Đang tải... (xem toàn văn)
LỜI CÁM ƠN MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Mục đích của đề tài 2 3. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu 2 4. Phương pháp nghiên cứu 2 5. Nội dung niên luận ngoài phần mở đầu và kết luận, niên luận bao gồm 2 chương 2 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LƯU VỰC VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3 1.1. Tổng quan lưu vực nghiên cứu 3 1.1.1. Vị trí địa lý 3 1.1.2. Địa hình 4 1.1.3. Địa chất, thổ nhưỡng 5 1.1.4. Thảm phủ thực vật 5 1.1.5. Đặc điểm khí tượng thủy văn 7 1.1.5.1. Khái quát khí hậu vùng lưu vực sông Sê San 7 1.1.5.2. Các hình thế thời tiết gây mưa, lũ lớn trên lưu vực 7 1.1.5.3. Các đặc trưng thời tiết, khí hậu 9 1.1.6. Hệ thống hồ chứa thủy điện trên lưu vực sông Sê San: 14 1.1.7. Tình hình kinh tế xã hội 16 1.2. Tổng quan vấn đề nghiên cứu 17 1.2.1. Trên thế giới 17 1.2.2. Tại Việt Nam 17 CHƯƠNG II: CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1. Phương pháp nghiên cứu 21 2.2. Cơ sở dữ liệu 21 2.2.1. Thiết lập mô hình NAM 21 2.2.2. Các bước tính toán dòng chảy lũ đến hồ 26 Kết luận và kiến nghị 27 1. Kết luận 27 2. Kiến Nghị 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 28
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN NIÊN LUẬN NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH DÒNG CHẢY LŨ ĐẾN HỒ CHỨA PLEYKRONG VÀ YALI TRÊN HỆ THỐNG SÔNG SÊ SAN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN : TH.S LÊ THỊ THƯỜNG SINH VIÊN THỰC HIỆN : ĐÀO HẢI NAM LỚP : ĐH3T HÀ NỘI THÁNG NĂM 2017 LỜI CÁM ƠN Trong suốt trình thực luận văn nhận đươc nhiều giúp đỡ Thầy Cô, Gia đình Bạn bè Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Cô Lê Thị Thường, Cô tận tâm hướng dẫn suốt trình thực niên luận tạo điều kiện tốt để hoàn thành tốt niên luận Tôi xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo Khoa Khí Tượng Thủy văn – Trường Đại Học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội truyền thụ kiến thức cho em suốt trình học tập vừa qua Tôi muốn cảm ơn bạn bè nhiệt tình giúp đỡ Tôi cảm ơn gia đình ủng hộ mặt tinh thần giúp học tập làm việc tốt Hà Nội, ngày 15 tháng 01 năm 2017 Sinh viên thực Đào Hải Nam MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Lũ lụt thiên tai thường xuyên xảy nước ta, hạn chế toàn ảnh hưởng lũ gây Tuy nhiên làm giảm nhẹ thiệt hại, ảnh hưởng lũ gây cách xây dựng công trình đầu mối, quy hoạch vùng chậm lũ, phân lũ Để làm điều cần phải đặt toán với giả thiết khác từ giải toán quy hoạch phòng lũ Việc xem xét, đánh giá chế độ dòng chảy – đặc tính thủy lực sông việc khai thác vấn đề quan trọng, sở để tính toán thiết kế nhà máy thủy điện, hồ chứa… tài liệu Khí tượng – thủy văn lân cận lưu vực nghiên cứu Thông qua việc tính toán thủy lực thấy biến đổi dòng chảy hệ thống sông từ thượng nguồn hạ lưu lãnh thổ Campuchia Nghiên cứu, tính toán dòng chảy lũ cho lưu vực sông Sê San nhằm phục vụ, thiết kế, thi công, vận hành, khai thác công trình thủy lợi, thủy điện lưu vực vấn đề quan trọng Sông Sê San có tiềm lớn nước ta, khai thác sử dụng triệt để, nhiều công trình thủy lợi, thủy điện giai đoạn hoạt động khác Với điều kiện thực tế hệ thống hồ chứa sông Sê San hệ thống hồ chứa dung tích phòng lũ, địa hình lưu vực tương đối dốc, tập trung nước nhanh, địa chất chủ yếu đất đỏ bazan thấm hút cao, bốc thấp rừng núi nhiều Chính việc xem xét phòng lũ cho hệ thống sông việc làm cần thiết để đảm bảo an toàn cho công trình thủy điện hoạt động sản xuất công – nông nghiệp an toàn người dân lưu vực sông Xuất phát từ thực tế trên, đề tài “NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH DÒNG CHẢY LŨ ĐẾN HỒ CHỨA PLEYKRONG VÀ YALI TRÊN HỆ THỐNG SÔNG SÊ SAN”, phần giải vấn đề đặt đề tài mang tính cấp thiết việc quản lý, khai thác sử dụng hợp lý công trình thủy lợi, thủy điện lưu vực Mục đích đề tài Mục tiêu chung: phân tích chế độ dòng chảy lũ đến hồ chứa Pleykrong Ialy hệ thống sông Sê San Mục tiêu cụ thể: nghiên cứu, phân tích hoạt động dòng chảy lũ đến hồ chứa pleykrong Ialy, hành hồ chứa, tác động đến đặc trưng lưu vực sông Sê San: Dòng chảy, nhu cầu nước, cân nước hệ thống Phạm vi đối tượng nghiên cứu Đối tượng: Dòng chảy đến hồ chứa pleikrong Yali sông Sê San Phạm vi nghiên cứu: Giới hạn tính toán từ nhà máy thủy điện Yali đến nơi hợp lưu với sông Sêrepok bên phía Campuchia Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp thống kê, phương pháp phân tích hệ thống, phương pháp mô hình toán, phương pháp kế thừa Nội dung niên luận phần mở đầu kết luận, niên luận bao gồm chương Chương I: Tổng quan lưu vực vấn đề nghiên cứu Chương II: Cơ sở liệu phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LƯU VỰC VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan lưu vực nghiên cứu 1.1.1 Vị trí địa lý Sông Sê San sông lớn nằm phía Bắc vùng Tây Nguyên, sông bắt nguồn từ dãy Trường Sơn chảy hướng Tây đổ vào sông Mêkông gần Strung Treng thuộc Campuchia Sông Sê San chảy địa phận Việt Nam có diện tích tự nhiên 11.620 km2, qua lãnh thổ tỉnh Kon Tum Gia Lai, nằm địa phận Kon Tum 8.423,5 km (chiếm 87,61% diện tích toàn tỉnh), Gia Lai 3.196,6 km2 (chiếm 20,63% diện tích toàn tỉnh) gồm đất đai 14 huyện, thị, thành phố Đắc Glêi, Đăc Tô, Tu Mơ Rông, Đắc Hà, Ngọc Hồi, Sa Thầy, Kon Plong, Kon Rẫy, Chư Pah, Ia Grai, Đức Cơ, Đắc Đoa, thành phố Kon Tum (Kon Tum) Plêi ku (Gia lai) Lưu vực có tọa độ địa lý 13045’ đến 15014’ vĩ độ Bắc; toạ độ 107010’ đến 108024’ kinh độ Đông Hình 1.1: Vị trí địa lý lưu vực sông Sê San Lưu vực sông Sê San lãnh thổ Việt Nam chiếm 46,3% diện tích tự nhiên tỉnh Kon Tum Gia Lai, nằm địa phận Kon Tum 87,61% diện tích toàn tỉnh, Gia Lai 20,63 % thuộc đất đai 14 huyện, thị, thành phố là: Đắc Glêi, Đăc Tô, Đắc Hà, Ngọc Hồi, Sa Thầy, Kon Plong, Kon Rẫy, Tu Mơ Rông, Chư Pah, Ia Grai, Đức Cơ, Đắc Đoa, thành phố Kon Tum Plêi Ku 1.1.2 Địa hình Địa hình lưu vực thuộc dạng núi cao trung bình, hướng dốc Đông Bắc - Tây Nam Độ cao phổ biến lưu vực phần thượng nguồn từ 8001000 m, phần hạ lưu 400-600 m Nhìn chung địa hình vùng biến đổi phức tạp bị chia cắt mạnh mẽ, chia thành dạng địa hình chính: Địa hình núi cao Phân bố phía Bắc lưu vực, độ cao dao động từ 800 đến 2000 m Khối núi phía Bắc Đông nhánh núi kéo dài dẫy Trường Sơn gồm núi cao trung bình 1200-1800 m, với đỉnh núi cao Ngọc Linh (2.598 m) Kế tiếp khối núi phía Tây chạy dọc biên giới Việt-Lào-Campuchia từ Bắc xuống Nam từ cao độ 1000m - 500m Đặc điểm tạo cho vùng có lượng mưa phong phú Địa hình cao nguyên Phân bố phía Nam lưu vực, vùng đồi thấp có dạng bát úp không liên tục chia cắt sông, suối nhỏ Lớp phủ thực vật chủ yếu bụi lúp xúp độ cao phổ biến 500 -600 m Đây vùng có tiềm đất nông nghiệp lưu vực, đất đai tốt có tầng canh tác dày thích hợp với phát triển công nghiệp ngắn dài ngày Địa hình thung lũng Phân bố chủ yếu dọc theo sông lớn sông Đắc Bla, Đắc Sir, Đắc Pơ Tông tạo vùng địa hình tương đối phẳng thích hợp với phát triển lương thực hoa màu Đặc điểm điều kiện địa hình tự nhiên vùng thượng lưu hạ lưu khác tạo nên hình thái khác cho việc xây dựng dự án thủy điện Tại vùng thượng lưu việc xây dựng dự án thủy điện có khả tạo nên hồ chứa lớn đồng thời với việc gây ảnh hưởng ngập môi trường sống ven sông Tại vùng hạ lưu, lòng sông dốc, thung lũng sông hẹp dốc việc xây dựng hồ chứa có dung tích lớn bị hạn chế Do hình thái lưu vực khác nên việc xây dựng dự án thủy điện phần thượng lưu phần hạ lưu sông Sê San tạo nên mối liên quan chặt chẽ dự án thủy điện phía thượng lưu với dự án thủy điện phía hạ lưu Những hồ chứa lớn dự án thủy điện phần thượng lưu đóng vai trò định cho việc điều tiết dòng chảy cho dự án thủy điện phần hạ lưu Điều kiện địa hình tự nhiên sông Sê San cho thấy việc xây dựng hoàn chỉnh bậc thang thủy điện có hiệu cao xây dựng dự án 1.1.3 Địa chất, thổ nhưỡng Ở thượng nguồn lưu vực sông Sê San, vùng núi cấu tạo chủ yếu từ đá Granit, diệp thạch kết tinh cao, cao nguyên rộng phẳng phủ lớp Bazan Dưới tác động phong hoá lớp Bazan biến thành loại đất đỏ nâu, đỏ tím đỏ vàng, hình thành loại đất màu mỡ Những loại đất chủ yếu vùng cao nguyên Pleiku Chưprông Sản phẩm phong hoá Granit, diệp thạch, loại đá Macma biến chất thành phần tương tự sét nhẹ trung bình Trên loại đất đá trầm tích (sét, arlenit, sét) hình thành loại sét nâu, vàng, hay đen Những loại đất phổ biến rộng rãi từ Kontum đến thác Yali 1.1.4 Thảm phủ thực vật Thảm phủ thực vật tự nhiên lưu vực đa dạng thành phần, phong phú số lượng thực vật, bao gồm kiểu rừng kín rộng, rừng thường 10 Sáu công trình (chưa kể đến hồ điều hoà Sê San 4A) hợp thành hệ thống bậc thang thủy điện sông Sê San với công suất lắp máy đến 1800MW sản lượng điện bình quân năm tỷ kWh, cung cấp điện trực tiếp đến trạm 500kV Pleiku - “điểm giữa” kệ thống điện quốc gia Trong công trình gồm Ialy, Plêi Krông, Sê San công trình có hồ điều tiết mùa điều tiết năm có tác động đáng kể đến chế độ dòng chảy hạ lưu sông Sê San Công trình Sê San Sê San 3A công trình có hồ điều tiết ngày Công trình Thượng Kon Tum hồ điều tiết nhiều năm chuyển dòng chảy lưu vực sông Trà Khúc diện tích lưu vực hồ nhỏ so với diện tích lưu vực sông Sê San ( TOF CQOF * − TOF 0 KhiL / L max ≤ TOF (2.2) Trong : CQOF - Hệ số dòng chảy mặt (0≤ CQOF≤1) TOF - Ngưỡng dòng chảy mặt ( 0≤ TOF≤1) Phần lại PN thấm xuống tầng Một phần lượng ẩm đất (DL) phần nước thấm xuống này, (P N-QOF) làm tăng lượng ẩm L bể chứa tầng rễ Phần lại thấm xuống tầng sâu để bổ sung cho bể chứa tầng ngầm Dòng chảy sát mặt Dòng chảy sát mặt QIF giả thiết tỷ lệ thuận với lượng nước U biến đổi tuyến tính với độ ẩm tương đối bề mặt tầng rễ 29 QIF = L / L max − TIF −1 * UKhiL / L max > TIF (CKIF ) * − TIF 0 KhiL / L max ≤ TIF (2.3) Trong đó: CKIF – Hằng số thời gian dòng chảy sát mặt TIF – Giá trị ngưỡng dòng chảy sát mặt (0 ≤ TIF ≤ 1) Bổ sung dòng chảy ngầm Lượng thấm xuống G bổ sung cho bể chứa ngầm phụ thuộc vào độ ẩm đất tầng rễ L / L max − TG KhiL / L max > TG ( PN − QOF ) * − TG 0 KhiL / L max ≤ TG G= (2.4) Lượng ẩm đất Bể chứa sát mặt biểu thị lượng nước có tầng rễ Lượng mưa hiệu sau trừ lượng nước tạo dòng chảy mặt, lượng nước bổ sung cho tầng ngầm bổ sung làm tăng độ ẩm đất tầng rễ L lượng DL DL = PN - QOF – G (2.5) Diễn toán dòng chảy mặt dòng chảy sát mặt Dòng chảy mặt sát mặt diễn toán thông qua bể chứa tuyến tính theo chuỗi thời gian với số thời gian CK1 CK2 t OF Q = QOF (1 − e − 24 CK t −1 OF )+Q *e − 24 CK (2.6) Q t IF = QIF (1 − e − 24 CK )+Q t −1 IF *e − 24 CK (2.7) Diễn toán dòng chảy ngầm Dòng chảy ngầm diễn toán thông qua bể chứa tuyến tính với số thời gian CKBF BF = G (1 − e t − 24 CKBF ) + BF t −1 *e − 24 CKBF (2.8) 30 a Hiệu chỉnh thông số mô hình Mô hình NAM có tổng số 19 thông số có thông số cần hiệu chỉnh bao gồm: + Umax: Lượng nước tối đa bể chứa mặt Lượng trữ nước gọi lượng nước điền trũng, rơi mặt thực vật chứa vài cm bề mặt đất + Lmax : Lượng nước tối đa bể chứa tầng rễ (chứa sát mặt) Lmax gọi lượng ẩm tối đa tầng rễ để thực vật hút để thoát nước + CQOF : Hệ số dòng chảy mặt (0≤CQOF≤1) CQOF Quyết định phân phối mưa hiệu cho dòng chảy ngầm thấm + TOF : Giá trị ngưỡng dòng chảy mặt ( 0≤TOF≤1) Dòng chảy mặt hình thành lượng ẩm tương đối đất tầng rễ lớn TOF + TIF: Giá trị ngưỡng dòng chảy sát mặt ( 0≤TIF≤1) Dòng chảy sát mặt hình thành lượng ẩm tương đối đất tầng rễ lớn TIF + TG: Giá trị ngưỡng lượng nước bổ sung cho dòng chảy ngầm ( 0≤TG≤1) Lượng nước bổ sung cho bể chứa ngầm hình thành số ẩm tương đối đất tầng rễ lớn TG + CKIF : Hằng số thời gian dòng chảy sát mặt CKIF với Umax định dòng chảy sát mặt Nó chi phối thông số diễn toán dòng chảy sát mặt CKIF >> CK1,2 + CK1,2: Hằng số thời gian cho diễn toán dòng chảy mặt sát mặt Dòng chảy mặt dòng chảy sát mặt diễn toán theo bể chứa tuyến tính chuỗi với số thời gian CK1,2 + CKBF: Hằng số thời gian dòng chảy ngầm Dòng chảy ngầm từ bể chứa ngầm diễn toán mô hình bể chứa tuyến tính với số thời gian CKBF.e b Những điều kiện ban đầu Những điều kiện ban đầu theo yêu cầu mô hình NAM bao gồm lượng nước bể tuyết, bể mặt, bể chứa tầng rễ cây, với giá trị ban đầu 31 dòng chảy từ bể chứa tuyến tính cho dòng chảy mặt sát mặt dòng chảy ngầm Đối với mô hình NAM thông thường giá trị ban đầu lấy trừ lượng trữ nước tầng rễ tầng ngầm, ước tính điều kiện ban đầu lấy từ lần mô trước đó, năm trước đây, cần với thời gian mô Trong việc hiệu chỉnh mô hình, thông thường nên bỏ qua kết mô nửa năm để loại bỏ ảnh hưởng sai số điều kiện ban đầu 2.2.2 Các bước tính toán dòng chảy lũ đến hồ Các vị trí dự báo gồm: (i) Dòng chảy đến thủy điện Plêi Krông (dòng chảy trạm thủy văn ĐăkMot); (ii) Dòng chảy đến thủy điện Ialy (Dòng chảy trạm thủy văn KonTum) Các phương pháp dự báo + Thống kê khách quan + Hồi quy nhiều biến + Phương pháp mô hình (Mike 11): diễn toán dòng chảy lũ đến hồ Dữ liệu phục vụ dự báo số liệu dòng chảy thời đoạn trạm thủy văn Đăkmot trạm thủy văn Komtum Quá trình tính toán dự kiến sử dụng trận lũ năm 1996 2009 Bởi năm 1996 2009 năm có lũ thuộc loại lũ lớn xảy ra, mang tính điển hình, thể rõ đặc điểm lũ khu vực nghiên cứu 32 Hình 2.2 : Hệ thống trạm dùng để dự báo dòng chảy lũ đến hồ chứa khu vực nghiên cứu 33 Kết luận kiến nghị Kết luận Đề tài niên luận “NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH DÒNG CHẢY LŨ ĐẾN HỒ CHỨA PLEYKRONG VÀ YALI TRÊN HỆ THỐNG SÔNG SÊ SAN” đạt nội dung sau: - Thu thập xử lý tài liệu địa hình, tài liệu mặt cắt ngang Thu thập tài liệu khí tượng thủy văn Bước đầu xác định vị trí Lưu vực cần nghiên cứu,xác định trạm thủy văn để thu thập số liệu phân tích nghiên cứu - Niên luận xây dựng sơ đồ tính toán thủy lực dòng chảy lũ phạm vi khu vực nghiên cứu sông Sê San mô hình Nam Kiến Nghị Do tài liệu thu thập hạn chế nên việc tính toán, phân tích mang nhiều yếu tố chủ quan Để kết tính toán xác cần phải bổ sung thêm số liệu 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1].Giáo trình đo đạc chỉnh lý số liệu thủy văn Đỗ Tấc Túc, Phạm Thị Lan Hương, Nguyễn Năng Minh [2].Đặc điểm thủy văn nguồn nước sông Việt Nam Trần Thanh Xuân [3].Báo cáo quy hoạch bậc thang thuỷ điện sông Sê San Công ty tư vấn xây dựng Điện (PECC1) 2000 [4].Báo cáo tổng hợp sông Sê San 35 ... + Luồng gió mùa khối không khí xích đạo bắt nguồn từ khu vực Nam Thái Bình Dương phần từ Nam bán cầu di chuyển lên theo hướng Tây Nam Bản chất không khí nóng ẩm hoạt động mạnh lưu vực Sê San... Đến mùa hạ tín phong từ Nam bán cầu vượt lên phía Bắc tạo nên gió mùa Tây Nam có cường độ cực mạnh Đến nửa sau mùa hạ, khối không khí bị lấn át không khí xích đạo từ Nam Thái Bình Dương lên Trong... mùa Tây nam, lượng mưa tập trung lớn Tổng lượng mưa tháng VII, VIII, IX đạt 52% lượng mưa năm Kon Tum 59.6% lượng mưa năm Plêi Ku Phía Tây Nam lưu vực thuận lợi cho việc đón gió mùa Tây Nam lượng