ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN DUY HOÀN NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC CÔNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN ĐẾN TÌNH HÌNH LŨ LỤT SÔNG THẠCH HÃN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÀ NỘI – 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN DUY HOÀN NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC CÔNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN ĐẾN TÌNH HÌNH LŨ LỤT SÔNG THẠCH HÃN Chuyên ngành: Thủy văn học Mã số: 60 44 02 24 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN TIỀN GIANG HÀ NỘI – 2014 LỜI CẢM ƠN Luận văn cao học “nghiên cứu đánh giá ảnh hƣởng công trình thủy lợi thủy điện đến tình hình lũ lụt sông Thạch Hãn” đƣợc thực khoa Khí tƣợng Thủy văn Hải dƣơng học thuộc trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Đại học Quốc gia Hà Nội dƣới hƣớng dẫn trực tiếp PGS.TS.Nguyễn Tiền Giang Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS.Nguyễn Tiền Giang ngƣời tận tình hƣớng dẫn bảo cho em suốt trình thực luận văn Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy, cô giáo khoa Khí tƣợng Thủy văn Hải dƣơng học giúp đỡ em trình học tập nhƣ trau dồi kiến thức để hoàn thiện khóa luận Cuối em xin cảm ơn tới gia đình bạn bè giúp đỡ động viên em nhiều học tập nghiên cứu Do thời gian kinh nghiệm hạn chế nên luận văn không tránh khỏi thiếu sót Vì em mong nhận đƣợc góp ý thầy cô bạn để khóa luận đƣợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! Tác giả MỤC LỤC CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ LƢU VỰC SÔNG THẠCH HÃN Error! Bookmark not defined 1.1 Vị trí địa lý Error! Bookmark not defined 1.2 Địa hình địa mạo Error! Bookmark not defined 1.3 Địa chất thổ nhƣỡng Error! Bookmark not defined 1.4 Thảm thực vật Error! Bookmark not defined 1.5 Khí hậu Error! Bookmark not defined 1.6 Thủy văn Error! Bookmark not defined 1.7 Hệ thống hồ chứa lƣu vực sông Bến Hải-Thạch HãnError! Bookmark not defined CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT Error! Bookmark not defined 2.1 Lựa chọn phƣơng pháp đánh giá ảnh hƣởng hồ tới dòng chảy lũ Error! Bookmark not defined 2.1.1 Phƣơng pháp thống kê xử lý số liệu Error! Bookmark not defined 2.1.2 Phƣơng pháp mô hình hóa Error! Bookmark not defined 2.1.3 Lựa chọn phƣơng pháp đánh giá ảnh hƣởng hồ tới dòng chảy lũ Error! Bookmark not defined 2.2 Cơ sở lý thuyết mô hình MIKE-NAM HEC-RESSIMError! Bookmark not defined 2.2.1 Mô hình mƣa rào-dòng chảy MIKE-NAM Error! Bookmark not defined 2.2.2 Mô hình HEC-RESSIM Error! Bookmark not defined CHƢƠNG ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỔI ĐẶC TRƢNG DÕNG CHẢY LŨ VỰC SÔNG THẠCH HÃN TRƢỚC VÀ SAU KHI CÓ HỐ CHỨAError! Bookmark not defined 3.1 Hệ thống hồ chứa sông Thạch Hãn Error! Bookmark not defined 3.2 Đánh giá sơ ảnh hƣởng công trình hồ chứa đến dòng chảy lũ Error! Bookmark not defined 3.3 Lựa chọn hồ chứa Rào Quán vận hành giảm lũ cho hạ duError! Bookmark not defined 3.3.1 Tiêu chí lựa chọn Error! Bookmark not defined 3.3.2 Hồ chứa đƣợc lựa chọn Error! Bookmark not defined 3.4 Ứng dụng mô hình thủy văn MIKE-NAM để tính toán trình lũ đến hồ chứa Rào Quán khu hoàn nguyên lũ hạ du Error! Bookmark not defined 3.4.1 Số liệu sử dụng Error! Bookmark not defined 3.4.2 Nghiên cứu phân chia lƣu vực sông suối thiết lập mô hình tính Error! Bookmark not defined 3.4.3 Hiệu chỉnh kiểm định cho trạm Gia Vòng sông Bến Hải Error! Bookmark not defined 3.4.4 Thiết lập mô hình Error! Bookmark not defined 3.4.5 Kết hiệu chỉnh kiểm định mô hình MIKE-NAMError! Bookmark not defined 3.4.6 Kết tính lƣu lƣợng đến hồ Rào Quán Error! Bookmark not defined 3.4.7 Kết hoàn nguyên lũ Thạch Hãn Error! Bookmark not defined 3.5 Vận hành hồ chứa mô hình HEC-RESSIM Error! Bookmark not defined 3.6 Đánh giá ảnh hƣởng hồ chứa tới dòng chãy lũError! Bookmark not defined 3.7 Kết điều tiết hồ chứa Rào Quán Error! Bookmark not defined 3.8 Đánh giá tác động hồ chứa đến dòng chảy lũ hạ du Rào Quán Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Error! Bookmark not defined Các kết đạt đƣợc Error! Bookmark not defined Hạn chế luận văn Error! Bookmark not defined Kiến nghị Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Kết phân mùa mƣa – mùa khô tỉnh Quảng TrịError! Bookmark not defined Bảng 1.2 Phân phối mƣa năm theo tháng trạm đo mƣa lƣu vực sông Thạch Hãn Error! Bookmark not defined Bảng 1.3 Nhiệt độ trung bình tháng số trạm (oC)Error! Bookmark not defined Bảng 1.4 Độ ẩm tƣơng đối trạm Đông Hà (%) Error! Bookmark not defined Bảng 1.5 Bốc bình quân tháng trạm Đông Hà (mm)Error! Bookmark not defined Bảng 1.6 Số nắng trạm Đông Hà (giờ) Error! Bookmark not defined Bảng 1.7 Đặc trƣng hình thái lƣu vực sông Bến Hải Thạch Hãn Error! Bookmark not defined Bảng 1.8: Mạng lƣới trạm khí tƣợng thủy văn lƣu vực sông Thạch Hãn Error! Bookmark not defined Bảng 1.9 Một số đặc trƣng dòng chảy năm lƣu vực sông thuộc tỉnh Quảng Trị Error! Bookmark not defined Bảng 1.10 Phân phối dòng chảy theo tháng năm (mm) trạm đại biểu vùng nghiên cứu Error! Bookmark not defined Bảng 1.11 Phân loại hồ chứa theo dung tích hồ Error! Bookmark not defined Bảng 1.12 Một số hồ chứa lƣu vực sông Bến Hải-Thạch Hãn Error! Bookmark not defined Bảng 3.1 Thủy điện bậc thang dòng sông ĐăkrôngError! Bookmark not defined Bảng 3.2 Thủy điện tạo cƣờng suất lũ cao hạ du trạm Đăkrông Error! Bookmark not defined Bảng 3.3 Danh mục số công trình hồ chứa lƣu vực sông Thạch Hãn Error! Bookmark not defined Bảng 3.4 Thông số kỹ thuật hồ chứa Rào Quán Error! Bookmark not defined Bảng 3.5 Nguyên tắc vận hành hồ chứa Rào Quán Error! Bookmark not defined Bảng 3.6 Danh sách lƣu vực phận hệ thống sông Bến HảiError! Bookmark not defined Bảng 3.7 Danh sách lƣu vực phận hệ thống sông Thạch Hãn Error! Bookmark not defined Bảng 3.8 Trọng số mƣa diện tích tiểu lƣu vực lƣu vực sông Bến HảiThạch Hãn Error! Bookmark not defined Bảng 3.9 Thông số mô hình MIKE-NAM Error! Bookmark not defined Bảng 3.10 Đánh giá kết hiệu chỉnh thông số mô hìnhError! Bookmark not defined Bảng 3.11 Kiểm định thông số đại biểu cho trận lũ năm 2005Error! Bookmark not defined Bảng 3.12 Bộ thông số mô hình MIKE-NAM Error! Bookmark not defined Bảng 3.13 Hiệu cắt giảm lũ hạ du trạm Thạch HãnError! Bookmark not defined DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ lƣu vực sôngThạch Hãn Error! Bookmark not defined Hình 1.2 Sơ đồ mạng lƣới sông lƣới trạm khí tƣợng thủy văn lƣu vực sông Thạch Hãn Error! Bookmark not defined Hình 1.3 Vị trí số hồ chứa tiêu biểu lƣu vực sông Bến Hải-Thạch Hãn Error! Bookmark not defined Hình 2.1 Cấu trúc mô hình MIKE-NAM Error! Bookmark not defined Hình 2.2 Mô hình nhận thức mô hình MIKE-NAMError! Bookmark not Bookmark not defined Hình 2.3 Mô hình tính toán mô hình MIKE-NAMError! defined Hình 2.4 Sơ đồ tổng quát môđun mô hình HEC-RESSIM Error! Bookmark not defined Hình 2.5 Mođun thiết lập lƣu vực Error! Bookmark not defined Hình 2.6 Mođun tạo mạng lƣới hồ Error! Bookmark not defined Hình 2.7 Môdun mô Error! Bookmark not defined Hình 3.1 Sơ đồ bậc thang hồ chứa Thủy điện sông ĐarkongError! Bookmark not defined Hình 3.2 Biểu đồ hệ thống hồ chứa đƣợc lựa chọn lƣu vực sông Thạch Hãn Error! Bookmark not defined Hình 3.3 Bản đồ hệ thống hồ chứa đƣợc lựa chọn lƣu vực sông Thạch Hãn Error! Bookmark not defined Hình 3.4 Phân chia lƣu vực phận hệ thống sôngError! Bookmark not defined Hình 3.5 Thiết lập mô hình mƣa dòng chảy MIKE-NAMError! Bookmark not defined Hình 3.6 Nhập số liệu mƣa bốc số liệu Q thực để hiểu chỉnh kiểm định Gia Vòng Error! Bookmark not defined Hình 3.7 Thiết lập thông số mô hình ban đầu Error! Bookmark not defined Hình 3.8 Kết hiệu chỉnh mô hình trận lũ tháng 11 năm 2004 trạm Gia Vòng Error! Bookmark not defined Hình 3.9 Kết kiểm định mô hình trận lũ tháng 10 năm 2005 Error! Bookmark not defined Hình 3.10 Quá trình lũ đến hồ Rào Quán trận lũ tháng 9/2009Error! Bookmark not defined Hình 3.11 Quá trình lũ đến hồ Rào Quán trận lũ tháng 10/2013Error! Bookmark not defined Hình 3.12 Sơ đồ mạng thủy lực hệ thống sông Thạch HãnError! Bookmark not defined Hình3.13 Quá trình mực nƣớc lũ Thạch Hãn trận lũ từ 15-24/IX/2005 Error! Bookmark not defined Hình 3.14 Quá trình mực nƣớc lũ Thạch Hãn trận lũ từ 29/IX-06/X/2006 Error! Bookmark not defined Hình 3.15 Quá trình hoàn nguyên lũ Thạch Hãn trận lũ tháng 9/2009 Error! Bookmark not defined Hình 3.16 Quá trình hoàn nguyên lũ Thạch Hãn trận lũ tháng 10/2013 Error! Bookmark not defined Hình 3.17 Thiết lập hệ thống sông hồ chứa tính toán lƣu vực sông Thạch Hãn Error! Bookmark not defined Hình 3.18 Thông số hồ Ái Tử Error! Bookmark not defined Hình 3.19 Thông số hồ Rào Quán Error! Bookmark not defined Hình 3.20 Sơ đồ tóm tắt bƣớc ứng dụng mô hìnhError! Bookmark not defined Hình 3.21 Kết tính toán sau hồ Ái Tử trận lũ tháng 10 năm 2011 Error! Bookmark not defined Hình 3.22 Kết sau hồ Rào Quán trận lũ tháng 10 năm 2011Error! Bookmark not defined Hình 3.23 Kết sau hồ Ái Tử trận lũ tháng 10 năm 2005Error! Bookmark not defined Hình 3.24 Kết sau hồ Rào Quán trận lũ tháng 10 năm 2005Error! Bookmark not defined Hình 3.25 Quá trình điều tiết hồ Rào Quán trận lũ 26/9-4/10/2009 Error! Bookmark not defined Hình 3.26 Quá trình điều tiết hồ Rào Quán trận lũ 12/10-17/10/2013 Error! Bookmark not defined Hình 3.27 Hiệu giảm lũ tháng 9/2009 trạm Thạch HãnError! Bookmark not defined Hình 3.28 Hiệu giảm lũ tháng 10/2013 trạm Thạch HãnError! not defined Bookmark MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Các hồ chứa có vai trò quan trọng việc phòng chống cắt lũ vùng hạ du Hiện khu vực miền Trung có xây dựng thêm nhiều hồ chứa thủy điện, thủy lợi nhăm mục đích phát điện phòng chống lũ Vì việc đánh giá tác động hệ thống hồ chứa đến lũ lụt hạ du điều kiện biến đổi khí hậu cần thiết Với vấn đề nêu luận văn đƣợc thực với mục đính đánh giá tác động ảnh hƣởng hồ chứa đến dòng chảy lũ phƣơng pháp thống kê mô hình hóa Lƣu vực đƣợc lựa chọn lƣu vực sông Thạch Hãn thuộc tỉnh Quảng Trị Mục đích đề tài - Đánh giá ảnh hƣởng hồ chứa tới dòng chảy lũ lƣu vực sông Thạch Hãn - Nghiên cứu mô dòng chảy lũ lƣu vực sông Thạch Hãn mô hình HEC-RESSIM Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tƣợng: Dòng chảy lũ lƣu vực sông Thạch Hãn Phạm vi nghiên cứu: Lƣu vực sông Thạch Hãn thuộc tỉnh Quảng Trị Phương pháp nghiên cứu - Phân tích tổng hợp tài liệu, số liệu - Nghiên cứu mô hình toán thủy văn: Mô hình MIKE-NAM mô hình thủy lực MIKE 11 mô hình mô điều tiết hồ chứa HEC-RESSIM Bố cục luận văn Ngoài phần mở đầu kết luận, bố cục luận văn gồm chƣơng nhƣ sau: Chƣơng Tổng quan lƣu vực sông Thạch Hãn Chƣơng Cơ sở lý thuyết Chƣơng Đánh giá biến đổi đặc trƣng dòng chảy lũ lƣu vực sông Thạch Hãn trƣớc sau có hồ chứa TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Báo cáo tổng kết Dự án Quản lý rủi ro thiên tai (NDRMP) 2010 [2] Nguyễn Hữu Khải Nguyễn Thanh Sơn NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 2003 Giáo trình Mô hình toán thủy văn [3] Đỗ Đình Khôi – Hoàng Niêm Viện Khí tƣởng thủy văn (1991) Dòng chảy lũ sông ngòi Việt Nam [4] Nguyễn Tiền Giang 2010 Phân tích hệ thống nguồn nƣớc Giáo trình sau đại học Trƣờng ĐHKHTN ĐHQGHN [5] Nguyễn Hữu Khải NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Giáo trình Phân tích thống kê thủy văn [6] Lê Thị Huệ 2007 Ứng dụng mô hình HEC-RESSIM tính điều tiết lũ hệ thống hồ chứa sông Hương Luận văn Thạc sĩ [7] Ngô Chí Tuấn 2009 Tính toán cân nước hệ thống lưu vực sông Thạch Hãn tỉnh Quảng Trị Luận văn Thạc sĩ [8] Denmark Hydraulic Institute (DHI) 2004 MIKE 11 User Guide DHI [9] Denmark Hydraulic Institute (DHI) 2004 MIKE 11 Reference Manual DHI [10] Vũ Đức Long Nghiên cứu xây dựng công nghệ cảnh báo, dự báo lũ cảnh báo ngập lụt cho sông Quảng Bình Quảng Trị Trung Tâm DBKTTVTW [11] Quy hoạch tổng thể tài nguyên nƣớc tỉnh Quảng Trị đến năm 2010, có định hƣớng năm 2020 [...]... mục đính đánh giá tác động ảnh hƣởng của hồ chứa đến dòng chảy lũ bằng các phƣơng pháp thống kê và mô hình hóa Lƣu vực đƣợc lựa chọn là lƣu vực sông Thạch Hãn thuộc tỉnh Quảng Trị 1 Mục đích của đề tài - Đánh giá ảnh hƣởng của hồ chứa tới dòng chảy lũ lƣu vực sông Thạch Hãn - Nghiên cứu mô phỏng dòng chảy lũ trên lƣu vực sông Thạch Hãn bằng mô hình HEC-RESSIM 2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tƣợng:... nghiên cứu Đối tƣợng: Dòng chảy lũ trên lƣu vực sông Thạch Hãn Phạm vi nghiên cứu: Lƣu vực sông Thạch Hãn thuộc tỉnh Quảng Trị 3 Phương pháp nghiên cứu - Phân tích tổng hợp tài liệu, số liệu - Nghiên cứu mô hình toán thủy văn: Mô hình MIKE-NAM mô hình thủy lực MIKE 11 và mô hình mô phỏng điều tiết hồ chứa HEC-RESSIM 4 Bố cục của luận văn Ngoài phần mở đầu và kết luận, bố cục của luận văn gồm 3 chƣơng nhƣ... quan về lƣu vực sông Thạch Hãn Chƣơng 2 Cơ sở lý thuyết Chƣơng 3 Đánh giá biến đổi đặc trƣng dòng chảy lũ lƣu vực sông Thạch Hãn trƣớc và sau khi có hồ chứa TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Báo cáo tổng kết Dự án Quản lý rủi ro thiên tai (NDRMP) 2010 [2] Nguyễn Hữu Khải Nguyễn Thanh Sơn NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 2003 Giáo trình Mô hình toán thủy văn [3] Đỗ Đình Khôi – Hoàng Niêm Viện Khí tƣởng thủy văn (1991)... đề Các hồ chứa có vai trò quan trọng trong việc phòng chống và cắt lũ ở vùng hạ du Hiện nay khu vực miền Trung đã có và đang xây dựng thêm rất nhiều hồ chứa thủy điện, thủy lợi nhăm mục đích phát điện và phòng chống lũ Vì vậy việc đánh giá tác động của hệ thống hồ chứa đến lũ lụt hạ du trong điều kiện biến đổi khí hậu là hết sức cần thiết Với vấn đề nêu trên luận văn này đƣợc thực hiện với mục đính đánh. .. chảy lũ sông ngòi Việt Nam [4] Nguyễn Tiền Giang 2010 Phân tích hệ thống nguồn nƣớc Giáo trình sau đại học Trƣờng ĐHKHTN ĐHQGHN [5] Nguyễn Hữu Khải NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Giáo trình Phân tích thống kê trong thủy văn [6] Lê Thị Huệ 2007 Ứng dụng mô hình HEC-RESSIM tính điều tiết lũ hệ thống hồ chứa sông Hương Luận văn Thạc sĩ [7] Ngô Chí Tuấn 2009 Tính toán cân bằng nước hệ thống lưu vực sông Thạch. .. sông Thạch Hãn tỉnh Quảng Trị Luận văn Thạc sĩ [8] Denmark Hydraulic Institute (DHI) 2004 MIKE 11 User Guide DHI [9] Denmark Hydraulic Institute (DHI) 2004 MIKE 11 Reference Manual DHI [10] Vũ Đức Long Nghiên cứu xây dựng công nghệ cảnh báo, dự báo lũ và cảnh báo ngập lụt cho các sông chính ở Quảng Bình Quảng Trị Trung Tâm DBKTTVTW [11] Quy hoạch tổng thể tài nguyên nƣớc tỉnh Quảng Trị đến năm 2010,