Header Page of 16 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRUNG TÂM KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN QUỐC GIA Số – Đặng Thái Thân – Hoàn Kiếm – Hà Nội *** - BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH WETSPA VÀ HECRAS MÔ PHỎNG, DỰ BÁO QUÁ TRÌNH LŨ TRÊN HỆ THỐNG SÔNG THU BỒN – VU GIA CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: Ths Đặng Thanh Mai Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Trung ương 7517 15/10/2009 Hà Nội, – 2009 Footer Page of 16 Header Page of 16 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRUNG TÂM KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN QUỐC GIA Số - Đặng Thái Thân – Hoàn Kiếm – Hà Nội BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Tên đề tài: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH WETSPA VÀ HECRAS MÔ PHỎNG, DỰ BÁO QUÁ TRÌNH LŨ TRÊN HỆ THỐNG SÔNG THU BỒN – VU GIA Chỉ số phân loại: Chỉ số đăng ký: Chỉ số lưu trữ: Các quan cộng tác viên tham gia thực đề tài: Ks Bùi Đức Long Ths Vũ Đức Long Ths Nguyễn Thị Thu Trang Ths Võ Văn Hòa Ts Nguyễn Thanh Long Ts Lê Quốc Hùng Ths Phạm Văn Chiến Ks Nguyễn Hữu Thiêm Ks Phùng Hồng Long Ngày tháng năm 2009 CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI Ngày tháng năm 2009 CƠ QUAN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Bùi Minh Tăng Ths Đặng Thanh Mai Hà Nội, ngày tháng Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương Viện Nghiên cứu Địa chất khoáng sản Viện Nghiên cứu Địa chất khoáng sản Đài KTTV khu vực Trung Trung Đài KTTV khu vực Trung Trung Đài KTTV khu vực Trung Trung năm 2009 HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ CHÍNH THỨC CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG Footer Page of 16 Hà Nội, ngày Ngày tháng năm 2009 CƠ QUAN CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI Trần Văn Sáp tháng năm 2009 CƠ QUAN QUẢN LÝ ĐỀ TÀI TL BỘ TRƯỞNG KT.VỤ TRƯỞNG VỤ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ PHÓ VỤ TRƯỞNG Header Page of 16 MỤC LỤC MỤC LỤC BẢNG V MỤC LỤC HÌNH VII MỤC LỤC HÌNH VII MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: QUY LUẬT HÌNH THÀNH LŨ VÀ VẤN ĐỀ DỰ BÁO LŨ TRÊN HỆ THỐNG SÔNG THU BỒN – VU GIA 1.1 ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ QUY LUẬT HÌNH THÀNH LŨ TRÊN HỆ THỐNG SÔNG THU BỒN VU GIA 1.1.1 Khái quát điều kiện địa lý tự nhiên lưu vực sông Thu Bồn – Vu Gia 1.1.2 Đặc điểm mưa hình thời tiết gây mưa 10 1.1.3 Đặc điểm dòng chảy lũ hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia 12 1.1.4 Các thông tin mạng lưới trạm, điện báo mưa mực nước lưu vực hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia 14 1.1.4.1 Thông tin mạng lưới trạm 14 1.1.4.2 Thông tin điện báo mưa mực nước: 16 1.2 VẤN ĐỀ DỰ BÁO LŨ TRÊN HỆ THỐNG SÔNG THU BỒN – VU GIA VÀ LUẬN CHỨNG CHỌN KIỂU MÔ HÌNH 18 1.2.1 Tổng quan phương án, phương pháp sử dụng dự báo nghiệp vụ lưu vực sông Thu Bồn – Vu Gia 18 1.2.2 Tình hình nghiên cứu mô hình thủy văn, thủy lực giới Việt Nam 19 1.2.3 Một số nghiên cứu tính toán mô lũ tiêu biểu lưu vực sông Thu Bồn – Vu Gia 21 1.2.4 Luận chứng cho việc chọn mô hình tính toán dự báo dòng chảy lũ hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia .23 CHƯƠNG II: MÔ HÌNH WETSPA, MÔ HÌNH HECRAS VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ DỰ BÁO QUÁ TRÌNH LŨ HỆ THỐNG SÔNG THU BỒN-VU GIA 27 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MÔ HÌNH WETSPA 27 2.1.1 Cấu trúc giả thiết mô hình .27 2.1.1.1 Cấu trúc mô hình 27 2.1.1.2 Các giả thiết mô hình 29 2.1.2 Các công thức mô hình 30 2.1.3 Các thông số mô hình 36 Footer Page of 16 i Header Page of 16 2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MÔ HÌNH HECRAS 42 2.2.1 Các công thức mô hình 43 2.2.2 Các số liệu đầu vào mô hình: 46 2.2.2.1 Số liệu hình học: 46 2.2.2.2 Điều kiện biên điều kiện ban đầu: 47 2.2.2.3 Số liệu lưu lượng: 48 2.3 HƯỚNG TIẾP CẬN XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ DỰ BÁO CHO HỆ THỐNG SÔNG THU BỒN - VU GIA 48 2.4 CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG ĐÁNH GIÁ MÔ PHỎNG VÀ DỰ BÁO CỦA MÔ HÌNH 49 CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH WETSPA MÔ PHỎNG LŨ TRÊN HỆ THỐNG SÔNG THU BỒN - VU GIA 52 3.1 PHÂN CHIA LƯU VỰC VÀ THIẾT LẬP MÔ HÌNH WETSPA 52 3.1.1 Phân chia lưu vực phận 52 3.1.2 Thiết lập mô hình 54 3.1.3 Tài liệu khí tượng thủy văn phục vụ vận hành mô hình WETSPA 58 3.2 XÂY DỰNG CÁC LOẠI BẢN ĐỒ THÔNG SỐ CHO MÔ HÌNH WETSPA 59 3.2.1 Xây dựng đồ cắt tách lưu vực phận cho hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia 64 3.2.1.1 Xây dựng đồ DEM .64 3.2.1.2 Xây dựng đồ cấu trúc đất 67 3.2.1.3 Xây dựng đồ thảm phủ 68 3.2.1.4 Xây dựng đồ phân vùng ảnh hưởng trạm mưa 73 3.2.2 Xây dựng đồ thông số đặc trưng vật lý lưu vực cho lưu vực phận 75 3.2.3 Xây dựng đồ thông số đặc trưng vật lý đất cho lưu vực phận 76 3.2.4 Xây dựng đồ thông số đặc tính lớp phủ thực vật cho lưu vực phận 77 3.2.5 Xây dựng đồ thông số đặc tính dòng chảy lưu vực .78 3.3 BỘ THÔNG SỐ CỦA MÔ HÌNH WETSPA VÀ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 78 3.3.1 Nguyên tắc tối ưu thông số mô hình WETSPA 78 3.3.2 Kết tối ưu thông số 80 3.3.2.1 Kết tối ưu thông số mô hình cho lưu vực Thành Mỹ .80 3.3.2.2 Kết tối ưu thông số mô hình WETSPA cho lưu vực Nông Sơn 86 3.3.2.3 Lựa chọn thông số mô hình cho lưu vực phận trạm đo .94 Footer Page of 16 ii Header Page of 16 3.3.3 Phân tích tính nhạy cảm, phạm vi biến đổi thông số mô hình 97 3.3.4 Đánh giá chất lượng mô kiểm định mô hình 99 3.3.4.1 Trạm Thành Mỹ 101 3.3.4.2 Trạm Hội Khách 103 3.3.4.3 Trạm Ái Nghĩa 106 3.3.4.4 Trạm Hiệp Đức 108 3.3.4.5 Trạm Nông Sơn 110 3.3.4.6 Trạm Giao Thủy 113 3.3.4.7 Trạm Câu Lâu 115 3.3.4.8 Trạm Hội An 118 3.3.4.9 Một số nhận xét kết mô kiểm định mô hình WETSPA 120 CHƯƠNG IV ỨNG DỤNG MÔ HÌNH WETSPA VÀ HECRAS MÔ PHỎNG LŨ HỆ THỐNG SÔNG THU BỒN – VU GIA 123 4.1 THIẾT LẬP MÔ HÌNH WETSPA KẾT NỐI VỚI HECRAS 123 4.1.1 Phương pháp kết hợp hai mô hình WETSPA HECRAS .123 4.1.2 Xây dựng sơ đồ mạng thuỷ lực diễn toán dòng chảy sông .125 4.1.2.1 Sơ đồ thủy lực vùng hạ lưu hệ thống sông 125 4.1.2.2 Biên mô hình 128 4.1.3 Tài liệu thủy văn để tối ưu kiểm định mô hình 131 4.2 BỘ THÔNG SỐ CỦA MÔ HÌNH HECRAS VÀ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG CỦA BỘ MÔ HÌNH WETSPA - HECRAS 132 4.2.1 Nguyên tắc hiệu chỉnh mô hình WETSPA - HECRAS: 132 4.2.2 Kết tối ưu thông số mô hình 132 4.2.3 Đánh giá kết 133 4.2.3.1 Kết hiệu chỉnh mô hình 133 4.2.3.2 Kiểm nghiệm thông số tối ưu 139 4.1.4 Nhận xét chung 145 CHƯƠNG V CÁC VẤN ĐỀ CẦN THỰC HIỆN TRONG ỨNG DỤNG BỘ MÔ HÌNH WETSPA VÀ HECRAS VÀO DỰ BÁO NGHIỆP VỤ 146 5.1 XÂY DỰNG PHÂN BỐ MƯA THEO KHÔNG GIAN CHO CÁC HÌNH THẾ THỜI TIẾT GÂY MƯA 146 5.1.1 Đặc điểm mưa lưu vực 147 5.1.2 Đặc điểm mưa hình thời tiết gây lũ lớn .150 5.1.2.1 Các hình thời tiết gây mưa lớn 150 5.1.2.2 Đặc điểm phân bố mưa hình thời tiết gây mưa lớn.154 5.1.3 Các trận lũ lớn hình thời tiết điển hình gây 161 5.1.3.1 Trận lũ đặc biệt lớn tháng XI năm 1998 (B +KKL +HTND) 161 Footer Page of 16 iii Header Page of 16 5.1.3.2 Trận lũ lớn đầu tháng XI năm 1999 (KKL +HTND + ĐGD) 162 5.1.3.3 Trận lũ lớn đầu tháng XII/1999 (KKL + ĐGD) 164 5.1.3.4 Trận lũ lớn tháng XI/2004 (KKL +Bão) 166 5.1.3.5 Trận lũ tháng XI năm 2007 (B + ĐGĐ) 167 5.1.4 Xây dựng phân bố mưa theo không gian cho hình thời tiết điển hình gây mưa lớn .168 5.2 ỨNG DỤNG CÁC SẢN PHẨM DỰ BÁO MƯA 172 5.2.1 Giới thiệu chung 172 5.2.2 Sản phẩm dự báo mưa số trị phục vụ đầu vào mô hình 172 5.2.3 Các sản phẩm khác 175 5.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP HIỆU CHỈNH KẾT QUẢ 178 5.3.1 Lọc theo Kalman .179 5.3.2 Lọc theo Hồi Qui .180 5.3.3 Hiệu chỉnh tức thời 182 CHƯƠNG VI: XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ DỰ BÁO LŨ HỆ THỐNG SÔNG THU BỒN VU GIA 183 6.1 CÁC BÀI TOÁN CẦN THỰC HIỆN 183 6.2 XÂY DỰNG NGÂN HÀNG DỮ LIỆU 184 6.2.1 Tổ chức sở liệu 184 6.2.2 Cấu trúc ngân hàng liệu 187 6.3 XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ DỰ BÁO DÒNG CHẢY LŨ HỆ THỐNG SÔNG THU BỒN – VU GIA 189 6.3.1 Hệ thống mô đun chương trình phục vụ công nghệ dự báo 189 6.3.2 Hệ thống thực đơn phần mềm giao diện 192 6.4 QUY TRÌNH DỰ BÁO VÀ HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ DỰ BÁO 194 6.4.1 Cài đặt chương trình 194 6.4.2 Hướng dẫn sử dụng công nghệ 195 6.5 KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM TÁC NGHIỆP 208 6.5.1 Trình tự dự báo 208 6.5.2 Kết dự báo thử nghiệm 208 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 214 TÀI LIỆU THAM KHẢO 218 Footer Page of 16 iv Header Page of 16 MỤC LỤC BẢNG Bảng 1.1: Đặc trưng hình thái lưu vực hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia [1] Bảng 1.2: Danh sách trạm KTTV Trên lưu vực sông Thu Bồn- Vu Gia 15 Bảng 2.1: Danh sách thông số mô hình 37 Bảng 3.1: Danh sách lưu vực phận hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia 53 Bảng 3.2: Phân loại đất lưu vực hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia 67 Bảng 3.3: Phân loại thảm phủ lưu vực hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia 69 Bảng 3.5: Các thông số đặc trưng cho kết cấu loại đất lưu vực Thành Mỹ 81 Bảng 3.6: Các thông số đặc trưng cho loại sử dụng đất lưu vực Thành Mỹ 82 Bảng 3.7: Hệ số dòng chảy tiềm cho loại đất, thảm phủ độ dốc lưu vực Thành Mỹ 83 Bảng 3.8: Các thông số chung mô hình cho lưu vực Thành Mỹ 86 Bảng 3.9: Các thông số trưng cho kết cấu loại đất lưu vực Hiệp Đức Nông Sơn 87 Bảng 3.10: Các thông số đặc trưng cho loại sử dụng đất lưu vực Hiệp Đức 88 Bảng 3.11: Hệ số dòng chảy tiềm cho loại đất, thảm phủ độ dốc lưu vực Hiệp Đức 89 Bảng 3.12: Các thông số chung mô hình cho lưu vực Hiệp Đức 94 Bảng 3.13: Các thông số chung mô hình cho lưu vực khu Hiệp ĐứcNông Sơn 94 Bảng 3.14: Độ nhạy thông số mô hình WETSPA tối ưu 98 Bảng 3.15: Kết tiêu đánh giá mô hình Thành Mỹ 101 Bảng 3.16: Kết tiêu đánh giá kiểm định mô hình Thành Mỹ 102 Bảng 3.17: Kết tiêu đánh giá mô hình Hội Khách 104 Bảng 3.18: Kết tiêu đánh giá kiểm định mô hình Hội Khách 105 Bảng 3.19: Kết tiêu đánh giá mô hình Ái Nghĩa 106 Bảng 3.20: Kết tiêu đánh giá kiểm định mô hình Ái nghĩa 108 Bảng 3.21: Kết tiêu đánh giá mô hình Hiệp Đức 109 Bảng 3.22: Kết tiêu đánh giá kiểm định mô hình Hiệp Đức 110 Bảng 3.23: Kết tiêu đánh giá mô hình Nông Sơn 111 Bảng 3.24: Kết tiêu đánh giá kiểm định mô hình Nông Sơn 112 Bảng 3.25: Kết tiêu đánh giá mô hình Giao Thủy 113 Bảng 3.26: Kết tiêu đánh giá kiểm định mô hình Giao Thủy 114 Bảng 3.27: Kết tiêu đánh giá mô hình Câu Lâu 116 Bảng 3.28: Kết tiêu đánh giá kiểm định mô hình Câu Lâu 117 Bảng 3.29: Kết tiêu đánh giá mô hình Hội An 118 Bảng 3.30: Kết tiêu đánh giá kiểm định mô hình Hội An 119 Bảng 4.1: Danh sách trạm thủy văn dùng để tối ưu kiểm định mô hình 131 Bảng 4.2: Hệ số nhám trung bình cho đoạn sông 133 Bảng 4.3: Kết mô trình dòng chảy Thành Mỹ 134 Bảng 4.4: Kết mô trình mực nước Hội Khách 135 Bảng 4.5: Kết mô trình mực nước Ái Nghĩa 135 Bảng 4.6: Kết mô trình dòng chảy Nông Sơn 136 Footer Page of 16 v Header Page of 16 Bảng 4.7: Kết mô trình mực nước Giao Thủy 137 Bảng 4.8: Kết mô trình mực nước Câu Lâu 138 Bảng 4.9: Kết tiêu đánh giá kiểm định mô hình Thành Mỹ 143 Bảng 4.10: Kết tiêu đánh giá kiểm định mô hình Hội Khách 143 Bảng 4.11: Kết tiêu đánh giá kiểm định mô hình Ái Nghĩa 143 Bảng 4.12: Kết tiêu đánh giá kiểm định mô hình Nông Sơn 144 Bảng 4.13: Kết tiêu đánh giá kiểm định mô hình Giao Thủy 144 Bảng 4.14: Kết tiêu đánh giá kiểm định mô hình Câu Lâu 144 Bảng 5.1: Đặc trưng mưa sinh lũ trạm (thời đoạn 2-3 ngày) 150 Bảng 5.2: Thống kê trận lũ từ mức báo động II trở lên (1976-2007) sông Thu Bồn - Trạm Câu Lâu 152 Bảng 5.3: Đặc trưng trận lũ từ 18-20/XI/1998 162 Bảng 5.4: Đặc trưng trận lũ XI/1999 163 Bảng 5.5: Đặc trưng trận lũ tháng XII/1999 165 Bảng 5.6: Đặc trưng trận lũ tháng 22-27/XI/2004 166 Bảng 5.7: Đặc trưng trận lũ tháng XI/2007 168 Bảng 6.1: Các files chứa liệu chạy mô hình 187 Bảng 6.2: Đặc trưng trận lũ lớn từ 1h/1/X/2008 đến 19h/30/XI/2008 209 Bảng 6.3: Kết dự báo tác nghiệp đỉnh lũ đến Ái Nghĩa mô hình WETSPA WETSPA +HECRAS (Từ 1/X đến 30/XI/ 2008) 210 Bảng 6.4: Kết dự báo tác nghiệp trình lũ đến Ái Nghĩa mô hình WETSPA WETSPA +HECRAS (Từ 1/X đến 30/XI/ 2008) 210 Bảng 6.5: Kết dự báo tác nghiệp đỉnh lũ đến Giao Thủy mô hình WETSPA WETSPA +HECRAS (Từ 1/X đến 30/XI/ 2008) 210 Bảng 6.6: Kết dự báo tác nghiệp trình lũ đến Giao Thủy mô hình WETSPA WETSPA +HECRAS (Từ 1/X đến 30/XI/ 2008) 211 Bảng 6.7: Kết dự báo tác nghiệp đỉnh lũ đến Câu Lâu mô hình WETSPA WETSPA +HECRAS (Từ 1/X đến 30/XI/ 2008) 211 Bảng 6.8: Kết dự báo tác nghiệp trình lũ đến Câu Lâu mô hình WETSPA WETSPA +HECRAS (Từ 1/X đến 30/XI/ 2008) 211 Footer Page of 16 vi Header Page of 16 MỤC LỤC HÌNH Hình 1.1: Bản đồ mạng lưới sông công trình thủy điện hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia Hình 1.2: Lượng mưa mùa cạn, mùa lũ mưa năm trạm lưu vực sông Thu Bồn-Vu Gia [20] 11 Hình 1.3: Bản đồ mạng lưới trạm KTTV lưu vực sông Thu Bồ - Vu Gia vùng lân cận 17 Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc mô hình Wetspa mức độ ô lưới 29 Hình 2.2: Sơ đồ thành lập đồ thông số mô hình 39 Hình 2.3: Sơ đồ xác định thành phần giới đất USDA (Harry Bucknam- Nyle C Brady, 1980) 40 Hình 3.1: Các lưu vực phận hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia 53 Hình 3.2: Phân phối Q ngã ba sông Vu Gia-Ái Nghĩa-Quảng Huế [25] 57 Hình 3.3: Sơ đồ tính toán dòng chảy hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia sử dụng mô hình WETSPA 58 Hình 3.4: Bản đồ đường đồng mức độ cao lưu vực hệ thống sông Thu Bồn Vu Gia 65 Hình 3.5: Bản đồ DEM lưu vực hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia 66 Hình 3.6: Bản đồ đất toàn lưu vực hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia 68 Hình 3.7: Bản đồ thảm phủ lưu vực hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia 69 Hình 3.8 (a, b, c, d, f, e): Các đồ DEM, thảm phủ đất hai tiểu lưu vực Hiệp Đức Thành Mỹ 73 Hình 3.9: Bản đồ phân vùng ảnh hưởng trạm mưa hệ thống sông Thu Bồn Vu Gia 75 Hình 3.10: sơ đồ thành lập đồ thông số đặc trưng vật lý lưu vực cho lưu vực phận 76 Hình 3.11: Sơ đồ thành lập đồ thông số đặc trưng vật lý đất cho lưu vực phận 77 Hình 3.12: Sơ đồ thành lập đồ thông số đặc tính thảm phủ cho lưu vực phận 77 Hình 3.13 (a, b, c): Một số đồ thông số lưu vực Thành Mỹ 85 Hình 3.14 (a,b,c): Một số đồ thông số lưu vực Hiệp Đức 92 Hình 3.15 (a, b, c): Một số đồ thông số lưu vực Nông Sơn 93 Hình 3.16 (a, b, c): Một số đồ thông số lưu vực sông Bung 97 Hình 3.17: Đường trình lưu lượng tính toán thực đo Thành Mỹ mùa lũ năm 2004 102 Hình 3.18: Đường trình lưu lượng tính toán thực đo Thành Mỹ mùa lũ năm 2007 103 Hình 3.19: Đường trình mực nước tính toán thực đo Hội Khách mùa lũ năm 2005 104 Hình 3.20: Đường trình mực nước tính toán thực đo Hội Khách mùa lũ năm 2006 105 Footer Page of 16 vii Header Page 10 of 16 Hình 3.21: Đường trình mực nước tính toán thực đo Ái Nghĩa mùa lũ năm 2003 106 Hình 3.22: Đường trình mực nước tính toán thực đo Ái Nghĩa mùa lũ năm 2007 107 Hình 3.23: Đường trình mực nước tính toán thực đo Hiệp Đức mùa lũ năm 2005 108 Hình 3.24: Đường trình lưu lượng tính toán thực đo Hiệp Đức mùa lũ năm 2007 110 Hình 3.25: Đường trình lưu lượng tính toán thực đo Nông Sơn mùa lũ năm 2003 111 Hình 3.26: Đường trình lưu lượng tính toán thực đo Nông Sơn mùa lũ năm 2007 112 Hình 3.27: Đường trình mực nước tính toán thực đo Giao Thủy mùa lũ năm 2005 114 Hình 3.28: Đường trình mực nước tính toán thực đo Giao Thủy mùa lũ năm 2007 115 Hình 3.29: Đường trình mực nước tính toán thực đo Câu Lâu mùa lũ năm 2002 116 Hình 3.30: Đường trình mực nước tính toán thực đo Câu Lâu mùa lũ năm 2006 117 Hình 3.31: Đường trình mực nước tính toán thực đo Hội An mùa lũ năm 2005 119 Hình 3.32: Đường trình mực nước tính toán thực đo Hội An mùa lũ năm 2007 120 Hình 4.1: Sơ đồ kết nối mô hình WETSPA HECRAS 125 Hình 4.2: Mạng tính toán thủy lực mô hình HECRAS 127 Hình 4.3: Sơ đồ kết nối Thủy văn - thủy lực mô hình hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia 128 Hình 4.4: Quan hệ mực nước trạm Tiên Sa mực nước bảng thuỷ triều 130 Hình 4.5: Mực nước triều trạm Tiên Sa mực nước tính toán bảng thuỷ triều 130 Hình 4.6: Đường trình lưu lượng tính toán thực đo Thành Mỹ mùa lũ năm 2001 134 Hình 4.7: Đường trình mực nước tính toán thực đo Hội Khách mùa lũ năm 2002 135 Hình 4.8: Đường trình mực nước tính toán thực đo Ái Nghĩa mùa lũ năm 2003 136 Hình 4.9: Đường trình lưu lượng tính toán thực đo Nông Sơn mùa lũ năm 2002 137 Hình 4.10: Đường trình mực nước tính toán thực đo Giao Thủy mùa lũ năm 2004 138 Hình 4.11: Đường trình mực nước tính toán thực đo Câu Lâu mùa lũ năm 2005 139 Footer Page 10 of 16 viii Header Page 471 of 16 - Xem kết dự báo trạm dạng bảng - Bản tin từ kết Wetspa - Bản tin từ kết Wetspa kết hợp với HECRAS Thực đơn F Giới thiệu trợ giúp chương trình Thực đơn G Thanh công cụ (1) Phóng to, thu nhỏ đồ Chọn biểu tượng, bấm kéo để phóng to Giữ phím Ctrl để thu nhỏ Di chuyển đồ (2) (3) Lấy thông tin đồ: Khi chọn biểu tượng sau bấm đúp vào tiểu lưu vực phóng to đồ tiểu lưu vực Di chuột đến trạm mưa tên trạm mưa, bấm vào trạm thủy văn xuất menu cho phép xem đặc trưng trạm, trình thực đo, dự báo, kết dự báo trạm (4) Đưa đồ kích thước ban đầu Hướng dẫn sử dụng công nghệ Để tác nghiệp dự báo hàng ngày cần thực bước sau theo thứ tự : Bước 1: Kích vào biểu tượng chương trình, hình giao diện xuất hình Vào năm dự báo tính toán: Kích vào biểu tượng chương trình, hình giao diện công nghệ xuất hình 6.7 Trên cửa sổ có ô textbox để vào Footer Page 471 of 16 Header Page 472 of 16 năm chạy mô dự báo Năm dự báo mặc định chương trình năm Trong trường hợp muốn mô tính toán năm cũ đánh năm vào ô năm dự báo chương trình tự động đọc số liệu thông số năm cần tính Trên giao diện có đồ mạng lưới sông, mạng lưới trạm KTTV, phân chia lưu vực Các công cụ giao diện cho phép phóng to, thu nhỏ, hiển thị đồ theo tỷ lệ khác Kích đúp vào lưu vực phận, hình hiển thị đồ lưu vực Công cụ thông tin giao diện cho phép người sử dụng truy cập đặc trưng trạm thủy văn, số liệu thực đo dự báo trạm Ngoài cửa sổ có thực đơn có chức khác Các thực đơn kích hoạt sau bước chạy chương trình Thanh công cụ Thực đơn Trạm thủy văn Hình 1: Giao diện công nghệ dự báo sông Thu Bồn – Vu Gia Footer Page 472 of 16 Header Page 473 of 16 Bước 2: Chuẩn bị, cập nhập số liệu thực đo - Trích số liệu từ sở số liệu giải mã: Khi kích chuột vào vào Data, chọn Trích số liệu hình xuất cửa số trích số liệu hình Đây modun dùng để trích số liệu mưa mực nước thực đo tới thời điểm trạm lưu vực sông Thu Bồn – Vu Gia từ sở liệu giải mã Trong cửa sổ này, vào thời gian bắt đầu kết thúc trích số liệu kích vào nút thực chương trình trích số liệu từ sở liệu mưa, mực nước chung ghi sở liệu riêng theo năm hệ thống sông Kích vào Kết thúc để kết thúc trích số liệu Trong trường hợp thực dự báo hàng ngày cần vào ốp thời gian gần Chương trình tự động trích số liệu mưa lũ từ sở liệu chung vào sở liệu hệ thống sông phục vụ cho việc chạy mô hình Cơ sở liệu hệ thống sông lưu thư mực //Data file Vugiathubon.mdb, bảng ThubonRESULT Hình 2: Cửa sổ trích số liệu Bước 3: Kiểm tra, sửa chữa, cập nhập số liệu: Vào data chọn sửa chữa, cập nhập số liệu Thực đơn cho phép sửa chữa, bổ xung, cập nhập số liệu trạm thủy văn đo mưa hệ thống sông tay thiếu, sai sở số liệu giải mã Kích chuột vào thực đơn xuất cửa sổ hình Trên cửa sổ hiển thị số liệu theo ô theo mã trạm theo thời gian, soạn thảo trực tiếp ô Khi cần bổ xung thêm dòng bấm vào nút Thêm số liệu Sau bổ xung, sửa chữa kích vào nút kết thúc để ghi đóng chương trình Footer Page 473 of 16 Header Page 474 of 16 Hình 3: Cửa sổ sửa chữa, cập nhập số liệu Bước 4: Đọc số liệu thực đo thông số mô hình: Đây bước quan trọng thiếu Khi chạy mô hình kích chuột vào data chọn đọc số liệu thông số chương trình đọc số liệu thông số mô hình từ sở liệu tương ứng với năm tính toán, gán giá trị vào biến, tạo file trung gian tra mực nước, lưu lượng Bước 5: Xem kiểm tra số liệu thực đo trạm toàn hệ thống sông hai cách: Cách 1: Vào Data chọn Quá trình trạm: Xem trình nhiều trạm hệ thống Khi kích chuột vào thực đơn này, xuất cửa sổ hình Cửa sổ cho phép hiển thị đường trình mực nước hay nhiều trạm hệ thống sông Danh sách trạm lựa chọn từ danh sách cách kích vào tên trạm cần chọn Tên trạm hiển thị hộp danh sách Kích vào tên hộp danh sách cho phép loại bỏ tên khỏi danh sách chọn Khi kích vào nút vẽ đồ thị cửa sổ đường trình mực nước trạm danh sách biểu đồ Footer Page 474 of 16 Header Page 475 of 16 Hình 4: Cửa sổ hiển thị trình mực nước thực đo trạm hệ thống sông Cách 2: Chọn biểu tượng (3), kích chuột vào vị trí trạm đồ, vào thực đơn trình thực đo để xem trình mực nước mưa lưu vực phận trạm hình Hình 5: Cửa sổ hiển thị trình mực nước mưa thực đo trạm Bước - Dự báo mưa : Vào thực đơn Mưa dự báo chọn Vào số liệu mưa dự báo Trên hình xuất cửa sổ hình cho phép người sử dụng lựa chọn phương án dự báo mưa Footer Page 475 of 16 Header Page 476 of 16 a) Lựa chọn sử dụng kết dự báo mưa theo mô hình HRM: Kích chuột vào lựa chọn chương trình tự động đọc kết file mưa dự báo từ mô hình HRM Phân phối mưa lưu vực tính phương pháp đa giác Thai Sơn b) Lựa chọn dự báo mưa từ hình thời tiết Khi kích chuột vào lựa chọn lựa chọn hình thời tiết lên Vào số liệu dự báo mưa trung bình lưu vực cho thời đoạn dự báo lựa chọn mẫu phân bố mưa c) Lựa chọn dự báo mưa theo lựa chọn người sử dụng: Khi kích chuột vào chức xuất cửa sổ hiển thị giá trị mưa khứ thời đoạn mưa dự báo cuối file mặc định (hình 7) Cập nhập trị số dự báo mưa bình quân lưu vực thời đoạn cho lưu vực phận File mưa dự báo lưu thư mục //Data/SlmuaDB.txt Hình Cửa sổ hiển thị lựa chọn phương án dự báo mưa Footer Page 476 of 16 Header Page 477 of 16 Hình : Cửa sổ nhập số liệu dự báo mưa Bước 7: Nhập số liệu đầu vào cho mô hình Wetspa: Vào thực đơn Mưa dự báo chọn Số liệu chạy Wetspa Chương trình tự động cập nhập số liệu đầu vào thông số cho mô hình Wetspa Bước 8: Dự báo cho trạm hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia mô hình Wetspa: Vào thực đơn Dự báo mô hình Wetspa chọn lưu vực phận từ xuống theo số thứ tự Tại lưu vực phận thực theo hướng dẫn hình Cuối hiệu chỉnh dự báo, ghi kết dự báo Khi lưu vực bên tính toán dự báo thực đơn tính toán cho lưu vực kích hoạt Khi chọn lưu vực phận, chương trình tự động tính toán lưu lượng theo thông số mô hình Wetspa cho lưu vực phận Sau đường trình dự báo thực đo hiển thị cửa sổ hình 6.8 Cửa sổ cho phép vi chỉnh đường dự báo cho phù hợp tốt với đường thực đo 1- Hiệu chỉnh tức thời: Hiệu chỉnh cách kích vào mũi tên lên xuống để dịch chuyển đường dự báo lên hay xuống khoảng cách định cho ô giá trị hiệu chỉnh 2- Hiệu chỉnh phương pháp hồi qui: Khi kích vào nút lệnh cửa sổ tính toán phương trình hồi qui xuất hình Chương trình tự động tính toán mối quan hệ đường tính toán thực đo, thiết lập phương trình tuyến tính hai đường hiệu chỉnh lại kết tính toán cho phù hợp với thực đo theo quan hệ 3- Hiệu chỉnh phương pháp lọc Kalman: Chương trình Kalman chạy lọc Kalman gồm mô-đun sau:- Mô-đun đọc liệu đầu vào cho Kalman: ReadDataKalman, Mô-đun lọc Kalman: KalmanFilter để hiệu chỉnh lại kết tính toán cho phù hợp với thực đo Footer Page 477 of 16 Header Page 478 of 16 Khi kích vào điểm đường dự báo thực đo, hộp thông báo xuất cho biết vị trí giá trị lưu lượng điểm Khi thoả mãn với giá trị dự báo kích vào nút ‘Ghi’ để ghi kết dự báo kích vào nút ‘Close’ để đóng cửa sổ Khi thoả mãn với giá trị dự báo kích vào nút Ghi kết để ghi kết dự báo kích vào nút Kết thúc để đóng cửa sổ Hình 8: Cửa sổ hiệu chỉnh đường tính toán thực đo Footer Page 478 of 16 Header Page 479 of 16 Hình : Cửa sổ hiệu chỉnh kết mô hình phương pháp hồi quy Bước 9: Hiệu chỉnh thông số mô hình: Nếu đường trình tính toán thực đo sai khác nhiều cần hiệu chỉnh tức thời thống số mô hình cách vào thực đơn Tối ưu thông số mô hình Wetspa chọn Tối ưu thông số Đây công cụ dùng để tối ưu thông số mô hình cho lưu vực phận Nó dùng để hiệu chỉnh tức thời thông số mô hình làm dự báo Bước bỏ qua có thông số ổn định Khi kích chuột vào thực đơn có cửa sổ hình xuất hình 10 Trên cửa sổ liệt kê tên lưu vực phận, tên giá trị thông số mô hình Wetspa lưu vực phận Để chọn lưu vực phận kích vào tên lưu vực đó, giá trị thông số thay đổi cho lưu vực chọn Để thay đổi giá trị thông số lưu vực, kích vào tên thông số cần thay đổi Khi giá trị thông số hộp biến đổi thành màu xanh Thay đổi giá trị tương ứng kích vào nút OK, chương trình tự động tính toán lại theo giá trị thông số Sau đó, đồ thị đường tính toán thực đo trạm khống chế hiển thị cho thấy kết Footer Page 479 of 16 Header Page 480 of 16 tính toán (như hình 11) Nếu đường trình tính toán thực đo chưa phù hợp tiến hành hiệu chỉnh lại để thu thông số tối ưu Vào thực đơn Tối ưu thông số mô hình Wetspa chọn Ghi thông số để ghi thông số vào sở liệu sau hiệu chỉnh xong thông số mô hình Bộ thông số chung mô hình sửa trực tiếp cách vào thực đơn data chọn sửa chữa, cập nhập thông số Hình 10: Cửa sổ hiệu chỉnh thông số mô hình Footer Page 480 of 16 Header Page 481 of 16 Hình 11: Cửa sổ hiệu chỉnh đường tính toán thực đo hiệu chỉnh thông số mô hình Bước 10: Nhập số liệu đầu vào cho mô hình HECRAS: Vào thực đơn Mô hình HECRAS chọn Nhập số liệu cho mô hình Chương trình tự động cập nhập số liệu đầu vào thông số cho mô hình HECRAS từ số liệu thực đo kết mô hình WETSPA thông qua file Excel hình 12 Nếu nhập số liệu thành công chương trình có thông báo Bấm OK để kết thúc trình nhập số liệu Footer Page 481 of 16 Header Page 482 of 16 Hình 12: Cửa sổ nhập số liệu cho mô hình HECRAS Bước 11 : Dự báo cho trạm hạ lưu hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia mô hình HECRAS: Vào thực đơn Mô hình HECRAS chọn Tính toán mô hình hình xuất cửa sổ hình 13 Đây giao diện mô hình thủy lực HECRAS Chọn nút Run xuất cửa sổ hình 14 Trong cửa sổ vào thời gian kết thúc tính toán cần chọn lại cấu hình chạy mô hình cần Nhấn nút Computer đợi chương trình tính toán kết thúc Đóng cửa sổ chạy chương trình cửa sổ giao diện HECRAS Hình 13: Giao diện mô hình HECRAS Footer Page 482 of 16 Header Page 483 of 16 Hình 14: Cửa số tính toán mô hình HECRAS Bước 12: Kết xuất hiệu chỉnh kết dự báo mô hình HECRAS Vào thực đơn Mô hình HECRAS chọn Hiệu chỉnh kết mô hình HECRAS chọn Xuất kết từ mô hình Chương trình tự động lấy kết tính toán từ mô hình HECRAS - Chọn trạm hạ lưu để hiệu chỉnh kết dự báo, đường trình dự báo thực đo hiển thị cửa sổ tương tự hình - Quá trình hiệu hiệu chỉnh dự báo, ghi kết dự báo thực tương tự bước Bước 13: Kết xuất Xem kết dự báo Các kết tính toán mô hình lưu thư mục //Ket qua Kết dự báo xem dạng biểu đồ trình bảng kết - Để xem kết tính toán dự báo dạng bảng hay nhiều trạm vào thực đơn Kết dự báo chọn xem kết dự báo Chương trình cho phép chọn file kết vị trí, mở dạng notepad hình 15 Chương trình cho phép xem kết dự báo 24h (file *.DB) kết Footer Page 483 of 16 Header Page 484 of 16 tính toán, dự báo (fike *.kq) mô hình Wetspa HECRAS riêng biệt Kết dự báo dạng bảng trạm xem cách chọn biểu tượng (3) Kích chuột vào vị trí trạm đồ, vào thực đơn Bản tin - Để xem kết tính toán dự báo dạng trình: Chọn biểu tượng (3) Kích chuột vào vị trí trạm đồ, vào thực đơn Quá trình dự báo để xem trình thực đo dự báo trạm tương tự hình 16 Hình 15: Cửa số mở file kết dự báo Footer Page 484 of 16 Header Page 485 of 16 Hình 16: Cửa số xem kết dự báo Bước 14: Kết xuất tin dự báo Vào thực đơn Kết dự báo chọn Bản tin dự báo từ mô hình Wetspa Wetspa + HECRAS để kết xuất giá trị thực đo kết dự báo trạm lưu vực tin dự báo dạng file word theo hai mô hình (Hình 17) Hình 17: Bản tin Dự báo Footer Page 485 of 16 ... lu vc sụng Thu Bn- Vu Gia TT Trm Sụng Thi k o Yu t o in bỏo Trao Vu Gia 1977- X X Khõm c Vu Gia 1977- X X Thnh M Vu Gia 1977- X, H, Q X, H, Q Hi Khỏch Vu Gia 1977- X, H X, H i Ngha Vu Gia 1977-... H X, H Cm L Vu Gia 1977- X, H X, H B N Vu Gia 1977- X Khụng Sn Phc Vu Gia 1977- X Khụng Nng Vu Gia 1931-1944, 1958- X (KT) X 1974, 1976- 10 Tiờn Sa Vu Gia 1977- H, X H, X 11 Tr My Thu Bn 1977-... sụng Thu Bn Vu Gia 65 Hỡnh 3.5: Bn DEM lu vc h thng sụng Thu Bn - Vu Gia 66 Hỡnh 3.6: Bn t ton lu vc h thng sụng Thu Bn - Vu Gia 68 Hỡnh 3.7: Bn thm ph lu vc h thng sụng Thu