Nghiên cứu đánh giá tác động của các hồ chứa thượng nguồn đến chế độ thủy động lực khu vực hợp lưu các sông Thao, Đà, Lô và đề xuất giải pháp giảm thiểu

Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
1. SỰ CẦN THIẾT VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ...........................7
2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI..............8
1. Mục tiêu:..............................................................................................................8
2. Nội dung, phạm vi nghiên cứu: ...........................................................................8
3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...........................................................................9
4. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN .............................................................................9
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA HỒ CHỨA ĐẾN
CHẾ ĐỘ THỦY VĂN, THỦY LỰC LÒNG DẪN..................................................10
1.1. TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ NGHIÊN CỨU TRƯỚC ĐÂY ...........................10
1.1.1. Giới thiệu một số công trình nghiên cứu có liên quan trước đây về chế độ
thủy văn, thủy lực. .................................................................................................10
1.1.2. Một vài nhận xét và đánh giá về kết quả nghiên cứu trước đây;.................19
1.1.3. Các vấn đề tồn tại trong các kết quả nghiên cứu .........................................21
1.1.4. Những hạn chế của các sản phẩm nghiên cứu.............................................23
1.2. GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT HỆ THỐNG HỒ CHỨA THƯỢNG NGUỒN
SÔNG HỒNG. ..........................................................................................................23
1.2.1. Hồ Thác Bà ..................................................................................................23
1.2.2. Hồ Tuyên Quang..........................................................................................24
1.2.3. Hồ Sơn La....................................................................................................25
1.2.4. Hồ Hòa Bình ................................................................................................25
CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ TÌNH HÌNH DÂN SINH
KINH TẾ KHU VỰC NGHIÊN CỨU .....................................................................27
2.1. ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN LƯU VỰC SÔNG HỒNG .........................27
2.1.1. Vị trí địa lý...................................................................................................27
2.1.2. Địa hình, địa mạo.........................................................................................28
2.1.3. Địa chất, thổ nhưỡng ...................................................................................31
2.1.4. Thảm phủ thực vật .......................................................................................35
2.1.5. Điều kiện khí hậu, thủy văn.........................................................................37
2.2. TÌNH HÌNH DÂN SINH KINH TẾ ..................................................................49 CHƯƠNG 3: THIẾT LẬP MÔ HÌNH TOÁN NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ THỦY
VĂN, THỦY LỰC KHU VỰC NGHIÊN CỨU ......................................................51
3.1. GIỚI THIỆU MỘT SỐ MÔ HÌNH THỦY ĐỘNG LỰC HỌC.....................51
3.1.1. Mô hình MIKE 21 ....................................................................................51
3.1.2. Mô hình SMS ...........................................................................................56
3.1.3. Mô hình TREM ........................................................................................61
3.2. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN MÔ HÌNH...........................................................61
3.3. THIẾT LẬP MÔ HÌNH TÍNH TOÁN. ..........................................................65
3.3.1. Xử lý số liệu địa hình và thiết lập lưới tính toán......................................65
3.3.2. Hiệu chỉnh mô hình. .................................................................................72
3.3.3. Kiểm định bộ thồn số mô hình. ................................................................76
CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TOÁN CHO NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN
VÀ PHÂN TÍCH SỰ BIẾN ĐỘNG VỀ CHẾ ĐỘ THỦY VĂN, THỦY LỰC KHU
VỰC NGHIÊM CỨU ...............................................................................................82
4.1. NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN XÂY DỰNG CÁC KỊCH BẢN LŨ PHỤC VỤ
CHO NGHIÊN CỨU TRÊN MÔ HÌNH TOÁN. .....................................................82
4.1.1. Lựa chọn trận lũ để tính toán tổ hợp............................................................82
4.1.2. Sơ bộ đánh giá sự thay đổi của các đặc trưng thủy văn, thủy lực vùng
nghiên cứu khi có tác động của các công trình hồ chứa thượng nguồn. ...............85
4.1.2.1. Biến đổi các giá trị mực nước đặc trưng: ..............................................85
4.1.2.2. Biến đổi các giá trị lưu lượng đặc trưng: ..............................................86
4.1.2.3. Biến đổi của chế độ bùn cát: ................................................................86
4.1.3. Đề xuất giải pháp chỉnh trị...........................................................................87
4.1.3.1. Giải pháp phi công trình........................................................................87
4.1.3.2 Giải pháp công trình...............................................................................88
4.2. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 21FM ĐỂ MÔ PHỎNG TÍNH TOÁN CHẾ
ĐỘ THỦY VĂN, THỦY LỰC KHU VỰC NGHIÊN CỨU THEO CÁC KỊCH
BẢN TÍNH TOÁN....................................................................................................93
4.2.1. Nghiên cứu chế độ thủy động lực ứng với trường hợp địa hình hiện trạng
của khu vực nghiên cứu. ........................................................................................93
4.2.1.1. Phân tích kết quả tính toán độc dốc mực nước dọc sông. .....................93
4.2.1.2. Phân tích kết quả lưu tốc dòng chảy......................................................94 4.2.2. Nghiên cứu chế độ thủy động lực học của khu vực nghiên cứu dưới tác
dụng của phương án chỉnh trị. ...............................................................................95
4.2.2.1. Đánh giá hiệu quả về điều chỉnh mực nước và độ dốc dọc sông ..........95
4.2.2.2. Đánh giá hiệu quả về điều chỉnh lưu tốc dòng chảy của phương án công
trình.....................................................................................................................96
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................102
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................103
PHỤ LỤC................................................................................................................105 MỞ ĐẦU
1. SỰ CẦN THIẾT VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
Hệ thống sông Hồng là hệ thống sông lớn thứ hai của Việt Nam, đây là lưu vực
có tài nguyên nước khá dồi dào, tuy nhiên lưu lượng nước phân bổ không đều theo
không gian và thời gian. Lưu vực sông Hồng có tiềm năng thủy điện vào loại lớn nhất
nước ta, vì vậy trên thượng nguồn đã xây dựng hàng loạt các hồ chứa lớn nhằm khai
thác thủy năng và điều tiết dòng chảy cho hạ du. Đến năm 2010, phần thượng nguồn
sông Hồng thuộc lãnh thổ Việt Nam đã có rất nhiều các hồ chứa đi vào hoạt động,
trong đó có 4 hồ chứa lớn là Hòa Bình, Tuyên Quang, Thác Bà và Sơn La.
Ngoài việc phòng chống lũ cho hạ du, cung cấp điện cho lưới điện Quốc gia,
các hồ chứa cũng có ảnh hưởng hưởng không nhỏ đến chế độ thủy động lực vùng hạ
lưu, gây ra hiện tượng sạt lở bờ sông, bãi sông, ảnh hưởng tới các hoạt động phát triển
kinh tế, môi trường ở hạ du.
Các vấn đề nghiên cứu quá trình biến đổi cơ chế động lực học dòng sông hạ du
có thể tổng hợp như sau:
- Quá trình xói phổ biến và sự lan truyền về hạ du: Trong điều kiện dòng chảy
từ hồ chứa xả xuống là dòng nước có hàm lượng bùn cát thấp, lòng sông hạ du sẽ
xuất hiện xói phổ biến, xuất phát từ gần chân đập sau đó lan truyền về hạ du.
- Thay đổi hướng trục động lực dòng chảy, thay đổi lạch sâu, bãi cạn: Hầu hết
hồđập đều làm thay đổi chếđộ dòng chảy trong lòng dẫn hạ du.
- Thô hóa thành phần hạt của dòng sông: Sự bào xói phổ biến trong lòng sông
hạ du hồ chứa sẽ dẫn đến hiện tượng thô hóa lòng sông. Quá trình thô hóa tùy theo
kết cấu tạo lòng sông cũ khác nhau mà có đặc điểm khác nhau.
- Điều chỉnh hình thái mặt cắt ngang sông: Xói phổ biến lòng sông hạ du hồ
chứa sẽ làm cho hình thái mặt cắt, độ dốc lòng sông có những điều chỉnh rõ rệt.
- Điều chỉnh độ dốc dọc lòng sông:Đồng thời với việc điều chỉnh trên mặt cắt
ngang, độ dốc dọc lòng sông cũng có những điều chỉnh tương ứng.
- Chuyển hóa loại hình sông: Sau khi xây dựng hồ chứa trên thượng nguồn, sự thay đổi các loại điều kiện nói chung là có lợi cho sự phát triển theo xu thếổn định
lòng sông.
- Phát sinh các tình thế nguy hiểm mới:Ở hạ du các hồ chứa, vào thời kỳđầu
khai thác, do quá trình tái tạo lòng dẫn xảy ra rất mãnh liệt, lòng sông bị xói sâu, mực
nước cũng bị hạ thấp, công trình dọc theo tuyến sông như đê điều, trạm bơm, cửa lấy
nước, kè cống, cầu qua sông v.v không thích ứng với điều kiện mới, thường xảy ra
các tình thế nguy hiểm như: sạt lở bờ sông, bãi sông, uy hiếp sự an toàn của đê, xói
sâu cục bộ tại các công trình. Vào mùa kiệt mâu thuẫn trong các hộ dùng nước sẽ dẫn
đến sự suy giảm mực nước ở hạ du làm ảnh hưởng đến sự làm việc của các trạm bơm
và ảnh hưởng đến an toàn của luồng lạch giao thông thủy.
Chính vì thế, luận văn “Nghiên cứu đánh giá tác động của các hồ chứa thượng
nguồn đến chế độ thủy động lực khu vực hợp lưu các sông Thao, Đà, Lô và đề xuất
giải pháp giảm thiểu” là rất cần thiết.
2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
1. Mục tiêu:
- Phân tích, đánh giá chế độ thủy văn, thủy lực ở hạ du khi vận hành các hồ chứa
lớn: Sơn La, Hòa Bình, Tuyên Quang và Thác Bà.
- Đưa ra giải pháp để giảm thiểu các tác động bất lợi của việc vận hành hồ chứa
đến khu vực hợp lưu.
2. Nội dung, phạm vi nghiên cứu:
a-Nội dung:
- Phân tích số liệu, đánh giá chế độ vận hành của các hồ chứa và các ảnh hưởng
đến khu vực nghiên cứu;
- Nghiên cứu xây dựng các kịch bản lũ khi có sự vận hành của các hồ chứa phục
vụ cho nghiên cứu trên mô hình toán;
- Ứng dụng mô hình toán để mô phỏng tính toán chế độ thủy văn, thủy lực của
khu vực nghiên cứu.
- Đề xuất giải pháp khắc phục; b-Phạm vi nghiên cứu:
Vùng hợp lưu sông Thao - Đà và Lô - Hồng nằm ở 21005’ đến 21025’ vĩ độ Bắc
và 105015’ đến 105030’ kinh độ Đông thuộc địa bàn 3 tỉnh, thành phố là Hà Nội, Phú
Thọ và Vĩnh Phúc, có chiều dài khoảng 20km.
3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Để đạt được mục đích và giải quyết tốt nhiệm vụ nêu trên, luận văn đã sử dụng
tổng hợp một số phương pháp nghiên cứu dưới đây:
- Phương pháp kế thừa: Thu thập, hệ thống hóa, xử lý các kết quả nghiên cứu
có liên quan;
- Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa nhằm bổ xung tài liệu và kiểm tra kết
quả nghiên cứu;
- Phương pháp chỉnh lý và phân tích số liệu thực đo;
- Phương pháp mô hình toán hệ thống sông;
4. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN
Ngoài phần mở đầu và phần kết luận, Luận văn gồm 4 chương chính như sau:
Chương 1: Tổng quan nghiên cứu tác động của hồ chứa đến chế độ thủy văn,
thủy lực lòng dẫn.
Chương 2: Đặc điểm địa lý tự nhiên và tình hình dân sinh kinh tế khu vực nghiên
cứu.
Chương 3: Thiết lập mô hình toán nghiên cứu chế độ thủy văn, thủy lực khu vực
nghiên cứu.
Chương 4: Ứng dụng mô hình toán cho nghiên cứu, tính toán và phân tích sự
biến động về chế độ thủy văn, thủy lực khu vực nghiêm cứu. thông số chảy vòng… sẽ được lập ra trong quá trình hiệu chỉnh mô hình MIKE21
FM.
3.3.2. Hiệu chỉnh mô hình.
Bộ số liệu đầu vào để hiệu chỉnh MIKE 21 FM bao gồm:
1. Kết quả tính toán lưu lượng tại 3 đoạn biên trên và số liệu mực nước thực đo
tại Sơn Tây của vùng nghiên cứu như trên hình 3.7 và hình 3.8 cho năm 1996,
trong đó:
a. Dữ liệu của 3 biên lưu lượng phía trên bao gồm: biên lưu lượng sông
Đà, lưu lượng sông Thao, lưu lượng sông Lô được tính toán và trích ra
từ mô hình toán 1 chiều MIKE 11 (được kế thừa từ kết quả của đề tài
KC08.02/11-15);
b. Số liệu mực nước thực đo tại trạm Sơn Tây từ 1h ngày 10-08-1996 đến
23h ngày 30-08-1996.
2. Số liệu để kiểm định là bộ số liệu về mực nước và lưu lượng tại các mặt cắt
MC1 (trạm Trung Hà), MC2 (vị trí hợp lưu sông Thao – Đà), MC3 (cắt qua
bãi Cổ Đô), MC4 (vị trí hợp lưu Lô Hồng), MC5 (Cách trạm thủy văn Sơn Tây
5km về phía thượng lưu) được trích từ mô hình toán 1 chiều Mike 11.
3. CSDL DEM số hóa. Đây là các số liệu thực đo do đề tài khảo sát, có độ tin
cậy cao để hiệu chỉnh các thông số mô hình MIKE 21 FM.
Các thông số cần hiệu chỉnh bao gồm:
1) Bước thời gian tính dt;
2) Kích thước, độ phân giải của lưới tính;
3) Kiểm tra và hiệu chỉnh số liệu DEM;
4) Hiệu chỉnh hệ số nhám Manning;
5) Hiệu chỉnh hệ số tán xạ rối ngang và đứng.
Trên các hình 3.9 đến hình 3.13 và bảng 3.1 là các so sánh số liệu thực đo và
tính toán về mực nước và lưu lượng năm 1996 tại các mặt cắt MC1MC6 trên mô
hình MIKE21 FM.

Xem link download tại Blog Kết nối!
Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học ©