Tài liệu Ứng dụng mô hình mike 11 để xác định mực nước và lưu lượng lũ thiết kế cho các tuyến sông

  • Số trang: 120 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 157 |
  • Lượt tải: 0

Mô tả:

Ứng dụng mô hình Mike 11 để xác định mực nước và lưu lượng lũ thiết kế cho các tuyến sông
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 1 Ngành: Thủy Văn-Môi Trường LỜI CẢM ƠN Đồ án tốt nghiệp kỹ sư chuyên ngành Thuỷ văn – Môi trường với đề tài “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” đã hoàn thành vào tháng 5 năm 2009 với sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong khoa Thuỷ văn – Tài nguyên nước, các thầy cô trong bộ môn chỉnh trị sông và bờ biển ,cùng gia đình và bạn bè. Đặc biêt em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô giáo TS.Phạm Thị Hương Lan (Trưởng bộ môn chỉnh trị sông và bờ biển), ThS.Nguyễn Hoàng Đức (Giảng viên bộ môn chỉnh trị sông và bờ biển) đã tận tình hướng dẫn , chỉ bảo em trong suốt thời gian qua để hoàn thành đồ án này. Do đồ án được thực hiên trong thời gian có hạn , tài liệu tham khảo và số liệu đo đạc thiếu thốn , kinh nghiệm bản thân còn hạn chế nên nội dung đồ án vẫn còn những thiếu sót. Vì vậy , rất mong nhận được sự đóng ghóp quý báu của các thầy cô giáo và toàn thể các bạn sinh viên để đồ án có thể hoàn thiện tốt hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội , ngày tháng 5 năm 2009 Sinh viên Nguyễn Kim Dũng Sinh viên : Nguyễn Kim Dũng Lớp 46V Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 2 Ngành: Thủy Văn-Môi Trường 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 Sinh viên : Nguyễn Kim Dũng Lớp 46V Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 3 Ngành: Thủy Văn-Môi Trường 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 Sinh viên : Nguyễn Kim Dũng Lớp 46V Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 4 Ngành: Thủy Văn-Môi Trường 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 PHỤ LỤC TÍNH TOÁN Sinh viên : Nguyễn Kim Dũng Lớp 46V Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 5 Ngành: Thủy Văn-Môi Trường DANH MỤC HÌNH VÀ BẢNG BIỂU Hình Hình 1 Hình 2 Hình 3 Hình 4 Hình 5 Hình 6 Hình 7 Hình 8 Hình 9 Hình 10 Hình 11 Hình 12 Hình 13 Hình 14 Hình 15 Hình 16 Hình 17 Hình 18 Hình 19 Hình 20 Hình 21 Hình 22 Hình 23 Hình 24 Hình 25 Hình 26 Hình 27 Hình 28 Hình 29 Hình 30 A- HÌNH Tên hình Bản đồ hành chính lưu vực sông Hồng - Thái Bình Bản đồ mạng lưới trạm khí tượng thủy văn trên lưu vực sông Hồng - Bình Diễn biến mực nước, lưu lượng dọc theo chiều dài sông và theo thời gian Sơ đồ sai phân ẩn 6 điểm trung tâm Sơ đồ sai phân hoá phương trình liên tục Sơ đồ sai phân hoá phương trình động lượng Sơ đồ các bước áp dụng mô hình Mike 11 Cửa sổ bắt đầu dự án mới trong mô hình MIKE 11 Mô đun thủy lực (Hydrodynamic) Cửa sổ điều khiển Simulation trong mô hình MIKE 11 Cửa sổ để tạo ra file mạng sông Thanh công cụ trong MIKE 11 Mạng lưới sông trong hệ thống sông Hồng – Thái Bình Cửa sổ tạo file để nhập mặt cắt Cửa sổ Insert Branch Cửa sổ nhập số liệu mặt cắt ngang Sơ đồ mạng lưới sông Hồng - Thái Bình khi có mặt cắt Sơ đồ quá trình hiệu chỉnh bộ thông số mô hình Cửa sổ tính toán dòng chảy không ổn định trong mô hình Mike 11 Tính toán thủy lực trong mô hình Mike 11 Mực nước thiết kế tại Hà Nội ứng với tần suất thiết kế P=0.8% Đường mực nước lũ thiết kế đê trên một số tuyến sông tỉnh Hải Dương P=0.8% Đường mực nước lũ thiết kế đê trên một số tuyến sông tỉnh Hải Dương P=0.8% Mực nước thiết kế tại Hà Nội ứng với tần suất thiết kế P=0.4% Mực nước thiết kế tại Hà Nội ứng với tần suất thiết kế P=0.4% Mực nước thiết kế tại Hà Nội ứng với tần suất thiết kế P=0.4% Mực nước thiết kế tại Hà Nội ứng với tần suất thiết kế P=0.4% Mực nước thiết kế tại Hà Nội ứng với tần suất thiết kế P=0.2% Đường mực nước lũ thiết kế trên một số tuyến sông tỉnh Hải Dương (P=0.2%). Đường mực nước lũ thiết kế trên một số tuyến sông tỉnh Sinh viên : Nguyễn Kim Dũng Trang Lớp 46V 15 25 43 44 44 45 50 56 56 57 58 58 59 60 60 61 62 65 66 67 76 78 79 80 82 83 83 84 87 87 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Hình 31 Trang 6 Ngành: Thủy Văn-Môi Trường Hải Dương (P=0.2%). Đường mực nước lũ thiết kế trên một số tuyến sông tỉnh Hải Dương (P=0.2%). 88 B - BẢNG BIỂU Bảng Bảng 1 Bảng 2 Bảng 3 Bảng 4 Bảng 5 Bảng 6 Bảng 7 Bảng 8 Bảng 9 Bảng 10 Bảng 11 Bảng 12 Bảng 13 Bảng 14 Bảng 15 Bảng 16 Bảng 17 Bảng Tên bảng Trang Tốc độ gió trung bình nhiều năm tại một số trạm 23 Độ ẩm trung bình tháng tại một số trạm trên lưu vực sông Hồng-Thái Bình 23 Thống kê các trạm quan trắc khí tượng thủy văn trên hệ thông sông Hồng-Tái Bình 26 Đặc trưng hình thái các lòng sông tỉnh Hải Dương 28 Bảng biên độ mực nước các tháng trong năm 29 Bảng thống kê biên trên của sơ đồ tính toán thủy lực hệ thống sông Hồng-Thái Bình 63 Bảng thống kê biên trên của sơ đồ tính toán thủy lực hệ thống sông Hồng-Thái Bình 64 Bảng thống kê các mặt cắt của sơ đồ tính toán thủy lực hệ thống sông Hồng-Thái Bình 64 Bảng thống kê các chỉ số Nash tương ứng trong giai đoạn hiệu chỉnh mô hình Mike 11 71 Thông số nhám của các sông trong hệ thống sông Hồng - Thái Bình Bảng thống kê các chỉ số Nash tương ứng trong giai đoạn kiểm định mô hình Mike 11 74 Mực nước lũ thiết kế đê tuyến sông Thái Bình - Tỉnh Hải Dương 91 Mực nước lũ thiết kế đê tuyến sông Kinh Thầy - Tỉnh Hải Dương 93 Mực nước lũ thiết kế đê tuyến sông Kinh Môn - Tỉnh Hải Dương 94 Mực nước lũ thiết kế đê tuyến sông Văn Úc - Tỉnh Hải Dương 95 Mực nước lũ thiết kế đê tuyến sông Luộc - Tỉnh Hải Dương 96 Mực nước lũ thiết kế đê tuyến sông Gùa - Tỉnh Hải Dương Mực nước lũ thiết kế đê tuyến sông Lạch Tray - Tỉnh Hải Dương 97 98 Sinh viên : Nguyễn Kim Dũng Lớp 46V 89 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư 18 Bảng 19 Bảng 20 Bảng 21 Bảng 22 Bảng 23 Bảng 24 Bảng 25 Bảng 26 Trang 7 Ngành: Thủy Văn-Môi Trường Mực nước lũ thiết kế đê tuyến sông Lai Vu - Tỉnh Hải Dương Đánh giá khă năng chống lũ của tuyến đê sông Thái Bình Tỉnh Hải Dương Đánh giá khă năng chống lũ của tuyến đê sông Kinh Môn Tỉnh Hải Dương Đánh giá khả năng chống lũ của tuyến đê sông Gùa Tỉnh Hải Dương Đánh giá khả năng chống lũ của tuyến đê sông Luộc Tỉnh Hải Dương Đánh giá khả năng chống lũ của tuyến đê sông Lai Vu Tỉnh Hải Dương Đánh giá khẳ năng chống lũ của tuyến đê sông Kinh Thầy Tỉnh Hải Dương 99 100 100 101 101 102 102 Mực nước thiết kế đê cấp I, II, III thuộc Tỉnh Hải Dương Sinh viên : Nguyễn Kim Dũng 103 Lớp 46V Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 8 Ngành: Thủy Văn-Môi Trường 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 Sinh viên : Nguyễn Kim Dũng Lớp 46V Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 9 Ngành: Thủy Văn-Môi Trường 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/Km 2. 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 Sinh viên : Nguyễn Kim Dũng Lớp 46V Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 10 Ngành: Thủy Văn-Môi Trường 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. Sinh viên : Nguyễn Kim Dũng Lớp 46V Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 11 Ngành: Thủy Văn-Môi Trường 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. Sinh viên : Nguyễn Kim Dũng Lớp 46V Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 12 Ngành: Thủy Văn-Môi Trường 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. Sinh viên : Nguyễn Kim Dũng Lớp 46V Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 13 Ngành: Thủy Văn-Môi Trường 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. Sinh viên : Nguyễn Kim Dũng Lớp 46V Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 14 Ngành: Thủy Văn-Môi Trường CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐOẠN SỒNG NGHIÊN CỨU I. Điều kiện tự nhiên lưu vực sông Thái Bình 1.1 Đặc điểm vị trí địa lý, địa mạo, thổ nhưỡng 1.1.1 Vị trí địa lý Sông Thái Bình được tính từ sau hợp lưu sông Cầu, Thương, lục Nam ở gần Phả Lại, rồi nhận nhập lưu sông Đuống tại trên tuyến ngã ba Nấu Khê 2 km, Sông Thái Bình tại Nấu Khê đã phân làm 2 nhánh : dòng chính Thái Bình và sông Kính Thày, Tại đây nước sông Thái Bình được phân phối theo 2 nhánh này với những tỷ lệ khác nhau, tuỳ thuộc vào chế độ dòng chảy và điều kiện lòng dẫn ở từng thời kỳ ở Sông Thái Bình và Kinh Thày, để chảy ra biển theo mạng lưới sông khá dày và khá phức tạp ở phía đông tỉnh Hải Hưng. Các dòng này thường có dốc đáy nhỏ và khá giống nhau,bãi bồi không rộng, thậm chí không có hoặc chỉ có bãi ở một bên sông do bị giới hạn bởi mạng lưới đê Trung ương và đê đại phương. Các sông này chịu ảnh hưởng mạnh của chế độ thuỷ triều, ảnh hưởng này chỉ mờ nhạt dân khi trên sông có lũ lớn. Chế độ dòng chảy hạ lưu dòng chính Thái Bình trong vài năm gần đây đã khác biệt hẳn so với chế độ dòng chảy các năm trước đây, khi dòng chảy sông Thái Bình còn thoát ra biển theo sông Thái Bỉnh cửa Thái Bình. Hiện nay, dòng chảy qua cửa Thái Bình đều là dòng chảy từ sông Luộc thoát ra biển. Trong những năm gần đây, cùng với sự diễn biến phức tạp về chế độ phân lưu và lòng dẫn trên toàn hệ thống sông Thái Bình, trên đoạn sông Thái Bình qua thành phố Hải Dương cũng xảy ra các biến động về lòng dẫn và bờ sông khá phức tạp xuất phát từ các nguyên nhân diễn biến tự nhiên và từ các diễn tự nhiên và từ các tác động do việc xây dựng công trình trên đoạn sông và các hoạt động khai thác cát với quy mô lớn. Các tác động này gây xói lở bờ sông, lòng sông và đe doạ an toàn hệ thống đê điều, đây là điều cần phải quan tâm trong công tác quản lý và khai thác sông một cách hợp lý. Sinh viên : Nguyễn Kim Dũng Lớp 46V Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 15 Ngành: Thủy Văn-Môi Trường Phạm vi đoạn sông nghiên cứu trong đề tài là đoạn sông Thái Bình khu vực thành phố Hải Dương . Hình 1: Bản đồ hành chính lưu vực sông Hồng - Thái Bình 1.1.2 Điều kiện địa hình, địa mạo Tại Km13+800, (đê hữu) đoạn sông Thái Bình bắt đầu vào địa phận Thành Phố Hải Dương, lòng chính và hai bãi sông Thái Bình rất hẹp. Chiều rộng lòng chính chỉ từ 160m tới 200m. Khoảng cách giữa 2 đê là 500m và chiều rộng bãi sông từ 80-100m. Đoạn sông qua trung tâm Thành Phố Hải Dương chiều rộng lòng chính đã tang lên 300m-500m, chiều rộgn bải sông tăng tới 1100m. Chỗ rộng nhất là khu vực bãi Nhị Châu. Cuối đoạn sông phái hữu bãi sông hẹp, bờ sông gần sát đê. Chiều rộng bãi sông chỉ còn khoảng 50-80m. a.Về hệ thống đê: Sinh viên : Nguyễn Kim Dũng Lớp 46V Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 16 Ngành: Thủy Văn-Môi Trường Khoảng cắch giữa 2 đê của đoạn sông Thái Bình qua Thành Phố Hải Dương tại khu vực Nhị Châu sở dĩ mở rộng hơn khu vực thượng và hạ lưu là do sau lũ 1971 nghành Thuỷ lợi đã mở rộng mặt cắt thoát lũ. Đê cũ đã được lăn vào bãi sông được mở rộng tới 550m. b.Lòng sông: Đoạn sông Thái Bình qua Thành Phố Hải Dương tương đối sâu, chỗ sâu nhất đạt tới : -14m (gần bờ cong lõm thượng lưu cầu Phú Lương mới). Còn tại các vị trí khác khoảng từ -5.0m đến -8.0m. Một tình hình cần chú ý về lòng dẫn đoạn sông Thái Bình qua Thành Phố Hải Dương là việc khai thác cát vô tổ chức. Hàng ngày có tới hàng trăm tàu, xà lan khai thác cát tại chính các lòng sông. Dự tính mỗi ngày khoét đi từ lòng sông tới 30-40 nghìn m3 cát. Việc lấy cát từ lòng sông vô tổ chức ngay tại khu vực thành phố làm cho lòng sông bị xói sâu và mất ổn định bờ sông. Đây là điều hết sức quan tâm trong công tác quản lý phòng chống lụt bão bảo vệ đê điều và quản lý lòng sông. c. Bãi sông: Bãi sông Thái Bình trên đoạn sông này có độ cao không đồng đều và rất nhiều ao, đầm nhỏ, nhiều gò và dải đất cao đi dọc sát hai bờ sông. II.Đặc điểm địa hình địa,địa chất và dân sinh khu vực nghiên cứu 2.1. Đặc điểm địa hình Nhìn chung địa hình tỉnh Hải Dương khá bằng phẳng, nghiêng và thấp dần từ tây bắc xuống đông nam theo hướng nghiêng của đồng bằng Bắc Bộ, có khoảng 89% diện tích là đồng bằng, 11% diện tích là đồi núi. Địa hình của tỉnh bị chia cắt bởi hệ thống sông ngòi và kênh mương tạo thành các khu vực có cảnh quan khác nhau. Khu hữu ngạn sông Thái Bình gồm: Thành phố Hải Dương, các huyện Cẩm Giàng, Bình Giang, Tứ Kỳ, Gia Lộc, Thanh Miện và Ninh Giang phần lớn có cao độ từ 1,50m đến 2,00m, nơi cao nhất 3,00m; nơi thấp nhất 0,80m. Địa hình chia cắt bởi các sông, kênh mương thuộc hệ thống Bắc, Hưng, Hải. Sinh viên : Nguyễn Kim Dũng Lớp 46V Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 17 Ngành: Thủy Văn-Môi Trường Khu vực nằm giữa sông Thái Bình, sông Kinh Thầy, sông Rạng và sông Văn Úc gồm hai huyện Nam Sách , Thanh Hà độ cao từ 2,00m đến 2,50m ở các xã phía bắc huyện Nam Sách, giảm xuống 1,00m đến 0,50m ở các xã phía nam huyện Thanh Hà. Khu vực còn lại là hai huyện Chí Linh và Kinh Môn có tới 2/3 diện tích là núi, đồi xen kẽ với những cánh đồng lòng chảo nhỏ. Phía bắc huyện Chí Linh là dãy núi Cẩm Lý có một số đỉnh cao trên 500m, trong đó có đỉnh Dây Diều cao 618m. Khu vực Nhị Chiểu (gồm 5 xã) huyện Kinh Môn có nhiều núi đá vôi theo dạng núi sót, phần lớn là đá vôi tinh thể cẩm thạch có vách đứng. 2.2.Đặc điểm địa chất Địa chất lưu vực sông Thái Bình là những nham thạch phân bố phức tạp, diệp thạch và sa thạch chiếm diện tích lớn nhất, đá vôi chiếm khoảng 10% diện tích phân bố ở bờ phải sông Thương và trung lưu sông Cầu. 2.2.1 Bờ tả: -Đoạn Thượng Đạt: Địa tầng tại đoạn sông này gồm 2 lớp như sau: Lớp 1: Đá sét kết cấu tương đối chặt chẽ và khả năng chịu lực tốt hơn so với các đoạn đê khác. Lớp 2: Cát mịn, khả năng chứa nước tốt và chiều dày lớn - Đoạn An Châu: Địa tầng được khái quát như sau: Lớp 1: Đất sét ở trạng thái mềm, nhẽo,kết cấu kếm chặt và chiều dày trung bình 3.5m. Lớp 2: Cát mịn dễ chảy và chiều dày chưa xác định được do vượt quá chiếu sâu hố khoan. - Đoạn Tân Tiến: Tại đoạn này có những lớp đất sau: Sinh viên : Nguyễn Kim Dũng Lớp 46V Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 18 Ngành: Thủy Văn-Môi Trường Lớp 1: Đất mềm nhão, trung bình dày 4.5m Lớp 2: Cát mịn rời rạc, dễ chảy khi gặp nước. - Đoạn Cẩm Vân: Địa tầng đoạn này gồm 3 lớp và phân bố như sau: Lớp 1: Đất sét kết cấu rất yếu và dẻo chảy có chiều dày khoảng 4m. Lớp 2: Cát pha dính kết yếu. Lớp 3: Cát mịn rời rạc, dễ chảy và chiều dày không quá lớn. 2.2.2 Bờ hữu - Đoạn Cẩm Thượng: Đại tầng tại đoạn này như sau: Lớp 1: Đất sét nhẹ, trạng thái mềm nhão, kết cấu yếu, chiều dày trung bình 3.5m. Lớp 2: Cát mịn, ít dính và khả năng chứa nước ngầm khá lớn. -Đoạn Nhị Châu: * Địa tầng: Địa tầng tại đoạn đê này như sau: Lớp 1: Đất sét dẻo mềm, kết cấu tương đối chặt trẽ và chiều dày trung bình là 3.5m Lớp 2: Cát mịn chiều dày lớn. - Đoạn đê Ngọc Sơn: * Địa tầng: Đoạn đê Ngọc Sơn thuộc huyện Tứ Kỳ và địa tầng chứa những lớp đất như dưới đây: Lớp 1: Đất sét kết cấu chắc, trạng thái mềm dẻo hoặc nửa cứng và cjiều dày trên dưới 4m. Lơp 2: Cát pha, ít dính và chiều dày khá lớn. Sinh viên : Nguyễn Kim Dũng Lớp 46V Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 19 Ngành: Thủy Văn-Môi Trường - Đoạn đê Đại Đồng: * Địa tầng: Đã thực hiện 6v hố khoan và thăm dò địa vật lýtại đoạn đê này. Cột địa tầng bao gồm: Lớp 1: Đất sét kết cấu kém bền vững, đôi chỗ chứa chất hữu cơ và chiều dày trung bình của lớp là 4.5 đến 5m Lớp 2: Các hạt rất mịn, dễ bị đùn chảy khi gặp nước và chiều dày tương đối lớn. 2.3. Tình hình dân sinh, kinh tế, xã hội 2.3.1 Xã hội Hiện nay toàn tỉnh có 12 đơn vị hành chính cấp huyện (gồm thành phố Hải Dương và 11 huyện) với tổng diện tích tự nhiên: 1.651,8 km2; dân số 1.722.394 người; mật độ dân số: 1.043 người/km2 (số liệu thống kê năm 2006). Dân cư phân bố không đồng đều giữa các vùng, đa số tập trung tại các đô thị và ven các đường trục chính. Mật độ dân số cao nhất là Thành phố Hải Dương: 3.995 người/km 2; thấp nhất là huyện Chí Linh: 530 người/km2. 2.3.2 Kinh tế Tỉnh Hải Dương tái thành lập từ năm 1997, từ đó đến nay, tăng trưởng kinh tế của tỉnh luôn duy trì ổn định ở mức cao, giai đoạn 1996 – 2000 đạt bình quân tăng trưởng 9,2%; giai đoạn 2001 – 2005 là 10,8% cao hơn mức bình quân cả nước cùng kỳ: 3,10%. Tổng sản phẩm trong tỉnh (GDP) năm 2005 tăng 67% so với năm 2000, trong đó giá trị tăng thêm khu vực nông, lâm nghiệp và thuỷ sản tăng 3,9%/năm; khu vực công nghiệp và xây dựng tăng 15,4%/năm; khu vực dịch vụ tăng 10,6%/năm. Năm 2006 GDP/ người đạt: 9,018 triệu, đứng thứ 5 trong vùng đồng bằng sông Hồng Sinh viên : Nguyễn Kim Dũng Lớp 46V Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Trang 20 Ngành: Thủy Văn-Môi Trường 2.3.2.1 Về công nghiệp Công nghiệp của tỉnh Hải Dương đang trên đà phát triển, kể cả công nghiệp trong và ngoài quốc doanh. Các làng nghề tiếp tục được củng cố và phát triển , tập trung theo chiều sâu, đổi mới công nghệ tạo ra những sản phẩm có chất lượng cao đáp ứng yêu cầu sản xuất, xuất khẩu và tiêu dùng. Trong 5 năm qua, tỉnh Hải Dương đã tập trung mọi nguồn lực cho đầu tư phát triển. Tổng vốn đầu tư thực hiện 5 năm (2001 – 2005) ước đạt 22.615 tỷ đồng, tăng 64% so với 5 năm (1996 – 2000), tăng 37% so với kế hoạch, trong đó vốn đầu tư xây dựng kết cấu hạ tầng đạt 10.943 tỷ đồng, chiếm 48,3% tổng vốn đầu tư, bằng 183,9% kế hoạch; vốn đầu tư cho phát triển sản xuất đạt 11.672 tỷ đồng, chiếm 51,7% tổng vốn đầu tư, bằng 112% kế hoạch. 2.3.3.2 Về nông nghiệp Nông nghiệp là ngành sản xuất chính đóng góp lớn vào nền kinh tế và ổn định đời sống. Tổng giá trị sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp và thuỷ sản năm 2006 đạt 6.717 tỷ đồng; giá trị sản xuất/ 1ha đất nông nghiệp đạt: 50,9 triệu đồng. Kinh tế nông thôn phát triển theo hướng đa dạng hoá các loại hình sản phẩm kinh doanh ngành nghề, tăng tỷ trọng các ngành phi nông nghiệp, giảm tỷ lệ thuần nông, đã tạo ra cục diện mới cho phát triển và chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông thôn và cơ cấu lao động. 2.3.3.3Về giao thông vận tải Đường bộ: Mạng lưới giao thông đường bộ của tỉnh Hải Dương bao gồm 9.205,96 km, trong đó có 2.200 km đường ô tô. Mật độ đường ô tô của tỉnh là 0,47km/km2 (mật độ đường ô tô trung bình cả nước là 0,21km/km2) Đường sắt: Hải Dương có 71,17 km đường sắt chạy qua (do TW quản lý) gồm các tuyến: Hà Nội – Hải Phòng; Kép - Bãi Cháy và tuyến Bến Tắm – Cổ Thành (Chí Linh) dài 16km chuyên dùng cho nhà máy nhiệt điện Phả Lại. Sinh viên : Nguyễn Kim Dũng Lớp 46V
- Xem thêm -