ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------------------------

NGUYỄN DUY HOÀN

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA
CÁC CÔNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN ĐẾN
TÌNH HÌNH LŨ LỤT SÔNG THẠCH HÃN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

HÀ NỘI – 2014


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------------------------

NGUYỄN DUY HOÀN

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA
CÁC CÔNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN ĐẾN
TÌNH HÌNH LŨ LỤT SÔNG THẠCH HÃN

Chuyên ngành: Thủy văn học
Mã số: 60 44 02 24

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS. NGUYỄN TIỀN GIANG

HÀ NỘI – 2014


LỜI CẢM ƠN
Luận văn cao học “nghiên cứu đánh giá ảnh hƣởng của các công trình
thủy lợi. thủy điện đến tình hình lũ lụt sông Thạch Hãn” đƣợc thực hiện tại khoa
Khí tƣợng Thủy văn và Hải dƣơng học thuộc trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên.
Đại học Quốc gia Hà Nội dƣới sự hƣớng dẫn trực tiếp của PGS.TS.Nguyễn Tiền
Giang. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS.Nguyễn Tiền Giang ngƣời đã
tận tình hƣớng dẫn chỉ bảo cho em trong suốt quá trình thực hiện luận văn này. Em
xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy, cô giáo khoa Khí tƣợng Thủy văn và
Hải dƣơng học đã giúp đỡ em trong quá trình học tập cũng nhƣ trau dồi kiến thức để
hoàn thiện khóa luận này. Cuối cùng em xin cảm ơn tới gia đình và bạn bè đã giúp
đỡ. động viên em rất nhiều trong học tập và nghiên cứu.
Do thời gian và kinh nghiệm hạn chế nên luận văn không tránh khỏi những
thiếu sót. Vì vậy em rất mong nhận đƣợc sự góp ý của thầy cô và các bạn để khóa
luận đƣợc hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
Tác giả


MỤC LỤC
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ LƢU VỰC SÔNG THẠCH HÃN ............... Error!
Bookmark not defined.
1.1 Vị trí địa lý .......................................................... Error! Bookmark not defined.
1.2 Địa hình. địa mạo................................................ Error! Bookmark not defined.
1.3 Địa chất. thổ nhƣỡng ........................................... Error! Bookmark not defined.
1.4 Thảm thực vật ..................................................... Error! Bookmark not defined.

1.5 Khí hậu ............................................................... Error! Bookmark not defined.
1.6 Thủy văn ............................................................. Error! Bookmark not defined.
1.7 Hệ thống hồ chứa trên lƣu vực sông Bến Hải-Thạch HãnError! Bookmark not
defined.
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ......................... Error! Bookmark not defined.
2.1. Lựa chọn phƣơng pháp đánh giá ảnh hƣởng của hồ tới dòng chảy lũ ....... Error!
Bookmark not defined.
2.1.1 Phƣơng pháp thống kê. xử lý số liệu ................ Error! Bookmark not defined.
2.1.2. Phƣơng pháp mô hình hóa .............................. Error! Bookmark not defined.
2.1.3. Lựa chọn phƣơng pháp đánh giá ảnh hƣởng của hồ tới dòng chảy lũ .... Error!
Bookmark not defined.
2.2 Cơ sở lý thuyết mô hình MIKE-NAM và HEC-RESSIMError! Bookmark not
defined.
2.2.1 Mô hình mƣa rào-dòng chảy MIKE-NAM ...... Error! Bookmark not defined.
2.2.2 Mô hình HEC-RESSIM ................................... Error! Bookmark not defined.
CHƢƠNG 3. ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỔI ĐẶC TRƢNG DÕNG CHẢY LŨ VỰC
SÔNG THẠCH HÃN TRƢỚC VÀ SAU KHI CÓ HỐ CHỨAError!

Bookmark

not defined.
3.1. Hệ thống hồ chứa trên sông Thạch Hãn ............. Error! Bookmark not defined.
3.2. Đánh giá sơ bộ ảnh hƣởng của các công trình hồ chứa đến dòng chảy lũ . Error!
Bookmark not defined.


3.3 Lựa chọn hồ chứa Rào Quán vận hành giảm lũ cho hạ duError! Bookmark not
defined.
3.3.1 Tiêu chí lựa chọn .............................................. Error! Bookmark not defined.
3.3.2 Hồ chứa đƣợc lựa chọn .................................... Error! Bookmark not defined.

3.4 Ứng dụng mô hình thủy văn MIKE-NAM để tính toán quá trình lũ đến hồ chứa
Rào Quán. các khu giữa và hoàn nguyên lũ ở hạ du . Error! Bookmark not defined.
3.4.1 Số liệu sử dụng ................................................. Error! Bookmark not defined.
3.4.2 Nghiên cứu phân chia lƣu vực sông suối. thiết lập mô hình tính ............ Error!
Bookmark not defined.
3.4.3 Hiệu chỉnh và kiểm định cho trạm Gia Vòng trên sông Bến Hải ............ Error!
Bookmark not defined.
3.4.4 Thiết lập mô hình ............................................. Error! Bookmark not defined.
3.4.5 Kết quả hiệu chỉnh kiểm định mô hình MIKE-NAMError! Bookmark not
defined.
3.4.6. Kết quả tính lƣu lƣợng đến hồ Rào Quán ....... Error! Bookmark not defined.
3.4.7 Kết quả hoàn nguyên lũ tại Thạch Hãn ............ Error! Bookmark not defined.
3.5 Vận hành hồ chứa bằng mô hình HEC-RESSIM Error! Bookmark not defined.
3.6 Đánh giá sự ảnh hƣởng của hồ chứa tới dòng chãy lũError!

Bookmark

not

defined.
3.7 Kết quả điều tiết hồ chứa Rào Quán ................... Error! Bookmark not defined.
3.8 Đánh giá tác động của hồ chứa đến dòng chảy lũ ở hạ du tại Rào Quán .... Error!
Bookmark not defined.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................... Error! Bookmark not defined.
1. Các kết quả đạt đƣợc .......................................... Error! Bookmark not defined.
2. Hạn chế của luận văn .......................................... Error! Bookmark not defined.
3. Kiến nghị ............................................................ Error! Bookmark not defined.
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................9



DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Kết quả phân mùa mƣa – mùa khô ở tỉnh Quảng TrịError!

Bookmark

not defined.
Bảng 1.2. Phân phối mƣa năm theo các tháng tại các trạm đo mƣa trên lƣu vực sông
Thạch Hãn ................................................................. Error! Bookmark not defined.
Bảng 1.3. Nhiệt độ trung bình tháng tại một số trạm (oC)Error!

Bookmark

not

defined.
Bảng 1.4. Độ ẩm tƣơng đối tại trạm Đông Hà (%) ... Error! Bookmark not defined.
Bảng 1.5. Bốc hơi bình quân tháng trạm Đông Hà (mm)Error!

Bookmark

not

defined.
Bảng 1.6. Số giờ nắng trạm Đông Hà (giờ) .............. Error! Bookmark not defined.
Bảng 1.7. Đặc trƣng hình thái 2 lƣu vực sông Bến Hải và Thạch Hãn............. Error!
Bookmark not defined.
Bảng 1.8: Mạng lƣới trạm khí tƣợng thủy văn trên lƣu vực sông Thạch Hãn .. Error!
Bookmark not defined.
Bảng 1.9. Một số đặc trƣng dòng chảy năm các lƣu vực sông thuộc tỉnh Quảng Trị
................................................................................................ Error! Bookmark not defined.

Bảng 1.10. Phân phối dòng chảy theo các tháng trong năm (mm) của các trạm đại
biểu trên vùng nghiên cứu ......................................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 1.11. Phân loại hồ chứa theo dung tích hồ....... Error! Bookmark not defined.
Bảng 1.12. Một số hồ chứa trên lƣu vực sông Bến Hải-Thạch Hãn ................. Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3.1. Thủy điện bậc thang trên dòng chính sông ĐăkrôngError!

Bookmark

not defined.
Bảng 3.2. Thủy điện tạo cƣờng suất lũ cao ở hạ du tại trạm Đăkrông ............. Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3.3. Danh mục một số công trình hồ chứa trên lƣu vực sông Thạch Hãn Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3.4. Thông số kỹ thuật hồ chứa Rào Quán ...... Error! Bookmark not defined.


Bảng 3.5. Nguyên tắc vận hành hồ chứa Rào Quán.. Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.6. Danh sách các lƣu vực bộ phận hệ thống sông Bến HảiError! Bookmark
not defined.
Bảng 3.7. Danh sách các lƣu vực bộ phận hệ thống sông Thạch Hãn .............. Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3.8. Trọng số mƣa và diện tích các tiểu lƣu vực trong lƣu vực sông Bến HảiThạch Hãn ................................................................. Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.9. Thông số của mô hình MIKE-NAM......... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.10. Đánh giá kết quả hiệu chỉnh bộ thông số mô hìnhError! Bookmark not
defined.
Bảng 3.11. Kiểm định bộ thông số đại biểu cho trận lũ năm 2005Error! Bookmark
not defined.
Bảng 3.12. Bộ thông số mô hình MIKE-NAM ......... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.13. Hiệu quả cắt giảm lũ ở hạ du tại trạm Thạch HãnError! Bookmark not

defined.


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ lƣu vực sôngThạch Hãn .................. Error! Bookmark not defined.
Hình 1.2. Sơ đồ mạng lƣới sông và lƣới trạm khí tƣợng thủy văn trên lƣu vực sông
Thạch Hãn ................................................................. Error! Bookmark not defined.
Hình 1.3. Vị trí một số hồ chứa tiêu biểu trên lƣu vực sông Bến Hải-Thạch Hãn
................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 2.1. Cấu trúc của mô hình MIKE-NAM .......... Error! Bookmark not defined.
Hình 2.2. Mô hình nhận thức của mô hình MIKE-NAMError!

Bookmark

not

Bookmark

not

defined.
Hình 2.3. Mô hình tính toán của mô hình MIKE-NAMError!
defined.
Hình 2.4. Sơ đồ tổng quát các môđun của mô hình HEC-RESSIM ................. Error!
Bookmark not defined.
Hình 2.5. Mođun thiết lập lƣu vực ............................ Error! Bookmark not defined.
Hình 2.6. Mođun tạo mạng lƣới hồ ........................... Error! Bookmark not defined.
Hình 2.7. Môdun mô phỏng ...................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.1. Sơ đồ bậc thang hồ chứa Thủy điện trên sông ĐarkongError! Bookmark
not defined.

Hình 3.2. Biểu đồ hệ thống hồ chứa đƣợc lựa chọn trên lƣu vực sông Thạch Hãn
................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.3. Bản đồ hệ thống hồ chứa đƣợc lựa chọn trên lƣu vực sông Thạch Hãn
................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.4. Phân chia các lƣu vực bộ phận trên hệ thống sôngError! Bookmark not
defined.
Hình 3.5. Thiết lập mô hình mƣa dòng chảy MIKE-NAMError!

Bookmark

not

defined.
Hình 3.6. Nhập số liệu mƣa. bốc hơi. số liệu Q thực để hiểu chỉnh. kiểm định tại Gia
Vòng

........................................................... Error! Bookmark not defined.

Hình 3.7. Thiết lập bộ thông số mô hình ban đầu ..... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.8. Kết quả hiệu chỉnh mô hình trận lũ tháng 11 năm 2004 tại trạm Gia Vòng
................................................................................................ Error! Bookmark not defined.


Hình 3.9. Kết quả kiểm định mô hình bằng trận lũ tháng 10 năm 2005 ........... Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.10. Quá trình lũ đến hồ Rào Quán trận lũ tháng 9/2009Error!

Bookmark

not defined.

Hình 3.11. Quá trình lũ đến hồ Rào Quán trận lũ tháng 10/2013Error!

Bookmark

not defined.
Hình 3.12. Sơ đồ mạng thủy lực các hệ thống sông Thạch HãnError!

Bookmark

not defined.
Hình3.13. Quá trình mực nƣớc lũ tại Thạch Hãn trận lũ từ 15-24/IX/2005 ..... Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.14. Quá trình mực nƣớc lũ tại Thạch Hãn trận lũ từ 29/IX-06/X/2006 Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.15. Quá trình hoàn nguyên lũ tại Thạch Hãn trận lũ tháng 9/2009 ....... Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.16. Quá trình hoàn nguyên lũ tại Thạch Hãn trận lũ tháng 10/2013 ..... Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.17. Thiết lập hệ thống sông. hồ chứa tính toán lƣu vực sông Thạch Hãn
................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.18. Thông số của hồ Ái Tử............................ Error! Bookmark not defined.
Hình 3.19. Thông số của hồ Rào Quán ..................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.20. Sơ đồ tóm tắt các bƣớc ứng dụng mô hìnhError!

Bookmark

not

defined.
Hình 3.21. Kết quả tính toán sau hồ Ái Tử trận lũ tháng 10 năm 2011 ............ Error!

Bookmark not defined.
Hình 3.22. Kết quả sau hồ Rào Quán trận lũ tháng 10 năm 2011Error! Bookmark
not defined.
Hình 3.23. Kết quả sau hồ Ái Tử trận lũ tháng 10 năm 2005Error! Bookmark not
defined.
Hình 3.24. Kết quả sau hồ Rào Quán trận lũ tháng 10 năm 2005Error! Bookmark
not defined.


Hình 3.25. Quá trình điều tiết hồ Rào Quán trận lũ 26/9-4/10/2009 ................ Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.26. Quá trình điều tiết hồ Rào Quán trận lũ 12/10-17/10/2013 ............ Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.27. Hiệu quả giảm lũ tháng 9/2009 tại trạm Thạch HãnError!

Bookmark

not defined.
Hình 3.28. Hiệu quả giảm lũ tháng 10/2013 tại trạm Thạch HãnError!
not defined.

Bookmark


MỞ ĐẦU
Đặt vấn đề
Các hồ chứa có vai trò quan trọng trong việc phòng chống và cắt lũ ở vùng hạ du.
Hiện nay khu vực miền Trung đã có và đang xây dựng thêm rất nhiều hồ chứa thủy điện,
thủy lợi nhăm mục đích phát điện và phòng chống lũ. Vì vậy việc đánh giá tác động của
hệ thống hồ chứa đến lũ lụt hạ du trong điều kiện biến đổi khí hậu là hết sức cần thiết.

Với vấn đề nêu trên luận văn này đƣợc thực hiện với mục đính đánh giá tác động
ảnh hƣởng của hồ chứa đến dòng chảy lũ bằng các phƣơng pháp thống kê và mô hình
hóa. Lƣu vực đƣợc lựa chọn là lƣu vực sông Thạch Hãn thuộc tỉnh Quảng Trị.
1. Mục đích của đề tài
-

Đánh giá ảnh hƣởng của hồ chứa tới dòng chảy lũ lƣu vực sông Thạch Hãn

-

Nghiên cứu mô phỏng dòng chảy lũ trên lƣu vực sông Thạch Hãn bằng mô hình

HEC-RESSIM
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tƣợng: Dòng chảy lũ trên lƣu vực sông Thạch Hãn
Phạm vi nghiên cứu: Lƣu vực sông Thạch Hãn thuộc tỉnh Quảng Trị
3. Phương pháp nghiên cứu
-

Phân tích tổng hợp tài liệu, số liệu

-

Nghiên cứu mô hình toán thủy văn: Mô hình MIKE-NAM mô hình thủy lực
MIKE 11 và mô hình mô phỏng điều tiết hồ chứa HEC-RESSIM

4. Bố cục của luận văn
Ngoài phần mở đầu và kết luận, bố cục của luận văn gồm 3 chƣơng nhƣ sau:
Chƣơng 1. Tổng quan về lƣu vực sông Thạch Hãn
Chƣơng 2. Cơ sở lý thuyết

Chƣơng 3. Đánh giá biến đổi đặc trƣng dòng chảy lũ lƣu vực sông Thạch Hãn
trƣớc và sau khi có hồ chứa

TÀI LIỆU THAM KHẢO


[1] Báo cáo tổng kết. Dự án Quản lý rủi ro thiên tai (NDRMP) 2010
[2] Nguyễn Hữu Khải. Nguyễn Thanh Sơn. NXB Đại học Quốc gia Hà Nội 2003.
Giáo trình Mô hình toán thủy văn.
[3] Đỗ Đình Khôi – Hoàng Niêm. Viện Khí tƣởng thủy văn (1991). Dòng chảy lũ
sông ngòi Việt Nam.
[4]. Nguyễn Tiền Giang. 2010. Phân tích hệ thống nguồn nƣớc. Giáo trình sau đại
học. Trƣờng ĐHKHTN. ĐHQGHN.
[5] Nguyễn Hữu Khải. NXB Đại học Quốc gia Hà Nội. Giáo trình Phân tích
thống kê trong thủy văn.
[6] Lê Thị Huệ 2007. Ứng dụng mô hình HEC-RESSIM tính điều tiết lũ hệ thống
hồ chứa sông Hương. Luận văn Thạc sĩ
[7] Ngô Chí Tuấn 2009. Tính toán cân bằng nước hệ thống lưu vực sông Thạch
Hãn tỉnh Quảng Trị. Luận văn Thạc sĩ
[8] Denmark Hydraulic Institute (DHI). 2004. MIKE 11 User Guide. DHI.
[9] Denmark Hydraulic Institute (DHI). 2004. MIKE 11 Reference Manual. DHI
[10] Vũ Đức Long. Nghiên cứu xây dựng công nghệ cảnh báo, dự báo lũ và cảnh báo
ngập lụt cho các sông chính ở Quảng Bình. Quảng Trị. Trung Tâm DBKTTVTW
[11] Quy hoạch tổng thể tài nguyên nƣớc tỉnh Quảng Trị đến năm 2010, có định hƣớng
năm 2020.