Bảng 2.14 Thống kê tình hình thu thập số liệu khí tượng thuỷ văn
Tên trạm / vị trí đo | Thời kỳ thu thập | Số năm | Đặc trưng | |
Mưa | Tam Đảo | 1960 -2011 | 52 | Lượng mưa trung bình ngày |
Vĩnh Yên | ||||
Bốc hơi | Tam Đảo | 1960 – 2011 | 52 | Lượng bốc hơi trung bình ngày |
Lưu lượng | Phú Cường | 1965-1975 | 11 | Lưu lượng nước trung bình ngày |
Mực nước | Mạnh Tân | 2006 -2011 | 6 | Mực nước trung bình ngày (VII- IX) |
Lương Phúc | ||||
Phúc Lộc Phương | 1960 -2011 | 52 | Mực nước trung bình ngày | |
Lưu lượng, mực nước | Cầu Xuân Phương | 2006 | 1 | Số liệu thời đoạn giờ (03- 25/IX/2006) |
Cầu Gia Tân | ||||
Cầu Phù Lỗ | ||||
Cầu Đò Lo | ||||
Cầu Xuân Tảo | ||||
Lưu lượng, mực nước | An Hạ, Đông Lạc, Thượng Lập | 2008 | 1 | Số liệu thời đoạn ngày (18/VII- 13/XIII/2008) |
Có thể bạn quan tâm!
-
Tình Hình Thu Thập Số Liệu Khí Tượng Thuỷ Văn -
Các Công Trình Điều Tiết Trên Sông: Cống 3 Cửa An Hạ; Cống Điều Tiết Thụy Yên Cắt Lũ Sông Phan Vào Kênh Bến Tre Qua Kênh Dài 2,4 M; Cống Điều Tiết Lạc -
Hệ Thống Tiêu Thoát Nước Chưa Đáp Ứng Được Yêu Cầu -
Cơ Sở Đề Xuất Giải Pháp Tiêu Úng, Thoát Lũ Trên Lưu Vực Sông Phan – Cà Lồ -
Phân Vùng Tiêu Lưu Vực Sông Phan – Cà Lồ -
Phương Án 1 - Cắt Dòng Sông Cà Lồ Đoạn Hạ Lưu
Xem toàn bộ 210 trang tài liệu này.
2. Phân chia các lưu vực bộ phận
Trên cơ sở nguyên tắc ở trên (mục 2.4.1), sử dụng công cụ trợ giúp từ Mapinfor, Arcview xử lý trên nền bản đồ địa hình 1/10.000 để tiến hành phân chia toàn lưu vực sông Phan - Cà Lồ thành 12 tiểu lưu vực như thống kê trong Bảng 2.15 và được xử lý trong mô hình (Hình 2. 7).
Bảng 2.15 Phân chia các tiểu lưu vực thuộc lưu vực sông Phan – Cà Lồ
Ký hiệu tiểu lưu vực | Thuộc sông/ suối chính | Diện tích, km2 | |
1 | LV1 | Sông Cầu Tôn | 161,0379 |
2 | LV2 | Sông Phan | 31,92717 |
3 | LV3 | Sông Tranh | 112,1194 |
4 | LV4 | Sông Phan | 80,07339 |
5 | LV5 | Sông Phan, Kênh Bến Tre, Đầm Vạc | 88,40273 |
6 | LV6 | Sông Đồng Đò, Hồ Đại Lải | 78,79013 |
7 | LV7 | Phụ lưu số 7 | 72,94414 |
8 | LV8 | Sông Phan | 268,4639 |
9 | LV9 | Sông Cà Lồ Cụt | 52,25742 |
10 | LV10 | Kênh Anh Hùng | 39,02078 |
11 | LV11 | Sông Cà Lồ | 126,5324 |
12 | LV12 | Sông Cà Lồ | 117,4307 |
Hình 2. 7 Sơ đồ phân chia lưu vực bộ phận tính toán trong mô hình NAM
3. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình NAM
Như đã phân tích ở trên, toàn lưu vực sông Phan - Cà Lồ và lân cận, chỉ duy nhất có tài liệu đo đạc lưu lượng tại trạm Phú Cường ở trung lưu sông Cà Lồ, các trạm khí tượng có đo mưa và bốc hơi là trạm Tam Đảo và trạm Vĩnh Yên. Tiến hành hiệu chỉnh và kiểm định mô hình NAM cho sông Cà Lồ tại trạm Phú Cường làm cơ sở cho việc tính toán lưu lượng từ mưa tại các lưu vực khác cụ thể:
- Năm hiệu chỉnh: Mùa lũ năm 1966, 1968, 1969, 1971, 1972.
- Năm kiểm định: Mùa lũ năm 1973, 1975.
Kết quả tính toán bộ thông số hiệu chỉnh thể hiện trong Bảng 2.16 kết quả đánh giá bộ thông số Bảng 2.17 , kết quả đánh giá bộ thông số đại biểu từng trận lũ thể hiện trong Bảng 2.18
Các đường quá trình thực đo và tính toán các trận lũ năm 1966, 1968, 1969, 1971, 1972 được tính toán trong hai trường hợp với bộ thông số tối ưu trong năm tính toán và bộ thông số đại biểu trong 5 trận lũ được thể hiện trong phụ lục (Hình 13 đến 17).
Bảng 2.16 Các bộ thông số hiệu chỉnh mô hình MIKE-NAM
Bộ thông số tốt nhất cho trận lũ 1966 | Bộ thông số tốt nhất cho trận lũ 1968 | Bộ thông số tốt nhất cho trận lũ 1969 | Bộ thông số tốt nhất cho trận lũ 1971 | Bộ thông số tốt nhất cho trận lũ 1972 | Bộ thông số đại biểu 5 trận lũ | |
(1) | (2) | (3) | (4) | (5) | (6) | |
Umax | 20,00 | 14,20 | 9,70 | 10,20 | 10,20 | 12,86 |
Lmax | 299,00 | 247,00 | 98,00 | 247,00 | 247,00 | 227,60 |
CQOF | 0,67 | 0,68 | 0,66 | 0,58 | 0,62 | 0,64 |
CKIF | 198,00 | 50,00 | 47,00 | 45,00 | 42,00 | 76,40 |
CK1,2 | 46,00 | 45,70 | 46,00 | 48,00 | 47,00 | 46,54 |
TOF | 0,99 | 0,99 | 0,89 | 0,93 | 0,99 | 0,96 |
TIF | 0,40 | 0,98 | 0,14 | 0,99 | 0,99 | 0,70 |
TG | 0,05 | 0,29 | 0,54 | 0,27 | 0,40 | 0,31 |
CKBF | 1.547 | 1.475 | 1.500 | 1.175 | 1.375 | 1.414 |
Bảng 2.17 Kết quả đánh giá hiệu chỉnh bộ thông số
1966 | 1968 | 1969 | 1971 | 1972 | |
Sai số đỉnh (R2), % | -13,68 | 2,36 | -1,43 | 3,47 | -3,02 |
Sai số dạng đường loại 1 | -1,78 | 0,46 | -2,58 | -1,75 | -0,41 |
Sai số dạng đường loại 2 | 15,15 | 418,54 | 9,64 | 40,29 | 150,56 |
Sai số tổng lượng (WBL), % | -4,94 | 1,48 | -7,26 | -10,34 | -11,99 |
Chỉ tiêu NASH, % | 79 | 76 | 87 | 94 | 92 |
Bảng 2.18 Kết quả đánh giá bộ thông số đại biểu từng trận lũ
1966 | 1968 | 1969 | 1971 | 1972 | |
Sai số đỉnh (R2), % | -12,0 | 7,0 | -9,0 | 3,0 | -3,0 |
Sai số dạng đường loại 1 | -2,0 | 3,0 | -4,0 | -2,0 | 0,0 |
Sai số dạng đường loại 2 | 21,0 | 22,5 | 11,0 | 28,0 | 15,1 |
Sai số tổng lượng (WBL), % | -4,0 | 7,0 | -9,0 | -10,0 | -12,0 |
Chỉ tiêu NASH, % | 74 | 73 | 76 | 91 | 89 |
4. Kiểm định bộ thông số mô hình NAM
Áp dụng bộ thông số trung bình cho 5 trận lũ để tính toán kiểm định cho các trận lũ năm 1973 và 1975. Kết quả tính toán cho thấy, kết quả tính toán theo mô hình phù hợp với thực đo. Giá trị sai số đỉnh lũ dưới 10% cho tất cả các trường hợp, điều đó nói lên rằng bộ thông số mô hình NAM có thể mô phỏng tốt dòng chảy đỉnh lũ (Bảng 2.19 ), đường quá trình lưu lượng tính toán thực đo (Phụ lục Hình 18, Hình 19).
Bảng 2.19 Kết quả kiểm định thông số mô hình NAM tại trạm Phú Cường
1973 | 1975 | |
Sai số đỉnh (R2), % | -3,68 | 2,36 |
Sai số dạng đường loại 1 | -1,78 | 0,46 |
Sai số dạng đường loại 2 | 15,15 | 18,54 |
Sai số tổng lượng (WBL), % | -4,94 | 1,48 |
Chỉ tiêu NASH, % | 79,00 | 76,00 |
- Mô phỏng dòng chảy
Sử dụng bộ thông số của hình NAM để tính toán mô phỏng dòng chảy lũ cho các năm 2006, 2008, kết quả tính toán mô phỏng dòng chảy các trận lũ năm 2006 và 2008 với các lưu vực bộ phận được trình bày trongphụ lục Hình 20, Hình 21.
2.4.5 Tính toán thuỷ lực cho bài toán ngập lụt 2008
1. Thu thập và xử lý số liệu địa hình, khí tượng - thuỷ văn
Số liệu địa hình để sử dụng cho tính toán ngập úng lưu vực sông Phan - Cà Lồ bao gồm: Mô hình số hoá độ cao DEM 10 m x 10 m, bản đồ địa hình tỉ lệ 1: 10.000 đối với tỉnh Vĩnh Phúc và 1:5.000 đối với các huyện trên lưu vực thuộc Thành phố Hà Nội; mạng lưới sông được số hóa với 418 mặt cắt (Bảng 2.20 ).
Bảng 2.20 Thống kê tài liệu mặt cắt trên các sông trong lưu vực
Tên sông | Mặt cắt | Tổng chiều dài (Km) | |
1 | Phan | 161 | 75,03 |
2 | Cà Lồ | 123 | 64,5 |
3 | Cà Lồ cụt | 30 | 25,17 |
4 | Ba Hanh | 26 | 14,6 |
5 | Cầu Tôn | 33 | 12,17 |
6 | Tranh | 19 | 11,03 |
7 | Cầu | 26 | 72,92 |
(Nguồn: Chi cục Thủy lợi tỉnh Vĩnh Phúc)
Số liệu khí tượng - thuỷ văn: Để mô phỏng thuỷ lực cho mạng lưới sông Phan
- Cà Lồ, Luận án đã sử dụng số liệu mực nước (H) và lưu lượng (Q) của sông Cà Lồ tại trạm Phú Cường, Mạnh Tân, Lương Phúc (trên dòng chính sông Cà Lồ) và trạm Phả Lại, Gia Bảy (trên sông Cầu) trong các năm để tính toán mô phỏng thuỷ lực.
2. Thiết lập mô hình MIKE 11
Số hoá mạng lưới sông lưu vực Phan - Cà Lồ: Dựa trên các tài liệu về địa hình, mặt cắt của các sông và mạng lưới sông trong vùng nghiên cứu tiến hành số hoá mạng lưới trong mô hình MIKE11. Mạng lưới được số hoá với 3.960 điểm số hoá với 6 nhánh sông chính bao gồm sông Phan, sông Cà Lồ, sông Cà Lồ cụt, sông Ba Hanh, sông Cầu Tôn và sông Cầu.
3. Các điều kiện biên cho mô hình
+ Biên trên: Quá trình lưu lượng (Q ~ t) của các trạm phía thượng nguồn. Do lưu vực sông Phan - Cà Lồ không có trạm thuỷ văn khống chế phía thượng lưu nên biên trên sẽ được tính toán thông qua mô hình MIKE NAM, cụ thể trên sông Phan tại An Hạ; trên sông Cầu Tôn tại cầu Gốc Gạo; trên sông Tranh tại cầu Lắm Pó; trên sông Ba Hanh tại cầu trên tỉnh lộ 310 (sau đây gọi là cầu Ba Hanh), trên sông Cầu tạitrạm thuỷ văn Gia Bảy.
+ Biên nhập lưu: Quá trình lưu lượng (Q ~ t) của 12 tiểu lưu vực được xác định trong mô hình thuỷ văn; biên dưới: Quá trình mực nước (H~ t) tại trạm Phả Lại; biên kiểm tra: Trạm Mạnh Tân và trạm Lương Phúc.
Hình 2. 8 Các biên trong mô hình thuỷ lực mạng lưới sông Phan - Cà Lồ.
4. Hiệu chỉnh mô hình thuỷ lực
Thời gian dùng để hiệu chỉnh mô hình bắt đầu từ 1/VI/2006 đến 31/IX/2006, kết quả hiệu chỉnh được trình bày trong Bảng 2.21 và Hình 2. 9.
Hình 2. 9 Quá trình mực nước thực đo và tính toán năm 2006 trạm Lương Phúc Bảng 2.21 Thống kê các chỉ tiêu đánh giá mô hình trạm Lương Phúc năm 2006
Tính toán | Thực đo | |
Lưu lượng đỉnh lũ Q max(m3/s) | 7,29 | 7,27 |
Thời gian xuất hiện đỉnh | 6:00:00 AM 20/VIII/2006 | 10:00:00 AM 20/ VIII /2006 |
Sai số đỉnh lũ | 0,02 | |
Sai số về tổng lượng | 0,06 | |
Hệ số NASH | 0,91 | |
Hệ số tương quan | 0,96 | |
Hình 2. 10 Quá trình mực nước thực đo và tính toán năm 2006 trạm Mạnh Tân
Bảng 2.22 Thống kê các chỉ tiêu đánh giá mô hình trạm Mạnh Tân năm 2006
Tính toán | Thực đo | |
Lưu lượng đỉnh lũ (Q max(m3/s)) | 7,40 | 7,39 |
Thời gian xuất hiện đỉnh | 5:00:00 AM 20/VIII/2006 | 8:00:00 AM 20/ VIII /2006 |
Sai số đỉnh lũ | 0,01 | |
Sai số về tổng lượng | 0,1 | |
Hệ số NASH | 0,89 | |
Hệ số tương quan | 0,9 | |
Nhận xét: Kết quả tính toán hiệu chỉnh mô hình tại hai trạm Mạnh Tân và Lương Phúc theo số liệu năm 2006 cho thấy, kết quả tính toán của mô hình là khá tốt. Đường quá trình lũ thực đo và tính toán có sự đồng bộ với nhau về hình dạng và trị số đỉnh, hệ số tương quan cao 0,9 và sai số về trị số đỉnh lũ là rất bé đối với trạm Lương Phúc là 0,02 vàtrạm Mạnh Tân là 0,01. Ngoài ra, hàm mục tiêu NASH cũng nằm trong giới hạn cho phép (≥ 0,8) lần lượt là 0,91 và 0,89 đối với hai trạm Mạnh Tân và Lương Phúc. Như vậy, bộ thông số thuỷ lực của lưu vựcđược hiệu chỉnh hoàn toàn có thể áp dụng vào tính toán trong bước tiếp theo kiểm định mô hình.
5. Kiểm định mô hình thuỷ lực
Thời gian dùng để kiểm định mô hình bắt đầu từ ngày 1/VI/2008 đến ngày 31/IX/2008. Kết quả kiểm định được đưa ra trong các Bảng 2.23 Bảng 2.24 và được thể hiện trong các Hình 2. 11, Hình 2. 12.
Hình 2. 11 Quá trình thực đo và tính toán năm 2008 tại trạm Lương Phúc
Bảng 2.23 Thống kê các chỉ tiêu đánh giá mô hình trạm Lương Phúc năm 2008
Tính toán | Thực đo | |
Lưu lượng đỉnh lũ Q max(m3/s) | 6,96 | 6,94 |
Thời gian xuất hiện đỉnh | 13:00 ngày 11/VIII/2008 | 15:00 ngày 11/ VIII /2008 |
Sai số đỉnh lũ | 0,02 | |
Sai số về tổng lượng | 0,06 | |
Hệ số NASH | 0,85 | |
Hệ số tương quan | 0,91 | |
Hình 2. 12 Quá trình thực đo và tính toán năm 2008 tại trạm Mạnh Tân Bảng 2.24 Thống kê các chỉ tiêu đánh giá mô hình trạm Mạnh Tân năm 2008
Tính toán | Thực đo | |
Q max(m3/s) | 7,18 | 7,00 |
Thời gian xuất hiện đỉnh | 1:00:00 PM 11/ VIII/2008 | 1:00:00 PM 11/ VIII /2008 |
Sai số đỉnh lũ | 0,18 | |
Sai số về tổng lượng | 0,12 | |
Hệ số NASH | 0,86 | |
Hệ số tương quan | 0,9 | |
Nhận xét: Kết quả tính toán kiểm định mô hình tại hai trạm Mạnh Tân và Lương Phúc theo số liệu năm 2008 thấy rằng, kết quả tính toán của mô hình là khá tốt. Đường quá trình lũ thực đo và tính toán có sự đồng bộ với nhau về hình dạng và trị số đỉnh, trong đó hệ số tương quan cao 0,9 và sai số về trị số đỉnh là rất bé đối với trạm Lương Phúc là 0,06 và trạm Mạnh Tân là 0,12. Ngoài ra hàm mục tiêu NASH