Đồ án Xác định hành lang thoát lũ cho đoạn sông Thái Bình chảy qua địa phận tỉnh Hải Dương (từ Km26 đến Km40)

MỤC LỤCMỞ ĐẦU 101. Tính cấp thiết của đề tài 102. Mục tiêu của đề tài 113. Phạm vi nghiên cứu 124. Nội dung nghiên cứu 125. Phương pháp nghiên cứu 12a. Phương pháp thực hiện 12b. Kỹ thuật sử dụng 126. Bố cục của đồ án 12CHƯƠNG 1: ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI & HIỆN TRẠNG CÁC CÔNG TRÌNH PHÒNG LŨ TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH HẢI DƯƠNG 131.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội vùng nghiên cứu 131.1.1 Điều kiện tự nhiên 131.1.1.1 Vị trí địa lý 131.1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo 141.1.1.3 Đặc điểm địa chất 151.1.1.4 Đặc điểm thổ nhưỡng và thảm phủ thực vật 161.1.1.5 Đặc điểm khí hậu, thủy văn 17a. Đặc điểm khí hậu 17b. Đặc điểm sông ngòi và tình hình quan trắc 20c. Phân bố bùn cát trên hệ thống sông 25d. Tài nguyên nước mặt 26e. Tài nguyên nước ngầm 271.1.1.6 Nhận xét chung về điều kiện tự nhiên của tỉnh Hải Dương 281.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 291.1.2.1 Cơ cấu tổ chức hành chính 291.1.2.2 Dân cư, lao động 291.1.2.3 Các ngành kinh tế 30a. Về công nghiệp 30b. Về nông nghiệp – nông thôn 301.1.2.4 Hệ thống cơ sở hạ tầng 31a. Hệ thống đường giao thông 31b. Hệ thống điện 32c. Bưu điện 32d. Hệ thống tín dụng ngân hàng 32e. Hệ thống thương mại khách sạn 32f. Y tế 32g. Đầu tư phát triển 331.1.2.5 Định hướng phát triển của tỉnh 331.2 Công tác phòng chống lũ và hiện trạng các công trình phòng chống lũ trên địa bàn tỉnh Hải Dương 341.2.1 Đánh giá diễn biến thiên tai và thiệt hại 341.2.1.1 Bão và áp thấp nhiệt đới 341.2.1.2 Lũ lụt 351.2.1.3 Thuỷ triều 351.2.1.4 Sạt lở đất 361.2.2 Yêu cầu đặt ra đối với công tác phòng lũ 371.2.3 Hiện trạng các công trình phòng lũ trên địa bàn tỉnh Hải Dương 381.2.3.1 Hệ thống các công trình đê điều 39a. Đê từ cấp III trở lên 39b. Các tuyến đê dưới cấp III (đê địa phương) 401.2.3.2 Hệ thống công trình kè 401.2.3.3 Hệ thống công trình cống dưới đê 411.2.3.4 Hệ thống công trình quản lý, điếm canh đê 411.2.3.5 Tre chắn sóng 421.2.3.6 Cải tạo và cứng hoá mặt đê 421.2.3.7 Vật tư chuyên dùng và phương tiện PCLB 421.2.4 Phân tích dòng chảy lũ 431.2.4.1 Các hình thế thời tiết gây mưa lũ 43a. Xoáy thuận – Bão và áp thấp nhiệt đới 43b. Không khí lạnh 43c. Cao áp Thái Bình Dương 431.2.4.2 Phân mùa dòng chảy 461.2.4.3 Đặc điểm lũ thượng nguồn sông Thái Bình 46a. Đặc điểm mưa, lũ trên lưu vực Sông Cầu 47b. Đặc điểm mưa, lũ trên lưu vực sông Thương 49c. Đặc điểm mưa, lũ trên lưu vực sông Lục Nam 511.2.4.4 Đặc điểm lũ hạ lưu sông Thái Bình 531.3 Kết luận chương 1 55CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC MÔ HÌNH THỦY LỰC ĐƯỢC ỨNG DỤNG ĐỂ GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH HÀNH LANG THOÁT LŨ CHO ĐOẠN SÔNG NGHIÊN CỨU 562.1 Giới thiệu chung 562.2 Các mô hình thủy lực một chiều tính toán lũ trên sông 572.2.1 Mô hình thủy lực của SOGREAH 572.2.2 Mô hình KOD 582.2.3 Mô hình VRSAP 582.2.4 Mô hình ISIS 592.2.5 Mô hình HECRAS 602.2.6 Mô hình Mike 11 612.2.6.1 Cơ sở lý thuyết 61a. Các giả thiết cơ bản 62b. Hệ phương trình cơ bản 62c. Thuật toán 642.2.6.2 Cấu trúc mô hình 652.2.6.3 Khả năng ứng dụng của mô hình 66a. Các công trình được mô phỏng trong Mike 11 66b. Các ứng dụng liên quan đến mô-đun MIKE 11-HD 662.2.6.4 Các Input, Output của mô hình Mike 11 66a. Input 66b. Output 672.3 Các mô hình thủy lực hai chiều nghiên cứu diễn biến hình thái lòng dẫn 672.3.1 Mô hình EFDC 682.3.2 Mô hình Mike 21FM 692.3.2.1 Cơ sở lý thuyết 70a. Phương trình cơ bản trong hệ tọa độ Đê-các-tơ 70b. Phương trình cơ bản trong hệ tọa độ cầu 722.3.2.2 Cấu trúc mô hình 732.3.2.3 Khả năng ứng dụng của mô hình 732.3.2.4 Các Input, Output của mô hình 74a. Input 74b. Output 752.4 Phân tích lựa chọn mô hình 752.4.1 Lựa chọn mô hình một chiều cho tính toán dòng chảy lũ trên sông 762.4.2 Lựa chọn mô hình hai chiều cho tính toán xác định hành lang thoát lũ . 762.5 Kết luận chương 2 77CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH THỦY LỰC XÁC ĐỊNH HÀNH LANG THOÁT LŨ CHO ĐOẠN SÔNG NGHIÊN CỨU 783.1 Các tiêu chuẩn kỹ thuật phòng chống lũ 783.1.1 Tiêu chuẩn phòng chống lũ cho các tuyến sông có đê 783.1.2 Tiêu chuẩn lũ thiết kế cho các tuyến đê sông 783.1.2.1 Lưu lượng lũ thiết kế 793.1.2.2 Mực nước lũ thiết kế 803.1.2.3 Cao trình đỉnh đê 803.2 Ứng dụng Mike 11 tính toán lũ trên sông 813.2.1 Xác định tổ hợp lũ, dạng lũ bất lợi cho tính toán 813.2.1.1 Các trường hợp lũ thực tế 813.2.1.2 Các trường hợp lũ mô phỏng 813.2.2 Xác định lũ thiết kế của các tuyến sông có đê trên địa bản tỉnh Hải Dương. 823.2.2.1 Thiết lập mô hình thủy lực Mike 11 tính toán lũ trên hệ thống sông Hồng –Thái Bình 82a. Phạm vi nghiên cứu của mô hình thủy lực 82b. Sơ đồ thủy lực 82c. Điều kiện biên, điều kiện ban đầu 83d. Các tài liệu cơ bản sử dụng trong mô hình 84e. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình 883.2.2.2 Xác định lũ thiết kế của các tuyến sông có đê trên địa bàn tỉnh Hải Dương. 94a. Dạng lũ chọn 94b. Tần suất lũ chọn 94c. Kết quả tính toán 943.3 Tính toán xác định hành lang thoát lũ cho đoạn sông nghiên cứu 953.3.1 Các khái niệm cơ bản 953.3.1.1 Vùng bãi sông 953.3.1.2 Hành lang thoát lũ 953.3.2.1 Tiêu chí về cho phép tăng mực nước khi thiết lập HLTL: 963.3.2.2 Các tiêu chí kỹ thuật có liên quan khác 973.3.2.3 Các tiêu chí về kinh tế xã hội 983.3.2.4 Các tiêu chí về môi trường 983.3.3 Công cụ tính toán xác định hành lang thoát lũ 983.3.3.1 Thiết lập mô hình Mike 21FM cho đoạn sông nghiên cứu 98a. Phạm vi và miền tính toán mô hình 98b. Lập lưới tính toán 99c. Thiết lập địa hình tính toán 101d. Điều kiện biên và điều kiện ban đầu của mô hình 1033.3.3.2 Xác định các trường hợp lũ tính toán 1043.3.3.3 Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình 104a. Quá trình dòng chảy lũ dùng để hiệu chỉnh và kiểm định mô hình 104b. Vị trí và các yếu tố hiệu chỉnh, kiểm định 105c. Chỉ tiêu đánh giá kết quả hiệu chỉnh, kiểm định mô hình 106d. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định 106e. Đánh giá kết quả hiệu chỉnh, kiểm định mô hình 1073.3.4 Xây dựng các kịch bản tính toán 1073.3.5 Kết quả tính toán xác định hành lang thoát lũ trên tuyến sông nghiên cứu. 110Theo các kịch bản tính toán được đề xuất ở trên, sử dụng mô hình Mike 21FM để mô phỏng, ta có các kết quả tính toán theo từng kịch bản như sau: 1103.3.5.1 Kết quả tính toán về mực nước 1103.3.5.2 Kết quả tính toán về lưu tốc 1133.3.6 Xác định hành lang thoát lũ hợp lý cho đoạn sông nghiên cứu 1163.3.7 Đề xuất giải pháp tăng cường khả năng thoát lũ cho đoạn sông 117Dựa vào kết quả tính toán mực nước và lưu tốc theo ba phương án kể trên, ta thấy lưu tốc dòng chảy khá nhỏ, có hiện tượng dòng chảy ngược ở đoạn đầu và đoạn cuối của bãi giữa. Nếu xảy ra lũ lớn, cường suất biến đổi lũ nhanh, hiện tượng dòng chảy ngược kể trên có thể gây ra tình trạng mất ổn định lòng dẫn, ảnh hưởng đến sự an toàn của đê bao tại khu vực cũng như khả năng thoát lũ của đoạn sông. 1173.4 Kết luận chương 3 117KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1181. Kết luận 118a. Kết quả đạt được 118b. Những hạn chế của đồ án 1182. Kiến nghị 118

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 10

1. Tính cấp thiết của đề tài 10

2. Mục tiêu của đề tài 11

3. Phạm vi nghiên cứu 12

4. Nội dung nghiên cứu 12

5. Phương pháp nghiên cứu 12

a. Phương pháp thực hiện 12

b. Kỹ thuật sử dụng 12

6. Bố cục của đồ án 12

CHƯƠNG 1: ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI & HIỆN TRẠNG CÁC CÔNG TRÌNH PHÒNG LŨ TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH HẢI DƯƠNG 13

1.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội vùng nghiên cứu 13

1.1.1 Điều kiện tự nhiên 13

1.1.1.1 Vị trí địa lý 13

1.1.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo 14

1.1.1.3 Đặc điểm địa chất 15

1.1.1.4 Đặc điểm thổ nhưỡng và thảm phủ thực vật 16

1.1.1.5 Đặc điểm khí hậu, thủy văn 17

a. Đặc điểm khí hậu 17

b. Đặc điểm sông ngòi và tình hình quan trắc 20

c. Phân bố bùn cát trên hệ thống sông 25

d. Tài nguyên nước mặt 26

e. Tài nguyên nước ngầm 27

1.1.1.6 Nhận xét chung về điều kiện tự nhiên của tỉnh Hải Dương 28

1.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 29

1.1.2.1 Cơ cấu tổ chức hành chính 29

1.1.2.2 Dân cư, lao động 29

1.1.2.3 Các ngành kinh tế 30

a. Về công nghiệp 30

b. Về nông nghiệp – nông thôn 30

1.1.2.4 Hệ thống cơ sở hạ tầng 31

a. Hệ thống đường giao thông 31

b. Hệ thống điện 32

c. Bưu điện 32

d. Hệ thống tín dụng ngân hàng 32

e. Hệ thống thương mại khách sạn 32

f. Y tế 32

g. Đầu tư phát triển 33

1.1.2.5 Định hướng phát triển của tỉnh 33

1.2 Công tác phòng chống lũ và hiện trạng các công trình phòng chống lũ trên địa bàn tỉnh Hải Dương 34

1.2.1 Đánh giá diễn biến thiên tai và thiệt hại 34

1.2.1.1 Bão và áp thấp nhiệt đới 34

1.2.1.2 Lũ lụt 35

1.2.1.3 Thuỷ triều 35

1.2.1.4 Sạt lở đất 36

1.2.2 Yêu cầu đặt ra đối với công tác phòng lũ 37

1.2.3 Hiện trạng các công trình phòng lũ trên địa bàn tỉnh Hải Dương 38

1.2.3.1 Hệ thống các công trình đê điều 39

a. Đê từ cấp III trở lên 39

b. Các tuyến đê dưới cấp III (đê địa phương) 40

1.2.3.2 Hệ thống công trình kè 40

1.2.3.3 Hệ thống công trình cống dưới đê 41

1.2.3.4 Hệ thống công trình quản lý, điếm canh đê 41

1.2.3.5 Tre chắn sóng 42

1.2.3.6 Cải tạo và cứng hoá mặt đê 42

1.2.3.7 Vật tư chuyên dùng và phương tiện PCLB 42

1.2.4 Phân tích dòng chảy lũ 43

1.2.4.1 Các hình thế thời tiết gây mưa lũ 43

a. Xoáy thuận – Bão và áp thấp nhiệt đới 43

b. Không khí lạnh 43

c. Cao áp Thái Bình Dương 43

1.2.4.2 Phân mùa dòng chảy 46

1.2.4.3 Đặc điểm lũ thượng nguồn sông Thái Bình 46

a. Đặc điểm mưa, lũ trên lưu vực Sông Cầu 47

b. Đặc điểm mưa, lũ trên lưu vực sông Thương 49

c. Đặc điểm mưa, lũ trên lưu vực sông Lục Nam 51

1.2.4.4 Đặc điểm lũ hạ lưu sông Thái Bình 53

1.3 Kết luận chương 1 55

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC MÔ HÌNH THỦY LỰC ĐƯỢC ỨNG DỤNG ĐỂ GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH HÀNH LANG THOÁT LŨ CHO ĐOẠN SÔNG NGHIÊN CỨU 56

2.1 Giới thiệu chung 56

2.2 Các mô hình thủy lực một chiều tính toán lũ trên sông 57

2.2.1 Mô hình thủy lực của SOGREAH 57

2.2.2 Mô hình KOD 58

2.2.3 Mô hình VRSAP 58

2.2.4 Mô hình ISIS 59

2.2.5 Mô hình HECRAS 60

2.2.6 Mô hình Mike 11 61

2.2.6.1 Cơ sở lý thuyết 61

a. Các giả thiết cơ bản 62

b. Hệ phương trình cơ bản 62

c. Thuật toán 64

2.2.6.2 Cấu trúc mô hình 65

2.2.6.3 Khả năng ứng dụng của mô hình 66

a. Các công trình được mô phỏng trong Mike 11 66

b. Các ứng dụng liên quan đến mô-đun MIKE 11-HD 66

2.2.6.4 Các Input, Output của mô hình Mike 11 66

a. Input 66

b. Output 67

2.3 Các mô hình thủy lực hai chiều nghiên cứu diễn biến hình thái lòng dẫn 67

2.3.1 Mô hình EFDC 68

2.3.2 Mô hình Mike 21FM 69

2.3.2.1 Cơ sở lý thuyết 70

a. Phương trình cơ bản trong hệ tọa độ Đê-các-tơ 70

b. Phương trình cơ bản trong hệ tọa độ cầu 72

2.3.2.2 Cấu trúc mô hình 73

2.3.2.3 Khả năng ứng dụng của mô hình 73

2.3.2.4 Các Input, Output của mô hình 74

a. Input 74

b. Output 75

2.4 Phân tích lựa chọn mô hình 75

2.4.1 Lựa chọn mô hình một chiều cho tính toán dòng chảy lũ trên sông 76

2.4.2 Lựa chọn mô hình hai chiều cho tính toán xác định hành lang thoát lũ . 76

2.5 Kết luận chương 2 77

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH THỦY LỰC XÁC ĐỊNH HÀNH LANG THOÁT LŨ CHO ĐOẠN SÔNG NGHIÊN CỨU 78

3.1 Các tiêu chuẩn kỹ thuật phòng chống lũ 78

3.1.1 Tiêu chuẩn phòng chống lũ cho các tuyến sông có đê 78

3.1.2 Tiêu chuẩn lũ thiết kế cho các tuyến đê sông 78

3.1.2.1 Lưu lượng lũ thiết kế 79

3.1.2.2 Mực nước lũ thiết kế 80

3.1.2.3 Cao trình đỉnh đê 80

3.2 Ứng dụng Mike 11 tính toán lũ trên sông 81

3.2.1 Xác định tổ hợp lũ, dạng lũ bất lợi cho tính toán 81

3.2.1.1 Các trường hợp lũ thực tế 81

3.2.1.2 Các trường hợp lũ mô phỏng 81

3.2.2 Xác định lũ thiết kế của các tuyến sông có đê trên địa bản tỉnh Hải Dương. 82

3.2.2.1 Thiết lập mô hình thủy lực Mike 11 tính toán lũ trên hệ thống sông Hồng –Thái Bình 82

a. Phạm vi nghiên cứu của mô hình thủy lực 82

b. Sơ đồ thủy lực 82

c. Điều kiện biên, điều kiện ban đầu 83

d. Các tài liệu cơ bản sử dụng trong mô hình 84

e. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình 88

3.2.2.2 Xác định lũ thiết kế của các tuyến sông có đê trên địa bàn tỉnh Hải Dương. 94

a. Dạng lũ chọn 94

b. Tần suất lũ chọn 94

c. Kết quả tính toán 94

3.3 Tính toán xác định hành lang thoát lũ cho đoạn sông nghiên cứu 95

3.3.1 Các khái niệm cơ bản 95

3.3.1.1 Vùng bãi sông 95

3.3.1.2 Hành lang thoát lũ 95

3.3.2.1 Tiêu chí về cho phép tăng mực nước khi thiết lập HLTL: 96

3.3.2.2 Các tiêu chí kỹ thuật có liên quan khác 97

3.3.2.3 Các tiêu chí về kinh tế xã hội 98

3.3.2.4 Các tiêu chí về môi trường 98

3.3.3 Công cụ tính toán xác định hành lang thoát lũ 98

3.3.3.1 Thiết lập mô hình Mike 21FM cho đoạn sông nghiên cứu 98

a. Phạm vi và miền tính toán mô hình 98

b. Lập lưới tính toán 99

c. Thiết lập địa hình tính toán 101

d. Điều kiện biên và điều kiện ban đầu của mô hình 103

3.3.3.2 Xác định các trường hợp lũ tính toán 104

3.3.3.3 Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình 104

a. Quá trình dòng chảy lũ dùng để hiệu chỉnh và kiểm định mô hình 104

b. Vị trí và các yếu tố hiệu chỉnh, kiểm định 105

c. Chỉ tiêu đánh giá kết quả hiệu chỉnh, kiểm định mô hình 106

d. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định 106

e. Đánh giá kết quả hiệu chỉnh, kiểm định mô hình 107

3.3.4 Xây dựng các kịch bản tính toán 107

3.3.5 Kết quả tính toán xác định hành lang thoát lũ trên tuyến sông nghiên cứu. 110

Theo các kịch bản tính toán được đề xuất ở trên, sử dụng mô hình Mike 21FM để mô phỏng, ta có các kết quả tính toán theo từng kịch bản như sau: 110

3.3.5.1 Kết quả tính toán về mực nước 110

3.3.5.2 Kết quả tính toán về lưu tốc 113

3.3.6 Xác định hành lang thoát lũ hợp lý cho đoạn sông nghiên cứu 116

3.3.7 Đề xuất giải pháp tăng cường khả năng thoát lũ cho đoạn sông 117

Dựa vào kết quả tính toán mực nước và lưu tốc theo ba phương án kể trên, ta thấy lưu tốc dòng chảy khá nhỏ, có hiện tượng dòng chảy ngược ở đoạn đầu và đoạn cuối của bãi giữa. Nếu xảy ra lũ lớn, cường suất biến đổi lũ nhanh, hiện tượng dòng chảy ngược kể trên có thể gây ra tình trạng mất ổn định lòng dẫn, ảnh hưởng đến sự an toàn của đê bao tại khu vực cũng như khả năng thoát lũ của đoạn sông. 117

3.4 Kết luận chương 3 117

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 118

1. Kết luận 118

a. Kết quả đạt được 118

b. Những hạn chế của đồ án 118

2. Kiến nghị 118

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