Mục lục
Mở đầu 6
Chương 1. Tổng quan các phương pháp mô hình hoá quá trình 8
hình thành dòng chảy từ mưa trên bề mặt lưu vực
1.1. Phân loại các mô hình mô phỏng quá trình hình thành dòng chảy sông 8
1.2. Mô hình thuỷ động lực học 13
1.3. Các mô hình nhận thức 19
1.4. Một số kết quả ứng dụng mô hình toán thuỷ văn ở Việt Nam 26
Chương 2. Cơ sở lý thuyết của phương pháp SCS và mô hình sóng động học một chiều phương pháp phần Tử hữu hạn
2.1. Phương pháp SCS 29
2.2. Phát triển phương pháp SCS 31
2.3. Phương pháp phần tử hữu hạn 34
2.4. Nhận xét về khả năng sử dụng mô hình 41
Chương 3. Hiệu chỉnh phương pháp SCS và áp dụng mô hình sóng động học một chiều phương pháp phần tử hữu hạn để mô phỏng lũ và đánh giá ảnh hưởng của việc sử dụng đất trên lưu vực sông vệ – trạm an chỉ
3.1. Điều kiện địa lý tự nhiên lưu vực sông Vệ - trạm An Chỉ 43
3.2. Mô phỏng lũ trên lưu vực sông Vệ trạm An Chỉ bằng mô hình sóng động học một chiều phương pháp phần tử hữu hạn và SCS
3.3. Hiệu chỉnh công thức tính mưa hiệu quả trong phương pháp SCS trên lưu vực sông Vệ – trạm An Chỉ
3.4. Khảo sát ảnh hưởng của việc sử dụng đất trên l−u vực sông Vệ – Trạm An Chỉ đến dòng chảy lũ qua một số kịch bản
kết luận 65
tài liệu tham khảo 67
Các phụ lục 71
Ứng dụng mô hình Toán diễn toán lũ lưu vực sông Vệ - trạm An Chỉ
72 trang |
Chia sẻ: banmai | Lượt xem: 1820 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Ứng dụng mô hình Toán diễn toán lũ lưu vực sông Vệ - Trạm An Chỉ, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
thill vµ Witham, 1955; Woolhiser vµ Liggett, 1967) [1,13, 43].
ViÖc xÊp xØ ®éng häc ®ßi hái sù c©n b»ng gi÷a c¸c lùc träng tr−êng vµ qu¸n tÝnh
trong ph−¬ng tr×nh ®éng l−îng vµ dßng ch¶y lµ hµm sè chØ phô théc vµo ®é s©u. Do ®ã
ph−¬ng tr×nh ®éng l−îng cã thÓ rót gän vÒ d¹ng:
S = Sf (2.13)
Ph−¬ng tr×nh (2.11) cã thÓ biÓu diÔn d−íi d¹ng ph−¬ng tr×nh dßng ch¶y ®Òu nh−
ph−¬ng tr×nh Chezy hoÆc Manning. Ph−¬ng tr×nh Manning ®−îc chän cho viÖc gi¶i
nµy:
ASRQ 2/13/2
1
n
= (2.14)
trong ®ã: R - b¸n kÝnh thuû lùc (diÖn tÝch/chu vi −ít); n- hÖ sè nh¸m Manning.
Sau khi xÊp xØ sãng ®éng häc sÏ cßn l¹i hai biÕn cña tr−êng cÇn x¸c ®Þnh lµ A vµ
Q. C¶ hai ®Òu lµ nh÷ng ®¹i l−îng cã h−íng, do vËy cã thÓ ¸p dông s¬ ®å mét chiÒu.
Khi ®−îc biÓu diÔn trong d¹ng Èn t¹i c¸c ®iÓm nót, A vµ Q cã thÓ ®−îc coi lµ ph©n bè
trong tõng phÇn tö theo x nh− sau:
A(x,t) ≈ A* (x,t) = (2.15) [ ]{ }ANtAxNn
i
ii∑
=
=
1
)()(
Q(x,t) ≈ Q*(x,t) = (2.16) [ ]{ }QNtQxNn
i
ii∑
=
=
1
)()(
trong ®ã: Ai(t) - diÖn tÝch, lµ hµm sè chØ phô thuéc vµo thêi gian; Qi(t) - l−u l−îng,
hµm sè chØ phô thuéc vµo thêi gian; Ni(x) - hµm sè néi suy; n - sè l−îng nót trong mét
phÇn tö.
§èi víi mét phÇn tö ®−êng mét chiÒu, n = 2 vµ:
A* (x,t) = Ni(x) Ai(t) + Ni+1(x)Ai+1(t) (2.17)
Q* (x,t) = Ni(x)Qi(t) + Ni+1(x)Qi+1(t) (2.13)
trong ®ã:
i
i
i x
xx
xN
Δ
−= +1)( vµ
i
i
i x
xx
xN
Δ
−=+ )(1 víi x ∈ (xi , xi+1)
C¸c hµm néi suy th−êng ®−îc coi lµ c¸c hµm to¹ ®é v× chóng x¸c ®Þnh mèi quan hÖ
37
gi÷a c¸c to¹ ®é tæng thÓ vµ ®Þa ph−¬ng hay tù nhiªn. C¸c hµm néi suy ®èi víi c¸c phÇn
tö ®−êng ®· ®−îc bµn luËn t−¬ng ®èi kü trong nhiÒu bµi viÕt vÒ phÇn tö h÷u h¹n (Desai
vµ Abel, 1972; Huebner, 1975)[1, 21, 23–25] .
3.T×m hÖ ph−¬ng tr×nh phÇn tö h÷u h¹n: ViÖc t×m c¸c ph−¬ng tr×nh phÇn tö h÷u
h¹n bao gåm viÖc x©y dùng hÖ ph−¬ng tr×nh ®¹i sè tõ tËp hîp c¸c ph−¬ng tr×nh vi ph©n
c¬ b¶n. Cã bèn quy tr×nh th−êng ®−îc sö dông nhÊt lµ ph−¬ng ph¸p trùc tiÕp, ph−¬ng
ph¸p c©n b»ng n¨ng l−îng, ph−¬ng ph¸p biÕn thiªn vµ ph−¬ng ph¸p sè d− cã träng sè.
Ph−¬ng ph¸p sè d− cã träng sè cña Galerkin ®−îc dïng ®Ó thiÕt lËp c¸c ph−¬ng tr×nh v×
nã ®· chøng tá lµ mét ph−¬ng ph¸p tèt ®èi víi c¸c bµi to¸n vÒ dßng ch¶y mÆt (Judah,
1973; Taylor vµ nnk, 1974)[51].
Ph−¬ng ph¸p Galerkin cho r»ng tÝch ph©n:
∫ =
D
iRdDN 0 (2.18)
D: khèi chøa c¸c phÇn tö. R: sè d− ®−îc g¸n träng sè trong hµm néi suy Ni
Do ph−¬ng tr×nh (2.18) ®−îc viÕt cho toµn bé kh«ng gian nghiÖm nªn nã cã thÓ
®−îc ¸p dông cho tõng phÇn tö nh− d−íi ®©y, ë ®ã hµm thö nghiÖm sÏ ®−îc thay thÕ
vµo ph−¬ng tr×nh (2.18) vµ lÊy tÝch ph©n theo tõng phÇn tö cña kh«ng gian :
0
1
=
⎭⎬
⎫
⎩⎨
⎧
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ −+∑ ∫
=
NE
i
D eie
dDqA
x
Q
N &∂
∂ (2.19)
trong ®ã: NE : sè phÇn tö trong ph¹m vi tÝnh to¸n. A& : ®¹o hµm theo thêi gian cña A. De :
ph¹m vi cña mét phÇn tö.
XÐt riªng mét phÇn tö, ph−¬ng tr×nh (2.19) trë thµnh:
{ } { }N Nx Q N N A N q dDi j i j iD ee ∂∂ + −⎡⎣⎢
⎤
⎦⎥ =∫ & 0 (2.20)
§èi víi 1 phÇn tö lµ ®o¹n th¼ng, ph−¬ng tr×nh nµy cã thÓ viÕt nh− sau
{ } { }N Nx Q N N A N q dxi j i j i ix
x ∂
∂ + −
⎡
⎣⎢
⎤
⎦⎥ =∫ &1
2
0 (2.21)
LÊy tÝch ph©n cña tõng sè h¹ng trong (2.21):
{ } { }N N
x
dx Q
N N
x
N N
x
N N
x
N N
x
dx Qi
j
x
x
x
x∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ =
⎡
⎣
⎢⎢⎢⎢
⎤
⎦
⎥⎥⎥⎥
∫ ∫
1
2
1
2 1
1
1
2
2
1
2
2
38
N N
x
dx x x
x x x
x x
x x
dx x x
x x
dx
x
x
x
x
x
x
x
x
1
1
1
2
2 1
2
2 1
1
2 1
2
2
1
2 1
2
∂
∂
∂
∂∫ ∫ ∫=
−
−
−
−
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ = −
−
− = −( )
T−¬ng tù, lÊy tÝch ph©n cña tÊt c¶ c¸c sè h¹ng kh¸c, cuèi cïng nhËn ®−îc:
{ } { }N N
x
dx Q Qi
j
x
x ∂
∂
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ =
−
−
⎡
⎣
⎢⎢⎢⎢
⎤
⎦
⎥⎥⎥⎥
∫
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
=[FQ]{Q}
( ) { } { }N N dx A x Ai j
x
x
1
2
1
3
1
6
1
6
1
3
∫ =
⎡
⎣
⎢⎢⎢⎢
⎤
⎦
⎥⎥⎥⎥
& &Δ = [FA]{A*}
N dxq xqi
x
x
1
2
1
2
1
2
∫ =
⎧
⎨
⎪⎪
⎩
⎪⎪
⎫
⎬
⎪⎪
⎭
⎪⎪
Δ = q {Fq}
KÕt hîp ba sè h¹ng cho ph−¬ng tr×nh ®èi víi mét phÇn tö h÷u h¹n tuyÕn tÝnh:
[FA] { &A }+[FQ]{Q} - q{Fq} = 0 (2.22)
NÕu ®¹o hµm cña diÖn tÝch theo thêi gian ®−îc lÊy xÊp xØ ë d¹ng:
&A (t) = [A(t+Δt) - A(t)]/Δt
ph−¬ng tr×nh (2.22) trë thµnh:
1
Δt [FA] {A}t+Δt -
1
Δt [FA] {A}t +[FQ]{Q}t - q{Fqt}t+Δt = 0 (2.23)
HÖ ph−¬ng tr×nh thiÕt lËp cho l−íi phÇn tö h÷u h¹n gåm n phÇn tö ®−îc thiÕt lËp sao
cho cã thÓ bao hµm ®−îc toµn bé sè phÇn tö. ë ®©y, do c¸c d¶i ®−îc diÔn to¸n mét c¸ch ®éc
lËp nªn ph−¬ng tr×nh tæng hîp cÇn ph¶i viÕt cho tõng d¶i vµ tõng kªnh dÉn.
4. Gi¶i hÖ ph−¬ng tr×nh cho vÐc t¬ c¸c biÕn cña tr−êng t¹i c¸c nót. HÖ ph−¬ng
tr×nh phÇn tö h÷u h¹n (2.23) víi c¸c Èn sè lµ c¸c biÕn t¹i c¸c nót cã thÓ ®−îc gi¶i b»ng
ph−¬ng ph¸p khö Gauss. HÖ ph−¬ng tr×nh phi tuyÕn cÇn ph¶i gi¶i th«ng qua c¸c b−íc
lÆp. C¸c ®iÒu kiÖn ban ®Çu cã thÓ lµm hÖ ph−¬ng tr×nh trë nªn ®¬n gi¶n h¬n. VÝ dô ®èi
víi mét d¶i chøa n phÇn tö tuyÕn tÝnh vµ n+1 nót, trªn c¸c b·i dßng ch¶y s−ên dèc cña
kªnh t¹i thêi ®iÓm t = 0, cã mét vµi sè h¹ng sÏ b»ng 0. Ph−¬ng tr×nh phÇn tö h÷u h¹n
trë thµnh:
1
Δt [FA] {A}t+Δt = {fq} (2.24)
39
Sau khi gi¶i ®ång thêi hÖ ph−¬ng tr×nh nµy t×m c¸c Èn {A}, ph−¬ng tr×nh Manning
®−îc sö dông ®Ó t×m c¸c Èn {Q}. §iÒu kiÖn biªn tiÕp theo cã thÓ lµm ®¬n gi¶n ho¸ viÖc
gi¶i hÖ ph−¬ng tr×nh lµ l−u l−îng b»ng 0 ë mäi thêi ®iÓm t¹i c¸c biªn trªn hoÆc t¹i c¸c
nót cña c¸c d¶i vµ kªnh dÉn. Cã mét ngo¹i lÖ lµ tr−êng hîp t−¬ng tù nh− ®èi víi 3 b·i
dßng ch¶y s−ên dèc vµ 3 kªnh dÉn khi l−u l−îng ë mäi thêi ®iÓm t t¹i nót trªn cïng
cña kªnh thø 3 lµ tæng cña c¸c l−u l−îng t¹i c¸c nót d−íi cña 2 kªnh kh¸c. C¸c gi¸ trÞ A
vµ Q t×m ®−îc t¹i mét b−íc thêi gian sÏ ®−îc ®−a vµo ph−¬ng tr×nh phÇn tö h÷u h¹n ®Ó
t×m c¸c gi¸ trÞ A, Q ë b−íc thêi gian tiÕp theo. C¸c gi¸ trÞ {A}t+Δt, {Q}t+Δt t¹i mét
b−íc thêi gian tÝnh to¸n sÏ trë thµnh c¸c gi¸ trÞ {A}t vµ {Q}t trong b−íc thêi gian tÝnh
to¸n tiÕp theo. Qu¸ tr×nh nµy ®−îc thùc hiÖn cho ®Õn khi t×m ®−îc kÕt qu¶ cÇn thiÕt.
5. Tæng hîp hÖ ph−¬ng tr×nh ®¹i sè cho toµn bé miÒn tÝnh to¸n: HÖ ph−¬ng tr×nh thiÕt
lËp cho l−íi phÇn tö h÷u h¹n gåm n phÇn tö ®−îc thiÕt lËp sao cho cã thÓ bao hµm ®−îc
toµn bé sè phÇn tö. ë ®©y, do c¸c d¶i ®−îc diÔn to¸n mét c¸ch ®éc lËp nªn ph−¬ng tr×nh
tæng hîp cÇn ph¶i viÕt cho tõng d¶i vµ tõng kªnh dÉn. Qu¸ tr×nh tæng hîp hÖ ph−¬ng
tr×nh cho n phÇn tö tuyÕn tÝnh víi (n+1) nót ®−îc thùc hiÖn nh− trong c«ng tr×nh [23]
Mét c¸ch tiÖm cËn kh¸c ®Ó gi¶i quyÕt bµi to¸n khi sè liÖu ®Þa h×nh lßng dÉn thiÕu.
Khi ®ã cÇn thiÕt tiÕn hµnh mét sè thñ thuËt ®Ó thay biÕn A b»ng Q. Ph−¬ng tr×nh
Manning cã thÓ viÕt l¹i lµ:
2/13/5
3/2
2/1
3/2
1
.
1
SA
nP
SA
P
A
n
Q =⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛= (2.25)
6.0
6.0
2/1
3/2
2/1
3/2
3/5 Q
S
nP
AQ
S
nP
A ⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛=⇒=
ViÕt d−íi d¹ng tæng qu¸t
β
β
Q
S
nP
A ⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛=
2/1
3/2
§Æt β
β
QA
S
nP αα =⇒=⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛
2/1
3/2
Trong ph−¬ng tr×nh Manning β = 0.6. Khi ®ã cã thÓ viÕt :
q
t
Q
Q
x
Q =∂
∂+∂
∂ −1βαβ (2.26)
§Æt , ph−¬ng tr×nh (2.26) trë thµnh: μ1 =−βαβQ
q
t
Q
x
Q =∂
∂+∂
∂
μ (2.27)
40
DÔ dµng nhËn thÊy, ¸p dông ph−¬ng ph¸p phÇn tö høu h¹n (nhËn ®−îc:
[ ]{ } [ ]{ } { }qAQ fQFQF =+ &μ
[ ]{ } { } [ ]{ }QFfQF QqA −=&μ (2.28)
§Æt )(
2
1
tttt QQQ += +Δ , ph−¬ng tr×nh (2.28) trë thµnh:
[ ]{ } { } [ ]{ } [ ]{ }QFQFftQF QtAttqttA −+= ++ μμ ΔΔ Δ
{ } [ ]{ } [ ]{ } [ ]{ }ttQttQtAttq QFtQFtQFft ΔμΔ ΔΔ 5.0Δ5.0 −−+= ++
[ ] [ ][ ]{ } { } { } [ ][ ]{ }tQAttqttQA QFtFftQFtF ΔμΔΔ 5.0ΔΔ5.0μ −+=+⇒ ++
[ ]{ } [ ]{ } [ ]
ttqttt
FQCQB
ΔΔ ++ +=⇒
BiÓu thøc cuèi cïng sÏ lµ:
{ } [ ] [ ]{ } [ ] { }
ttqttt
FBQCBQ
ΔΔ +
−−
+ += 11 (2.29)
Ph−¬ng tr×nh (2.29) cã thÓ gi¶i ®−îc chØ phô thuéc vµo l−u l−îng.
Sè liÖu ®o ®¹c dßng ch¶y tõ c¸c b·i dßng ch¶y s−ên dèc cña Crawford vµ Linsley
(1966)[41] ®· ®−îc sö dông ®Ó kiÓm tra tÝnh ®óng ®¾n cña ch−¬ng tr×nh diÔn to¸n lò
®èi víi dßng ch¶y s−ên dèc. Ph−¬ng ph¸p xÊp xØ b»ng phÇn tö h÷u h¹n cho kÕt qu¶ cã
thÓ tho¶ m·n mÆc dï viÖc lÊy hÖ sè Manning biÕn ®æi theo ®é s©u cã thÓ cßn cho kÕt
qu¶ tèt h¬n n÷a. M« h×nh nµy cßn cã thÓ ¸p dông cho c¶ l−u vùc lín trong tù nhiªn
(Ross, 1975). C¸c phÐp kiÓm tra sù héi tô, tÝnh æn ®Þnh vµ ¶nh h−ëng cña cña viÖc ph©n
bè c¸c l−íi « kh¸c nhau ®Õn dßng ch¶y lò còng ®−îc xÐt ®Õn (Ross, 1975)[46].
2.4. NhËn xÐt vÒ kh¶ n¨ng sö dông m« h×nh
Víi gi¶ thiÕt cña m« h×nh phÇn tö h÷u h¹n sãng ®éng häc cã thÓ chia l−u vùc ra
thµnh c¸c phÇn tö rÊt chi tiÕt, khi ®ã cã thÓ tÝnh to¸n m« pháng dßng ch¶y sinh ra tõ
m−a øng víi tõng phÇn tö cña l−u vùc, th«ng qua viÖc ¸p dông m« h×nh sãng ®éng häc
mét chiÒu. M−a hiÖu qu¶ trªn l−u vùc ®−îc tÝnh th«ng qua ph−¬ng ph¸p SCS, ph−¬ng
ph¸p nµy cã tÝnh ®Õn c¶ tæn thÊt ban ®Çu c−êng ®é thÊm liªn tôc vµ ®é Èm tr−íc lò nªn
viÖc tÝnh m−a hiÖu qu¶ theo ph−¬ng ph¸p nµy lµ t−¬ng ®èi chÝnh x¸c. ViÖc kÕt hîp m«
h×nh phÇn tö h÷u h¹n sãng ®éng häc víi ph−¬ng ph¸p tÝnh tæn thÊt do thÊm SCS sÏ cho
kÕt qu¶ m« pháng chÝnh x¸c nhÊt. HiÖn nay víi c«ng nghÖ GIS viÖc chia l−u vùc thµnh
c¸c phÇn tö vµ x¸c ®Þnh th«ng sè l−u vùc ®· cã thuËn lîi, song c«ng nghÖ nµy míi
b−íc ®Çu ®−îc ®−a vµo øng dông trong thuû v¨n ë n−íc ta vµ c¸c b¶n ®å sö dông lµ c¸c
b¶n ®å chuyªn ngµnh, ch−a sö dông tiªu chÝ SCS do vËy viÖc nhËn th«ng sè tõ c¸c phÇn
41
42
tö cßn gÆp khã kh¨n. Tuy nhiªn víi −u ®iÓm cña nã, nªn chóng t«i m¹nh d¹n lùa chän
m« h×nh sãng ®éng häc ph−¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n kÕt hîp víi ph−¬ng ph¸p SCS ®Ó
m« pháng qu¸ tr×nh tæn thÊt vµ ph¸t triÓn dßng ch¶y trªn bÒ mÆt l−u vùc [24] vµ trong
lßng dÉn, qua ®ã b−íc ®Çu ®¸nh gi¸ t¸c ®éng cña viÖc sö dông ®Êt ®Õn dßng ch¶y l−u
vùc s«ng ngßi. Ch−¬ng 3 sÏ tr×nh bµy cô thÓ mét sè kÕt qu¶ thùc hiÖn ý t−ëng nµy cho
l−u vùc s«ng VÖ - tr¹m An ChØ, tØnh Qu¶ng Ng·i.
43
Ch−¬ng 3
HiÖu chØnh ph−¬ng ph¸p SCS vμ ¸p dông m« h×nh sãng ®éng
häc mét chiÒu ph−¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n ®Ó m« pháng lò
vμ ®¸nh gi¸ ¶nh h−ëngcña viÖc sö dông ®Êt trªn l−u vùc
s«ng vÖ – tr¹m an chØ
3.1. §iÒu kiÖn ®Þa lý tù nhiªn l−u vùc s«ng vÖ –tr¹m an chØ
3.1.1. VÞ trÝ ®Þa lý
S«ng VÖ b¾t nguån tõ vïng nói cao Tr−êng S¬n, cã to¹ ®é ®Þa lý lµ 14032’25” vÜ
b¾c, 108037’4” kinh ®«ng, vÞ trÝ tr¹m An ChØ cã to¹ ®é 14058’15” 108047’36” kinh ®«ng;
s«ng VÖ n»m gän trong tØnh Qu¶ng Ng·i, phÝa b¾c vµ phÝa t©y gi¸p víi s«ng Trµ Khóc,
phÝa nam gi¸p tØnh B×nh §Þnh vµ phÝa ®«ng gi¸p biÓn (H×nh 3.4) [6].
3.1.2. §Þa h×nh
N»m ë s−ên phÝa ®«ng d·y Tr−êng S¬n, tØnh Qu¶ng Ng·i cã ®Þa h×nh kh¸ phøc
t¹p, gåm miÒn nói, trung du vµ ®ång b»ng víi nhiÒu nh¸nh nói tõ d·y Tr−êng S¬n ch¹y
ra tËn vïng ®ång b»ng ven biÓn, t¹o nªn nh÷ng thung lòng ch¹y theo h−íng t©y nam -
®«ng b¾c. §Þa h×nh nãi chung trªn l−u vùc cã ®é cao trung b×nh biÕn ®éng tõ 100 -
1000m, cã nh÷ng ®Ønh nói cao trªn 1000 m; ®Þa h×nh dèc, cã xu thÕ thÊp dÇn theo
h−íng t©y nam - ®«ng b¾c vµ t©y - ®«ng.Vïng trung du gåm nh÷ng ®åi nói thÊp, nhÊp
nh«, ®é cao 100 - 500 m, ®é dèc ®Þa h×nh cßn t−¬ng ®èi lín. Vïng ®ång b»ng n»m ë h¹
l−u c¸c dßng s«ng, nh×n chung ®Þa h×nh kh«ng ®−îc b»ng ph¼ng, ®é cao kho¶ng 100 m.
(H×nh 3.1) [3]
3.1.3. §Þa chÊt, thæ nh−ìng
§Þa chÊt vïng nghiªn cøu bao gåm nhiÒu cÊu tróc ®Þa chÊt víi chÕ ®é kiÕn t¹o,
thµnh phÇn th¹ch häc kh¸c nhau. §Æc ®iÓm s«ng ngßi, chÕ ®é thñy v¨n vµ cña vïng
nghiªn cøu phô thuéc mét phÇn quan träng vµo ®Æc ®iÓm ®Þa chÊt, do ®ã viÖc nghiªn
cøu ®Æc ®iÓm kiÕn t¹o thµnh phÇn th¹ch häc trªn c¸c l−u vùc s«ng sÏ gãp phÇn tÝch cùc
trong biÖc x¸c ®Þnh nguyªn nh©n lò lôt vïng nµy [7]. Sau ®©y lµ mét sè ®Æc ®iÓm chÝnh
vÒ ®Þa chÊt cña l−u vùc s«ng VÖ - tr¹m An ChØ. Thµnh phÇn ®Êt ®¸ nÒn ë ®©y bao gåm:
granulit mafic, g¬nai granat, cordierit, hypersten, ®¸ g¬nai, ®¸ phiÕn amphibol, biotit,
amphibotit, migmatit, ®¸ x©m nhËp granit, granodiorit, migmatit (phøc hÖ Chu Lai- Ba
T¬ γ2cb). Thµnh t¹o §Ö tø ë l−u vùc gåm: §Ö tø kh«ng ph©n chia (aQ): cuéi, c¸t, bét
ph©n bè däc thung lòng s«ng vµ hçn hîp cuéi, sái d¨m c¸t, bét (adpQ) ë T©y Nam §øc
Phæ. PhÇn cßn l¹i cña l−u vùc lµ c¸c thµnh t¹o c¸t, bét cã nguån gèc biÓn (mQm,
vmQm
2-3, mvQIV
1-2).
H×nh 3.1. B¶n ®å ®Þa h×nh l−u vùc s«ng VÖ - tr¹m An ChØ
44
H×nh 3.2. B¶n ®å hiÖn tr¹ng sö dông ®Êt l−u vùc s«ng VÖ - tr¹m An ChØ
45
46
T×nh h×nh thæ nh−ìng: §Êt trªn l−u vùc rÊt ®a d¹ng, gåm 6 nhãm ®Êt. ë vïng
®åi nói cã c¸c lo¹i ®Êt nh− ®Êt ®á vµng trªn ®¸ biÕn chÊt vµ ®Êt sÐt, chiÕm phÇn lín
diÖn tÝch. ë vïng ®ång b»ng cã c¸c lo¹i ®Êt nh−: c¸t, ®Êt phï sa, ®Êt x¸m vµ ®Êt ®á
vµng. §Êt x¸m vµ ®Êt x¸m b¹c mµu n»m ë vïng cao, ®Êt ®en, ®Êt ®á vµng lµ lo¹i ®Êt
ph©n bè réng r·i ë miÒn nói, thµnh phÇn c¬ giíi nhÑ, thÝch hîp ®Ó trång c¸c lo¹i c©y
c«ng nghiÖp [5]. (H×nh 3.2)
3.1.4. Líp phñ thùc vËt
Rõng tù nhiªn trªn l−u vùc cßn Ýt, chñ yÕu lµ lo¹i rõng trung b×nh vµ rõng
nghÌo, phÇn lín ph©n bè ë nói cao [15]. Vïng nói cao cã nhiÒu l©m thæ s¶n quý. Vïng
®åi nói cßn rÊt Ýt rõng, ®¹i bé phËn lµ ®åi nói träc vµ ®Êt trång c©y c«ng nghiÖp, c©y
bôi, ngoµi ra ë vïng h¹ l−u cã ®Êt trång n−¬ng rÉy xen d©n c− [4]. Víi ®é che phñ cña
c¸c lo¹i rõng ®−îc tr×nh bµy trong b¶ng 3.1.
B¶ng 3.1. Líp phñ thùc vËt theo møc ®é che t¸n vµ tû lÖ % so víi l−u vùc [7]
STT Lo¹i h×nh líp phñ
Tû lÖ % so víi diÖn
tÝch l−u vùc
Møc ®é
t¸n che (%)
1
Rõng rËm th−êng xanh c©y l¸ réng nhiÖt ®íi
giã mïa ®· bÞ t¸c ®éng
12.27 70 ÷ 90
2
Rõng th−a rông l¸ hoÆc tr¶ng c©y bôi cã c©y
gç r¶i r¸c
50.50 30 ÷ 40
3 C©y trång n«ng nghiÖp ng¾n ngµy 37.23 < 5
3.1.5. KhÝ hËu
Trong mïa hÌ, l−u vùc chÞu ¶nh h−ëng cña luång kh«ng khÝ nhiÖt ®íi Ên ®é
D−¬ng, kh«ng khÝ xÝch ®¹o vµ tÝn phong mïa hÌ - luång kh«ng khÝ nhiÖt ®íi tõ Th¸i
B×nh D−¬ng thæi tíi. Luång kh«ng khÝ xÝch ®¹o cã ®Æc tÝnh nãng, Èm. Luång kh«ng
khÝ nhiÖt ®íi tõ Th¸i B×nh d−¬ng dÞu m¸t vµ Èm h¬n. Luång kh«ng khÝ nhiÖt ®íi tõ Ên
®é D−¬ng thæi tíi n−íc ta vµo ®Çu mïa hÌ, cã ®Æc tÝnh nãng vµ Èm, g©y ra m−a vµo
®Çu mïa hÌ - m−a tiÓu m·n. §Æc biÖt khi luång kh«ng khÝ nµy v−ît qua d·y Tr−êng
S¬n, do hiÖu øng “ph¬n” trë nªn nãng vµ kh« - giã mïa T©y Nam. Song, b¶n th©n c¸c
luång kh«ng khÝ trªn chØ cã thÓ g©y ra m−a khi cã nh÷ng nhiÔu ®éng thêi tiÕt nh− b·o,
¸p thÊp nhiÖt ®íi, d¶i héi tô nhiÖt ®íi vµ fr«n l¹nh... [7]
H×nh 3.3. B¶n ®å rõng l−u vùc s«ng VÖ - tr¹m An ChØ
47
48
Giã: Hµng n¨m cã hai mïa giã chÝnh: giã mïa ®«ng b¾c vµ giã mïa t©y nam.
Tuú theo ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh mµ giã thÞnh hµnh trong c¸c mïa cã sù kh¸c nhau gi÷a c¸c
n¬i. Tuy vËy trong mïa ®«ng, h−íng giã chÝnh lµ h−íng b¾c, t©y b¾c vµ ®«ng b¾c; cßn
trong mïa h¹, chñ yÕu lµ giã t©y nam vµ ®«ng nam.
NhiÖt ®é kh«ng khÝ: NhiÖt ®é kh«ng khÝ trung b×nh n¨m biÕn ®æi trong ph¹m vi
tõ 200C - 220 C ë vïng nói cao (> 500 m) ®Õn 250C - 26 0C ë vïng ®ång b»ng ven
biÓn.
§é Èm kh«ng khÝ: §é Èm kh«ng khÝ tuyÖt ®èi trung b×nh n¨m tõ 23,6 mb, trong
mïa h¹, ®é Èm tuyÖt ®èi trung b×nh th¸ng tõ 28 - 31 mb t¹i c¸c thung lòng vµ ®ång
b»ng, trong mïa ®«ng, ®é Èm tuyÖt ®èi trung b×nh th¸ng b»ng kho¶ng 21 - 28 mb, thÊp
nhÊt vµo th¸ng I ®¹t kho¶ng 19 - 22,5 mb.
Bèc h¬i: L−îng bèc h¬i trung b×nh n¨m (®o b»ng èng Piche) biÕn ®æi trong
ph¹m vi tõ 640 mm ®Õn 900 mm.
M−a: L−îng m−a trung b×nh hµng n¨m cña trªn l−u vùc biÕn ®éng m¹nh theo
kh«ng gian, n¬i m−a nhiÒu nhÊt cã thÓ ®¹t tíi trªn 3600 mm cßn n¬i m−a Ýt nhÊt chØ
kho¶ng 1600 mm. ChÕ ®é m−a trong n¨m h×nh thµnh hai mïa râ rÖt: mïa m−a vµ mïa
kh«. Mïa m−a b¾t ®Çu muén, th−êng tõ th¸ng IX vµ chØ kÐo dµi ®Õn th¸ng XII. L−îng
m−a cña 4 th¸ng mïa m−a chiÕm kho¶ng 65% - 85% tæng l−îng m−a n¨m. Mïa kh«
kÐo dµi tíi 8 th¸ng nh−ng cã tæng l−îng m−a chØ chiÕm 15% - 35% tæng l−îng m−a
n¨m.
3.1.6. M¹ng l−íi s«ng suèi vµ t×nh h×nh nghiªn cøu thñy v¨n
So víi c¸c hÖ thèng s«ng kh¸c trªn d¶i duyªn h¶i Nam Trung bé th× s«ng VÖ
thuéc lo¹i nhá, n»m trän trong tØnh Qu¶ng Ng·i l−u vùc cã tæng diÖn tÝch lµ 1260km2.
Dßng chÝnh s«ng dµi 91 km b¾t nguån tõ N−íc Vo ë ®é cao 1070m vµ ®æ ra biÓn §«ng
t¹i Long Khª. MËt ®é s«ng suèi trong l−u vùc ®¹t kh¸ cao 0,79km/km2 t−¬ng øng víi
tæng chiÒu dµi toµn bé s«ng suèi lµ 995km. N»m trong d¶i ven biÓn, phÇn diÖn tÝch ®åi
nói chiÕm diÖn tÝch rÊt nhá nªn ®é cao b×nh qu©n l−u vùc chØ ®¹t 170m. §é dèc b×nh
qu©n l−u vùc ®¹t 19,9%. HÖ sè uèn khóc cña dßng chÝnh lµ kh«ng cao 1,3. PhÇn
th−îng l−u vµ trung l−u dµi kho¶ng 60 km, dßng ch¶y nhá hÑp, t−¬ng ®èi th¼ng. PhÇn
h¹ l−u tõ NghÜa Hµnh ®Õn cöa s«ng Lßng S«ng më réng h¬n. Cã nhiÒu ®åi nói sãt vµ
nh÷ng d¶i cån c¸t ven biÓn nªn m¹ng l−íi s«ng vïng h¹ l−u ph¸t triÓn ch»ng chÞt. [5,7]
H×nh 3.4. B¶n ®å m¹ng l−íi s«ng vµ c¸c tr¹m khÝ t−îng, thñy v¨n
l−u vùc s«ng VÖ - tr¹m An ChØ
49
50
HÖ thèng s«ng VÖ cã 5 phô l−u cÊp I cã chiÒu dµi lín h¬n 10km ph¸t triÓn m¹nh
vÒ bê tr¸i. DiÖn tÝch bê tr¸i chØ lín gÊp 1,63 lÇn diÖn tÝch bê ph¶i, nh−ng toµn bé chiÒu
dµi s«ng suèi bê tr¸i lín gÊp 3,5 lÇn bê ph¶i. HÖ sè kh«ng c©n b»ng l−íi s«ng tíi 3,5
trong khi hÖ sè kh«ng ®èi xøng chØ ®¹t 0,24.
Mïa lò trªn l−u vùc s«ng VÖ th−êng kÐo dµi trong 3 th¸ng, b¾t ®Çu tõ th¸ng X
®Õn th¸ng XII nã chiÕm kho¶ng 70.6% tæng l−îng dßng ch¶y n¨m. M« ®un dßng ch¶y
mïa lò Mlò = 196 l/s.km
2 so víi toµn l·nh thæ ViÖt Nam ®©y lµ vïng cã trÞ sè dßng
ch¶y lò lín. Mïa kiÖt trªn l−u vùc s«ng VÖ th−êng kÐo dµi trong 9 th¸ng, b¾t ®Çu tõ
th¸ng I ®Õn th¸ng IX vµ chiÕm kho¶ng 29.4% tæng l−îng dßng ch¶y n¨m [14].
Cã thÓ thÊy r»ng víi kh¶ n¨ng ®iÒi tiÕt l−u vùc kÐm nªn mÆc dï d¹ng l−u vùc
h×nh l«ng chim nh−ng møc ®é tËp trung n−íc cña l−u vùc s«ng VÖ rÊt lín, kh¶ n¨ng
®iÒu tiÕt dßng ch¶y trªn l−u vùc kÐm. L−u vùc s«ng VÖ víi vÞ trÝ ®Þa lý ®ãn giã thuËn
lîi nªn hµng n¨m l−îng m−a mang ®Õn l−u vùc rÊt phong phó ®¹t 2476 mm. L−îng
m−a cã xu thÕ t¨ng dÇn tõ §«ng sang T©y do ®é cao ®Þa h×nh, phÇn th−îng nguån vïng
nói l−îng m−a ®¹t tíi trªn 3000 mm cßn phÇn h¹ du vïng ®ång b»ng l−îng m−a còng
®¹t trªn 2000 mm. Víi l−îng m−a lín nh− vËy nªn trung b×nh n¨m l−u vùc s«ng VÖ
xuÊt hiÖn tõ 6 ®Õn 8 trËn lò, phô thuéc vµo c¸c ®ît m−a lín cña n¨m vµ c¸c trËn lò nµy
th−êng g¾n liÒn víi ngËp lôt c¸c vïng h¹ du do l−îng m−a lín trªn diÖn réng [7, 26].
3.2. M« pháng lò trªn l−u vùc s«ng vÖ tr¹m an chØ b»ng m«
h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu ph−¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n vµ
SCS
3.2.1. Thu thËp vµ xö lý sè liÖu
M−a: Tµi liÖu thu thËp lµ l−îng m−a giê gåm cã 15 trËn m−a g©y lò lín tiªu
biÓu tõ n¨m 1998 ®Õn 2003 do Trung t©m T− liÖu Quèc Gia - Bé Tµi nguyªn M«i
tr−êng cung cÊp, cô thÓ:
N¨m 1998 1999 2000 2001 2002 2003
Sè trËn lò 4 1 2 3 2 3
Thêi gian cña c¸c trËn m−a ®¬n trung b×nh kho¶ng 3 ngµy ®o t¹i tr¹m Ba T¬.
Dßng ch¶y: Sè liÖu thu thËp ®−îc lµ gi¸ trÞ l−u l−îng t¹i cöa ra (tr¹m An ChØ)
theo giê t−¬ng øng víi thêi gian tõng trËn m−a.
Sè liÖu mÆt ®Öm: gåm c¸c b¶n ®å ®Þa h×nh, rõng, sö dông ®Êt, vµ m¹ng l−íi
thñy v¨n n¨m 2000 tû lÖ 1: 25 000 (H×nh 3.1–3.4). C¸c lo¹i b¶n ®å trªn ®Òu ®· ®−îc sè
51
ho¸ vµ cã thÓ truy xuÊt dÔ dµng qua c¸c phÇn mÒm GIS th«ng dông.
File sè liÖu dïng cho ch−¬ng tr×nh tÝnh lËp theo m« h×nh sãng ®éng häc mét
chiÒu ph−¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n vµ ph−¬ng ph¸p SCS ®−îc xö lý nh− sau:
- Tµi liÖu m−a: M−a ban ®Çu ®−îc cung cÊp lµ gi¸ trÞ m−a theo tõng giê, vµ
®−îc luü tÝch 6 giê.
- Tµi liÖu vÒ dßng ch¶y: Dßng ch¶y øng víi tõng giê ®−îc trÝch ra ®Ó so s¸nh
víi dßng ch¶y m« pháng khi ch¹y m« h×nh ®Ó æn ®Þnh bé th«ng sè.
Xö lý tµi liÖu mÆt ®Öm: L−u vùc s«ng VÖ ®−îc chia thµnh mét l−íi tÝnh theo
ph−¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n gåm c¸c ®o¹n s«ng, d¶i l−u vùc vµ c¸c phÇn tö trªn
nguyªn t¾c ph©n tÝch tÝnh ®ång nhÊt vÒ ®é dèc s−ên vµ h−íng dßng ch¶y qua b¶n ®å
®Þa h×nh vµ b¶n ®å m¹ng l−íi thñy v¨n , b¶n ®å ®é dèc l−u vùc.
Ph©n ®o¹n s«ng: Tõ b¶n ®å m¹ng l−íi s«ng ®· ph©n chia s«ng VÖ thµnh 7 ®o¹n
s«ng con, c¸c ®o¹n s«ng con nµy ®−îc ®¸nh dÊu theo thø tù tõ I ®Õn VII. C¸c l−u vùc
nhá øng víi c¸c ®o¹n s«ng nµy thÓ hiÖn sù ®ång nhÊt vÒ vµ kh¶ n¨ng tËp trung n−íc.
Ph©n chia d¶i dßng ch¶y: Sau khi ®· ph©n l−u vùc thµnh c¸c ®o¹n s«ng ta tiÕn
hµnh chia ®o¹n s«ng thµnh c¸c d¶i, sao cho trong mçi d¶i dßng ch¶y x¶y ra ®éc lËp víi
d¶i kh¸c vµ cã h−íng vu«ng gãc víi h−íng dßng ch¶y lßng dÉn trong phÇn tö lßng dÉn.
Sè thø tù cña c¸c d¶i ®−îc ®¸nh sè t¨ng dÇn tõ th−îng l−u vÒ h¹ l−u cña ®o¹n s«ng, sau
khi ®· ph©n d¶i th× ®−îc sè d¶i øng víi c¸c ®o¹n s«ng.
Ph©n chia c¸c phÇn tö trªn toµn l−u vùc: Tõ c¸c d¶i cña c¸c ®o¹n s«ng nh−
b¶ng trªn ta tiÕn hµnh chia c¸c d¶i ra thµnh c¸c phÇn tö s−ên dèc sao cho ®é dèc s−ên
dèc trong mçi phÇn tö t−¬ng ®èi ®ång nhÊt. Theo nguyªn lý ®ã th× l−u vùc s«ng VÖ ®Õn
tr¹m An ChØ ta chia ®−îc 83 phÇn tö. Khi ®· cã ®−îc c¸c phÇn tö th× ta tiÕn hµnh ¸p
tõng phÇn tö nµy vµo c¸c b¶n ®å ®é dèc, b¶n ®å sö dông ®Êt vµ b¶n ®å rõng, thu ®−îc
c¸c th«ng sè mçi phÇn tö.
TÝnh ®é dèc trung b×nh cña mçi phÇn tö: tÝnh ®é dèc trung b×nh träng sè cña
phÇn tö, b»ng c¸ch ®o diÖn tÝch cña tõng lo¹i ®é dèc øng trong phÇn tö ®ã råi dïng
c«ng thøc tÝnh trung b×nh cã träng sè diÖn tÝch ¸p dông cho tÊt c¶ c¸c phÇn tö. C«ng
®o¹n tÝnh to¸n nµy xö lý bëi c¸c phÇn mÒm MAPINFO vµ EXCEL.
TÝnh chiÒu dµi, réng, diÖn tÝch cña phÇn tö: TiÕn hµnh x¸c ®Þnh chiÒu dµi cña
tõng phÇn tö, ta ®o chiÒu dµi cña phÇn tö (theo h−íng dßng ch¶y) vµ ®o diÖn tÝch tõng
phÇn tö trªn b¶n ®å sè. ChiÒu réng trung b×nh cña phÇn tö nhËn ®−îc b»ng c¸ch lÊy
diÖn tÝch chia cho chiÒu dµi phÇn tö. TiÕp tôc nh− vËy tÝnh ®−îc hÕt cho c¸c phÇn tö.
H×nh 3.5. B¶n ®å ®é dèc l−u vùc s«ng VÖ - tr¹m An ChØ
52
H×nh 3.6. S¬ ®å ph©n ®o¹n s«ng l−u vùc s«ng VÖ - tr¹m An ChØ
53
H×nh 3.7. S¬ ®å l−íi phÇn tö l−u vùc s«ng VÖ - tr¹m An ChØ
54
55
TÝnh chiÒu dµi vµ ®é dèc ®o¹n lßng dÉn: Dùa vµo b¶n ®å ®Þa h×nh vµ b¶n ®å
m¹ng l−íi s«ng suèi ®Ó x¸c ®Þnh chiÒu dµi cña tõng ®o¹n lßng dÉn cña mçi d¶i, vµ tiÕp
theo lµ x¸c ®Þnh cao ®é ®Çu vµ cuèi c¸c d¶i sau ®ã tÝnh ®é dèc trung b×nh cña lßng dÉn.
TÝnh hÖ sè nh¸m cña mçi phÇn tö: Tõ b¶n ®å rõng ta x¸c ®Þnh c¸c lo¹i rõng vµ
tra b¶ng lÊy hÖ sè nh¸m cña mçi phÇn tö. HÖ sè nh¸m ®−îc lÊy b»ng 0,4 ®èi víi th¶m
phñ lµ c©y lÊy gç; 0,35 ®èi víi v−ên c©y; 0,3 ®èi víi vïng trång cá; 0,25 ®èi víi vïng
d©n c− vµ 0,02 ®èi víi vïng kh«ng thÊm n−íc.
T×m hÖ sè CN cña tõng phÇn tö: Tõ b¶n ®å sö dông ®Êt tra b¶ng lÊy c¸c tham sè
CN cho tõng lo¹i sö dông ®Êt trªn phÇn tö råi tÝnh theo c«ng thøc trung b×nh träng sè
diÖn tÝch sÏ x¸c ®Þnh ®−îc CN trung b×nh cña tõng phÇn tö.
Ngoµi ra cßn c¸c th«ng sè kh¸c trong file sè liÖu ®Çu vµo cho m« h×nh nh− sai
sè cho phÐp (10-5), b−íc lÆp (100), chiÒu réng ®o¹n lßng dÉn n»m trong kho¶ng (30 -
170m), hÖ sè dèc m¸i kªnh (1.5), vµ hÖ sè nh¸m cña lßng dÉn ( ®· ®−îc x¸c ®Þnh theo
gi¶ ®Þnh n»m trong kho¶ng 0.03 - 0.1), råi cho tèi −u ho¸ tõng th«ng sè øng víi c¸c
trËn lò ®Ó t×m ra ®−îc bé th«ng sè cho l−u vùc s«ng VÖ.
M« t¶ ®o¹n file sè liÖu ®Çu vµo
7 0.0001 10. 12 66 100 1(So doan song, sai so tinh, thoi gian hoi tu, so
thoi doan tinh, thoi gian du bao, vong lap, phuong an tinh).
0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 (So thoi
doan m−a)
0 85 205.4 291.5 324.4 332.7 333.9 334.4 334.4 334.6 334.6 334.6
(Luong mua luy tich)
(C¸c gi¸ trÞ trªn lµ th«ng sè cho c¶ ch−¬ng trinh)
6 So dai cua doan song thu nhat
0 So doan song nhap luu
30 35 40 45 50 55 Chieu rong cua song ung voi c¸c dai
1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 cac gia tri do doc mai kenh tung dai
2600 6500 3200 3800 3500 2000 chieu dai doan long dan
0.115 0.061 0.031 0.014 0.009 0.008 do doc doan long dan
1 1 1 4 1 1 So phan tu dai ben trai cua long dan
1 2 2 2 1 2 So phan tu dai ben phai cua long dan
0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 He so nham song
(C¸c gi¸ trÞ tiÕp theo trªn lµ th«ng sè chung cho c¶ ®o¹n s«ng thø nhÊt)
3539.6 cac gia tri chieu rong ben trai cua phan tu thuoc dai 1
3439.3 cac gia tri chieu rong ben phai cua phan tu thuoc dai 1
2100 cac gia tri chieu dai ben trai cua phan tu thuoc dai 1
2400 cac gia tri chieu dai ben phai cua phan tu thuoc dai 1
0.35 cac gia tri he so nham ben trai cua phan tu thuoc dai 1
0.35 cac gia tri he so nham ben phai cua phan tu thuoc dai 1
38.25 cac gia tri chi so CN ben trai cua cac phan tu thuoc dai 1
38.25 cac gia tri chi so CN ben phai cua cac phan tu thuoc dai 1
0.0886 cac gia tri do doc ben trai cua cac phan tu thuoc dai 1
0.0959 cac gia tri do doc ben phai cua cac phan tu thuoc dai 1
KÕt thóc sè liÖu cña d¶i thø nhÊt cña ®o¹n s«ng thø nhÊt vµ tiÕp tôc nhËp cho
c¸c d¶i tiÕp theo kÕt thóc cña do¹n s«ng thø nhÊt. Cø tiÕp tôc nh− vËy cho ®Õn víi c¸c
®o¹n s«ng tiÕp theo cho ®Õn ®o¹n s«ng thø 7.
3.2.2. Ch−¬ng tr×nh tÝnh
S¬ ®å khèi
NhËp sè liÖu m−a i, sè l−îng s«ng, c¸c th«ng sè ®iÒu khiÓn
ch−¬ng tr×nh (δ, Δt ...)
NNhËp sè liÖu c¸c phÇn tö s«ng i (Bs, lld ...)
NNhËp sè liÖu phÇn tö c¸c d¶i tr¸i vµ ph¶i t−¬ng øng phÇn tö
s«ng thø i (B, D, CN, S ...)
t = t0
TÝnh l−îng m−a hiÖu qu¶ cña c¸c phÇn tö s−ên dèc i b»ng
ph−¬ng ph¸p SCS
DiÔn to¸n dßng ch¶y s−ên dèc theo sãng ®éng häc,
ph−¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n
DiÔn to¸n dßng ch¶y trong s«ng theo sãng ®éng häc,
cã dßng ch¶y khu gi÷a tÝnh tõ dßng ch¶y s−ên dèc
Liªn kÕt c¸c s«ng i
Dßng ch¶y ®Çu ra
KÕt thóc
t = t
Δt
§óng
t<T
Sai
H×nh 3.8. S¬ ®å khèi ch−¬ng tr×nh m« pháng dßng ch¶y theo m« h×nh sãng ®éng häc
mét chiÒu ph−¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n vµ ph−¬ng ph¸p SCS
56
Sö dông ch−¬ng tr×nh tÝnh nµy ®Ó m« pháng cho 15 trËn lò, x¸c lËp ®−îc bé th«ng sè
cho l−u vùc s«ng VÖ tr¹m An ChØ.
§¸nh gi¸ sai sè: Theo tiªu chuÈn cña tæ chøc KhÝ t−îng thÕ giíi (WMO) ®é h÷u
hiÖu ®¸nh gi¸ qua chØ tiªu R2 ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau:
%100.2
0
22
02
F
FFR −= (3.1)
Víi:
( )∑
=
−=
N
i
itid QQF
1
22 , ( )∑
=
−=
N
i
did QQF
1
22
0 (3.2)
trong ®ã: Qid: l−u l−îng thùc ®o; Qit: l−u l−îng tÝnh to¸n; Qdtb: l−u l−îng thùc ®o trung
b×nh trong thêi kú tÝnh to¸n; N: tæng sè ®iÓm quan hÖ l−u l−îng thùc ®o vµ tÝnh to¸n.
Tiªu chuÈn ®¸nh gi¸ nh− sau:
⎪⎩
⎪⎨
⎧
>
÷
÷
=
tèt
kh
td
R
%85
¸%85%65
¹%6540
2
KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ m« pháng 15 trËn lò ®−îc tr×nh bµy trong b¶ng 3.2.
B¶ng 3.2. KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ m« pháng lò theo m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu ph−¬ng ph¸p
phÇn tö h÷u h¹n vµ ph−¬ng ph¸p SCS
TrËn 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 TB
R2 89.9 97.1 80.1 72.2 54.8 97.8 95.6 63.3 65.8 66.1 83.8 72.8 68.2 85.8 41.9 75.7
SS ®Ønh 7.2 1.3 28.6 15.4 27.0 2.8 6.9 4.3 5.7 14.7 3.1 4.0 6.9 3.1 33.1 15.1
SS l−îng 9.3 1.0 25.2 0.3 34.3 10.0 9.6 18.8 40.7 7.4 7.3 3.4 4.6 4.5 10.6 12.5
Tõ kÕt qu¶ ë b¶ng 3.2 cho thÊy trung b×nh cho c¶ 15 trËn lò, ®é h÷u hiÖu R2 =
75,7 – ®¹t lo¹i kh¸, trong ®ã møc tèt cã 5 trËn – chiÕm 33%, kh¸ cã 7 trËn – chiÕm
47%, ®¹t cã 3 trËn – chiÕm 20%; sai sè ®Ønh lò m« pháng vµ thùc ®o lµ 15,1% vµ sai sè
tæng l−îng lò m« pháng vµ thùc ®o lµ 12,5% lµ kh¸ tèt. Bé th«ng sè l−u vùc nh− vËy lµ
®¸ng tin cËy, cã thÓ sö dông trong c¸c m« pháng tiÕp theo.
TÊt c¶ ph−¬ng ¸n m« pháng trªn ®Òu lÊy ®iÒu kiÖn ®é Èm lo¹i trung b×nh, ch−a
ph©n tÝch vµ lùa chän nÒn Èm cho c¸c thêi gian xuÊt hiÖn kh¸c nhau vµ c«ng thøc tÝnh
m−a hiÖu qu¶ trong SCS lµ Ia = 0,2S víi ®iÒu kiÖn x¸c lËp t¹i Mü. §Ó xÐt c«ng thøc nµy
phÇn tiÕp theo thö nghiÖm cho l−u vùc s«ng VÖ – tr¹m An ChØ sÏ ®−îc bµn luËn tíi.
57
3.3. hiÖu chØnh c«ng thøc tÝnh m−a hiÖu qu¶ trong ph−¬ng ph¸p
SCS trªn l−u vùc s«ng VÖ – tr¹m An ChØ
C¸c c«ng thøc tÝnh to¸n trong SCS lµ c¸c c«ng thøc thùc nghiÖm nhËn ®−îc tõ
sè liÖu thùc nghiÖm trªn n−íc Mü. Thùc tiÔn ¸p dông SCS t¹i c¸c n−íc trªn thÕ giíi ®·
nhËn ®−îc nhiÒu ph¸t triÓn c¶i tiÕn ®Ó phï hîp h¬n. Chñ yÕu sù hiÖu chØnh SCS h−íng
®Õn hai vÊn ®Ò: hiÖu chØnh c«ng thøc tÝnh m−a hiÖu qu¶ vµ hiÖu chØnh biªn ®é Èm . §Ò
tµi nµy chØ míi hiÖu chØnh thö nghiÖm c«ng thøc tÝnh m−a hiÖu qu¶. Trong SCS, víi
c«ng thøc Ia = 0,2S tiÕn hµnh thÕ gi¸ trÞ 0,2 b»ng c¸c gi¸ trÞ kh¸c nh»m lùa chän hÖ sè
phï hîp h¬n qua 15 trËn lò ®−îc lùa chän víi 4 ph−¬ng ¸n Ia nhËn lÇn l−ît c¸c gi¸ trÞ
0.1S, 0.13S, 0.16S, 0.2S, ®Ó hiÖu chØnh c«ng thøc tÝnh m−a hiÖu qu¶. C«ng thøc phï
hîp nhÊt sÏ cho kÕt qu¶ m« pháng cã sai sè vÒ ®Ønh, l−îng thÊp nhÊt vµ ®é ®¶m b¶o
h÷u hiÖu R2 lín nhÊt. Qua 4 ph−¬ng ¸n tÝnh to¸n cho 15 trËn lò lËp b¶ng sai sè øng víi
tõng ph−¬ng ¸n trong mçi con lò, vÝ dô cho trËn lò tõ ngµy 25/11/1998 ®Õn ngµy 27/11/1998
(H×nh 3.9). T−¬ng tù tÝnh to¸n vµ m« pháng cho c¶ 15 trËn lò.
0
300
600
900
1200
1500
1800
1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61 t
Q
Thuc do Du bao
`
0
20
40
60
80
100
0.1 0.13 0.16 0.19 HÖ sè
%
R^2 Dinh Tong luong
§−êng qu¸ tr×nh lò øng víi Ia = 0.13S
. BiÓu ®å chØ tiªu R2, sai sè ®Ønh vµ tæng l−îng
Ph−¬ng ¸n
ChØ tiªu(%)
Ia = 0.1S Ia = 0.13S Ia = 0.16S Ia = 0.2S
R2 92.1 96.1 85.7 66.1
Sai sè ®Ønh 11.7 10.6 12.1 14.7
Sai sè tæng l−îng 3.1 0.6 4.2 7.4
H×nh 3.9. KÕt qu¶ m« pháng trËn lò tõ ngµy 25/11/1998 ®Õn ngµy 27/11/1998
58
0
300
600
900
1200
1500
1800
2100
1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61
t
Q
Thuc do Du bao
0
300
600
900
1200
1500
1800
2100
1 7 13 19 25 31 37 43 49 55 61
t
Q
Thuc do Du bao
a. . §−êng qu¸ tr×nh lò øng víi Ia = 0.13S b. §−êng qu¸ tr×nh lò øng víi Ia = 0.2S
H×nh 3.10. So s¸nh hai ph−¬ng ¸n hiÖu chØnh SCS (a) vµ kh«ng hiÖu chØnh (b)
So s¸nh kÕt qu¶ m« pháng lò øng víi ph−¬ng ¸n Ia = 0.2S vµ Ia = 0.13S qua vÝ
dô cña trËn lò tõ ngµy 23/11/2003 ®Õn ngµy 26/11/2003 (H×nh 3.10) cho ta thÊy c«ng
thøc thùc nghiÖm Ia = 0.2S kh«ng phï hîp víi ®iÒu kiÖn l−u vùc s«ng VÖ – An ChØ.
KÕt qu¶ m« pháng 15 trËn lò víi bé th«ng sè ®· x¸c lËp víi Ia = 0.13S nh− sau:
B¶ng 3.3. KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ m« pháng lò theo m« h×nh sãng ®éng häc mét chiÒu ph−¬ng ph¸p
phÇn tö h÷u h¹n vµ ph−¬ng ph¸p SCS víi Ia = 0.13S
TrËn 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 TB
R2 85.6 96.8 84.4 79.2 50.1 97.2 94.2 63.0 70.1 96.1 85.0 89.0 83.5 85.2 57.7 81.1
SS ®Ønh 18.5 1.4 33.2 21.2 29.9 8.9 11.8 1.7 3.6 10.6 3.3 1.6 1.7 1.5 1.1 10.0
SS l−îng 12.2 2.7 19.9 6.6 35.3 11.7 6.9 15.4 26.4 0.6 4.8 1.0 10.7 5.4 15.5 11.7
KÕt qu¶ tÝnh to¸n cho thÊy r»ng víi ph−¬ng ¸n Ia = 0.13S cho ®−êng qu¸ tr×nh
thùc ®o vµ tÝnh to¸n phï hîp h¬n, víi ®é lÖch ®Ønh tèi ®a vµ tèi thiÓu ®−îc quan s¸t
t−¬ng øng lµ 33.2% vµ 1.4%, sai sè tæng l−îng tèi ®a vµ tèi thiÓu ®−îc quan s¸t t−¬ng
øng lµ 35.3% vµ 0.6%. MÆt kh¸c ta còng thÊy r»ng, víi ph−¬ng ¸n nµy ®é ®¶m b¶o R2
còng ®¹t lo¹i kh¸ trë lªn. VËy qua tÝnh to¸n vµ ph©n tÝch kÕt qu¶ cña 15 trËn lò rót ra
®−îc c«ng thøc tÝnh m−a hiÖu qu¶ cho l−u vùc s«ng VÖ- An ChØ tèt nhÊt lµ Ia = 0.13S.
59
Tõ kÕt qu¶ ë b¶ng 3.3 cho thÊy trung b×nh cho c¶ 15 trËn lò, ®é h÷u hiÖu R2 =
81.1 – ®¹t lo¹i kh¸, trong ®ã møc tèt cã 8 trËn – chiÕm 53%, kh¸ cã 4 trËn – chiÕm
27%, ®¹t cã 3 trËn – chiÕm 20%; sai sè ®Ønh lò m« pháng vµ thùc ®o lµ 10% vµ sai sè
tæng l−îng lò m« pháng vµ thùc ®o lµ 11,7% lµ kh¸ tèt. KÕt qu¶ nµy tèt h¬n nhiÒu so
víi ph−¬ng ¸n m« pháng víi Ia = 0,2 S (B¶ng 3.2).
3.4. kh¶o s¸t ¶nh h−ëng cña viÖc sö dông ®Êt trªn l−u vùc
s«ng VÖ – Tr¹m An ChØ ®Õn dßng ch¶y lò qua Mét sè kÞch b¶n
3.4.1. Kh¶o s¸t ¶nh h−ëng cña viÖc ®« thÞ hãa ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y lò
trªn l−u vùc s«ng VÖ
Tõ hiÖn tr¹ng trªn l−u vùc s«ng VÖ tiÕn hµnh t¨ng diÖn tÝch ®« thÞ däc theo dßng
s«ng tõ h¹ l−u ®Õn th−îng l−u. Qu¸ tr×nh t¨ng diÖn tÝch ®« thÞ hãa ®−îc tiÕn hµnh cô
thÓ lµ ph¸t triÓn ®« thÞ trªn c¸c vïng ®Êt thæ c− vµ c¸c mÆt b»ng qua b¶n ®å ®Þa h×nh vµ
b¶n ®å sö dông ®Êt, x¸c lËp l¹i bé th«ng sè, cô thÓ lµ chØ sè CN cho c¸c phÇn tö khi sö
dông ®Êt thay ®æi (khu th−¬ng m¹i vµ kinh doanh víi CN = 91, n = 0.062). Sau ®ã ta
tiÕn hµnh thay ®æi c¸c th«ng sè CN vµ n trong c¸c file sè liÖu ®Çu vµo vµ tiÕn hµnh m«
pháng cho c¸c trËn lò ®· lùa chän trªn s«ng VÖ
HiÖn tr¹ng
2000
2400
2800
3200
3600
0 10 20 3
%
Qmax
0 40
diÖn tÝch
HiÖn tr¹ng
30000
35000
40000
45000
50000
55000
60000
0 10 20 3
W
0 40
% diÖn tÝch
H×nh 3.11: ¶nh h−ëng cña ®« thÞ ho¸ ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn s«ng VÖ,
trËn lò ngµy 21/X ®Õn 24/X n¨m 1998
60
61
HiÖn tr¹ng
1000
1400
1800
2200
2600 Qmax
0 10 20 30 40
% diÖn tÝch
HiÖn tr¹ng
10000
15000
20000
25000
30000
0 10 20 30 40
% diÖn tÝch
W
¶nh h− th−îng l−u
cña s«ng VÖ ®Õn dßng ch¶y l ~ F ®−îc thÓ hiÖn
trong c¸c h×nh 3.11, 3.12,
®Ønh dßng ch¶y lò còng t¨ng lªn. §iÒu ®ã phï hîp víi quy
luËt cña dßng ch¶y trªn bÒ mÆt l−u vùc : t¨ng c−êng qu¸ tr×nh ®« thÞ ho¸ cã nghÜa lµ
t¨ng diÖn tÝch bÒ mÆt kh«ng th
H×nh 3.12: ¶nh h−ëng cña ®« thÞ hãa ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn s«ng VÖ,
trËn lò ngµy 25/XI ®Õn 27/XI n¨m 1998
K hi tû h ®ét ngét.
§iÒu nµy cã ý nghÜa c¶nh b¸ −u vùc tíi 20% sÏ
t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho qu¸ tr×nh tËp trung n−íc, g©y lªn nh÷ng trËn lò lín dÉn tíi
nh÷ng thiÖt
ëng cña viÖc t¨ng diÖn tÝch ®« thÞ hãa däc s«ng tõ h¹ l−u lªn
ò b»ng c¸c quan hÖ Qmax ~ F vµ W
Tõ c¸c h×nh 3.11, 3.12, ta thÊy khi diÖn tÝch ®« thÞ hãa ë trªn l−u vùc t¨ng lªn th×
tæng l−îng dßng ch¶y lò vµ
Êm dÉn ®Õn t¨ng dßng ch¶y mÆt. (hÖ sè CN t¨ng CN =
91 vµ hÖ sè nh¸m cña phÇn tö gi¶m xuèng n = 0.062), kh¶ n¨ng tËp trung dßng ch¶y
nhanh, møc ®é tæn thÊt do thÊm gi¶m.
lÖ ®« thÞ hãa v−ît qu¸ 20% th× ®Ønh dßng ch¶y t¨ng lªn mét c¸c
o r»ng víi tû lÖ diÖn tÝch ®« thÞ trªn l
h¹i kh«n l−êng. Do vËy, ®èi víi l−u vùc s«ng VÖ, chóng t«i ®−a ra khuyÕn
c¸o: viÖc quy ho¹ch ®« thÞ trªn l−u vùc kh«ng ®−îc v−ît qu¸ giíi h¹n 20% diÖn tÝch
62
n
trªn l−
ch rõng tù nhiªn tõ th−îng l−u vÒ h¹ l−u trªn l−u vùc s«ng VÖ. Khi
thay
iªu biÓu trªn s«ng VÖ. KÕt qu¶ ®−îc thÓ hiÖn ë
c¸c h
l−u vùc, ®¶m b¶o an toµn cho c¸c c«ng tr×nh vµ ®êi sèng kinh tÕ x· héi cña nh©n d©n.
3.4.2. Kh¶o s¸t ¶nh h−ëng cña rõng ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn l−u vùc
s«ng vùc s«ng VÖ
Tõ hiÖn tr¹ng rõng ban ®Çu trªn l−u vùc ta tiÕn hµnh t¨ng diÖn tÝch rõng tù nhiª
u vùc lªn. C¸ch thøc tiÕn hµnh t¨ng diÖn tÝch rõng trªn l−u vùc lµ ta tiÕn hµnh
t¨ng dÇn dÇn diÖn tÝ
®æi nh− vËy hÖ sè CN vµ hÖ sè nh¸m trung b×nh thay ®æi t−¬ng øng lµ CN = 46, n
= 0,4; ®−a vµo c¸c file sè liÖu ®Çu vµo t−¬ng øng víi tõng phÇn tö l−u vùc vµ tiÕn hµnh
kiÓm nghiÖm cho c¸c trËn lò ®· chän.
Tõ hiÖn tr¹ng rõng trªn l−u vùc s«ng VÖ ta còng tiÕn hµnh t¨ng dÇn diÖn tÝch
rõng. Sau khi nhËn l¹i c¸c hÖ sè CN vµ hÖ sè nh¸m trung b×nh phÇn tö trong c¸c file sè
liÖu ta tiÕn hµnh ch¹y cho hai trËn lò t
×nh 3.13 vµ 3.14 .
HiÖn tr¹ng
2300
2500 Qmax
1500
1700
1900
2100
0 20 40 60 80 100
% DiÖn tÝch
HiÖn tr¹ng
20000
24000
28000
32000
36000
0 20 40 60 80 100
% DiÖn tÝch
W
H×nh 3.13: ¶nh h−ëng cña rõng ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn s«ng VÖ,
trËn lò ngµy 21/X ®Õn 24/X n¨m 1998
63
−u vùc
s«ng VÖ (víi rõng hiÖ
lµm t¨ng ®é nh¸m bÒ mÆt, hÖ sè CN gi¶m, do ®ã lµm gi¶m dßng ch¶y mÆt vµ t¨ng dßng
ch¶y ngÇm. KÕt qu¶ lµ tæng l−îng lò, ®Ønh lò gi¶m xuèng vµ thêi gian xuÊt hiÖn lò trªn
l−u v
ngÇm, tõ ®ã dÉn ®Õn lµm gi¶m tæng l−îng, ®Ønh lò vµ thêi gian xuÊt
hiÖn
H×nh 3.14: ¶nh h−ëng cña rõng ®Õn qu¸ tr×nh dßng ch¶y trªn s«ng VÖ,
trËn lò ngµy 25/X ®Õn 27/X n¨m 1998
Tõ c¸c h×nh 3.13 vµ 3.14 cho thÊy kÕt qu¶ thay ®æi hiÖn tr¹ng rõng trªn l
n tr¹ng lµ 14.1%) . Khi diÖn tÝch rõng trªn l−u vùc t¨ng lªn sÏ
ùc chËm l¹i.
Rõng ®ãng vai trß hÕt søc quan träng trong qu¸ tr×nh h×nh thµnh dßng ch¶y vµ
®iÒu tiÕt lò lôt, nhÊt lµ ®èi víi c¸c khu rõng ®Çu nguån vµ rõng phßng hé. ViÖc t¨ng
diÖn tÝch rõng sÏ gãp phÇn ®iÒu hßa dßng ch¶y trong n¨m, nã lµm gi¶m dßng ch¶y mÆt
vµ t¨ng dßng ch¶y
lò chËm l¹i. Do vËy, viÖc t¨ng diÖn tÝch rõng trªn c¸c l−u vùc lµ mét trong nh÷ng
biÖn ph¸p tÝch cùc vµ cã hiÖu qu¶ trong viÖc phßng chèng thiªn tai, lò lôt vµ chèng «
nhiÔm m«i tr−êng nhÊt lµ nh÷ng khu vùc rõng ®Çu nguån vµ rõng phßng hé. §iÒu nµy
HiÖn tr¹ng
11000
13000 W
5000
7000
9000
0 20 40 60 80 100
% DiÖn tÝch
HiÖn tr¹
500
700
900
1100
1300
1500
0 20 40 60 80 100
% DiÖn tÝch
ng
Qmax
64
g sau khi lò rót g©y nªn
c¸c lo
cµng quan träng ®èi víi mét n−íc n»m ë khu vùc nhiÖt ®íi giã mïa nãng Èm quanh
n¨m, l−îng m−a b×nh qu©n t−¬ng ®èi lín (kho¶ng 1960 mm n¨m) vµ cã hÖ thèng s«ng
ngßi dµy ®Æc víi chÕ ®é lò diÔn biÕn rÊt phøc t¹p nh− n−íc ta.
Thùc tÕ ®· chøng minh r»ng viÖc chÆt ph¸ rõng bõa b·i trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y
®· g©y nªn nh÷ng trËn lò cã søc tµn ph¸ khñng khiÕp nh− trËn lò s¶y ra trªn l−u vùc
s«ng H−¬ng ë Thõa Thiªn HuÕ n¨m 1999 - 2000 g©y thiÖt h¹i hµng tû ®ång vÒ ng−êi
vµ cña ngoµi ra nã cßn g©y « nhiÔm m«i tr−êng nghiªm trän
¹i dÞch bÖnh cho nh©n d©n quanh vïng.
65
KÕt luËn
§Ò tµi ®· thùc hiÖn ®−îc mét sè néi dung nh− sau:
1. B−íc ®Çu tæng quan c¸c m« h×nh to¸n m− - dßng ch¶y. Ph©n tÝch −u nh−îc ®iÓm
cña tõng m« h×nh ®· nµy lùa chän ph
sãng ®éng häc ®Ó m« pháng lò, ®¸nh gi −ëng cña rõng
®ñ h¬n c¸c th«ng tin vÒ mÆt ®Öm
2.
An ChØ, cô thÓ lµ x©y dùng ®−îc l−íi tÝnh gåm 83 phÇn tö.
T
3.
4.
nhËp m−a vµo ch−¬ng tr×nh tÝnh th× víi cÊu h×nh m¸y lµ
ô thuéc vµo thêi gian cña trËn lò cÇn m« pháng. Nh− vËy, nÕu dù
6.
®Çu mïa hay
n
a
−¬ng ph¸p SCS vµ m« h×nh phÇn tö h÷u h¹n
¸ viÖc sö dông ®Êt, ¶nh h
®Õn dßng ch¶y l−u vùc s«ng VÖ, sö dông ®Çy
nhê c«ng nghÖ GIS.
§· nghiªn cøu toµn diÖn vµ hÖ thèng mÆt ®Öm l−u vùc s«ng VÖ qua c¸c tµi liÖu
nghiªn cøu tr−íc ®©y vµ ph©n tÝch c¸c b¶n ®å chuyªn ngµnh. TiÕn hµnh lËp b¶n
®å ®é dèc vµ viÖc ph©n tÝch h−íng dßng ch¶y trªn l−u vùc ®Ó x©y dùng l−íi phÇn
tö l−u vùc s«ng VÖ -
õ l−íi phÇn tö ®· x©y dùng, tiÕn hµnh t¸ch c¸c phÇn tö, ¸p c¸c phÇn tö nµy vµo
c¸c b¶n ®å ®é ®èc, sö dông ®Êt, rõng... ®Ó tÝnh to¸n chän c¸c th«ng sè phÇn tö: ®é
dèc trung b×nh, chiÒu dµi, réng, diÖn tÝch vµ c¸c hÖ sè CN, n. Tµi liÖu m−a trªn
l−u vùc lµ tµi liÖu m−a b×nh qu©n ngµy vµ m−a thêi ®o¹n 6 giê cña tr¹m Ba T¬.
TÝnh m−a tÝch luü theo thêi ®o¹n 6 giê, 12 giê, 24 giê t−¬ng øng víi tµi liÖu m−a
thu thËp ®−îc. C¸c th«ng sè kh¸c nh− ®é dèc m¸i kªnh, hÖ sè nh¸m lßng s«ng,
chiÒu réng ®o¹n lßng dÉn nhËn ®−îc th«ng qua qu¸ tr×nh m« pháng trËn lò b»ng
ph−¬ng ph¸p tèi −u ho¸.
Thµnh lËp ®−îc bé th«ng sè cho l−u vùc s«ng VÖ qua b¶ng 3,2, c¸c trËn lò m«
pháng lµ ®¹t lo¹i kh¸.
HiÖu chØnh c«ng thøc tÝnh m−a trong ph−¬ng ph¸p SCS cho ph−¬ng ¸n Ia = 0,13S
lµ phï hîp nhÊt.
5. Víi file sè liÖu (bé th«ng sè) trªn ®Ó m« pháng cho mét trËn lò kh¸c chØ cÇn nhËp
m−a tÝch luü. Sau khi
Pentium IV, cô thÓ víi file sè liÖu cña l−u vùc s«ng VÖ – An ChØ cÇn tõ 1÷5 phót
cho ra kÕt qu¶ ph
b¸o tr−íc ®−îc m−a th× dÔ dµng dù b¸o ®−îc dßng ch¶y. §iÒu nµy ®ang ®−îc thö
nghiÖm trong ®Ò tµi QGT§.04.04 mµ tËp thÓ t¸c gi¶ ®ang tham gia.
Ch−¬ng tr×nh tÝnh cña m« h×nh x©y dùng cho 3 ph−¬ng ¸n t−¬ng øng víi thuéc
tÝnh cña ®é Èm trªn l−u vùc. Ph−¬ng ¸n 1 ®é Èm tr−íc lò thuéc lo¹i kh«, ph−¬ng
¸n 2 ®é Èm tr−íc lò thuéc lo¹i trung b×nh, ph−¬ng ¸n 3 ®é Èm tr−íc lò thuéc lo¹i
Èm. TiÕn hµnh tÝnh cho 3 ph−¬ng ¸n vµ rót ra nhËn xÐt: Víi trËn lò
h÷ng trËn lò kh«ng ph¶i lµ nh÷ng trËn lò kÕ tiÕp nªn sö dông ph−¬ng ¸n 1 ®Ó m«
66
7.
8.
¸c nhau cho kÕt qu¶ phï hîp víi lý thuyÕt: khi t¨ng diÖn tÝch
rõ
9. tin, m« h×nh tÝnh to¸n kÕt hîp
p
víi sù h×nh thµnh vµ ph¸t triÓn dßng ch¶y, tõ ®ã ®Ò xuÊt c¸c kiÕn
n
pháng, víi nh÷ng trËn lò trong mïa lò vµ cuèi mïa lò nªn sö dông ph−¬ng ¸n 2
hoÆc ph−¬ng ¸n 3.
Kh¶o s¸t ¶nh h−ëng cña qu¸ tr×nh ®« thÞ ho¸ cho thÊy ng−ìng ph¸t triÓn ®« rhÞ
trªn l−u vùc kh«ng nªn v−ît qu¸ 20% diÖn tÝch.
Kh¶o s¸t ¶nh h−ëng cña rõng ®Õn dßng ch¶y b»ng c¸ch thay ®æi diÖn tÝch rõng
cho c¸c l−u vùc kh
ng ®Çu nguån ®Ønh lò h¹ vµ thêi gian lò kÐo dµi.
Trong ®iÒu kiÖn ph¸t triÓn c«ng nghÖ th«ng
h−¬ng ph¸p SCS vµ m« h×nh phÇn tö h÷u h¹n sãng ®éng häc cã thÓ ¸p dông cho
c¸c l−u vùc kh¸c trong viÖc ®¸nh gi¸, dù b¸o lò phßng chèng thiªn tai vµ quy
ho¹ch l−u vùc.
10. §Ó hoµn thiÖn m« h×nh, thø nhÊt cÇn thö nghiÖm trªn mét sè l−u vùc kh¸c ®Ó
giíi h¹n ph¹m vi sö dông, thø hai cÇn ph©n tÝch, kh¶o s¸t chi tiÕt c¸c phÇn tö trªn
l−u vùc ®Ó t¨ng ®é chÝnh x¸c bé th«ng sè, thø ba lµ n©ng cao thuËt gi¶i hiÖu qu¶
vµ æn ®Þnh h¬n
ghÞ ®óng ®¾n cho c¸c nhµ ho¹ch ®Þnh chiÕn l−îc ph¸t triÓn kinh tÕ l·nh thæ.
67
Tμi liÖu tham kh¶o
1. L−¬ng TuÊn Anh. Mét m« h×nh m« pháng qu¸ tr×nh m−a - dßng ch¶y trªn c¸c
l−u vùc võa vµ nhá ë miÒn B¾c ViÖt Nam LuËn ¸n PTS. H−íng dÉn khoa häc: PGS.
PTS. TrÇn Thanh Xu©n, PTS. Bïi V¨n §øc. Hµ Néi, 1996.
2. L−¬ng TuÊn Anh. C«ng nghÖ −íc tÝn sè liÖu dßng ch¶y lò tõ m−a. §Ò môc
thuéc ®Ò tµi triÓn khai øng d gËp lôt", 1995
5. B¶n ®å hiÖn tr¹ng sö dông ®Êt tØnh Qu¶ng Ng·i. Tû lÖ 1:25 000 Tæng côc §Þa
6. B¶n ®å m¹ng l−íi thuû v¨n vµ ph©n bè c¸c tr¹m khÝ t−îng, thuû v¨n tØnh Qu¶ng
yªn nh©n
cho c¸c gi¶i ph¸p kh¾c phôc. B¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi KHCN cÊp Trung
NXB N«ng nghiÖp, 1993.
76), 1992
ò. TËp bµi
p phÇn tö høu h¹n ®Ó gi¶i mét sè m«
i¶m cña rõng vµ ¶nh h−ëng cña nã ®Õn dßng ch¶y lò
. ¸p dông m« h×nh SSARR ®Ó dù b¸o lò cho hÖ thèng s«ng Hång.
88
.
h
ông cÊp Tæng côc "LËp b¶n ®å n
3. B¶n ®å ®Þa h×nh tØnh Qu¶ng Ng·i. Tû lÖ 1:25 000 Tæng côc §Þa chÝnh, 2000.
4. B¶n ®å rõng tØnh Qu¶ng Ng·i. Tû lÖ 1:25 000 Tæng côc §Þa chÝnh, 2000.
chÝnh, 2000.
Ng·i. Tû lÖ 1:25 000 Tæng côc §Þa chÝnh, 2000.
7. NguyÔn V¨n C− vµ nnk. Nghiªn cøu hiÖn tr¹ng, b−íc ®Çu x¸c ®Þnh ngu
lò lôt c¸c tØnh vïng Nam Trung Bé (tõ §µ N½ng ®Õn B×nh ThuËn) vµ ®Ò xuÊt c¬
së khoa häc
t©m KHTN&CNQG, Hµ Néi, 1999.
8. §ç Cao §µm vµ NNK. Thuû v¨n c«ng tr×nh.
9. Bïi V¨n §øc, Vò V¨n TuÊn, L−¬ng TuÊn Anh. C¸c m« h×nh to¸n vÒ m−a - dßng
ch¶y. ViÖn KhÝ t−îng thuû v¨n, Hµ Néi, 2000.
10. L· Thanh Hµ. X¸c ®Þnh l−îng m−a sinh dßng ch¶y trªn c¬ së m« h×nh thÊm
thùc nghiÖm. TËp san KTTV. Sè 4(3
11. TrÞnh Quang Hoµ. ChiÕn l−îc ®iÒu khiÓn hÖ thèng c«ng tr×nh phßng l
gi¶ng chuyªn ®Ò sau ®¹i häc. Tr−êng §¹i häc Thuû lîi. Hµ Néi, 1991.
12. NguyÔn ThÕ Hïng. øng dông ph−¬ng ph¸
h×nh thuû ®éng lùc häc sè trÞ. TuyÓn tËp c«ng tr×nh Héi nghÞ C¬ häc Thuû khÝ Toµn
quèc lÇn thø III, Hµ Néi, 1991
13. NguyÔn H÷u Kh¶i, NguyÔn Thanh S¬n. M« h×nh to¸n thuû v¨n, NXB §HQGHN,
Hµ Néi, 2003.
14. §ç §×nh Kh«i, Hoµng Niªm. Dßng ch¶y lò s«ng ngßi ViÖt Nam. ViÖn KhÝ t−îng
Thuû v¨n Hµ Néi, 1991.
15. Ph¹m Ngäc Khuª. Sù suy g
trªn nh÷ng l−u vùc võa vµ nhá. TËp san KTTV, sè 11(419), 1995
16. §µo V¨n LÔ
Héi th¶o quèc gia vÒ m« h×nh to¸n thuû v¨n thuû lùc trong ph¸t triÓn vµ qu¶n lý tµi
nguyªn n−íc, Hµ Néi, 19
68
triÓn vµ qu¶n lý tµi
: TN 99–24, Hµ Néi, 2001
to¸n thuû v¨n. NXB §HQGHN, Hµ Néi, 2004.
hÝ khoa häc §¹i häc Quèc gia
g lò b»ng m« h×nh sãng
Hµ Néi,
Ón tËp b¸o c¸o
«ng ngßi ViÖt Nam.
hanh Xu©n, Hoµng Minh TuyÓn, §Æng Lan H−¬ng. VÒ kh¶ n¨ng øng dông
8 (404), 1994
, thiÕt kÕ. TuyÓn tËp c«ng tr×nh Héi nghÞ
urve Number and Geographic Information
17. Hoµng Niªm, L−¬ng TuÊn Anh. øng dông th«ng tin viÔn th¸m trong nghiªn cøu
®¸nh gi¸ tµi nguyªn n−íc mÆt. TËp san KTTV, sè 5 (337), 1992
18. NguyÔn ViÕt Phæ. VÒ øng dông m« h×nh to¸n thuû v¨n - thuû lùc ë ViÖt Nam.
Héi th¶o quèc gia vÒ m« h×nh to¸n thuû v¨n thuû lùc trong ph¸t triÓn vµ qu¶n lý tµi
nguyªn n−íc, Hµ Néi, 1988
19. TrÇn V¨n Phóc. øng dông m« h×nh NAM tÝnh qu¸ tr×nh dßng ch¶y l−u vùc.
Héi th¶o quèc gia vÒ m« h×nh to¸n thuû v¨n thuû lùc trong ph¸t
nguyªn n−íc, Hµ Néi, 1988
20. NguyÔn Thanh S¬n M« h×nh ho¸ to¸n häc lò tiÓu m·n s«ng ngßi Nam Trung
Bé. §Ò tµi cÊp §HKHTN MS
21. NguyÔn Thanh S¬n øng dông m« h×nh to¸n phôc vô quy ho¹ch l−u vùc s«ng
Trµ Khóc. §Ò tµi cÊp §HQG MS: QT 03–21, Hµ Néi, 2004
22. NguyÔn Thanh S¬n. TÝnh
23. NguyÔn Thanh S¬n, L−¬ng TuÊn Anh, ¸p dông m« h×nh thuû ®éng häc c¸c phÇn
tö h÷u h¹n m« t¶ qu¸ tr×nh dßng ch¶y l−u vùc. T¹p c
Hµ Néi, Khoa häc Tù nhiªn vµ C«ng nghÖ, T.XIX, No1,Hµ Néi, 2003.
24. NguyÔn Thanh S¬n, Ng« ChÝ TuÊn. KÕt qu¶ m« phán
®éng häc mét chiÒu l−u vùc s«ng VÖ. T¹p chÝ khoa häc §¹i häc Quèc gia
Khoa häc Tù nhiªn vµ C«ng nghÖ, T.XX, No3PT, Hµ Néi, 2004.
25. TrÇn Thôc, L−¬ng TuÊn Anh, NguyÔn Thanh S¬n Nghiªn cøu m« h×nh thuû ®éng
lùc m−a - dßng ch¶y trong tÝnh to¸n vµ dù b¸o dßng ch¶y lò. Tuy
Héi th¶o khoa häc lÇn thø 8. ViÖn KhÝ t−îng thuû v¨n, Bé Tµi nguyªn & M«i tr−êng
12/2003
26. TrÇn TuÊt, NguyÔn §øc NhËt. Kh¸i qu¸t ®Þa lý thuû v¨n s
Tæng côc KTTV 1980.
27. Vò V¨n TuÊn. M« h×nh ho¸ dßng ch¶y trong nh÷ng l−u vùc cã ho¹t ®éng n«ng -
l©m nghiÖp. TS - KTTV sè 12 (384), 1992.
28. TrÇn T
c¸c m« h×nh SSARR, NAM vµ TANK ®Ó kÐo dµi chuçi dßng ch¶y cña s«ng suèi
nhá. TËp san KTTV. Sè
29. Alechseep. G.A. Kh¶ n¨ng vµ ph−¬ng ph¸p hoµn thiÖn c¸c ph−¬ng ph¸p tÝnh
to¸n, dù b¸o thuû v¨n phôc vô s¶n xuÊt
Thuû v¨n toµn Nga lÇn thø V. TËp 6, 1989 (TiÕng Nga)
30. Alish Pandey, V.M. Chowdary, B.C. Mal and P.P. Dabral. Estimation of runoff
agrialtural natershed using SCS C
System. Map India Conference 2003 @ Gisdeverlopment.net, All rights resevved.
69
orests.
uate
ff Estimation. Journal
l modeling using remote sensing and
of finite element
E. Meadows. Finite element simulation of
(1990) 335 -336.
, ASAE Techniccal Editor: James A. Basselman, 1982
els in unggaged Basins-
arataka, Surathkal
rocketmail.com).
is.
e GrÐrard - Marchant and Tammo S.
31. Andrzej Ciepielowski, Jãzef Wãjcik, Kazimierz Banasik. Adatation of the SCS
unit hydrograph method to the conditions in Polish f
32. Bephanhi A.N. C¬ së lý thuyÕt dßng ch¶y m−a rµo. TuyÓn tËp c«ng tr×nh ®¹i häc
KTTV, Odessa. 1949 (39-175)(TiÕng Nga)
33. Becker A. Deterministic modelling in Hydrology. Lecture for Post - Grad
Training Course on Hydrology. Budapest, 1993.
34. Bofu Yu. Theoretial Justification of SCS method for runo
of Irrigation and rainage engineering/ November/ December 1998.
35. Chandana Gangodagame. Hydrologica
GIS. Asian Conference on Remote Sensing, 5 - 9 November 2001, Singapore
36. Chapter III Runoff. BSE 472 - 2004.
37. Chow V. T, NNK. Applied Hydrology. Mc Graw Hill, 1988.
38. Fouad H. Jaber, Rabi H. Mohtar. Stability and accuracy
schemes for the one - dimensional kinematic wave solution. Advances in Water
Resources.
39. George E. Bandford and Michael
nonlinear kinematic surface runoff. Journal of Hydrology, 119
40. Guide to Hydrological Practices, WMO - No.168.1994.
41. Haan C.T. ; Johnson H.P.;Brakensiek D. L. Hydrologic modeling of smal
watwrsheds
42. Handbook of Hydrology. Mc. Graw. Hill, 1992.
43. Kuchment L. S. M« h×nh ho¸ to¸n häc dßng ch¶y s«ng. NXB Leningrat, 1980 .
44. Lashman Nandagiri. Callibrating Hydrological Mod
Possible use of Areal Evapotran Siration Instead of Stream Flows. Depastment of
Applied Mechanics & Hydraulics National Institue of Techlonogy K
Srinivasnaga P.O, Karnataka, India 575025 (I and @
45. Philip B. Bedient. Wayne C. Huber. Hydrology and Floodplain Analys
Addison-Wesley Publishing Company, 1992
46. Ross B. B, NNK. Finite element model of overland and channel flow for
assessing the hydrologic impact of land - use change. Journal of Hydrology, 41,
1979
47. SCS Hydorlogic Method. ISWM design Manual for Development/ Redevelopment.
48. Steve W. Lyon, M. Todd Walter, Pierr
Steenhuis. Using a topographic index to distribute variable source area runoff
predicted with the SCS curve - number equation. Hydrological Processes.
70
eonakis E., Koukoulas S., Calvo - Cases A., Arnau - Rosalen E. and Markis I..
Runoff
49. Sym
A landuse change and land degration study in Spain and Greece using remote
sensing and GIS. Commisson VII, WG VII/4.
50. Tammos, Steenhuis, Michael Winchell, Tane Rossing, Tames A.Zollweg and
Micheal F.Walter. SCS runoff Equation Renisited for Variable- Source
Areas. Journal of Irrigation and Prainage engineering (Mary/ June 1995)
51. Taylor C, NNK. A finite element approach to watershed runoff. Journal of
Hydrology, 21 (1974).
71
phiÕu ®¨ng ký kÕt qu¶ nghiªn cøu Kh-cn
Tªn ®Ò tµi:
øng dông m« h×nh to¸n diÔn to¸n lò l−u vùc s. VÖ - tr¹m An ChØ
M· sè: QT-04-26
C¬ quan chñ tr× ®Ò tµi: Tr−êng §¹i häc Khoa häc Tù nhiªn, §HQGHN
§Þa chØ: 334 NguyÔn Tr·i, Thanh Xu©n, Hµ Néi
Tel: 8.588579
C¬ quan qu¶n lý ®Ò tµi: §¹i häc Quèc gia Hµ Néi
§Þa chØ: 144 Xu©n Thuû, CÇu GiÊy, Hµ Néi
Tel: 8.340564
Tæng kinh phÝ thùc chi: 15 triÖu ®ång
Trong ®ã: - Tõ ng©n s¸ch Nhµ n−íc: 15 triÖu ®ång
- Kinh phÝ cña tr−êng: 0
- Vay tÝn dông: 0
- Vèn tù cã: 0
- Thu håi: 0
Thêi gian nghiªn cøu:
Thêi gian b¾t ®Çu: 2004
Thêi gian kÕt thóc: 2005
Tªn c¸c c¸n bé phèi hîp nghiªn cøu:
1. CN. Ng« ChÝ TuÊn, Khoa KTTV
2. CN. NguyÔn V¨n C−êng, §µi KTTV Nam Trung Bé
3. CN C«ng Thanh, Khoa KTTV
Sè ®¨ng ký ®Ò tμi:
Ngμy:
Sè chøng nhËn ®¨ng
ký kÕt qu¶ nghiªn cøu:
B¶o mËt: B
A. Phæ biÕn réng r·i
B. Phæ biÕn h¹n chÕ √
C. B¶o mËt
72
Tãm t¾t kÕt qu¶ nghiªn cøu:
1. Tæng quan c¸c m« h×nh to¸n thuû v¨n nãi chung vµ c¸c m« h×nh to¸n m−a – dßng ch¶y nãi
riªng, tõ ®ã lùa chän m« h×nh to¸n thÝch øng víi môc tiªu ®Ò ra.
2. Thu thËp bé sè liÖu vÒ m−a, dßng ch¶y, tËp b¶n ®å ®Þa h×nh, rõng, hiÖn tr¹ng sö dông ®Êt vµ
tæng quan c¸c ®Æc ®iÓm ®Þa lý tù nhiªn trªn l−u vùc nghiªn cøu.
3. X©y dùng c¸c b¶n ®å ®é dèc, b¶n ®å l−íi phÇn tö phôc vô tÝnh to¸n theo m« h×nh sãng ®éng
häc ph−¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n
4. LËp ch−¬ng tr×nh vµ tÝnh to¸n m« pháng lò theo thuËt to¸n ®· lùa chän vµ æn ®Þnh bé th«ng
sè m« h×nh víi ph−¬ng ph¸p SCS nguyªn gèc vµ hiÖu chØnh.
5. Thay ®æi kÞch b¶n sö dông ®Êt vµ kh¶o s¸t viÖc m« pháng lò
6. §¨ng 01 bµi b¸o, h−íng dÉn 02 kho¸ luËn tèt nghiÖp,
KiÕn nghÞ vÒ quy m« vµ ®èi t−îng ¸p dông nghiªn cøu:
KÕt qu¶ cña ®Ò tµi cã thÓ sö dông:
1. M« pháng lò cho c¸c l−u vùc s«ng suèi MiÒn Trung
2. T− vÊn cho tØnh vÒ quy ho¹ch l−u vùc
3. DiÔn to¸n lò l−u vùc s«ng VÖ - An ChØ, dïng ®Ó tÝnh to¸n vµ dù b¸o lò, phôc
vô c¶nh b¸o vµ phßng chèng thiªn tai lò lôt tØnh Qu¶ng Ng·i.
Chñ nhiÖm
®Ò tµi
Thñ tr−ëng
c¬ quan
chñ tr× ®Ò tµi
Chñ tÞch
Héi ®ång ®¸nh gi¸
chÝnh thøc
Thñ tr−ëng
c¬ quan
qu¶n lý ®Ò tµi
Hä tªn
NguyÔn Thanh S¬n
TrÇn Nghi
Ph¹m V¨n HuÊn
Häc hµm,
häc vÞ
THS
GS.TS PGS.TS
Ký tªn
§ãng dÊu
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- BAOCAO QT-04-26.pdf