CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan khu vực nghiên cứu 1.1.1 Vị trí địa lý Sông Vệ bắt ngu n t v ng núi cao a Tơ độ cao t m - 1200m, có toạ 0 độ địa lý 14 32’25” v độ Bắc, 108 37’4” kinh độ Đông, vị trí trạm An Chỉ có toạ độ 14058’15” v ắc 108047’36” kinh Đông Sông Vệ chảy theo hƣớng Tây Nam - Đông ắc qua huyện Ngh a Hành, Mộ Đức r i đổ biển tại c a Cổ Lu n m gọn tỉnh Quảng Ngãi) Tính đến trạm An Chỉ, sông Vệ có chiều dài 91km đó chiều dài chảy vùng núi cao 100 - 1000m với diện tích lƣu vực 841 km2 Mật độ lƣới sông ,79 km km2, độ cao bình quân lƣu vực 17 m, độ dốc bình quân lƣu vực 19,9 ; phía ắc phía Tây giáp với sông Trà Khúc, phía Nam giáp tỉnh ình Định phía Đông giáp biển Sông có phụ lƣu cấp I, phụ lƣu cấp Các phụ lƣu không lớn, đáng kể là: Sông Liên: bắt ngu n t vùng núi tây nam huyện a Tơ, chảy theo hƣớng tây nam - đông bắc, hợp nƣớc với sông Tô thị trấn a Tơ Sông Tà Nô hay sông Tô: chảy t đ ng ia xã a Tô có độ cao 200m, theo hƣớng tây - đông, hợp với sông cách huyện lỵ a Tơ 18km phía hạ lƣu Sông Mễ: chảy t vùng núi Mum, phần tiếp giáp huyện a Tơ Minh Long theo hƣớng tây bắc - đông nam, hợp lƣu tại khoảng làng Tăng xã a Thành, dài khoảng 9km Dòng chính chảy theo hƣớng tây nam - đông bắc, dọc huyện Ngh a Hành, đến hết xã Hành Thiện sông thoát khỏi núi, chảy vùng đ ng b ng Tại điểm có trạm bơm Nam sông Vệ Đến qua đƣờng sắt, sông chảy hai huyện Tƣ Ngh a - Mộ Đức Trên sông Vệ xƣa c ng có nhiều gu ng xe nƣớc Cuối ngu n, sông Vệ đổ c a Lở c a Đại Cổ L y Sông Vệ có chi lƣu đáng kể sông Thoa Sông Thoa bắt đầu t thôn M Hƣng xã Hành Thịnh, huyện Ngh a Hành thôn Phú An xã Đức Hiệp) huyện Mộ Đức theo hƣớng tây bắc - đông nam đến Sa Bình (xã Phổ Minh, huyện Đức Phổ) nhập với sông Trà Câu r i đổ biển qua c a M Á Ngoài ra, có nhánh sông khác nhƣ sông Cây ứa dài 15km, sông Phú Thọ dài 16km, hợp lƣu với sông gần vùng c a sông tạo thành hình nan quạt Sông Phú Thọ thực chất đoạn sông Vệ cuối ngu n Ngu n chúng chủ yếu nƣớc mƣa vùng tiếp giáp r ng núi đ ng b ng Hình Lƣu vực sông Vệ 1.1.2 Địa hình N m sƣờn phía đông dãy Trƣờng Sơn, lƣu vực sông Vệ có địa hình phức tạp, g m miền núi, trung du đ ng b ng với nhiều nhánh núi t dãy Trƣờng Sơn chạy v ng đ ng b ng ven biển, tạo nên thung l ng theo hƣớng Tây Nam Đông ắc Địa hình lƣu vực có độ cao trung bình biến động t - m, địa hình dốc, có xu thấp dần theo hƣớng Tây Nam - Đông ắc Tây - Đông V ng trung du g m đ i núi thấp, nhấp nhô, độ cao - m, độ dốc địa hình tƣơng đối lớn V ng đ ng b ng n m hạ lƣu dòng sông, nhìn chung địa hình không đƣợc b ng phẳng, độ cao khoảng m Hình Nét chung địa hình lƣu vực sông Vệ gradien địa hình theo mặt cắt t lục địa biển lớn, đó sông v ng phần lớn ngắn chủ yếu phát triển trình xâm thực sâu, trình b i tụ xâm thực bờ chủ yếu xảy khu vực đ ng b ng ven biển mực sở xâm thực hạ thấp Miền núi, nơi thƣợng lƣu sông, có độ dốc lớn, nƣớc tập trung nhanh, thuận lợi cho việc hình thành trận l ác liệt, thời gian chảy truyền nhỏ Miền đ ng b ng tƣơng đối b ng phẳng lại bị chắn c n cát, làm cản trở hành lang thoát l , dễ gây ngập lụt Dựa tiêu ngu n gốc địa hình, v ng nghiên cứu thống trị kiểu địa hình sau: - Nhóm kiểu địa hình núi với núi cao, độ dốc t - 45 , cấu tạo t đá nguyên khối ít bị chia cắt - Nhóm kiểu địa hình thung l ng hẹp, hai sƣờn dốc với bãi b i hẹp - Nhóm kiểu địa hình đ ng b ng trải dọc theo bờ biển 1.1.3 Địa chất, thổ nhƣỡng V ng nghiên cứu kéo dài thành dải theo phƣơng kinh tuyến Trên chiều dài lớn đó bao g m nhiều cấu trúc địa chất với chế độ kiến tạo, thành phần thạch học khác Thành phần đá gốc bao g m thành tạo: granulit mafic, gơnai granat, cordierit, hypersten, đá gơnai, đá phiến amphibol, biotit, amphibotit, migmatit phức hệ sông Tranh v ng làng Triết, đá xâm nhập granit, granodiorit, migmatit phức hệ Chu Lai- a Tơ khu vực núi 524, ắc Nƣớc Dàng rải rác bề mặt đ ng b ng, đáng kể Mộ Đức Thành tạo Đệ tứ lƣu vực g m: cuội, cát, bột phân bố dọc thung l ng sông v ng a Tơ, Đông Ngh a Minh hỗn hợp cuội, sỏi dăm cát, bột Tây Nam Đức Phổ Phần lại lƣu vực gần sát biển thành tạo cát, bột có ngu n gốc biển gió biển Đất lƣu vực đa dạng, g m nhóm đất v ng đ i núi có loại đất nhƣ đất đỏ vàng đá biến chất đất sét, chiếm phần lớn diện tích v ng đ ng b ng có loại đất nhƣ: cát, đất ph sa, đất xám đất đỏ vàng Đất xám đất xám bạc màu n m v ng cao, đất đen, đất đỏ vàng loại đất phân bố rộng rãi miền núi, thành phần giới nhẹ 1.1.4 Thảm phủ thực vật R ng tự nhiên lƣu vực ít, chủ yếu loại r ng trung bình r ng nghèo, phần lớn phân bố núi cao V ng núi cao có nhiều lâm thổ sản quý V ng đ i núi ít r ng, đại phận đ i núi trọc đất tr ng công nghiệp, bụi, v ng hạ lƣu có đất tr ng nƣơng rẫy xen dân cƣ Trên lƣu vực có loại lớp phủ thực vật tỉ lệ che phủ so với diện tích lƣu vực tƣơng ứng nhƣ sau: r ng rậm thƣờng xanh rộng nhiệt đới gió m a bị tác động 12,27 , r ng thƣa rụng trảng bụi có gỗ rải rác ,5 , tr ng nông nghiệp ngắn ngày 37,23%) 1.1.5 Khí hậu Lƣu vực sông Vệ n m phía Nam đèo Hải Vân thuộc v ng khí hậu Trung Trung ộ Có thể tóm lƣợc đặc điểm khí hậu chính v ng nhƣ sau: Trong m a hè, lƣu vực chịu ảnh hƣởng lu ng không khí nhiệt đới Ấn Độ Dƣơng, không khí xích đạo tín phong m a hè - lu ng không khí nhiệt đới t Thái ình Dƣơng thổi tới Lu ng không khí xích đạo có đặc tính nóng, ẩm Lu ng không khí nhiệt đới t Thái ình dƣơng dịu mát ẩm Lu ng không khí nhiệt đới t Ấn Độ Dƣơng thổi tới nƣớc ta vào đầu m a hè, có đặc tính nóng ẩm, gây mƣa vào đầu m a hè - mƣa tiểu mãn Đặc biệt lu ng không khí vƣợt qua dãy Trƣờng Sơn, hiệu ứng “phơn” trở nên nóng khô - gió mùa Tây Nam Song, thân lu ng không khí có thể gây mƣa có nhiễu động thời tiết nhƣ bão, áp thấp nhiệt đới, dải hội tụ nhiệt đới front lạnh Mưa: Có phân hoá khí hậu rõ rệt theo hƣớng ắc - Nam Lƣợng mƣa lớn, đặc biệt thƣợng du Miền đ ng b ng lƣợng mƣa năm phổ biến 2200 mm, phần thƣợng ngu n vƣợt mm, chí mm v ng núi Số ngày có mƣa hàng năm khoảng 14 ngày M a mƣa bắt đầu t tháng VIII, kết thúc vào tháng I Tháng V, VI c ng xuất mƣa tiểu mãn Gió: Hàng năm có hai m a gió chính: gió m a Đông ắc gió mùa Tây Nam Tuỳ theo điều kiện địa hình mà gió thịnh hành m a có khác nơi Tuy m a đông, hƣớng gió chính hƣớng ắc, Tây ắc Đông ắc; m a hạ, chủ yếu gió Tây Nam Đông Nam Gió m a đông phổ biến hƣớng Tây, Tây ắc, Đông ắc, m a hạ thịnh hành hƣớng gió Tây Tây Nam, tốc độ 2, - 2,5 m s Các tƣợng thời tiết đáng ý dông, bão gió Tây khô nóng Nhiệt độ không khí: Nhiệt độ không khí trung bình năm biến đổi phạm vi t 0C - 220C v ng núi cao > m đến 250C - 260C v ng đ ng b ng ven biển M a đông không lạnh, nhiệt độ trung bình năm khoảng 26 - 26,50C, chênh lệch nhiệt độ trung bình tháng nóng lạnh - 70C Độ ẩm không khí: Độ ẩm không khí tuyệt đối trung bình năm t 23,6 mb, m a hạ, độ ẩm tuyệt đối trung bình tháng t 28 - 31 mb tại thung l ng đ ng b ng, m a đông, độ ẩm tuyệt đối trung bình tháng b ng khoảng 21 - 28 mb, thấp vào tháng I đạt khoảng 19 - 22,5 mb Độ ẩm cao, trung bình năm đạt 85 , lƣợng mây - , số nắng khoảng 17 năm Bốc hơi: Lƣợng bốc trung bình năm đo b ng ống Piche biến đổi phạm vi t 64 mm đến mm 1.1.6 Đặc điểm thủy văn a) Dòng chảy năm Căn vào tài liệu thực đo tại Sơn Giang An Chỉ cho thấy lƣợng dòng chảy lƣu vực phong phú với mô đun dòng chảy bình quân nhiều năm đạt - 80 l/s/km2 Dòng chảy năm trung bình nhiều năm tại trạm An Chỉ sông Vệ, khống chế diện tích lƣu vực 841 km2, lƣu lƣợng dòng chảy năm đạt 64.6 m3 s, ứng với môđun dòng chảy 76 l s km2 ảng 1: Tần suất dòng chảy năm theo năm thu văn [2] Qp(%) m3 /s Th i Trạ Tính Qo Cv F Cs 10 25 50 75 90 km2 Sơn Giang 77-2001 193 0,46 0,92 312 243 180 128 91,6 2706 An Chỉ 81-2001 64,9 0,55 1,10 113 84,1 58,6 38,9 25,4 854 iến động dòng chảy năm Sự biến đổi dòng chảy năm nhiều năm lớn, hệ số biến sai Cv dòng chảy năm đạt ,46 trạm Sơn Giang, năm nhiều nƣớc gấp - lần năm ít nƣớc Năm 1982 - 1983, lƣu lƣợng năm đạt 63,7 m3 s tƣơng ứng với môđun dòng chảy 26,1 l s km2 Năm 1996 - 1997, dòng chảy năm đạt 359 m3 s tƣơng ứng với môđun dòng chảy 132,6 l/s/km2 Bảng 2: iến động dòng chảy năm v ng phụ cận[2] Trạ Sơn Sông Trà Flv Th i Mbq Mmax (km2) gian (l/skm2) (l/skm2) 2706 77- 01 71,3 148,1 Nă 99 Mmin (l/skm2) 34,8 Nă 82 Mmax Mmax Mbq Mmin 2,08 4,25 Cvy 0,46 Giang Khúc An Sông Chỉ Vệ An An Hoà Lão 854 81-01 95,7 162 99 31,4 82 1,69 5,16 0,55 383 82- 00 72,2 159 96 23,50 82 2,20 6,76 0,55 Phân phối dòng chảy năm Theo tiêu vƣợt trung bình, m a l bao g m tháng liên tục có lƣợng dòng chảy vƣợt lƣợng dòng chảy năm với xác suất xuất , m a cạn bao g m tháng lại năm Theo tiêu m a mƣa l lƣu vực sông Trà Khúc kéo dài tháng t tháng X tới tháng XII, m a kiệt kéo dài tháng t tháng I đến tháng IX M a mƣa kéo dài tháng, nhƣng m a l có tháng thƣờng m a l chậm m a mƣa tháng Vào tháng IX hàng năm bƣớc vào m a mƣa thực nhƣng lƣu vực v a trải qua thời kỳ nắng nóng, lƣợng mƣa rơi xuống chủ yếu tăng độ ẩm lƣu vực, dòng chảy tăng thêm chút ít, phải sang tháng X lƣợng mƣa lớn d n tập trung lúc đó thực bƣớc vào m al Trong năm, dòng chảy phân bố không đều, lƣợng dòng chảy m a l chiếm 65 - tổng lƣợng dòng chảy năm đó lƣợng dòng chảy m a kiệt t tháng I tới tháng IX chiếm - 35 Trong năm có hai thời kỳ kiệt xảy vào tháng IV tháng VIII Tháng kiệt lƣợng dòng chảy chiếm xấp xỉ lƣợng nƣớc năm Những năm kiệt nhất, lƣu lƣợng tháng IV đạt 21,6 m s IV 1983 với môđun dòng chảy 8,9 l s km2 tại Sơn Giang b) Dòng chảy lũ Hình 2: Mạng lƣới sông phân bố trạm khí tƣợng thủy văn lƣu vực sông Vệ - trạm An Chỉ Chế độ l M a l hàng năm lƣu vực sông Vệ kéo dài t tháng X tới tháng XII Tuy nhiên m a l c ng không ổn định Nhiều năm l xảy t tháng IX c ng nhiều năm sang tháng I năm sau có l Điều chứng tỏ l lụt Quảng Ngãi có biến động mạnh m Trong thập k gần l lụt xảy ngày thƣờng xuyên hơn, bất bình thƣờng với trận l lụt lớn gây hậu nặng nề nhƣ l lụt năm 1986, 1996, 1998, 1999 Lƣợng dòng chảy tháng m a l chiếm tới 65 -75 tổng lƣợng dòng chảy năm, lƣợng nƣớc biến đổi m a l năm lớn, năm nhiều nƣớc lƣợng nƣớc m a l có thể gấp lần lƣợng nƣớc m a l năm ít nƣớc năm 1996 có tổng lƣợng nƣớc tháng m a l 34 m3 s đó tổng lƣợng nƣớc tháng m a l năm 1982 355 m3/s) Bảng Lƣu lƣợng lớn nhỏ trạm thủy văn sông Vệ Trạ Sông Sông Vệ An Chỉ Qmax (m3/s) Nă 4.290 1987 Qmin (m3/s) Qmax 1,18 3.636 Qmin L tiểu mãn: Vào tháng V, VI có mƣa tiểu mãn gây l tiểu mãn với trị số quan trắc lớn đạt 169 m3 s tại trạm Sơn Giang vào ngày 18 V 1986 L sớm: L xảy vào cuối tháng VIII đến đầu tháng X gọi l sớm L sớm thƣờng có biên độ không lớn, lƣợng nƣớc sông suối mức thấp, l sớm thƣờng l đơn đỉnh Đây thời kỳ l gây thiệt hại cho sản xuất nông nghiệp tr ng vào thời kỳ thu hoạch L muộn: L xảy vào tháng XII đến n a đầu tháng I năm sau đƣợc coi l muộn L thời kỳ ảnh hƣởng đến thời vụ gieo tr ng sản xuất nông nghiệp L lớn năm thƣờng xảy vào tháng XI tháng có mƣa lớn Bảng Khả xuất l lớn năm tại vị trí trạm đo sông Vệ Tháng Tên trạ Tên sông An Chỉ Vệ Tháng I Tháng II S l n % S l n % S l n % 26,9 17 65,4 7,7 Mực nƣớc l - Đặc điểm dòng chảy l biên độ l cao, cƣờng suất nƣớc l lớn, thời gian l lên ngắn, dạng l nhọn: Đặc điểm cƣờng độ mƣa lớn, tập trung 10 nhiều đợt, tâm mƣa n m trung hạ du lƣu vực sông, độ dốc sông lớn, nƣớc tập trung nhanh Bảng 5.: Đặc trƣng số trận l Sông Trạ Ng y Tháng Nă i n độ Cƣ ng suất lũ Th i gian lũ (cm) lên (cm/h) lên (h) Th i gian lũ tr tr n Đ III (h) Sông Vệ Sông Vệ 19/XI/87 371 39 60 4/XII/99 375 12 105 60 - Hạ du sông chịu ảnh hƣởng thủy triều mạnh, số bão mạnh làm nƣớc dâng lên v ng ven biển lớn, nên l có hội gặp đỉnh triều s gây l lớn hạ du sông Lƣu lƣợng đỉnh l Căn vào số liệu thực đo tại trạm An Chỉ sông Vệ khống chế diện tích lƣu vực 854 km2 có tài liệu đo đạc t năm 1977-2 cho thấy năm l lớn 1987, 1999 hạ du lƣu lƣợng l lớn đo đƣợc đạt tới 4.29 m s tƣơng ứng với môđun dòng chảy l m3 /s km2 L lớn đo đƣợc thời kỳ t 1976 với Qmax = 184 m3 s vào ngày XII 1986 Những trận l lớn sau đó xảy vào năm 1999, 1998, 1996 Bảng L lớn lƣu vực sông Vệ t 1977 – 2001 Trạ An Chỉ Sông Flv (km2) Qmax ( m3/s) Mlũ (m3/s.km2) Th i gian Sông Vệ 854 4.290 5,02 19 - 11 - 1987 Tổng lƣợng l Do đặc điểm địa hình sông Miền Trung ngắn, dốc, thời gian trì trận l thƣờng - ngày Tổng lƣợng l ngày lớn chiếm tới - 35 tổng lƣợng toàn trận l Tại An Chỉ, tổng lƣợng l ngày đạt tới 946,1 triệu m3 l năm 1999, đạt 551,6 triệu m3 l năm 1998 11 Bảng Tổng lƣợng l lớn thời đoạn tại trạm thủy văn sông Vệ W1max Trạ Trị s ình quân An Chỉ (10 m3) Ng y tháng 126,2 W3max (10 m3) Ng y tháng 246,2 W5max (106 m3) Ng y tháng 323,8 Max 289,4 19/XI/87 695,5 3-5/XII/99 946,1 37/XII/99 Min 25,1 29/XI/89 56,9 2830/XI/89 70,2 3-7/XI/82 Quan hệ lƣu lƣợng đỉnh l tổng lƣợng l ngày max tƣơng đối chặt ch , thể hệ số tƣơng quan đạt R = ,96 tại An Chỉ c ng chảy m a kiệt Về m a kiệt, dòng chảy sông nhỏ, ngu n cung cấp nƣớc cho sông chủ yếu nƣớc ngầm M a kiệt sông Vệ kéo dài t tháng II tới tháng IX với tổng lƣợng dòng chảy chiếm - 35 tổng lƣợng dòng chảy năm Trong năm có thời kỳ kiệt, thời kỳ kiệt xuất vào tháng IV Theo số liệu quan trắc t 1977-2 năm kiệt năm 1982-1983 Đây năm kiệt toàn v ng duyên hải Nam Trung ộ Lƣu lƣợng nhỏ tuyệt đối quan trắc đƣợc thời kỳ 1976-2 cho thấy khả xuất kiệt ngày nhỏ năm chủ yếu xảy vào tháng VIII tháng VI 1.2 Tổng quan các ô h nh ƣa – dòng chảy thông dụng 1.2.1 Sự đời phát triển mô hình mưa – dòng chảy Mô hình mƣa – dòng chảy phận mô hình thủy văn Todini (1988) nói r ng “mô hình mƣa – dòng chảy bắt đầu vào n a cuối k IX xuất phát t ba vấn đề chính: Thiết kế hệ thống thoát nƣớc đô thị, thiết kế hệ thống thoát nƣớc cải tạo đất thiết kế đập tràn h chứa” Và thành tựu nỗ lực ban đầu đạt đƣợc việc mô hình hóa tính toán lƣu lƣợng thiết kế Dooge 1977 ý kiến r ng nhiều số mô hình xây dựng dựa phƣơng trình thực nghiệm đƣợc khai triển điều kiện sau đó đƣợc dùng cho ứng dụng có điều kiện tƣơng tự Một số mô hình s dụng 12 4500 4000 3500 m 3/s 3000 2500 2000 1500 1000 500 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78 84 90 96 102 108 114 120 126 132 138 Q thực đo Hình 22 Kết Q tính toán (FORTRAN) ô quá tr nh lƣu lƣợng dòng chảy gi b ng mô hình NAM - FORTRAN trạm An Chỉ s dụng thông s thu đƣợc t MIKE NAM t -6/11/1999 700 600 106 m 500 400 300 200 100 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 Q thực đo Hình 23 Kết Q tính toán (FORTRAN) ô đƣ ng lũy tích tổng lƣợng dòng chảy gi b ng mô hình NAM - FORTRAN trạm An Chỉ s dụng thông s thu đƣợc t MIKE NAM t -6/11/1999 49 Kết so sánh lƣu lƣợng thực đo lƣu lƣợng tính toán cho hệ số tƣơng quan Chỉ MIKE NAM – TT tiêu NAM FORTRAN CR1 -0.0161 0.3664 104.39% CR3 0.814 0.5448 33.07% k 1.64% 26.82% 93.89% % sai khác + Tiêu chuẩn độ lệch: CR1 cho thấy kết mô đạt loại tốt nhƣng mô hình MIKE NAM cho kết mô tốt Chỉ tiêu Nash: CR3 cho thấy kết mô mô hình MIKE NAM tốt mô hình NAM - FORTRAN Sai số tổng lƣợng l : k cho thấy kết sai số tổng lƣợng l mô hình MIKE NAM tốt mô hình NAM - FORTRAN Các tiêu CR1, CR3, k tốt mô hình MIKE NAM  Kiểm định mô hình Để kiểm định mô hình khóa luận s dụng thông số hiệu chỉnh chạy tiếp cho trận l 15 – 19/10/2003 50 Hình 24 Kết kiể định mô hình MIKE – NAM trạm An Chỉ t – 19/10/2003 51 900 800 700 106 m 600 500 400 300 200 100 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96 100 104 108 Q thực đo Hình 25 Kết Q tính toán (FORTRAN) ô đƣ ng lũy tích tổng lƣợng dòng chảy ng y b ng mô hình NAM - FORTRAN trạm An Chỉ s dụng thông s thu đƣợc t MIKE NAM t 15 – 19/10/2003 6000 5000 m 3/s 4000 3000 2000 1000 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96 100 104 108 Q thực đo Hình 26 Kết Q tính toán (FORTRAN) ô quá tr nh lƣu lƣợng dòng chảy gi b ng mô hình NAM - FORTRAN trạm An Chỉ s dụng thông s thu đƣợc t MIKE NAM t – 19/10/2003 52 Kết so sánh lƣu lƣợng thực đo lƣu lƣợng tính toán cho hệ số tƣơng quan Chỉ MIKE NAM - TT tiêu NAM FORTRAN CR1 0.2303 0.553 58.35% CR3 0.521 0.45 13.65% k 18.72% 35.62% 47.45% % sai khác + Tiêu chuẩn độ lệch: CR1 cho thấy kết mô đạt loại tốt nhƣng mô hình MIKE NAM cho kết mô tốt Chỉ tiêu Nash: CR3 cho thấy kết mô mô hình MIKE NAM tốt mô hình NAM - FORTRAN Sai số tổng lƣợng l : k cho thấy kết sai số tổng lƣợng l mô hình MIKE NAM tốt mô hình NAM - FORTRAN Các tiêu CR1, CR3, k tốt mô hình MIKE NAM 53 3.5 iệu chỉnh iểm đ nh mô hình NAM – FORTRAN v i dòng chảy  Hiệu chỉnh mô hình Báo cáo s dụng trận l – 6/11/1999 để hiệu chỉnh mô hình Bảng 11 Bảng kết thông s mô hình NAM - FORTRAN TT Thông số Giá trị Umax 35 Lmax 350 CQOF 0.9 TOF 0.298 TIF 0.9 TG 0.9 CKIF 750 CK12 72 CKBF 5000 54 3000 2500 m 3/s 2000 1500 1000 500 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 Q thực đo H nh 27: Kết chạy Q tính toán (FORTRAN) ô quá tr nh lƣu lƣợng dòng chảy gi b ng ô h nh NAM - FORT AN trạ An Chỉ s dụng thông s thu đƣợc t NAM – FORTRAN t - 6/11/1999 600 500 106 m 400 300 200 100 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 Q thực đo H nh 28: Kết Q tính toán (FORTRAN) ô đƣ ng lũy tích tổng lƣợng dòng chảy gi b ng h nh NAM - FORT AN trạ An Chỉ s dụng thông s thu đƣợc t NAM – FORTRAN t - 6/11/1999 55 ô H nh 29: Kết chạy hiệu chỉnh ô h nh MIKE NAM trạ An Chỉ t – 6/11/1999 Kết so sánh lƣu lƣợng thực đo lƣu lƣợng tính toán cho hệ số tƣơng quan TT Chỉ tiêu MIKE NAM NAM FORTRAN % sai khác CR1 -0.609 0.10458 682.33% CR3 -0.453 0.8253 154.89% k 156% 9.47% 93.93% 56 + Tiêu chuẩn độ lệch: CR1 cho thấy kết mô đạt loại tốt nhƣng mô hình NAM - FORTRAN cho kết mô tốt Chỉ tiêu Nash: CR3 cho thấy kết mô mô hình NAM FORTRAN tốt mô hình MIKE NAM Sai số tổng lƣợng l : k cho thấy kết sai số tổng lƣợng l mô hình NAM - FORTRAN tốt mô hình MIKE NAM Các tiêu CR1, CR3, k tốt mô hình NAM – FORTRAN  Kiểm định mô hình Để kiểm định mô hình khóa luận s dụng thông số hiệu chỉnh chạy tiếp cho trận l t 15 – 19/10/2003 3500 3000 m 3/s 2500 2000 1500 1000 500 Q thực đo H nh 30: Kết 105 95 100 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 0 Q tính toán (FORTRAN) ô quá tr nh lƣu lƣợng dòng chảy gi b ng ô h nh NAM - FORTRAN trạ An Chỉ s dụng thông s thu đƣợc t NAM – FORTRAN t – 19/10/2003 57 700 600 106 m 500 400 300 200 100 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96 100 104 108 Q thực đo H nh 31: Kết Q tính toán (FORTRAN) ô đƣ ng lũy tích tổng lƣợng dòng chảy gi b ng h nh NAM - FORTRAN trạ An Chỉ s dụng thông s thu đƣợc t NAM – FORTRAN t – 19/10/2003 58 ô H nh 32: Kết chạy iể định ô h nh MIKE NAM trạ t – 19/10/2003 59 An Chỉ Kết so sánh lƣu lƣợng thực đo lƣu lƣợng tính toán cho hệ số tƣơng quan Chỉ MIKE NAM - TT tiêu NAM FORTRAN CR1 -0.3873 0.2516 164.96% CR3 -0.36 0.6819 152.79% k 63.21% 20.10% 68.20% % sai khác + Tiêu chuẩn độ lệch: CR1 cho thấy kết mô đạt loại tốt nhƣng mô hình NAM - FORTRAN cho kết mô tốt Chỉ tiêu Nash: CR3 cho thấy kết mô mô hình NAM FOTRAN tốt mô hình MIKE NAM Sai số tổng lƣợng l : k cho thấy kết sai số tổng lƣợng l mô hình NAM - FORTRAN tốt mô hình MIKE NAM Các tiêu CR1, CR3, k tốt mô hình NAM – FORTRAN 3.6 Nhận xét phân tích ết - Qua kết hiệu chỉnh kiểm định mô hình NAM viết b ng ngôn ngữ FORTRAN cho thấy mô hình đƣợc thiết lập mô có khả mô đƣợc trình dòng chảy t mƣa tại trạm An Chỉ Các tiêu so sánh tƣơng ứng hai mô hình có tiêu tốt s dụng mô hình nhƣng lại không tốt cho mô hình ngƣợc lại Nhìn chung, xét phạm vi tổng thể không phân biệt đƣợc khả mô NAM – FORTRAN MIKE NAM - Mô hình NAM – FORTRAN có ƣu điểm vƣợt trội so với mô hình MIKE NAM mô hình NAM – FORTRAN tính toán đƣợc thành phần dòng chảy khu vực nghiên cứu - Mô hình NAM - FORTRAN ngƣời lập trình viết ra, mô hình MIKE NAM (DHI) phần mềm quyền, có tiêu Nash đánh giá tối ƣu tự động Nhƣ thiết lập thuật toán tối ƣu tự động mô hình NAM – FORTRAN cho phép hàm mục tiêu g m số tiêu kết hợp 60 - Mô hình NAM hai dạng cho kết mô thiên thấp đỉnh l lớn - Mô hình NAM – FORTRAN cho kết sai số tổng lƣợng thƣờng lớn mô hình MIKE NAM - Xét độ ổn định mô hình với thông số mô hình Nam – FORTRAN tốt MIKE NAM - Kết mô mô hình NAM – FORTRAN khác với MIKE – NAM trƣờng hợp giải thích nguyên nhân sau: Mặc d mô hình nhận thức mô hình toán hai mô hình giống nhƣng chuyển sang mô hình số có khác trình tự tính toán thành phần dòng chảy hai mô hình NAM – FORTRAN MIKE – NAM khác Đ ng thời, việc x lý xảy trƣờng hợp L > Lmax không tƣờng minh sở lý thuyết MIKE – NAM Có thể có số trƣờng hợp x lý sau: i) Ta ép giá trị L = Lmax, ii) Lƣợng th a ẩm tầng sát mặt s cung cấp cho lớp sát mặt iii) Lƣợng cung cấp cho tầng nƣớc ngầm iv) Cung cấp cho bốc vào thời kì kiệt 61 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Khóa luận với đề tài: “ Ứng dụng mô hình NAM mô lũ lưu vực sông ệ, trạm An Chỉ đƣợc tiến hành với mục đích áp dụng th nghiệm mô hình NAM - FORTRAN so sánh hai mô hình nhận thức giống MIKE NAM NAM – FORTRAN đã: - Tổng hợp đƣợc đầy đủ đặc điểm điều kiện địa lý kinh tế xã hội lƣu vực sông Vệ - Tìm hiểu lý thuyết mô hình mƣa rào – dòng chảy c ng nhƣ sở lý thuyết mô hình NAM - Đã tìm hiểu áp dụng đƣợc mô hình NAM viết b ng ngôn ngữ lập trình FORTRAN mô hình MIKE NAM - Chứng minh đƣợc tính đắn mô hình NAM – FORTRAN lƣu vực sông Vệ cho dòng chảy l ngày l C ng nhƣ tiến hành hiệu chỉnh, kiểm định mô hình so sánh với mô hình NAM DHI Các tiêu so sánh khác sánh tƣơng ứng mô hình có tiêu tốt s dụng mô hình nhƣng lại không tốt cho mô hình ngƣợc lại Nhìn chung, khó phân biệt đƣợc chất lƣợng mô hình NAM đƣợc viết b ng ngôn ngữ lập trình FORTRAN mô hình MIKE NAM Sau thực xong, khóa luận có kiến nghị sau: - Cần tiếp tục thực áp dụng mô hình so sánh với mô hình MIKE – NAM cho nhiều lƣu vực khác để khẳng định tính đắn mô hình - Đƣa thêm tiêu đánh giá vào mô hình để có nhìn tốt khả mô đặc trƣng lƣu vực nhƣ đỉnh, chân Trên kết bƣớc đầu sinh viên nghiệp nghiên cứu sau 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Phạm Phƣơng Chi , Sử dụng phương pháp MORRIS đánh giá độ nh y thông số mô hình WETSPA Luận văn thạc s , trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Phạm Thu Hiền (2008-2010), Áp dụng phương pháp ước lượng bất định khả (GLUE cho dự báo lũ lưu vực sông Vệ, Luận văn thạc s , trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, 2010 Nguyễn Thị Hoan (2012), Xây dựng áp dụng mô h nh Nam để khôi phục số liệu dòng chảy số tr m lưu vực sông Ba, Khóa luận tốt nghiệp, trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Nguyễn Tiền Giang (2006), Phân tích hệ thống nước, Hà Nội Nguyễn Hữu Khải (2001), Dự báo thủy văn, NX Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Hữu Khải, Nguyễn Thanh Sơn , Mô hình toán thủy văn, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Tiếng Anh DHI (2007), Reference Manual MIKE 11 DHI (2007), User’s Manual MIKE Ryan Fedak (1999), Effect of spatial scale on Hydrologic Modeling in a Headwater Catchment, Blacksburg, VA 63 [...]... quá cao 15 Hình 3 Cây phân loại mô hình mƣa – dòng chảy Ngoài ra, nếu căn cứ theo các quá trình mƣa – dòng chảy đƣợc mô hình hóa thì mô hình mƣa – dòng chảy đƣợc tiếp tục chia thành các mô hình hƣớng sự kiện, mô hình liên tục, hoặc loại mô hình có khả năng mô phỏng cả hai sự kiện ngắn hạn và liên tục - Mô hình sự kiện là các mô hình đƣợc thiết lập là để mô phỏng các sự kiện mƣa – dòng chảy riêng... mô hình hai lớp đơn, mô hình dòng chảy trọng lực hoặc mô hình giải phƣơng trình Richard - Dòng chảy cơ sở: bao g m mô hình dòng chảy cơ sở 2D và 3D dựa vào phƣơng pháp sai phân hữu hạn  Mô hình NAM 18 Mô hình NAM là mô hình mƣa rào – dòng chảy đƣợc xây dựng vào khoảng năm 1982 tại khoa Thủy văn, Viện K thuật thủy động lực thuộc trƣờng đại học k thuật Đan Mạch Nó đƣợc xem nhƣ là mô hình dòng chảy. .. HAI MÔ HÌNH NAM TRONG MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY LŨ LƢU VỰC SÔNG VỆ, TRẠM AN CHỈ 3.1 Phương pháp và số liệu s dụng trong đánh giá mô hình 3.1.1 Các bƣớc tiến h nh Hiệu chỉnh tham số mô hình là tìm một bộ tham số có khả năng mô phỏng tốt nhất quá trình dòng chảy của lƣu vực nghiên cứu, nói một cách khác là tìm bộ tham số cho mô hình để quá trình dòng chảy tính toán b ng mô hình phù hợp nhất với biểu đ dòng chảy. .. 5000 giờ) 27 2.5 Mô hình số viết trên FORTRAN của mô hình NAM Mô hình toán trình bày ở mục trên đƣợc chuyển đổi sang mô hình số s dụng ngôn ngữ lập trình FORTRAN đƣợc thể hiện ở các hình t hình 7 đến hình 9 Hình 7 Phần code khai báo của mô hình Hình 8 Phần code tính toán các thành phần dòng chảy của mô hình diễn ra trong 5 bể chứa 28 Hình 9 Phần code tính toán các thành phần của mô hình trong bể chứa... hình HEC – HMS bao g m: - Các mô hình tích hợp dòng chảy Y  X P Trong đó X : Mƣa Y : Chiều cao lớp dòng chảy P : Tổn thất - Các mô hình tính lƣu lƣợng dòng chảy mặt - Các mô hình tính lƣu lƣợng dòng ngấm 17 - Các mô hình truyền l trong sông  Mô hình TANK Mô hình TANK ra đời vào năm 1956 tại trung tâm quốc gia phòng chống l lụt Nhật, tác giả M Sugawar T đó đến nay mô hình đƣợc hoàn thiện dần và... mặt (Q) Chảy ngầm BF Bể diễn toán ngầm Hình 5 Mô hình nhận thức của mô hình NAM 23 Lƣu lƣợng tính toán 2.3 Mô hình toán Hình 6 Mô hình tính toán của mô hình NAM - Dòng chảy sát mặt (QIF) QIF giả thiết là tƣơng ứng với U và biến đổi tuyến tính theo quan hệ lƣợng trữ ẩm của lƣợng trữ tầng thấp: (1) 24 Trong đó: CKIF là h ng số thời gian dòng chảy sát mặt, nó chính là phần U tạo thành dòng chảy sát... ra thì mô hình liên tục còn có một lợi thế hơn so với mô hình sự kiện là chúng có khả năng mô phỏng thời kỳ kiệt và dòng chảy ngắn hạn trong sông Nhƣng do số lƣợng và thời gian của dòng chảy tạo ra t một lƣợng mƣa là nhạy cảm với lƣợng ẩm có s n ở trong đất trƣớc khi mƣa bắt đầu cho nên kết quả không hoàn toàn chính xác 1.2.3 Một số mô hình mưa – dòng chảy thông dụng  Mô hình HEC – HMS Mô hình HEC... trị này b ng 0 thể hiện mô phỏng lƣợng dòng chảy thực đo tốt nhất c Sai số t ng lượng dòng chảy (13) Trong đó: k là hệ số sai số , Wtt và Wtd là tổng lƣợng dòng chảy tính toán và 3 thực đo m Giá trị k càng gần thì tính ph hợp càng tốt 32 3.2 iệu chỉnh và iểm đ nh mô hình M  Hiệu chỉnh mô hình cho giai đo n NAM v i dòng chảy ngày - 1993 Bảng 8 Bảng kết quả thông s của mô hình NAM TT Thông số Giá trị... mƣa – dòng chảy theo cấu trúc kinh nghiệm Cấu trúc của mô hình NAM đƣợc xây dựng trên nguyên tắc xếp 5 bể chứa theo chiều thẳng đứng và hai bể chứa tuyến tính n m ngang Với cấu trúc nhƣ trên thì mô hình s tiến hành xác định lần lƣợt t ng dòng chảy thành phần: - Dòng chảy mặt - Dòng chảy sát mặt - Lƣợng nƣớc ngầm cung cấp cho bể chứa ngầm - Lƣợng ẩm của đất - Diễn toán dòng chảy Tuy nhiên các mô hình. .. thành dòng chảy ngầm Dòng chảy tràn và dòng chảy sát mặt đƣợc diễn toán qua một h chứa tuyến tính thứ nhất Sau đó, tất cả các thành phần dòng chảy đƣợc cộng lại và diễn toán qua một h chứa tuyến tình thứ hai Cuối cùng s đƣợc dòng chảy tổng cộng tại c a ra 22 2.2 Mô hình nhận thức của mô hình NAM Bốc thoát hơi Giáng Thủy (R) Lƣợng trữ (U) Bể chứa sát mặt (QIF) Tràn (Pn) Bể chứa mặt Chảy sát mặt IF Chảy