Nghiên cứu áp dụng mô hình HEC-RESSIM phục vụ điều tiết liên hồ chứa trên lưu vực sông Đà

Nghiên cứu đã ứng dụng được mô hình mở HEC-RESSIM cho bài toán điều tiết lũ hệ thống liên hồ chứa trên sông Đà có can thiệp vào mô hình mở bằng cách sử dụng các câu lệnh bổ sung cho các trường hợp điều tiết để cắt giảm lũ theo quy trình vận hành liên hồ chứa. Kết quả áp dụng khá tốt, phù hợp với bài toán tính toán điều tiết liên hồ chứa trên lưu vực sông.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu áp dụng mô hình HEC-RESSIM phục vụ điều tiết liên hồ chứa trên lưu vực sông ĐàBÀI BÁO KHOA HỌCNGHIÊN CỨU ÁP DỤNG MÔ HÌNH HEC-RESSIMPHỤC VỤ ĐIỀU TIẾT LIÊN HỒ CHỨATRÊN LƯU VỰC SÔNG ĐÀPhạm Văn Tuấn1Tóm tắt: Vận hành tối ưu liên hồ chứa theo quy trình hiện nay đang là một bài toán được quantâm và nghiên cứu. Nghiên cứu này bước đầu áp dụng thử nghiệm mô hình HEC-RESSIM tính toánđiều tiết liên hồ chứa Lai Châu, Sơn La, Hòa Bình trên sông Đà áp dụng thử nghiệm cho trận lũ năm2014. Kết quả bài toán điều tiết liên hồ chứa Hồ Lai Châu, Sơn La và Hòa Bình cho thấy hiệu quảcắt lũ đã tăng lên rõ rệt. Đường quá trình lưu lượng nước ở trạm thủy văn Bến Ngọc sau khi điềutiết cho thấy không những đỉnh lũ đã được cắt hợp lý mà cả lưu lượng đỉnh lũ cũng được giảm đirất nhiều. Điều này cho thấy hiệu quả rõ ràng của bài toán điều tiết lũ liên hồ chứa Lai Châu, SơnLa, Hòa Bình khi áp dụng mô hình HEC-RESSIM cho trận lũ năm 2014. Nghiên cứu đã ứng dụngđược mô hình mở HEC-RESSIM cho bài toán điều tiết lũ hệ thống liên hồ chứa trên sông Đà có canthiệp vào mô hình mở bằng cách sử dụng các câu lệnh bổ sung cho các trường hợp điều tiết để cắtgiảm lũ theo quy trình vận hành liên hồ chứa. Kết quả áp dụng khá tốt, phù hợp với bài toán tínhtoán điều tiết liên hồ chứa trên lưu vực sông.Từ khóa: Lai Châu - Sơn La - Hòa Bình, HEC-RESSIM.Ban Biên tập nhận bài: 26/6/2018 Ngày phản biện xong: 15/8/2018 Ngày đăng bài: 25/9/20181. Đặt vấn đềHiện nay mô hình toán nói chung và mô hìnhtoán thuỷ văn và tài nguyên nước nói riêng đangphát triển rất nhanh chóng vì có các ưu điểm sau:(1) Phạm vi ứng dụng rất rộng rãi, đa dạng vớirất nhiều loại mô hình. Mô hình toán rất phù hợpvới không gian nghiên cứu rộng lớn như quyhoạch thoát lũ cho lưu vực sông, điều hành hệthống công trình thuỷ lợi, quản lý lưu vực, quyhoạch, quản lý và phát triển nguồn nước; (2)Ứng dụng mô hình toán trong thuỷ văn giá thànhrẻ hơn và cho kết quả nhanh hơn mô hình vật lý;(3) Việc thay đổi phương án tính toán thực hiệnrất nhanh chóng và đơn giản. Trên thế giới, cácmô hình toán thủy văn đã được nghiên cứu vàphát triển rộng rãi [1], có thể được chia thành hainhóm chính như sau: (1) Nhóm mô hình thủyvăn nước mặt: Ban đầu là những mô hình bánkinh nghiệm dạng hộp đen, sau đó là các môhình dạng nhận thức (hộp xám), mô hình ngẫunhiên, mô hình thủy động lực học. Trong đó cácmô hình được phát triển dựa trên các trường pháithủy văn, thủy lực ở trên thế giới như Delf3D vàSobex ở Hà Lan, Marine ở Pháp, ISIS ở Anh,MIKE của DHI ở Đan Mạch, TANK ở NhậtBản, HEC và EFDC ở Mỹ; (2) Nhóm mô hìnhthủy văn nước dưới đất: Được phát triển từ giữathế kỷ trước cho đến nay, hay còn được được gọilà mô hình hóa địa chất thủy văn. Có nhiều cáchphân loại nhưng được chia thành hai nhóm chínhlà mô hình dòng chảy nước dưới đất mà đại diệnlà mô hình MODFLOW, AQUIFEM, PLASMvà mô hình di chuyển chất đại diện là mô hìnhSEAWAT, PARTH3D, MODPATH, FLOWPATH.Trong các phần mềm mô hình toán thủy vănnước mặt và nước dưới đất nói trên thì có haihướng phát triển là mô hình thương mại và môhình miễn phí. Trong đó các mô hình toán thủyvăn mã nguồn mở đang được nghiên cứu phátTrường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà NộiEmail: viettuan.co@gmail.com1TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂNSố tháng 09 - 201859BÀI BÁO KHOA HỌC60triển trên thế giới cho đến hiện nay, bao gồm banhóm chính như sau: (1) Nhóm phần mềm miễnphí nước mặt: TANK, NAM, HEC-HMS, HECRAS, PRMS, CREST, DHSVM, PRMS,HBV/HYPE, TOPMODEL, BTOPMODEL,SWMM, SWAT; (2) Nhóm phần mềm miễn phínước dưới đất: MODFLOW, SEAWAT,SVFlux, FEHM, HydroGeoSphere, MicroFEM,OpenGeoSys; (3) Nhóm phần mềm miễn phí cócả nước mặt và nước dưới đất: GSFlow…Mô hình toán thủy văn mở, miễn phí có ưuđiểm hơn so với các mô hình toán thủy vănthương mại (mã nguồn đóng) là được sử dụngriêng, phát triển từng mô đun theo yêu cầu củatừng bài toán và rất phù hợp trong đào tạo ứngdụng chuyên ngành ở trường Đại học. Bên cạnhđó mô hình toán thủy văn mở, miễn phí còn cócộng đồng người sử dụng rỗng rãi trên toàn cầucùng phát triển và hỗ trợ. Ở Việt Nam hiện naycác mô hình mở được áp dụng chủ yếu là các môhình khí tượng, khí hậu và hầu như sử dụng cácmô hình thương mại như bộ mô hình MIKE,Delft3D, SOBEK, ISIS,… trong lĩnh vực thủyvăn và tài nguyên nước. Các mô hình mở, miễnphí chưa được áp dụng nhiều ở Việt Nam, cómột số nghiên cứu sử dụng các mô hình HECHMS, HEC-RASS và HEC-RESSIM trong cácbài toán mô phỏng, chưa có sự can thiệp nhiềuvào mã nguồn và phương pháp sẵn có của cácmô hình. Nghiên cứu này bước đầu tập trung vàoviệc áp dụng thử nghiệm mô hình HEC-RESSIMđối với bài toán điều tiết liên hồ chứa vốn rấtphức tạp và cần phải bổ sung các trường hợp tínhtoán theo quy trình vận hành bằng cách bổ sungcác câu lệnh vào trong mô hình.2. Phương pháp nghiên cứu và thu thập tàiliệuNghiên cứu này tập trung áp dụng thử nghiệmmô hình HEC-RESSIM đối với bài toán điều tiếtli ...