Mục lục

Mở đầu 6

Chương 1. Tổng quan các phương pháp mô hình hoá quá trình 8

hình thành dòng chảy từ 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 20

1.4. Một số ứng dụng mô hình toán thuỷ văn ở Việt Nam 27

Chương 2. Cơ sở lý thuyết của phương pháp SCS và mô hình phần 29

tử hữu hạn sóng động học

2.1. Phương pháp SCS 30

2.2. Phương pháp phần tử hữu hạn 32

2.3. Chương trình diễn toán lũ 41

2.4. Kiẻm tra mô hình 42

2.5. Nhận xét về khả năng sử dụng mô hình 42

Chương 3. áp dụng phương pháp SCS và mô hình phần tử hữu hạn 43

sóng động học mô phỏng lũ và đánh giá ảnh hưởng một

số điều kiện mặt đệm đến quá trình dòng chảy sông trà

khúc ư trạm sơn giang

3.1. Điều kiện địa lý tự nhiên lưu vực sông Trà Khúc 43

3.2. Tổng quan tài liệu và phương pháp xử lý 51

3.3 Chương trình tính 58

3.4 Kết quả tính toán 60

kết luận và kiến nghị 73

tài liệu tham khảo 75

Các phụ lục 77

5

Mở đầu

Tài nguyên nước chiếm một vị thế quan trọng trong việc đánh giá tài nguyên lãnh

thổ. Trong chiến lược quy hoạch lãnh thổ, ngoài việc đánh giá đúng đắn tài nguyên

nước còn quan tâm đến vai trò của các điều kiện hình thành chúng, qua đó có thể loại

bỏ, điều chỉnh sao cho có thể bảo vệ, sử dụng và tái tạo loại tài nguyên này theo hướng

có lợi nhất, hay nói cách khác là duy trì chúng trong trạng thái phát triển bền vững.

Với các phương pháp tính toán tài nguyên nước truyền thống, trong điều kiện Việt

Nam không phải điều đó lúc nào cũng có thể thực hiện được do sự thiếu số liệu quan

trắc thường xuyên, so sự thiếu đồng bộ trong các tài liệu cập nhật. Để khắc phục điều

đó, sử dụng mô hình toán gần như là con đường duy nhất để đạt được mục đích.

Nằm trong đới nhiệt ẩm, gió mùa có lượng mưa lớn, đạt trung bình 1960 mm, lại

phân bố không đều trên toàn lãnh thổ, hàng năm Việt Nam chịu một sức ép về thiên tai

lũ lụt và hạn hán.

Dòng chảy sông ngòi ở Việt Nam do mưa quyết định là chủ yếu, việc tập trung giải

quyết mô phỏng quá trình mưa ư dòng chảy đã thu hút được sự quan tâm lớn của các

nhà khoa học trong và ngoài nước [1, 2, 7, 9, 10, 11, 14, 15, 17, 23, 26, 30]. Các mô

hình thuỷ văn tất định như SSAR, TANK, NAM, SWMM trong lĩnh vực thuỷ văn

công trình và dự báo đã thu được những kết quả đáng kể [10, 16, 18, 19, 24]. Tuy

nhiên, việc ứng dụng rộng rãi các mô hình đó thường khó khăn trong việc dò tìm và

hiệu chỉnh bộ thông số, đòi hỏi nhiều công sức và kinh nghiệm của người sử dụng.

Việc mô phỏng các trận lũ lớn lại càng phức tạp hơn do thiếu các tài liệu thực tế về các

quá trình dòng chảy trên bề mặt lưu vực. Việc xây dựng các mô hình mưa dòng chảy

có khả năng phù hợp với các điều kiện địa lý tự nhiên ở nước ta luôn là vấn đề cấp thiết

.

Mục tiêu của đề tài là phân tích, lựa chọn và xây dựng một mô hình tính toán mô

phỏng lũ vừa đáp ứng khả năng phòng tránh thiên tai, vừa đáp ứng việc xây dựng, điều

chỉnh quy hoạch trên lãnh thổ.

Ngày nay, trong điều kiện phát triển công nghệ thông tin, với các thiết bị máy tính

tốc độ cao cho phép sử dụng các mô hình số. Việc khai thác số liệu bề mặt lưu vực có

thể sử dụng công nghệ GIS để nhận các thông tin quan trọng đối với việc hình thành

dòng chảy sườn dốc như địa hình,mạng lưới thuỷ văn, hiện trạng sử dụng đất, thảm

thực vật từ các bản đồ chuyên dụng[3, 4, 5, 6]. Qua tìm hiểu, phân tích các mô

hình thuỷ động lực học, các phương pháp mô phỏng quá trình tổn thất, quá trình chảy

trên sườn dốc và trong sông, đề tài lựa chọn phương pháp SCS để mô tả quá trình tổn

thất và mô hình phần tử hữu hạn sóng động học để mô phỏng quá trình chảy trên sườn

dốc và trong lòng dẫn .

Đề tài gồm 3 chương, mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục.

Mở đầu: Đặt vấn đề, tính cấp thiết , mục đích nghiên cứu của đề tài.

Chương 1: Tổng quan các phương pháp mô hình hoá quá trình hình thành dòng chảy từ bề mặt lưu vực

Chương 2: Cơ cở lý thuyết của phương pháp SCS và mô hình phần tử hữu hạn sóng động học

Chương 3: áp dụng phương pháp SCS và mô hình phần tử hữu hạn sóng động học mô phỏng lũ và đánh giá ảnh hưởng một số điều kiện mặt đệm đến quá trình dòng chảy lưu vực sông Trà Khúc - trạm Sơn

Giang.

Kết luận: Trình bày các kết quả của đề tài, các hướng phát triển nghiên cứu trong các giai đoạn tiếp theo.

Sự hình thành dòng chảy sông là một quá trình phức tạp, tổ hợp nhiều yếu tố tác

động tương hỗ. Việc mô phỏng dòng chảy trình bày trong đề tài mới chỉ là những bước

đầu tiên, một số nhân tố do các nguyên nhân khách quan và chủ quan còn phải đơn

giản hoá. Để mô phỏng chính xác hơn còn cần tập trung tìm tòi các mối quan hệ giữa

các điều kiện đó. Mặc dù rất cố gắng, trong điều kiện hạn chế thời gian và tài liệu nên

trong đề tài không thể tránh khỏi những khiếm khuyết