Tính Toán Điều Tiết Hồ Dầu Tiếng: Nghiên cứu & Ứng dụng HEC-RESSIM

Tìm hiểu về điều tiết hồ Dầu Tiếng: tính toán, ứng dụng thực tế. Bài viết phân tích chi tiết quy trình, lợi ích điều tiết nước hồ Dầu Tiếng hiệu quả.

• Tác giả: Phan Thị Thùy Dương
• Người hướng dẫn: ThS. Vũ Thị Vân Anh
• Trường học: Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường TP.HCM
• Chuyên ngành: Khí tượng Thủy văn
• Đề tài: Tính Toán Điều Tiết Hồ Dầu Tiếng
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LƯU VỰC HỒ DẦU TIẾNG
• 1.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA LƯU VỰC
• 1.1.1. Vị trí địa lý
• 1.1.2. Đặc điểm địa hình, đất đai, địa chất và sử dụng đất
• 1.1.3. Đặc điểm khí hậu
• 1.1.4. Đặc điểm thủy văn
• 1.2. TÌNH HÌNH DÂN SINH, KINH TẾ - XÃ HỘI
• 1.2.1. Dân số, dân cư trong vùng
• 1.2.2. Các ngành kinh tế chủ yếu
• 1.3. CÁC THÔNG SỐ, ĐẶC TRƯNG HỒ CHỨA DẦU TIẾNG
• 1.3.1. Hồ chứa nước
• 1.3.2. Các công trình đầu mối
• 1.3.3. Hệ thống kênh chính
• 1.3.4. Hệ thống kênh các cấp
• 2. CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY ĐẾN HỒ DẦU TIẾNG
• 2.1. TÍNH TOÁN MƯA THIẾT KẾ
• 2.1.1. Mục đích, ý nghĩa
• 2.1.2. Nội dung tính toán mưa tưới thiết kế
• 2.1.3. Tính toán mưa thiết kế trạm Dầu Tiếng
• 2.1.4. Tính toán mưa thiết kế trạm Lộc Ninh
• 2.1.5. Tính toán mưa thiết kế trạm Bình Long
• 2.2. TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY ĐẾN HỒ DẦU TIẾNG
• 2.2.1. Lựa chọn mô hình
• 2.2.2. Giới thiệu về mô hình HEC-HMS
• 2.2.3. Cơ sở lý thuyết của mô hình HEC-HMS
• 2.2.4. Tính toán dòng chảy đến hồ Dầu Tiếng bằng mô hình HEC-HMS
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT HỒ DẦU TIẾNG
• 3.1. NHU CẦU DÙNG NƯỚC HỒ DẦU TIẾNG
• 3.1.1. Mục đích, ý nghĩa
• 3.1.2. Nhu cầu dùng nước hồ Dầu Tiếng
• 3.2. TÍNH TOÁN ĐIỀU TIẾT HỒ DẦU TIẾNG BẰNG MÔ HÌNH HEC-RESSIM
• 3.2.1. Tính toán điều tiết hồ chứa
• 3.2.2. Giới thiệu về mô hình HEC-ResSim
• 3.2.3. Ứng dụng mô hình HEC-ResSim tính toán điều tiết hồ Dầu Tiếng
• 3.2.4. Kết quả điều tiết hồ Dầu Tiếng bằng mô hình HEC-ResSim
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Hồ Dầu Tiếng Giới thiệu và Tầm quan trọng 50 60 ký tự

Hồ Dầu Tiếng là một trong những hồ chứa nước ngọt nhân tạo lớn nhất Việt Nam, đóng vai trò then chốt trong việc điều tiết hồ chứa, cấp nước và phòng chống hạn hán cho khu vực Đông Nam Bộ. Với diện tích mặt nước rộng lớn (270 km²) và dung tích chứa ấn tượng (1.58 tỷ m³), hồ không chỉ cung cấp nguồn nước tưới cho hàng chục ngàn hecta đất nông nghiệp mà còn góp phần quan trọng vào việc đẩy mặn, ngọt hóa vùng hạ du sông Sài Gòn và sông Vàm Cỏ Đông. Lịch sử hình thành và phát triển của hồ Dầu Tiếng gắn liền với những nỗ lực không ngừng nghỉ của Nhà nước và người dân trong việc khai thác và quản lý tài nguyên nước một cách bền vững. Từ khi được khởi công xây dựng vào năm 1981 và hoàn thành năm 1985, hồ đã trải qua nhiều giai đoạn nâng cấp, cải tạo để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của xã hội. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích to lớn, việc vận hành hồ chứa cũng đối mặt với không ít thách thức, đặc biệt là trong bối cảnh biến đổi khí hậu diễn biến ngày càng phức tạp. Theo tài liệu, "Hiện năng lực của hồ đạt hơn 67.400 ha/vụ cho trong và ngoài tỉnh, đồng thời giúp đẩy mặn, ngọt hóa vùng hạ du sông Sài Gòn, sông Vàm Cỏ Đông, gián tiếp phục vụ sản xuất nông nghiệp cho hơn 32.000 ha trong lưu vực." Do đó, việc nghiên cứu và ứng dụng các giải pháp tính toán thủy văn tiên tiến để điều tiết hồ Dầu Tiếng một cách hiệu quả là vô cùng cần thiết, góp phần đảm bảo an ninh nguồn nước, phát triển kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường sinh thái cho khu vực.

1.1. Vị trí địa lý và Đặc điểm tự nhiên của hồ Dầu Tiếng

Hồ Dầu Tiếng tọa lạc tại thượng lưu sông Sài Gòn, thuộc địa phận huyện Dầu Tiếng (Bình Dương) và huyện Hớn Quản (Bình Phước), với phần lớn lưu vực nằm trên địa bàn huyện Dương Minh Châu và một phần nhỏ của huyện Tân Châu (Tây Ninh). Vị trí này mang lại cho hồ một vai trò chiến lược trong việc kiểm soát dòng chảy và cung cấp nguồn nước cho các tỉnh thành lân cận. Đặc điểm tự nhiên của lưu vực hồ Dầu Tiếng khá đa dạng, với sự chuyển tiếp từ vùng đồi thấp phía Đông sang vùng đồng bằng ven sông Sài Gòn và sông Bà Hảo. Địa hình lòng chảo thoải dần về phía sông Sài Gòn và sông Bà Hảo, với cao độ dao động từ 5-15m. Đất đai trong khu vực chủ yếu là đất đỏ và đất xám, có khả năng thấm nước tốt. Theo tài liệu, "Diện tích lưu vực sông Sài Gòn tới tuyến đập Dầu Tiếng là 2.1" Điều này ảnh hưởng đến quá trình tính toán dòng chảy và điều tiết hồ chứa.

1.2. Vai trò và Ý nghĩa của hồ Dầu Tiếng đối với khu vực

Hồ Dầu Tiếng không chỉ là một công trình thủy lợi đơn thuần mà còn là một biểu tượng của sự phát triển kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường của khu vực Đông Nam Bộ. Hồ đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nguồn nước tưới cho nông nghiệp, đảm bảo an ninh lương thực, và cải thiện đời sống của người dân. Ngoài ra, hồ còn có vai trò quan trọng trong việc phòng chống lũ lụt, điều tiết dòng chảy và cấp nước sinh hoạt, công nghiệp cho các khu vực lân cận. Theo tài liệu, "Từ khi có hệ thống thủy lợi Dầu Tiếng, bộ mặt nông thôn các vùng hưởng lợi đã thay đổi hẳn, nhiều vùng đất trước chỉ được làm một vụ nhờ nước trời, nay canh tác đến ba vụ, góp phần tích cực chuyển dịch cơ cấu cây trồng tăng thu nhập cho nông dân và xóa đói, giảm nghèo."

II. Thách Thức Điều Tiết Hồ Dầu Tiếng Biến đổi khí hậu 50 60 ký tự

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng diễn biến phức tạp, việc điều tiết hồ Dầu Tiếng phải đối mặt với nhiều thách thức lớn. Sự thay đổi về lượng mưa, nhiệt độ và bốc hơi có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến khả năng cung cấp nước của hồ, gây ra tình trạng hạn hán hoặc ngập lụt bất thường. Đặc biệt, tình trạng xả lũ không hợp lý có thể gây thiệt hại lớn cho vùng hạ lưu, ảnh hưởng đến đời sống và sản xuất của người dân. Thêm vào đó, nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng từ các ngành kinh tế khác nhau cũng đặt ra áp lực lớn lên công tác quản lý và điều tiết hồ chứa. Theo tài liệu, "Tuy nhiên do những thay đổi về việc khai thác nguồn nước và hệ canh tác cũng như có sự tác động về biến đổi khí hậu trong các năm qua nên lượng nước của hệ thống cần được tính toán đánh giá lại." Do đó, việc áp dụng các mô hình tính toán và dự báo tiên tiến để đưa ra các quyết định điều tiết chính xác và kịp thời là vô cùng quan trọng, giúp giảm thiểu rủi ro và đảm bảo hiệu quả sử dụng nguồn nước.

2.1. Ảnh hưởng của Biến đổi Khí hậu đến Lượng Mưa và Dòng Chảy

Biến đổi khí hậu đang gây ra những thay đổi đáng kể trong chế độ mưa và dòng chảy tại lưu vực hồ Dầu Tiếng. Theo nhiều nghiên cứu, lượng mưa có xu hướng giảm trong mùa khô và tăng trong mùa mưa, dẫn đến tình trạng thiếu nước vào mùa khô và nguy cơ ngập lụt vào mùa mưa. Sự thay đổi này gây khó khăn cho việc điều tiết hồ chứa và đòi hỏi phải có các giải pháp dự báo và quản lý hiệu quả hơn. Theo tài liệu, "Trong một vài năm gần đây, lượng mưa trung bình năm của hồ đạt 2."

2.2. Tác động của Nhu cầu Sử dụng Nước ngày càng Tăng

Nhu cầu sử dụng nước từ các ngành nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt ngày càng tăng, tạo áp lực lớn lên nguồn nước của hồ Dầu Tiếng. Đặc biệt, việc mở rộng diện tích tưới tiêu và sự phát triển của các khu công nghiệp ven hồ đòi hỏi phải có các giải pháp điều tiết và quản lý hiệu quả để đảm bảo cung cấp đủ nước cho các nhu cầu khác nhau. Điều này đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ giữa các bên liên quan và việc áp dụng các công nghệ tiết kiệm nước.

III. Phương Pháp HEC HMS Tính toán Dòng Chảy Đến Hồ 50 60 ký tự

Để giải quyết bài toán điều tiết hồ Dầu Tiếng, việc tính toán chính xác dòng chảy đến hồ là vô cùng quan trọng. Trong đó, mô hình HEC-HMS (Hydrologic Modeling System) là một công cụ mạnh mẽ và được sử dụng rộng rãi để mô phỏng quá trình mưa - dòng chảy trên lưu vực. Mô hình này cho phép tính toán lượng nước đến hồ dựa trên các yếu tố như lượng mưa, đặc điểm địa hình, loại đất và thảm thực vật. Theo tài liệu, "Mô hình HEC-HMS được sử dụng để mô phỏng quá trình mưa – dòng chảy khi nó xảy ra trên một lưu vực cụ thể." Bằng cách hiệu chỉnh và kiểm định mô hình với các số liệu thực tế, ta có thể đạt được độ chính xác cao trong việc dự báo dòng chảy, từ đó đưa ra các quyết định điều tiết hồ chứa hợp lý, đảm bảo an toàn và hiệu quả sử dụng nguồn nước.

3.1. Tổng quan về Mô hình HEC HMS và Ưu điểm của nó

HEC-HMS là một mô hình thủy văn được phát triển bởi Trung tâm Kỹ thuật Thủy lực của Quân đoàn Kỹ sư Hoa Kỳ. Mô hình này có khả năng mô phỏng quá trình mưa - dòng chảy trên lưu vực, giúp tính toán lượng nước đến hồ dựa trên các yếu tố khác nhau. Ưu điểm của HEC-HMS là tính linh hoạt, dễ sử dụng và có khả năng tích hợp với các công cụ khác như GIS. Theo tài liệu, "HEC-HMS sử dụng tài liệu mưa để tính toán quá trình mưa rào - dòng chảy trên một lưu vực cụ thể." Điều này giúp người dùng có thể dễ dàng mô phỏng và phân tích các kịch bản khác nhau.

3.2. Quy trình Xây dựng và Hiệu chỉnh Mô hình HEC HMS

Để xây dựng một mô hình HEC-HMS hiệu quả, cần tuân thủ một quy trình chặt chẽ, bao gồm thu thập số liệu, phân tích dữ liệu, thiết lập mô hình, hiệu chỉnh tham số và kiểm định kết quả. Việc hiệu chỉnh tham số là một bước quan trọng để đảm bảo độ chính xác của mô hình. Theo tài liệu, "Sau khi thiết lập xong mô hình ta tiến hành nhập số liệu vào mô hình."

3.3. Ứng dụng HEC HMS để Tính toán Dòng Chảy Đến Hồ Dầu Tiếng

Với các số liệu về lượng mưa, đặc điểm địa hình và loại đất của lưu vực hồ Dầu Tiếng, ta có thể xây dựng một mô hình HEC-HMS để tính toán dòng chảy đến hồ. Theo tài liệu, "Tiến hành chạy mô hình với số liệu năm 2002, dò tìm bộ thông số thích hợp cho hệ thống từ thượng lưu xuống hạ lưu với bước thời gian mô phỏng mô hình là 1 ngày." Kết quả tính toán này sẽ cung cấp thông tin quan trọng cho việc điều tiết hồ chứa, đảm bảo an toàn và hiệu quả sử dụng nguồn nước.

IV. Mô Hình HEC ResSim Điều Tiết Hồ Dầu Tiếng Đa Mục Tiêu 50 60 ký tự

Sau khi tính toán được dòng chảy đến hồ bằng HEC-HMS, mô hình HEC-ResSim (Reservoir System Simulation) được sử dụng để mô phỏng quá trình điều tiết hồ Dầu Tiếng một cách chi tiết và đa mục tiêu. Mô hình này cho phép cân bằng các mục tiêu khác nhau như cấp nước, phòng chống lũ lụt, phát điện và bảo vệ môi trường. Theo tài liệu, "Ứng dụng mô hình HEC-ResSim điều tiết cấp nước lưu vực hồ Dầu Tiếng." Bằng cách thiết lập các quy tắc vận hành và kiểm soát phù hợp, ta có thể tối ưu hóa việc sử dụng nguồn nước và giảm thiểu rủi ro cho vùng hạ lưu.

4.1. Giới thiệu về Mô hình HEC ResSim và Tính Năng Ưu Việt

HEC-ResSim là một mô hình mô phỏng hệ thống hồ chứa được phát triển bởi Trung tâm Kỹ thuật Thủy lực của Quân đoàn Kỹ sư Hoa Kỳ. Mô hình này có khả năng mô phỏng quá trình điều tiết và vận hành hệ thống hồ chứa, giúp người dùng đánh giá các kịch bản khác nhau và đưa ra các quyết định tốt nhất. Tính năng ưu việt của HEC-ResSim là khả năng mô phỏng đa mục tiêu, tích hợp với các mô hình khác và giao diện người dùng thân thiện.

4.2. Thiết lập và Vận hành Mô hình HEC ResSim cho hồ Dầu Tiếng

Để điều tiết hồ Dầu Tiếng bằng HEC-ResSim, cần thiết lập các thông số như dung tích hồ chứa, quy tắc vận hành, nhu cầu sử dụng nước và các ràng buộc khác. Việc vận hành mô hình cho phép dự báo mực nước hồ, lưu lượng xả và các chỉ số quan trọng khác. Theo tài liệu, "Sử dụng tài liệu phân phối mưa ngày thiết kế ứng với tần suất Ptk = 85% của ba trạm Bình Long, Dầu Tiếng và Lộc Ninh đã tính toán ở trên đưa vào mô hình để chạy mô phỏng ra dòng chảy đến lưu vực hồ Dầu Tiếng ứng với tần suất thiết kế Ptk = 85%."

4.3. Phân tích và Đánh giá Kết quả Điều Tiết Hồ

Kết quả mô phỏng từ HEC-ResSim cần được phân tích và đánh giá để đưa ra các kết luận về hiệu quả của việc điều tiết hồ. Các chỉ số như mực nước hồ, lưu lượng xả, khả năng cấp nước và phòng chống lũ lụt cần được xem xét để đảm bảo điều tiết tối ưu. Theo tài liệu, "Kết quả mô phòng dòng chảy đến lưu vực hồ Dầu Tiếng được trích xuất từ phần mềm HEC-DSS."

V. Ứng Dụng Thực Tế Cấp Nước Hiệu Quả và Phòng Chống Lũ 50 60

Việc điều tiết hồ Dầu Tiếng hiệu quả có ý nghĩa to lớn trong việc đảm bảo cấp nước cho các nhu cầu khác nhau và phòng chống lũ lụt cho vùng hạ lưu. Bằng cách áp dụng các mô hình tính toán và mô phỏng tiên tiến, ta có thể đưa ra các quyết định vận hành chính xác và kịp thời, giảm thiểu rủi ro và tối ưu hóa hiệu quả sử dụng nguồn nước. Theo tài liệu, "Hiện năng lực của hồ đạt hơn 67.400 ha/vụ cho trong và ngoài tỉnh, đồng thời giúp đẩy mặn, ngọt hóa vùng hạ du sông Sài Gòn, sông Vàm Cỏ Đông, gián tiếp phục vụ sản xuất nông nghiệp cho hơn 32.000 ha trong lưu vực." Ngoài ra, việc điều tiết hợp lý còn góp phần bảo vệ môi trường sinh thái và phát triển kinh tế - xã hội bền vững.

5.1. Tối ưu hóa Cấp Nước cho Nông nghiệp và Công nghiệp

Việc điều tiết hồ chứa cần đảm bảo cấp nước đầy đủ và kịp thời cho các ngành nông nghiệp và công nghiệp. Điều này đòi hỏi phải có sự dự báo chính xác về nhu cầu sử dụng nước và khả năng cung cấp của hồ. Các quy trình vận hành cần được thiết kế để đảm bảo phân phối nước công bằng và hiệu quả cho các bên liên quan.

5.2. Nâng cao Khả năng Phòng Chống Lũ lụt cho Hạ Lưu

Điều tiết hồ Dầu Tiếng đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu nguy cơ lũ lụt cho vùng hạ lưu. Việc xả lũ cần được thực hiện một cách thận trọng và có kế hoạch, đảm bảo không gây ra thiệt hại lớn cho người dân và các công trình hạ tầng. Các hệ thống cảnh báo lũ cần được nâng cấp để cung cấp thông tin kịp thời cho cộng đồng.

VI. Kết Luận Tương Lai Điều tiết Hồ Dầu Tiếng Bền Vững 50 60

Việc điều tiết hồ Dầu Tiếng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an ninh nguồn nước, phát triển kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường sinh thái cho khu vực. Theo tài liệu, "Trong hơn 25 năm vận hành khai thác, hồ Dầu Tiếng đã có những đóng góp đáng kể trong việc phát triển kinh tế, xã hội và cải thiện môi trường trong khu vực." Tuy nhiên, trong bối cảnh biến đổi khí hậu và nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng, cần có những giải pháp điều tiết và quản lý sáng tạo để đảm bảo sử dụng nguồn nước một cách bền vững. Việc áp dụng các mô hình tính toán và mô phỏng tiên tiến, kết hợp với sự tham gia của cộng đồng và sự phối hợp giữa các bên liên quan, sẽ giúp chúng ta đạt được mục tiêu này.

6.1. Đánh giá Hiệu quả của Các Phương Pháp Điều Tiết Hiện Tại

Cần có một đánh giá toàn diện về hiệu quả của các phương pháp điều tiết hồ Dầu Tiếng hiện tại, bao gồm cả ưu điểm và nhược điểm. Việc này sẽ giúp chúng ta xác định những điểm cần cải thiện và phát triển các giải pháp mới.

6.2. Đề xuất Các Giải Pháp Điều Tiết Hồ Bền Vững trong tương lai

Các giải pháp điều tiết hồ Dầu Tiếng trong tương lai cần tập trung vào việc sử dụng nguồn nước một cách hiệu quả, giảm thiểu rủi ro và bảo vệ môi trường. Các giải pháp này có thể bao gồm áp dụng các công nghệ tiết kiệm nước, xây dựng các hồ chứa nhỏ, cải thiện hệ thống cảnh báo lũ và tăng cường sự tham gia của cộng đồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 trình bày đầy đủ các nội dung tổng quan về địa lý tự nhiên, đặc điểm khí tượng thủy văn, kinh tế xã hội của lưu vực. Đồng thời, qua các đặc điểm, thông số đặc trưng cơ bản của hồ Dầu Tiếng giúp nắm rõ hơn quy mô thiết kế hồ chứa, là cơ sở đầu vào cho mô hình HEC-ResSim để điều tiết hồ. Qua đó, có thể sơ bộ đánh giá được những thuận lợi và khó khăn về vấn đề khai thác sử dụng nước mà lưu vực phải đối diện với hiện tại cũng như trong tương lai. 14 CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN DÒNG CHẢY ĐẾN HỒ DẦU TIẾNG 2.1 TÍNH TOÁN MƯA THIẾT KẾ 2.1 Mục đích, ý nghĩa a) Mục đích Tính toán các đặc trưng khí tượng, thủy văn là tính toán các nhân tố khí hậu có liên quan đến dòng chảy như nhiệt độ, độ ẩm, bốc hơi, mưa,…; tính chất, sự chuyển động và phân bố của dòng chảy.

Trong đó mưa là nhân tố quan trọng nhất vì nó là nguyên nhân sinh ra dòng chảy. Tính toán các đặc trưng khí tượng, thủy văn nói chung là căn cứ để xác định chế độ tưới của cây trồng, ngoài ra còn phục vụ công tác quy hoạch thiết kế và cải tạo hệ thống công trình, ứng với tần suất thiết kế từ đó xác định các đặc trưng khí tượng, thủy văn thiết kế. b) Ý nghĩa Việc tính chính xác các yếu tố khí tượng, đặc biệt mưa là yếu tố quan trọng, sẽ đảm bảo yêu cầu dùng nước cho các loại cây trồng vì các yếu tố khí tượng như nhiệt độ, độ ẩm, mưa, gió, bốc hơi, vv… ảnh hưởng lớn đến nhu cầu dùng nước của cây trồng.2 Nội dung tính toán mưa tưới thiết kế a) Chọn trạm và tần suất a1) Chọn trạm Yêu cầu của việc tính toán là phải chính xác và có độ tin cậy cao, do vậy việc chọn trạm khí tượng thủy văn là rất quan trọng. Trạm khí tượng phải có tính đại diện cho vùng nghiên cứu, nếu trong vùng không có trạm đo phải sử dụng trạm đo ở vùng lân cận có tính tương tự vùng nghiên cứu.

Trạm đo phải có tài liệu đủ dài, nếu là trạm đo mưa thì phải có tài liệu mưa ngày, các tài liệu phải được chỉnh biên và xử lý đảm bảo độ tin cậy. Trong đồ án này, mưa thiết kế được tính toán cho 3 trạm Dầu Tiếng, Lộc Ninh và Bình Long. 15 a2) Chọn tần suất thiết kế Tần suất thiết kế cho tưới theo quy phạm QCVN 04-05:2012 ứng với nhiệm vụ tưới ruộng tần suất thiết kế Ptk = 85%. b) Phương pháp tính toán Có hai phương pháp tính toán + Phương pháp phân tích nguyên nhân hình thành: được xây dựng dựa vào tính tất định của thủy văn; + Phương pháp xác suất thống kê: áp dụng lý thuyết xác suất, độ chính xác phụ thuộc vào độ dài mẫu nghiên cứu.

Các đặc trưng khí tượng thủy văn là đại lượng xảy ra một cách ngẫu nhiên trong tự nhiên. Do vậy, phương pháp xác suất thống kê được sử dụng như một công cụ tất yếu trong tính toán thủy văn. Mặc dù phương pháp này có khối lượng tính toán lớn nhưng hiện nay với trợ giúp của máy tính điện tử vì thế mà khó khăn này đã được giải quyết. (Nguồn: [1]) Do vậy, đối với vùng nghiên cứu trong đồ án, tài liệu mưa thu thập được dùng phương pháp xác suất thống kê để tính toán.

c) Trình tự tính toán c1) Tính toán lượng mưa năm thiết kế Tính toán mô hình mưa tưới thiết kế là để xác định chế độ tưới cho cây trồng nhằm đáp ứng nhu cầu nước cho cây trồng, vì mưa là một trong các đại lượng tham gia vào phương trình cân bằng nước. Để tính toán mô hình mưa tưới ta sử dụng mô hình phân phối xác suất Pearson III để tính toán, ứng với tần suất thiết kế 85%. • Trình tự tính toán như sau + Từ mẫu tài liệu mưa thực đo của các trạm đo mưa, sắp xếp chuỗi tài liệu X1, X2, …, Xn theo thứ tự giảm dần. + Tính toán tần suất kinh nghiệm Đường tần suất kinh nghiệm là đường cong tần suất vẽ theo các điểm kinh nghiệm biểu thị quan hệ giữa tần suất P với giá trị quan trắc thực.

Trong thủy văn, tần suất kinh nghiệm thường tính theo các công thức sau 16 - Công thức trung bình (Ha-zen) 𝑚−0,5 𝑃1 = × 100 (%) (2.3) 𝑛+1 (Nguồn: [1]) Trong đó: m là số thứ tự chuỗi quan trắc sau khi sắp xếp; n là số năm quan trắc. Trong phạm vi đồ án, lựa chọn công thức vọng số để tính tần suất kinh nghiệm cho chuỗi số liệu. + Chấm các điểm kinh nghiệm (P ~ Xi) lên giấy tần suất. Vẽ đường cong đi qua trung tâm các điểm kinh nghiệm, đó chính là đường tần suất kinh nghiệm.

+ Phương pháp vẽ đường tần suất lý luận Đường tần suất lý luận là đường cong phù hợp với dạng đường kinh nghiệm trong phạm vi của chuỗi quan trắc, cho phép ngoại suy đến các tần suất nhỏ và lớn mà chuỗi quan trắc không đủ khống chế. Có 3 phương pháp vẽ đường tần suất lý luận - Phương pháp moment Ưu điểm: Phương pháp này cho kết quả đường tần suất khách quan, ít phụ thuộc vào chủ quan người vẽ. Nhược điểm: Yêu cầu chuỗi tài liệu phải đủ dài nên khối lượng tính toán tương đối lớn, khó xử lý số liệu, phạm vi điều chỉnh hệ số thiên lệch Cs rộng, sai số lớn nên ít dùng. - Phương pháp thích hợp Ưu điểm: Phương pháp cho kết quả trực quan, dễ dàng nhận xét và xử lý điểm đột biến.

Khối lượng tính toán nhỏ hơn phương pháp moment, phạm vi hiệu chỉnh hẹp, sai số ít nên được dùng rộng rãi. 17 Nhược điểm: Kết quả đường tần suất phụ thuộc vào chủ quan của người vẽ. Tính toán phức tạp do phải tiến hành thử dần các giá trị của m sao cho đường tần suất lý luận phù hợp nhất với đường tần suất kinh nghiệm. - Phương pháp 3 điểm Ưu điểm: Phương pháp này tính toán đơn giản, nhanh.

Nhược điểm: Chịu ảnh hưởng nhân tố chủ quan của người tính toán, chỉ sử dụng được trong trường hợp mẫu thống kê có dung lượng lớn, phương pháp ít được sử dụng. Đồ án tốt nghiệp này chọn phương pháp thích hợp để xây dựng đường tần suất lý luận mưa tưới thiết kế với sự hỗ trợ của phần mềm vẽ đường tần suất FFC-2008. + Xác định các thông số - Trị số trung bình 1 𝑋̅ = ∑𝑛𝑖=1 𝑋𝑖 (mm) (2.6) 𝑋 - Hệ số thiên lệch ∑𝑛 𝑖=1(𝐾𝑖 −1) 3 𝐶𝑠 = (2.7) (𝑛−3)𝐶𝑣3 (Nguồn: [1]) Sử dụng phương pháp thích hợp chọn Cs = m x Cv. (Nguồn: [1]) Sử dụng phần mềm vẽ đường tần suất FFC để vẽ đường tần suất lý luận lượng mưa thiết kế của các trạm đo.

+ Kiểm tra sự phù hợp giữa đường tần suất lý luận và đường tần suất kinh nghiệm. Sử dụng bảng tra KP của đường Pearson III (Cs = m x Cv) tra được KP, tính được giá trị X85% = KP x Xtb.8) (Nguồn: [1]) 18 Chọn năm điển hình: Năm điển hình được chọn theo các nguyên tắc sau - Năm điển hình phải là năm có tài liệu tin cậy, có lượng mưa năm xấp xỉ lượng mưa năm thiết kế; - Năm điển hình có phân phối bất lợi: mùa khô kéo dài, tỷ lệ lượng mưa mùa khô so với lượng mưa cả năm nhỏ. (Nguồn: [1]) c2) Phân phối mưa năm thiết kế Xác định phân phối mưa năm thiết kế theo phương pháp năm điển hình, dựa trên cơ sở giả thiết rằng phân phối mưa thiết kế có dạng tương tự với dạng phân phối của năm, cụ thể có lượng mưa xấp xỉ lượng mưa năm thiết kế. Vì vậy, theo phương pháp này người ta chọn ra một năm điển hình có phân phối bất lợi để thu phóng thành phân phối mưa năm thiết kế.

Việc thu phóng phân phối mưa năm điển hình thành phân phối mưa năm thiết kế được tiến hành theo phương pháp thu phóng hai tỷ số. Theo phương pháp này, phân phối mưa năm thiết kế được thu phóng từ phân phối mưa năm điển hình theo hai tỷ số thu phóng: hệ số thu phóng thời kỳ mùa khô và hệ số thu phóng thời kỳ mùa mưa. Các bước tính toán được tiến hành như sau + Phân chia mùa mưa và mùa khô, sau đó vẽ đường tần suất lượng mưa mùa khô, từ đó xác định được tổng lượng mưa mùa khô XkP tương ứng với tần suất thiết kế P = 85%. Phân mùa dựa vào chỉ tiêu vượt trung bình - Mùa mưa: là các tháng liên tục trong năm có lượng mưa bình quân tháng lớn hơn hoặc bằng lượng mưa bình quân năm với tần suất P > 50%; 𝑃(𝑋̅𝑡ℎá𝑛𝑔 𝑚ư𝑎 ≥ 𝑋̅𝑛ă𝑚 ) > 50% (2.9) (Nguồn: [1]) - Các tháng còn lại là mùa khô.

+ Chọn năm điển hình: năm điển hình được chọn theo nguyên tắc sau - Năm điển hình là năm phải có tài liệu tin cậy, có lượng mưa mùa khô xấp xỉ lượng mưa mùa khô thiết kế; - Năm điển hình có phân phối bất lợi: mùa khô kéo dài, tỷ lệ lượng mưa mùa khô so với lượng mưa cả năm nhỏ. 19 + Xác định hệ số thu phóng - Hệ số thu phóng thời kỳ mùa khô 𝑋𝑘𝑃 𝐾1 = (2.10) 𝑋𝑘đℎ (Nguồn: [1]) - Hệ số thu phóng thời kỳ mùa mưa 12𝑋𝑛𝑃 −𝑇𝑘 𝑋𝑘𝑃 𝐾2 = (2.11) 12𝑋𝑛đℎ−𝑇𝑘 𝑋𝑘đℎ (Nguồn: [1]) Trong đó: XkP, Xkđh: tương ứng là lượng mưa mùa khô năm thiết kế và năm điển hình XnP, Xnđh: tương ứng là lượng mưa năm thiết kế và năm điển hình Tk: là số tháng mùa khô + Xác định phân phối lượng mưa năm thiết kế - Đối với các tháng mùa khô thu phóng theo hệ số K1 XiP = K1 x Xidh (2.12) (Nguồn: [1]) - Đối với các tháng mùa mưa thu phóng theo hệ số K2 XiP = K2 x Xidh (2.3 Tính toán mưa thiết kế trạm Dầu Tiếng a) Tính toán lượng mưa năm thiết kế Tính toán mưa năm thiết kế ứng với tần suất thiết kế P = 85% chuỗi số liệu lượng mưa năm trạm Dầu Tiếng từ năm 1985 đến năm 2011. Tính tần suất kinh nghiệm theo công thức vọng số (Phụ lục 1) và vẽ đường tần suất kinh nghiệm lượng mưa năm trạm Dầu Tiếng. Tính toán các thông số Xtb, Cv, Cs.

Dùng phần mềm vẽ đường tần suất FFC-2008 vẽ đường tần suất lý luận lượng mưa năm trạm Dầu Tiếng (Phụ lục 17). Kiểm tra sự phù hợp giữa đường tần suất kinh nghiệm và đường tần suất lý luận lượng mưa năm thiết kế trạm Dầu Tiếng.1 Các thông số tính toán lượng mưa năm trạm Dầu Tiếng Xtb (mm) Cv Cs = m.Cv XP Năm điển hình Xkdh 1788.