Ứng dụng mô hình Mike 11 để xác định mực nước và lưu lượng lũ thiết kế cho các tuyến sông thuộc địa bàn Thành Phố Hải Dương

MỤC LỤC MỞ ĐẦU .8 1.Đặt vấn đề .8 2.Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu .11 3.Phương pháp tiếp cận 13 4.Những nội dung chính của đồ án 13 5.Bố cục của đồ án .13 CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐOẠN SÔNG NGHIÊN CỨU .14 I.Điều kiện tự nhiên lưu vực sông Thái Bình . 14 1.1Đặc điểm vị trí địa lý, địa mạo thổ nhưỡng .14 1.1.1.Vị trí địa lý .14 1.1.2.Điều kiện địa hình địa mạo . .14 II.Đặc điểm địa hình , địa chất và dân sinh khu vực nghiên cứu . 16 2.1.Đặc điểm địa hình . 16 2.2.Đặc điểm địa chất . 17 2.2.1.Bờ tả .17 2.2.2.Bờ hữu . 18 2.3.Tình hình dân sinh, kinh tế , xã hội 19 2.3.1.Xã hội 20 2.3.2.Kinh tế .20 2.3.2.1 Về công nghiệp .21 2.3.2.2 Về nông nghiệp .21 2.3.3.3 Về giao thông vận tải 21 III.Đặc điểm khí tượng , khí hậu . .22 3.3.1Chế độ khí hậu chung . 22 3.3.2.Đặc điểm khí tượng . 22 IV.Đặc trưng thuỷ văn 24 4.1.Đặc điểm dòng chảy . 24 4.2.Mạng lưới trạm thuỷ văn và tình hình tài liệu đo đạc .25 4.2.1.Mạng lưới trạm thuỷ văn .26 4.2.2.Tình hình tài liệu đo đạc . .27 4.3.Đặc điểm thuỷ văn 29 4.3.1.Đặc điểm sông ngòi .29 4.3.2.Dòng chảy năm . .30 4.3.3.Dòng chảy kiệt .32 4.3.4.Diễn biến thiên tai và thảm hoạ .32 4.3.5.Đặc điểm chế độ bùn cát 34 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÁC MÔ HÌNH TÍNH TOÁN THUỶ LỰC HỆ THỐNG SÔNG . 35 2.1.Giới thiệu tổng quan về các mô hình . 35 2.2.Mô hình Mike 11 . .38 2.2.1. Giới thiệu chung . 38 2.2.2.Cấu trúc của mô hình . 40 2.2.3.Hệ phương trình cơ bản trong mô hình Mike 11 .41 2.2.4.Yêu cầu về số liệu của mô hình . 46 2.2.5.Một số nghiên cứu trong nước .48 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 TÍNH TOÁN MỰC NƯỚC VÀ LƯU LƯỢNG LÚ THIẾT KẾ .49 3.1.Số liệu và bộ thông số của mô hình . 49 3.3.1.Số liệu đầu vào .49 3.3.2.Thông số của mô hình 49 3.2.Mô phỏng mạng lưới . .50 3.3.Cách thiết lập mạng, mặt cắt, biên và các thông số trong mô hình Mike 11 .56 3.3.1.Nhập dữ liệu địa hình 57 3.4.Lựa chọn trận lũ tính toán 65 3.5.Hiệu chỉnh, xác định bộ thông số của mô hình Mike 11 .65 3.6.Kiểm định mô hình 72 3.7.Xác định lũ thiết kế 74 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ . . .110 4.1.Kết luận 110 4.2.Kiến nghị . .111 TÀI LIỆU THAM KHẢO MỞ ĐẦU 1.Đặt vấn đề Diễn biến lòng sông luôn gắn liền với quá trình vận động tự nhiên của dòng sông trong quá trình hoạt động của nó. Đó là kết quả của mối tương tác giữa dòng chảy và lòng sông, mà nguyên nhân cơ bản là sự mất cân bằng về bùn cát. Trong nhưng năm gần đây , việc khai thác nguồn nước và bãi sông ngày càng phát triển. Cùng với nó là hiện tượng xói bồi lòng sông sạt lở bờ sông diễn ra mạnh mẽ ở hầu hết tất cả các hệ thống sông trên đất nước ta, nó gây ra những thiệt hại trực tiếp đến đời sống kinh tế xã hội của những người dân ven sông cũng như sự đe doạ đến sự an toàn của hệ thống đê điều do sạt lở bờ sông gây ra là vô cùng to lớn. Hiện nay vấn đề sạt lở đoạn sông là một trong những vấn đề được quan tâm nhiều nhất trong công tác phòng chống lũ lụt, ở khu vực miền Bắc có hai hệ thống sông lớn là hệ thống sông Hồng và hệ thống sông Thái Bình , hai hệ thống sông này thường xuyên xảy ra hiện sạt lở. Trong hệ thống sông Thái Bình thì đoạn sông Thái Bình qua Thành Phố Hải Dương hiện nay là một điển hình. Sạt lở đoạn sông do nhiều nguyên nhân, do mưa lũ biến đổi phức tạp hay chính là do sự thay đổi của khí hậu. Một nguyên nhân không thể không nói đến đó là do hoạt động kinh tế của con người, con người lam thay đổi dòng chảy, lấn chiếm các bãi ven sông làm khu du lịch hoặc làm nhà ở. Trong đó có việc khai thác cát ở các lòng sông diễn ra một cách phổ biến,mặc dù đã có sự quản lý của nhà nước nhưng việc khai thác diễn ra cả ở những nơi không được phép khai thác, nhớ việc khai thác này mà người ta thu đựơc nguồn lợi nhuận khá cao. Tuy nhiên theo các kế hoạch phát triển kinh tế xã hội của Thành Phố Hải Dương, trên đoạn sông này có rất nhiều dự án hạ tầng giao thông, thuỷ lợi và giao thông xã hội, dịch vụ sẽ đuợc thực hiện vì vậy các tác động của chúng tới đoạn sông Thái Bình trong phạm vi Thành Phố Hải Dương sẽ rất đáng kể. Các tác động này chắc chắn sẽ gây ra các thay đổi về chế độ thuỷ văn, thuỷ lực lòng dẫn tại đoạn sông này. Sự sạt lở này ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển kinh tế của vùng khu vực đặc biện là tỉnh Hải Dương nói chung. Vì vậy chúng ta phải có các biện pháp hợp lý nhất để ngăn chặn sự sạt lở này. Nghiên cứu sự sạt lở hay nghiên cứu diễn biến lòng dẫn đoạn sông chúng ta có rất nhiều phương pháp nghiên cứu, trong đó công cụ mô hình là công cụ đưa ra được phương án tốt nhất, điển hình mô hình Mike 11 . Mô hình Mike 11 là mô hình thuỷ lực một chiều, mô hình này được ứng dụng rất rộng rãi trong thực tế, thu được nhiều thành công ,dựa vào mô hình này ta có thể tính được mực nước và lưu lượng lũ thiết kế , từ đó ta có thể đưa ra đựoc các biện pháp chỉnh trị cho đoạn sông đó một cách hợp lý nhất. Đề tài nghiên cứu: “ Ứng dụng mô hình Mike11 để xác định mực nước và lưu lượng lũ thiết kế cho các tuyến sông có đê thuộc địa bàn Thành Phố Hải Dương ”. Giới thiệu chung về tỉnh Hải Dương Hải Dương là khu vực tam giác kinh tế phát triển, tổng diện tích của tỉnh là 1651.8 km2, dân số của tỉnh là 1722394 người, mật độ là 1002 người/Km2. Hải Dương là một tỉnh nằm ở khu vực đồng bằng Bắc Bộ nhưng là tỉnh có núi, có rừng, chủ yếu là ở huyện Chí Linh. Bao gồm 11 huyện và 1 thành phố. Thành Phố Hải Dương là trung tâm chính trị, kinh tế , văn hoá của tỉnh. Thành Phố Hải Dương nằm ở phía Bắc của tỉnh, phía Bắc giáp huyện Cẩm Giàng và huyện Nam Sách, phía đông giáp huyện Thanh Hà, phía tây giáp huyện Gia Lộc và huyện Tứ Kỳ. Tổng diện tích của Thành Phố Hải Dương là 36.2 Km2 , chỉ chiếm 2.18% diện tích toàn tỉnh, với dân số là 127600 nghìn người, mật độ là 3995 người/Km2 có toạ độ địa lý từ 20o36’ đến 21o15 vĩ độ Bắc, 106o06’ đến 106o06’ kinh độ đông, nằm ở gần trung tâm đồng bằng Bắc Bộ , trong vùng trọng điểm kinh tế phía bắc (Hà Nội – Hưng Yên - Hải Dương - Hải Phòng - Quảng Ninh). Vị trí địa lý rất thuận lợi,do tiếp giáp với 6 tỉnh thành phố : - Phía Bắc tiếp giáp với hai tỉnh là Bắc Ninh và Bắc Giang - Phía Đông giáp với hai tỉnh là Quảng Ninh và Hải Phòng - Phía Nam giáp tỉnh Thái Bình - Phía Tây giáp tỉnh Hưng Yên Mặc dù tiếp giáp với nhiều tỉnh thành nhưng chiều dài lớn nhất từ bắc tới Nam chỉ co 65Km, và chiều rộng lớn nhất từ Tây sang Đông là 53 Km, là một tỉnh không tiếp giáp với biển nhưng cũng rất gần biển, điểm gần nhất cách biển chỉ khoảng 25 Km. 2.Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu Nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa. Các yếu tố mưa ẩm biến đổi theo mùa trong năm và mưa là nguồn cung cấp chủ yếu của nước sông (dòng chảy sông ngòi). Trong mùa mưa, những trận mưa trên lưu vực sông tạo nên những trận lũ trên sông suối. Lũ lớn từ thượng lưu đổ về hạ lưu, nước lũ có thể tràn bờ sông, bờ đê khi lòng sông không đủ khả năng tải nước lũ, gây nên ngập lụt các vùng trũng ven sông và vùng đồng bằng rộng lớn ở hạ lưu dòng sông. Ngoài ra, lũ đặc biệt lớn có thể gây vỡ đập, tràn đê, vỡ đê và do đó cũng gây nên ngập lụt dẫn đến những hậu quả khôn lường đối với loài người nếu con người không chủ động phòng tránh và tìm cách khống chế nó. Trên các sông suối vừa và nhỏ, mưa có cường độ lớn có thể gây ra lũ quét với sức tàn phá rất ác liệt. Lũ lụt có thể trở thành thiên tai, gây nên những thiệt hại rất nghiêm trọng về người, của cải và tác động xấu đến môi trường tự nhiên. Do vậy việc phòng chống lũ là chương trình ảnh hưởng lớn đến sự phát triển kinh tế của tất cả các Quốc gia nói chung và Việt Nam nói riêng. Trong thời gian gần đây, ở Việt Nam lũ lụt luôn xảy ra với cường độ ác liệt gây ra những thiệt hại về vật chất và tính mạng con người. Hải Dương là một tỉnh nằm giữa tam giác phát triển kinh tế (Hà Nội, Quảng Ninh, Hải Phòng) thuộc vùng kinh tế trọng điểm của khu vực đồng bằng Bắc Bộ song thường xuyên chịu ảnh hưởng của các loại thiên tai xảy ra: Bão, lũ lụt, sạt lở bờ sông Nguyên nhân của các nạn lụt lớn trên địa bàn tỉnh Hải Dương đều do vỡ đê tả sông Hồng, tả sông Luộc, hữu sông Đuống và các đê trên hệ thống sông Thái Bình. Những năm vừa qua tỉnh Hải Dương đã có nhiều nỗ lực trong công tác đầu tư, tu bổ nâng cấp hệ thống đê điều của tỉnh như tôn cao áp trúc mở rộng, gia cố mặt đê và tu bổ sửa chữa một số tuyến kè bảo vệ bờ. Nhưng do nguồn vốn có hạn, việc đầu tư chủ yếu tập trung vào một số trọng điểm xung yếu có tính chất khẩn cấp, nên còn thiếu đồng bộ. Qua quá trình đầu tư phát triển, hệ thống công trình chống lũ của tỉnh Hải Dương trong đó chủ yếu là hệ thống đê đã vận hành tốt và bảo vệ an toàn cho tỉnh trong suốt thời gian dài. Tuy nhiên tình hình phát triển kinh tế xã hội vùng ven sông đã ở mức đáng báo động, các đê bối ngày càng lấn ra phía lòng sông và được tôn tạo cao hơn, dân cư vùng bãi sông trở nên đông đúc và bùng phát việc xây dựng nhà cửa, lấn chiếm bờ làm co hẹp lòng sông Nhìn chung tỉnh chưa có quy hoạch phòng chống lũ cho từng tuyến sông có đê trên địa bàn tỉnh nên việc kết hợp hài hoà giữa đảm bảo phòng chống lũ và phát triển kinh tế trung hạn và dài hạn còn hạn chế, các công trình dự kiến xây dựng không triển khai được do chưa có quy hoạch vì vậy cần thiết phải có chiến lược chống lũ dài hạn để làm căn cứ cho việc định hướng phòng chống lũ phù hợp với quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội, mục tiêu quốc phòng, an ninh, chiến lược phòng chống và giảm nhẹ thiên tai, đảm bảo tính kế thừa, tính thống nhất và không ảnh hưởng đến vùng lân cận. Vì vậy việc xác định lưu lượng lũ thiết kế và mực nước lũ thiết kế là rất cần thiết cho công tác phòng chống lũ cho tỉnh Hải Dương. 3.Phương pháp tiếp cận Để có cơ sở khoa học giải quyết các nội dung trong bài toán : “ Ứng dụng mô hình Mike 11 để xác định mực nước và lưu lượng lũ thiết kế cho các tuyến sông có đê thuộc địa bàn Thành Phố Hải Dương’’ đồ án sử dụng các phương pháp nghiên cứu tiếp cận sau: · Phương pháp thống kê, sử lý số liệu khí tượng thuỷ văn · Phương pháp phân tích sử lý số liệu địa hình, địa chất · Ứng dụng mô hình Mike 11 để xác định mực nước và lưu lượng lũ thiết kế. 4. Những nội dung chính của đồ án Dựa vào các tài liệu cơ bản và những kết quả nghiên cứu đã có về tài nguyên nước và chỉnh trị sông trong lưu vực sông Thái Bình nói riêng và tỉnh Hải Dương nói chung, đồ án nghiên cứu các nội dung chính sau: · Thu thập các số liệu quan trắc khí tượng , thuỷ văn của các trạm khí tượng thuỷ văn trong vùng nghiên cứu. · Thu thập các số liệu về địa hình, địa chất trong đoạn sông Thái Bình qua Thành Phố Hải Dương. · Ứng dụng mô hình thủy lực thiết lập mô hình, tính toán thủy lực cho toàn bộ hệ thống sông Thái Bình và chi tiết các tuyến sông có đê trên địa bàn Thành Phố Hải Dương. · Phân tích lựa chọn, nhận xét đánh giá kết quả. 5.Bố cục của đồ án Dựa vào nội dung nêu trên, ngoài phần mở đầu, kết luận và phụ lục kết quả tính toán, nội dung của đồ án được trình bày trong 4 chương: Chương 1: Giới thiệu chung về đoạn sông nghiên cứu. Chương 2: Tổng quan về các mô hình tính toán thuỷ lực hệ thống sông. Chương 3: Nghiên cứu ứng dụng mô hình Mike 11 tính toán mực nước và lưu lượng lũ thiết kế . Chương 4: Kết luận và kiến nghị. Để hoàn thành đồ án này, em đã được sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của cô giáo T.S Phạm Thị Hương Lan, Th.S Nguyễn Hoàng Đức. Bên cạnh đó em cũng được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong khoa Thuỷ Văn-Tài Nguyên Nước, cùng gia đình và bạn bè. Trong quá trình làm đò án, em đã được các cán bộ thuộc Trung tâm tư liệu Quốc gia, và Trung tâm thuỷ văn ứng dụng _Trường ĐHTL giúp đỡ trong việc thu thập các số liệu và các tài liệu cần thiết để em hoàn thành đồ án này.

TÀI LIỆU LUẬN VĂN CÙNG DANH MỤC

TIN KHUYẾN MÃI

  • Thư viện tài liệu Phong Phú

    Hỗ trợ download nhiều Website

  • Nạp thẻ & Download nhanh

    Hỗ trợ nạp thẻ qua Momo & Zalo Pay

  • Nhận nhiều khuyến mãi

    Khi đăng ký & nạp thẻ ngay Hôm Nay

NẠP THẺ NGAY