Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành Thủy văn
Nguyễn Ngọc Đức Lớp: 50V
1
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 3
CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ DÂN SINH KINH TẾ 5
1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên 5
1.1.1. Vị trí địa lý 5
1.1.2. Đặc điểm địa hình 6
1.1.3. Đặc điểm địa chất thổ nhưỡng 6
1.1.4. Đặc điểm khí hậu 7
1.1.5. Đặc điểm sông ngòi 7
1.2. Tình hình phát triển dân sinh, kinh tế 7
1.2.1. Dân sinh 7
1.2.2. Kinh tế 8
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TRƯNG KHÍ TƯỢNG THỦY
VĂN 10
2.1. Tình hình số liệu 10
2.2. Phân tích, tính toán các đặc trưng khí tượng 10
2.2.1. Tính toán mưa 10
Biểu đồ các đường tần suất lượng mưa năm trung bình nhiều năm được thống kê trong
phụ lục từ hình (1) đến hình (3) 13
Biểu đồ các đường tần suất lượng mưa năm trung bình nhiều năm được thống kê trong
phụ lục từ hình (1) đến hình (3) 20
2.2.2. Phân tích các đặc trưng bốc hơi 20
2.2.3. Phân tích các đặc trưng độ ẩm 23
2.3. Phân tính tính toán các đặc trưng thủy văn 26
2.3.1. Chuẩn dòng chảy năm 26
Kết quả kiểm định mô hình trạm Sơn Diệm như hình sau: 33
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành Thủy văn
Nguyễn Ngọc Đức Lớp: 50V
3
MỞ ĐẦU
Nước là tài nguyên đặc biệt quan trọng, quyết định đối với sự tồn tại và phát
triển của sự sống trên trái đất. Đặc điểm của tài nguyên nước là được tái tạo theo quy
luật thời gian và
không gian. Nhưng ngoài quy luật tự nhiên, hoạt động của con người đã tác
động không nhỏ đến vòng tuần hoàn của nước. Nước có ý nghĩa đặc biệt quan trọng
trong tất cả các quá trình tự nhiên xảy ra trên trái đất và đóng vai trò to lớn trong mọi
hoạt động thực tiễn của con người.
Đối với một quốc gia, sông ngòi cũng tương tự như đất đai, hầm mỏ, rừng
biển,… là nguồn tài nguyên vô cùng quý báu. Nước sông chảy sinh ra một nguồn năng
lượng lớn có ý nghĩa đối với sự phát triển của con người, nhưng nó cũng gây ra những
hiểm họa vô cùng lớn như lũ lụt, gây thiệt hại nặng nề cho các vùng dân cư và sinh
thái trong khu vực.
cố gắng song do vốn kiến thức và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế, đồ án của em
không tránh khỏi những thiếu sót. Em kính mong nhận được sự chỉ dẫn của các thầy,
các cô để em hoàn thiện hơn đồ án của mình đồng thời có thể làm tốt nhiệm vụ công
tác được giao trong vai trò là một kỹ sư khi ra trường.
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành Thủy văn
Nguyễn Ngọc Đức Lớp: 50V
5CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ DÂN SINH KINH TẾ
1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên
1.1.1. Vị trí địa lý
Hà Tĩnh thuộc khu vực Bắc Trung Bộ, trải từ 170 54’ đến 18050 phút độ vĩ bắc và 105
– 108 độ kinh đông.
- Phía Bắc giáp tỉnh Nghệ An với chiều dài 88 km.
- Phía Nam giáp tỉnh Quảng Bình với chiều dài 130 km.
- Phía Đông giáp Biển Đông với bờ biển dài 137 km.
- Phía Tây giáp 2 tỉnh Lào (Tỉnh Bô Ly Khăm Xây và Khăm Muôn) với chiều dài biên
giới 145 km.
Có 3 Huyện Biên giới là: Hương Sơn 47 km gồm 2 xã Biên giới Sơn Kim và Sơn
Hồng; Vũ Quang 45 km; Hương Khê có 65 km biên giới với 5 xã biên giới là Hoà Hải,
Hương Vịnh, Phú Gia, Hương Lâm, Hương Liên. Có 1 cửa khẩu quốc tế là Cầu Treo -
1.1.3. Đặc điểm địa chất thổ nhưỡng
Là nơi phát triển chủ yếu các trầm tích cũ và trầm tích tuổi Mezozoi. Qua kết quả
phân tích ảnh vệ tinh cho thấy rằng, trầm tích lớp phủ ở một diện tích rất hẹp và bao
quanh chủ yếu bởi các sông. Ở rìa phía Bắc, vùng bị án ngữ bởi các đứt gãy song song
cùng phương Tây Bắc – Đông Nam, còn rìa phía Nam xuất hiện hàng loạt các đứt gãy
á vĩ tuyến, làm tăng thêm sự phức tạp của cấu trúc địa chất.
Ngoài ra ở ven biển phía Đông được phủ bởi các hệ tầng trầm tích nguồn gốc sông,
biển Plestocen – Holoxen, bao gồm các lớp cát, cát sét xen kẹp các thấu kính cát chứa
xác động vật và thực vật.
Địa chất thủy văn: Hà Tĩnh nằm trong đồng bằng cửa sông lớn do nước lũ tạo thành,
nguồn nước ngầm chủ yếu nằm ở vùng bồi tích phù sa sông. Qua đánh giá sơ bộ cho
thấy ở khu vực ven biển mực nước ngầm xuất hiện trong khoảng 0,4 - 1,0m, sâu dưới
12m thường bị nhiễm mặn.
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành Thủy văn
Nguyễn Ngọc Đức Lớp: 50V
7
1.1.4. Đặc điểm khí hậu
Hà Tĩnh nằm trong khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa với đặc trưng của khí hậu
miền Bắc có mùa đông lạnh.
Tuy nhiên, do ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc từ lục địa Trung Quốc tràn về bị
suy yếu nên mùa đông đã bớt lạnh hơn và ngắn hơn so với các tỉnh miền Bắc và chia
làm hai mùa rõ rệt 1 mùa lạnh và 1 mùa nóng.
Nhiệt độ bình quân ở Hà Tĩnh thường cao. Nhiệt độ không khí vào mùa đông chênh
lệch thấp hơn mùa hè. Nhiệt độ đất bình quân mùa đông thường từ 18-22
o
C, ở mùa hè
bình quân nhiệt độ đất từ 25,5 – 33
o
1, Dân số Người 1247839 1243567 1238953 1233957 1228079
- Nam Người 616433 617512 615221 592380 609806
- Nữ Người 631406 626055 623732 641577 618273
Cơ cấu, Nam % 49,40 49,66 49,66 48,01 49,66
Nữ % 50,60 50,34 50,34 51,99 50,34
Chỉ số phát triển % 99,65 99,66 99,63 99,60 99,52
2, Lao động Người 638615 618850 652722 675186 643928
Nông lâm " 491605 411135 408849 407098 367237
Thủy sản " 19879 23422 25535 26792 24658
C nghiệp chế biến " 20016 22356 24648 26768 28001
Điện, nước " 1083 2710 2784 3440 3638
Xây dựng " 12295 18178 24575 27862 31680
Thương nghiệp " 31569 44903 51250 53978 54904
KS, nhà hàng " 4798 8382 12614 16902 18253
Vận tải, thông tin " 6399 10484 14685 16725 17888
Tài chính tín dụng " 1025 952 884 1061 1872
CN khai thác " 9689 24316 26713 29766 29391
1.2.2. Kinh tế
Kinh tế Hà Tĩnh có tốc độ tăng trưởng khá, tổng sản phẩm GDP tăng hàng năm bình
quân đạt 10%, cơ cấu kinh tế chuyển dịch nhanh, theo hướng tăng tỷ trọng Công
nghiệp - Dịch vụ, giảm tỷ trọng Nông nghiệp.
Các thành phần và lĩnh vực kinh tế đều phát triển tạo ra sự phát triển đồng đều và
vững chắc của nền kinh tế. Các ngành công nghiệp có hàm lượng khoa học kỹ thuật
cao như: Công nghệ cao, công nghệ điện tử, công nghiệp nặng, cơ khí đã và đang được
đầu tư vào Hà Tĩnh. Môi trường đầu tư ngày càng được hoàn thiện. Thủ tục hành
chính tiếp tục được cải cách theo hướng nhanh gọn, thuận lợi cho nhà dầu tư. Chỉ số
năng lực cạnh tranh cấp tỉnh (CPI) ngày càng được nâng cao.
- Chỉ tiêu kinh tế Hà Tĩnh đến năm 2015:
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành Thủy văn
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TRƯNG KHÍ TƯỢNG
THỦY VĂN
2.1. Tình hình số liệu
Nhìn chung các trạm đo khí tượng của tỉnh Hà Tĩnh đều được thành lập sau năm 1961
(trừ trạm Hà Tĩnh bắt đầu từ năm 1975) và có số liệu đầy đủ cho đến nay nhưng do
thời gian hạn hẹp, sinh viên chỉ thu thập được số liệu trong khoảng thời như ở bảng 2-
1. Chuỗi số liệu có được từ các trạm khí tượng đã đủ dài để tính toán các đặc trưng khí
tượng của tỉnh.
Tình hình số liệu các đặc trưng khí tượng của tỉnh Hà Tĩnh được thống kê trong bảng
(2-1).
Bảng 2-1: Thống kê tài liệu khí tượng thu thập được của tỉnh Hà Tĩnh
Các yếu tố khí tượng
Tên Trạm
Mưa Nắng Độ ẩm Nhiệt độ Bốc hơi
Hà Tĩnh
1975-2006 1975-2006 1975-2006 1975-2006 1975-2006
Hương Sơn
1962-2000 1992-2000 1962-2000 1962-2000 1962-2000
Kỳ Anh
1962-1999 1972-1999 1962-2000 1962-1999 1962-2000
Hương Khê
1961-2000 1991-2000 1961-2000 1964-2000 1962-2000
2.2. Phân tích, tính toán các đặc trưng khí tượng
2.2.1. Tính toán mưa
Lượng mưa năm trung bình nhiều năm là thành phần quan trọng nhất trong cân bằng
nước thẳng đứng, nó là cơ sở để xác định lượng mưa năm ứng với tần suất thiết kế.
Việc tính toán mưa năm bình quân lưu vực trung bình nhiều năm có hai trường hợp:
- Nếu diện tích lưu vực F nhỏ hơn F
KC
bé hơn nhiều
- Nếu diện tích lưu vực tính toán F lớn hơn diện tích F
KC
thì phải tính toán
lượng mưa diện (lượng mưa bình quân lưu vực) thay cho lượng mưa điểm.
Tỉnh Hà Tĩnh có F = 6055.7km2 vì vậy ta tính toán mưa năm trung bình nhiều
năm cho tỉnh theo diện. Việc tính toán được thực hiện theo hai cách:
a.Tính lượng mưa năm trung bình nhiều năm
Phương pháp bình quân số học
Lớp mưa trung bình trên lưu vực là giá trị trung bình số học của lượng mưa
tại các trạm đo mưa nằm trên lưu vực. Các trạm đo phân bố tương đối đều và đại biểu
nên phương pháp này đạt yêu cầu.
X
0F
=
nm
X
i
nm
.
Với: - m: số trạm mưa
- n: độ dài của chuỗi mưa các trạm.
- Xi: lượng mưa năm thứ i.
Kết quả tính toán ta được lượng mưa trung bình trên lưu vực:X
OF
=2358.8 mm.
Phương pháp đa giác Thiessen (phương pháp trọng số)
Trọng số là tỷ lệ giữa phần diện tích của lưu vực do một trạm mưa nằm trong
(mm) f
i
(km
2
) X
0i
. f
i
1
Hương Sơn 2197.9 1733.2 3809400
2
Hương Khê 2349.6 2628.6 6176159
3
Kỳ Anh 2658.8 1693.9 4503741
Tổng
6055.7 14489300
Tính toán ta được lượng mưa trung bình lưu vực X
OF
= 2392.7mm (lớn hơn
kết quả tính theo phương pháp trung bình số học).
Phương pháp này có tính đến trọng số của các trạm tức là sự ảnh hưởng lượng
mưa từng trạm tới lượng mưa trên toàn lưu vực. Trong tính toán thiết kế nên sử dụng
kết quả tính theo phương pháp này.
Lượng mưa trung bình của lưu vực là lớn, thể hiện lượng mưa dồi dào. Lượng
mưa lớn sẽ sản sinh cho lưu vực có một dòng chảy lớn. Đồng thời giảm bớt áp lực cho
ngành thủy nông trong công tác tưới tiêu.
b. Tính toán lượng mưa năm thiết kế
Đây là trường hợp bài toán tính lượng mưa thiết kế khi có đủ tài liệu. Ta có thể vẽ
Kỳ Anh 2827
0.23
0.03
3261
2819
2385
1910
3
Hương Khê
2274
0.26
-0.01
2672
2273
1875
- Kết quả của việc tính lượng mưa năm thiết kế được áp dụng để tính toán nhu cầu
nước dùng cho nông nghiệp bằng phần mềm CROPWAT ở chương 3
c. Phân phối mưa năm theo thời khoảng tháng thiết kế
Lượng mưa năm thiết kế ứng với các tần suất P=25%,P=50%,P=75%, ta xác định
được thông qua tính toán lượng mưa năm thiết kế trong bảng (2-8).
Ta chọn mô hình mưa năm đại biểu thực tế rồi thu phóng thành mô hình mưa năm
thiết kế. Một số lưu ý khi chọn năm đại biểu:
− Năm đại biểu mưa nhiều là năm có lượng mưa ứng với nhóm tần suất P = 1-33% có
thời gian mưa kéo dài trong năm, lượng mưa mùa mưa khá lớn, tháng lớn nhất rơi
đúng vào tháng mưa lớn nhất xuất hiện nhiều trong nhóm năm quan trắc.
− Năm đại biểu mưa ít là năm có lượng mưa ứng với nhóm tần suất P = 67-100% năm
có thời gian mùa khô kéo dài trong năm, lượng mưa mùa khô tương đối ít, có tháng
mưa nhỏ nhất xuất hiện đúng vào tháng mưa nhỏ nhất xuất hiện nhiều trong năm.
− Năm đại biểu mưa trung bình là năm có lượng mưa tháng, lượng mưa năm bằng
hoặc gần bằng số trung bình nhiều năm của năm quan trắc.
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành Thủy văn
Nguyễn Ngọc Đức Lớp: 50V
14
Đối với trạm Hương Sơn:
− Năm mưa nhiều chọn năm thực tế là 1980 có lượng mưa năm X=2481.5mm là năm
đại biểu.
− Năm mưa trung bình chọn năm thực tế 1963 có lượng mưa năm X=1946.5mm làm
năm đại biểu
− Năm mưa ít chọn năm thực tế là năm 1977 có lượng mưa năm X=1491.9mm làm
năm đại biểu.
Với K p(%) =
Xdb
Xp
0,0
26,3
2481,5
γ%
20,2
31,2
26,2
2,4
5,1
2,0
1,7
1,3
0,0
8,9
0,0
Năm nước trung bình (50%) Xdb(mm)
209,7
554,9
457,7
0,0
138,0
17,3
54,7
45,9
46,4
134,1
160,4
127,4
1946,5
581,3
479,5
0,0
144,6
18,1
57,3
48,1
48,6
140,5
168,0
133,5
2039,0
Năm ít nước (75%) Xdb(mm)
262,9
16,4
7,1
3,3
4,4
2,3
3,3
11,8
11,5
0,8
4,5
100,0
Xp
290,2
280,8
269,5
117,1
500,0
600,0
700,0
800,0
mm
VIII IX X XI XII I II III IV V VI VII
Tháng
Mô hình phân phối lượng mưa năm thiết kế năm mưa nhiều trạm Hương Sơn
Hình Hình 2-8:Mô hình mưa năm theo thời khoảng tháng
Trạm Hương Sơn năm mưa nhiều
0,0
100,0
200,0
300,0
400,0
500,0
600,0
mm
VIII IX X XI XII I II III IV V VI VII
Tháng
Mô hình phân phối mưa năm thiết kế năm mưa trung bình trạm Hương Sơn
Hình 2-9:Mô hình mưa năm theo thời khoảng tháng
Trạm Hương Sơn năm mưa trung bình
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành Thủy văn
Nguyễn Ngọc Đức Lớp: 50V
16
0,0
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành Thủy văn
Nguyễn Ngọc Đức Lớp: 50V
17
Bảng 2-11:Phân phối mưa năm ứng với các tần suất thiết kế trạm Hương Khê
Tháng VIII IX X XI XII I II III IV V VI VII Năm
Năm nhiều nước (25%)
Xdb(mm)
470,8 499,4 691,8 126,4 86,1 33,8 31,3 82,4 106,0
264,4 228,6 74,2 2695,2
γ%
17,5 18,5 25,7 4,7 3,2 1,3 1,2 3,1 3,9
9,8 8,5 2,8 100,0
Xp
466,7 495,1 685,8 125,3 85,4 33,5 31,0 81,7 105,1
262,1 226,6 73,6 2672,0
Năm nước trung bình (50%)
Xdb(mm)
256,7 564,6 472,8 225,2 84,0 45,4 43,7 105,2 67,0
166,2 116,4 41,9 2189,1
700,0
mm
VIII IX X XI XII I II III IV V VI VII
Tháng
Mô hình phân bố lượng mưa năm thiết kế năm mưa nhiều trạm Hương Khê
Hình 2-12:Mô hình mưa năm theo thời khoảng tháng
Trạm Hương Khê năm mưa nhiều
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành Thủy văn
Nguyễn Ngọc Đức Lớp: 50V
18
0,0
100,0
200,0
300,0
400,0
500,0
600,0
mm
VIII IX X XI XII I II III IV V VI VII
Tháng
Mô hình phân bố lượng mưa năm thiết kế năm mưa trung bình trạm Hương Khê
Hình 2-13:Mô hình mưa năm theo thời khoảng tháng
Trạm Hương Khê năm mưa trung bình
0,0
50,0
100,0
Kp(50%)=2819/2704.5=1.0425
Kp(75%)=2385/2218.5=1.0751
Phân phối mưa năm ứng với tần suất thiết kế trạm Kỳ Anh được tính trong bảng (2-15)
Bảng 2-15:Phân phối mưa năm ứng với các tần suất thiết kế trạm Kỳ Anh
Tháng VIII IX X XI XII I II III IV V VI VII Năm
Năm nhiều nước (25%)
Xdb(mm)
202,3 581,4 979,7 598,0 190,3 119,8 153,2 32,4 4,1 136,1 48,0 120,2 3165,5
γ%
6,4 18,4 30,9 18,9 6,0 3,8 4,8 1,0 0,1 4,3 1,5 3,8 100,0
Xp
208,4 598,9 1009,3 616,0 196,0 123,4 157,8 33,4 4,2 140,2 49,4 123,8 3261,0
Năm nước trung bình (50%)
Xdb(mm)
508,5 126,3 765,5 612,0 132,8 67,5 82,1 83,9 53,7 108,0 105,5 58,7 2704,5
γ%
18,8 4,7 28,3 22,6 4,9 2,5 3,0 3,1 2,0 4,0 3,9 2,2 100,0
Xp
530,1 131,7 798,1 638,0 138,4 70,4 85,6 87,5 56,0 112,6 110,0 61,2 2819,5
Năm ít nước (75%)
Xdb(mm)
113,7 538,2 478,1 338,3 170,8 100,8 53,8 80,1 41,5 95,1 101,0 107,1 2218,5
γ%
5,1 24,3 21,6 15,2 7,7 4,5 2,4 3,6 1,9 4,3 4,6 4,8 100,0
Xp
122,2 578,6 514,0 363,7 183,6 108,4 57,8 86,1 44,6 102,2 108,6 115,1 2385,0
Hình 2-17:Mô hình mưa năm theo thời khoảng tháng Trạm Kỳ Anh năm mưa nhiều
0,0
100,0
200,0
300,0
400,0
500,0
600,0
700,0
800,0
mm
VIII IX X XI XII I II III IV V VI VII
Tháng
Mô hình phân phối lượng mưa năm thiết kế năm mưa trung bình trạm Kỳ Anh
Hình 2.18:Mô hình mưa năm theo thời khoảng tháng
Trạm Kỳ Anh năm mưa trung bình
Biểu đồ các đường tần suất lượng mưa năm trung bình nhiều năm được thống kê trong
phụ lục từ hình (1) đến hình (3)
2.2.2. Phân tích các đặc trưng bốc hơi
Lượng bốc hơi (Piche) trung bình tháng và năm thời kỳ quan trắc của các trạm trên lưu
vực được thể hiện dưới bảng (2-5
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành Thủy văn
Nguyễn Ngọc Đức Lớp: 50V
21
40
60
80
100
120
140
160
mm
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Tháng
Hà Tĩnh
Hình 2-20 :Mô hình phân bố bốc hơi trung bình tháng,
trung bình nhiều năm trạm Hà Tĩnh
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Ngành Thủy văn
Nguyễn Ngọc Đức Lớp: 50V
22Hình 2-21:Mô hình phân bố bốc hơi trung bình tháng,
trung bình nhiều năm trạm Kỳ Anh
0
50
100
150
200
250
mm
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
ngày có gió mùa Đông Bắc hoạt động mạnh gây mưa lớn. Trong các tháng này độ ẩm
tương đối thường cao hơn 86%. Độ ẩm thấp nhất xảy ra vào các tháng mùa hè, đặc biệt
vào những ngày gió Tây Nam khô nóng hoạt động, trong thời kỳ này độ ẩm có thể nhỏ
hơn 76%. Sự chênh lệch về độ ẩm không khí giữa mùa khô và mùa mưa của khu vực
này là thấp, tháng có độ ẩm tương đối nhỏ nhất là tháng VI, VII.Độ ẩm không khí chi
tiết của của các trạm quan trắc được thể hiện trong bảng (2-8)
Bảng 2-24: Độ ẩm tương đối trung bình tháng và năm (%) của thời kỳ quan trắc
Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Kỳ Anh 90
92
91
88
81
74
71
77
84
87
88
Hương Khê
90
90
89
87
82
77
76
81
89
89
88
89
85
Hà Tĩnh 92
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Tháng
Kỳ Anh
Hình 2-25: Mô hình phân bố độ ẩm trung bình tháng,
trung bình nhiều năm trạm Kỳ Anh
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Tháng
Hà Tĩnh
Hình 2-28: Mô hình phân bố độ ẩm trung bình tháng,
trung bình nhiều năm trạm Hà Tĩnh
Copyright: Tài liệu đại học ©