
hiệu quả của công tác cảnh báo và dự báo lũ, từ đó đưa ra những biện pháp thích
hợp để phòng, tránh. Ngày nay một trong những hướng mới trong nghiên cứu thủy
văn ở nước ta là sử dụng mô hình toán phục vụ công tác tính toán và dự báo lũ.
Khóa luận đã chọn mô hình sóng động học một chiều và phương pháp phần
tử hữu hạn, phương pháp SCS để mô phỏng lũ trên lưu vực sông Bến Hải – trạm
Gia Vòng nhằm khai thác các thông tin về mặt đệm với số liệu khí tượng thủy văn
và bản đồ với mục tiêu tìm kiếm các phương án cảnh báo, dự báo lũ phục vụ phòng
chống thiên tai lũ lụt ở lưu vực sông Bến Hải.
Khóa luận gồm có 3 chương,ngoài mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo:
Chương 1 : Đặc điểm địa lý tự nhiên lưu vực sông Bến Hải – trạm Gia Vòng
Chương 2 : Tổng quan về các mô hình mô phỏng mưa dòng chảy
Chương 3: Ứng dụng mô hình sóng động học một chiều (KW1D) mô phỏng
lũ trên lưu vực sông Bến Hải – trạm Gia Vòng.
Do kiến thức có hạn và thời gian nghiên cứu còn hạn chế nên khóa luận
không thể tránh được nhiều thiếu sót em mong nhận được sự góp ý của các thầy cô
để khóa luận được hoàn thiện hơn.
2
Chương 1
ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN
LƯU VỰC SÔNG BẾN HẢI – TRẠM GIA VÒNG
1.1.VỊ TRÍ ĐỊA LÝ
Lưu vực sông Bến Hải nằm trong giới hạn từ 106
0
38’ đến 106
0
58
’
kinh độ
Đông, từ 16
0
47’đến 16
0
59’ vĩ độ Bắc, phía Bắc giáp với tỉnh Quảng Bình, phía Tây
giáp với lưu vực sông Sê Păng Hiêng, phía Nam giáp với lưu vực sông Thạch Hãn
và phía Đông giáp biển Đông.
Lưu vực sông Bến Hải - tính đến trạm Gia Vòng có diện tích là 283,7 km
2
bắt nguồn từ dãy núi cao trên 1700 m nằm ở phía Tây Bắc tỉnh Quảng Trị và đổ ra
biển qua Cửa Tùng. Sông Bến Hải chảy dọc theo vĩ tuyến 17, với vị trí địa lý như
vậy, lưu vực sông Bến Hải gần nguồn ẩm nên có khả năng tạo mưa lớn sinh ra
dòng chảy lớn (Hình 1) [14].
Hình 1. Bản đồ lưu vực sông Bến Hải
1.2.ĐỊA HÌNH, ĐỊA MẠO
Vùng nghiên cứu có thế dốc chung từ đỉnh Trường Sơn đổ ra biển. Do sự
phát triển của các bình nguyên đồi thấp nên địa hình của vùng này rất phức tạp.
Theo chiều Bắc - Nam,phần đồng bằng địa hình có dạng đèo thấp, thung lũng sông-
3
đèo thấp. Theo chiều Tây-Đông địa hình ở đây có dạng núi cao,đồi thấp nhiều khu
theo dạng bình nguyên - đồi, đồng bằng.
Vùng đồng bằng ở đây là các thung lũng sâu kẹp giữa các dải đồi thấp và cồn
cát hình thành trên các cấu trúc uốn nếp của dãy Trường Sơn, có nguồn gốc mài
mòn và bồi tụ. Đồng bằng hạ du sông Bến Hải, cao độ biến đổi từ +1 ư 2,5 m, địa
hình bằng phẳng, đã được khai thác từ lâu đời để sản xuất lúa nước. Địa hình vùng
đồi ở đây có dạng đồi bát úp liên tục, có những khu nhỏ dạng bình nguyên. Độ dốc
vùng núi bình quân từ 15 ư 180 m. Địa hình này rất thuận lợi cho việc phát triển cây
trồng cạn, cây công nghiệp, cây ăn quả, cao độ của dạng địa hình này là 200-1000m, có nhiều thung lũng lớn. Đây là dạng địa hình có thế mạnh của tỉnh Quảng
Trị nói chung và lưu vực sông Bến Hải nói riêng, dạng địa hình này chiếm tới 50%



diện tích tự nhiên của các lưu vực sông, thuận lợi cho việc xây dựng hồ chứa phục
vụ sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản.
Hình 2. Bản đồ địa hình lưu vực sông Bến Hải – trạm Gia Vòng
Dãy Trường Sơn chắn gió,hứng ẩm tạo mưa sinh ra dòng chảy tốt, nhưng
nếu làm mưa tăng thì địa hình ở đồng bằng thoát lũ chậm dễ gây ngập lụt. Như vậy,
địa hình vùng nghiên cứu rất phức tạp, gây khó khăn cho công tác thủy lợi và cũng
có rất nhiều tiềm năng để phát triển một nền kinh tế nông nghiệp đa dạng và một
nền kinh tế hàng hóa giá trị cao [14].




TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bản đồ độ dốc tỉnh Quảng Trị (2000). Tổng cục Địa chính.
2. Bản đồ địa hình tỉnh Quảng Trị (2000). Tổng cục Địa chính.
3. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất tỉnh Quảng Trị (2000). Tổng cục Địa chính.
4. Bản đồ rừng tỉnh Quảng Trị (2000). Tổng cục Địa chính
5. Bản đồ mạng lưới thủy văn và phân bố các trạm khí tượng, thủy văn tỉnh Quảng
Trị (2000). Tổng cục Địa chính.
.6. Đoàn Mạnh Hùng (2007). Mô phỏng quá trình mưa dòng chảy trên lưu vực sông
Thu Bồn – trạm Nông Sơn bằng 1DKwm- Fem &SCS. Khóa luận tốt nghiệp.
7. Nguyễn Anh Đức (2005) Khóa luận tốt nghiệp
8. Nguyễn Hữu Khải - Nguyễn Thanh Sơn (2003) Mô hình toán thủy văn, NXB
ĐHQGHN, Hà Nội.
9. Nguyễn Thanh Sơn (2004) Tính toán thủy văn, NXB ĐHQGHN, Hà Nội.
10. Nguyễn Thanh Sơn, Lương Tuấn Anh (2003). Á p dụng mô hình thủy động học
các phần tử hữu hạn mô tả quá trình dòng chảy lưu vực. Tạp chí khoa học
ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, T.XIX, No1, Hà Nội. tr 91-98.
11. Nguyễn Thanh Sơn – Ngô Chí Tuấn (2004). Kết quả mô phỏng lũ bằng mô hình
sóng động học một chiều lưu vực sông Vệ. Tạp chí khóa học ĐHQGHN, Khoa học
Tự nhiên và Công nghệ, T.XIX, Nol, Hà Nội.
12.Nguyễn Thị Hiền (2006) Khóa luận tốt nghiệp.
13. Nguyễn Thị Nghĩa (2006) Khóa luận tốt nghiệp.
14. Nguyễn Vũ Anh Tuấn (2007), Cân bằng nước lưu vực sông Bến Hải. Khóa luận
tốt nghiệp.
15. Phạm Hồng Thái (2004), Ứng dụng mô hình phần tử hữu hạn sóng động học và
phương pháp SCS mô phỏng quá trình mưa – dòng chảy lưu vực sông Thu Bồn –
trạn Nông Sơn. Khóa luận tốt nghiệp
16. Ven Te Chow (1994), Thủy văn ứng dụng, Nhà xuất bản giáo dục.