Thạc Sĩ Nghiên cứu ứng dụng mô hình hec-hms tính toán điều tiết hệ thống hồ chứa thượng nguồn sông hồng

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề.
Việt Nam có 9 hệ thống sông lớn và một số sông suối nhỏ có lượng nước rất phong phú. Tuy nhiên, dòng chảy trên các sông suối phân phối không đều trong năm; mùa lũ lượng dòng chảy rất lớn dẫn đến thừa nước gây ra lũ lụt, mùa cạn lượng dòng chảy nhỏ dẫn đến thiếu nước dùng. Do đó, phía thượng lưu của các sông suối đã xây dựng các hồ chứa, nhằm điều tiết dòng chảy. Nếu có phương án khai thác hiệu quả, thì đây là nguồn tài nguyên thiên nhiên vô cùng quí giá, để phục vụ phát triển các ngành kinh tế của đất nước. Hệ thống sông Hồng là hệ thống sông lớn thứ hai ở nước ta, chỉ sau hệ thống sông Mê Kông, được bắt nguồn từ tỉnh Vân Nam - Trung Quốc. Hệ thống sông Hồng gồm 3 nhánh; sông Thao (được coi là nhánh chính của sông Hồng), sông Lô và sông Đà. Trên hệ thống sông Hồng có nhiều bậc thang có thể xây dựng các hồ chứa nhằm; phòng lũ cho hạ du, cung cấp nước nhà máy thủy điện, phục vụ giao thông thủy, cung cấp nước tưới . Hiện nay trên các sông suối đã xây dựng một số hồ chứa, trong đó phải kể đến là hồ Thác Bà trên sông Chảy, hồ Tuyên Quang trên sông Gâm, hồ Hòa Bình trên sông Đà. Sự điều tiết của 3 hồ chứa này đã làm thay đổi chế độ dòng chảy tự nhiên; giảm lượng dòng chảy mùa lũ ở hạ du (đặc biệt là Hà Nội), làm tăng dòng chảy mùa cạn (đặc biệt là trong thời kỳ cung cấp nước tưới cho Nông nghiệp).
Vì vậy, tính toán sự điều tiết của các hồ chứa thượng nguồn sông Hồng ảnh hưởng đến mực nước vùng hạ du (đặc biệt là Thủ đô Hà Nội) là cần thiết. Trong khuôn khổ của luận văn, tác giả tập trung nghiên cứu ứng dụng mô hình HEC-HMS tính toán sự điều tiết của các hồ chứa thượng nguồn sông Hồng, ảnh hưởng đến mực nước tại Hà Nội trong thời kỳ mùa kiệt.
2. Mục đích của luận văn.
Nghiên cứu ứng dụng của mô hình HEC-HMS tính toán điều tiết của các hồ chứa thượng nguồn sông Hồng, ảnh hưởng đến mực nước tại Hà Nội vào mùa kiệt.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
- Đối tượng: Mô hình HEC-HMS
- Phạm vi nghiên cứu: từ 3 hồ chứa; Hòa Bình, Thác Bà, Tuyên Quang đến trạm Thủy văn Hà Nội.
4. Phương pháp nghiên cứu.
- Phương pháp phân tích hệ thống.
- Phương pháp mô hình toán.
5. Bố cục của Luận văn.
Ngoài phần mở đầu, phần kết luận và phụ lục, Luận văn gồm 3 chương chính:
- Chương 1. Tổng quan
- Chương 2. Cơ sở lý thuyết của mô hình HEC-HMS
- Chương 3. Nghiên cứu ứng dụng mô hình HEC-HMS tính toán điều tiết hệ thống hồ chứa thượng nguồn sông Hồng.
MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG BIỂU 6
DANH MỤC HÌNH VẼ . 7
MỞ ĐÀU . 8
Chương 1 TỔNG QUAN . 10
1.1 ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN LƯU VỰC SÔNG HỒNG . 10
1.1.1 Vị trí địa lý . 10
1.1.2 Địa hình, địa mạo . 10
1.1.3 Địa chất, thổ nhưỡng 11
1.1.4 Thực vật . 12
1.1.5 Điều kiện khí hậu, thủy văn . 13
1.2 HỆ THỐNG HỒ CHỨA THƯỢNG NGUỒN SÔNG HỒNG 22
1.2.1 Hồ Thác Bà 22
1.2.2 Hồ Tuyên Quang 22
1.2.3 Hồ Hòa Bình 23
1.3 GIỚI THIỆU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP VÀ NGHIÊN CỨU TRƯỚC ĐÂY TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT HỒ CHỨA.
1.3.1 Các phương pháp tính toán điều tiết vận hành hồ chứa . 23
1.3.2 Giới thiệu một số công trình nghiên cứu trước đây . 24
1.3.3 Giới thiệu một số mô hình mô phỏng vận hành hệ thống hồ chứa 25
Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH HEC-HMS . 27
2.1 GIỚI THIỆU MÔ HÌNH HEC-HMS 27
2.1.1 Giới thiệu . 27
2.1.2 Mô phỏng các thành phần lưu vực . 27
2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH HEC-HMS . 27
2.2.1 Mưa 28
2.2.2 Tổn thất 29
2.2.3 Chuyển đổi dòng chảy . 34
2.2.4 Tính toán dòng chảy ngầm 39
2.2.5 Diễn toán dòng chảy 41
- 5 -
Chương 3 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH HEC-HMS TÍNH
TOÁN ĐIỀU TIẾT HỆ THỐNG HỒ CHỨA THƯỢNG
NGUỒN SÔNG HỒNG
3.1 SƠ ĐỒ HÓA HỆ THỐNG 50
3.2 THU THẬP VÀ CHỈNH LÝ SỐ LIỆU 52
3.2.1 Số liệu thủy văn 52
3.2.2 Số liệu đặc trưng hồ chứa 53
3.2.3 Chỉnh lý số liệu 54
3.3 ĐIỀU KIỆN BIÊN VÀ ĐIỀU KIỆN BAN ĐẦU 55
3.4 HIỆU CHỈNH MÔ HÌNH 57
3.4.1 Lựa chọn mô hình 57
3.4.2 Hiệu chỉnh thông số mô hình . 58
3.5 KIỂM NGHIỆM MÔ HÌNH 64
3.6 ĐÁNH GIÁ VAI TRÒ CỦA CÁC HỒ CHỨA TRONG MÙA KIỆT
3.7 MỘT SỐ NHẬN XÉT 72
KẾT LUẬN . 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 75
PHỤ LỤC 1 . 77
PHỤ LỤC 2 . 89