[Free] Sử dụng phương pháp morris đánh giá độ nhạy các thông số trong mô hình wetspa

[Free] Luận văn Sử dụng phương pháp morris đánh giá độ nhạy các thông số trong mô hình wetspa

Download Luận văn Sử dụng phương pháp morris đánh giá độ nhạy các thông số trong mô hình wetspa miễn phí

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN. 2
MỤC LỤC. 3
BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮVIẾT TẮT. 4
MỞ ĐẦU. 6
Chương 1. TỔNG QUAN. 9
1.1. MÔ HÌNH MƯA - DÒNG CHẢY PHÂN PHỐI . 9
1.1.1 Cấu trúc cơbản của mô hình mưa - dòng chảy lưu vực. 10
1.1.2. Mô hình mưa - dòng chảy lưu vực. 11
1.2. PHÂN TÍCH ĐỘNHẠY . 17
1.2.1. Khái niệm. 17
1.2.2. Tính toán độnhạy. 18
1.2.3. Tầm quan trọng của phân tích độnhạy. 19
1.3. SƠLƯỢC ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰNHIÊN CỦA LƯU VỰC SÔNG VỆ- TRẠM AN CHỈ. 22
1.3.1. Vịtrí địa lý. 22
1.3.2. Địa hình. 22
1.3.3. Địa chất, thổnhưỡng. 24
1.3.4. Thảm thực vật. 24
1.3.5. Khí hậu. 25
1.3.6. Thủy văn.26
Chương 2. MÔ HÌNH WETSPA CẢI TIẾN VÀ PHƯƠNG PHÁP MORRIS.29
2.1. GIỚI THIỆU MÔ HÌNH THỦY VĂN. 29
2.1.1. Lịch sửphát triển mô hình WetSpa.29
2.1.2. Mô hình WetSpa cải tiến. 32
2.2. PHƯƠNG PHÁP MORRIS . 47
Chương 3. SỬDỤNG PHƯƠNG PHÁP MORRIS ĐỂ ĐÁNH GIÁ ĐỘNHẠY CÁC
THÔNG SỐTRONG MÔ HÌNH WETSPA CẢI TIẾN TRÊN LƯU VỰC SÔNG VỆ
- TRẠM AN CHỈ. 53
3.1. THU THẬP VÀ XỬLÝ DỮLIỆU. 53
3.1.1. Dữliệu không gian. 53
3.1.2. Sốliệu khí tượng. 53
3.1.3. Sốliệu thủy văn. 53
3.2. ĐÁNH GIÁ ĐỘNHẠY CÁC THÔNG SỐ. 57
3.2.1. Tính toán trong Arcview. 57
3.2.2. Lựa chọn các thông số đưa vào phân tích độnhạy. 58
3.2.3. Thiết lập ma trận B*. 67
3.2.4. Tính toán lưu lượng đầu ra.67
3.2.5. Phân tích độnhạy. 68
3.3. HIỆU CHỈNH VÀ KIỂM NGHIỆM MÔ HÌNH. 74
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 79
TÀI LIỆU THAM KHẢO. 82



Để tải bản DOC Đầy Đủ thì Trả lời bài viết này, mình sẽ gửi Link download cho

Tóm tắt nội dung:

i gần đúng bằng phương pháp sóng khuếch tán tuyến tính.
31
Thành phần dòng sát mặt được thêm vào mô hình gốc để mô phỏng dòng sát
mặt giải gần đúng bằng phương pháp sóng động học.
Thành phần tuyết tan được thêm vào mô hình gốc để mô phỏng lượng tuyết tan
sử dụng phương pháp nhiệt độ ngày.
Quá trình thủy văn điền trũng được đưa vào tính toán là một trong những tổn
thất chính của lượng triết giảm ban đầu.
Mô phỏng dòng ngầm được thực hiện trên quy mô lưu vực con bằng phương
pháp bể chứa tuyến tính để đơn giản hoá các thông số mô hình.
Một vài công thức được thay đổi cho phù hợp với bản chất vật lý và các dữ liệu sẵn có.
Tất cả các giá trị tham số trong các bảng tra cứu trong mô hình được hiệu
chỉnh lại dựa trên tài liệu và các trường hợp nghiên cứu trước đây.
Các chương trình trong mô hình sử dụng ngôn ngữ ArcView Avenue và
Fortran do đó sử dụng các đầu vào và đưa ra kết quả các đầu ra không gian rất tốt.
2.1.2. Mô hình WetSpa cải tiến
Mô hình WetSpa cải tiến được phát triển dựa trên mô hình WetSpa và mô hình
WetSpass cải tiến.
Mục tiêu của WetSpa cải tiến bao gồm [5,33]
 Cung cấp công cụ dựa trên nền GIS phục vụ dự báo lũ và quản lý lưu vực,
điều này rất thích hợp áp dụng công nghệ GIS và viễn thám.
 Cho phép sử dụng mô hình mô phỏng các quá trình thủy văn phân bố theo
không gian như: dòng chảy tràn, độ ẩm của đất, trao đổi dòng ngầm.
 Cho phép sử dụng mô hình để phân tích sự thay đổi của việc sử dụng đất và
biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến các quá trình thủy văn.
 Cung cấp một mô hình phân bố có thể vận hành trên phạm vi từng ô lưới với
bước thời gian khác nhau, và một mô hình bán phân bố trên quy mô lưu vực nhỏ.
 Cung cấp một môi trường làm tiền đề cho sự phát triển các mô hình đánh giá
chất lượng nước và xói mòn đất trong tương lai với nhiều độ phân giải khác nhau.
32
Cấu trúc mô hình: [5, 33] Mô hình sử dụng nhiều lớp để mô phỏng quá trình
cân bằng giữa nước và nhiệt cho mỗi ô lưới, trong đó gồm các quá trình: giáng thủy,
ngưng tụ, tuyết tan, tích nước trong các vùng trũng, thấm, bốc thoát hơi, ngấm, chảy
tràn, chảy sát mặt và dòng chảy ngầm. Hệ thống mô phỏng quá trình thủy văn gồm
có bốn bể chứa: lớp phủ thực vật, lớp đất bên trên, tầng rễ cây và tầng nước ngầm
bão hoà. Mưa rơi từ khí quyển trước khi xuống mặt đất bị giữ lại bởi lượng ngưng
tụ trên lá cây. Phần mưa còn lại rơi xuống mặt đất được chia thành hai phần phụ
thuộc vào thảm phủ, loại đất, độ dốc, cường độ mưa và độ ẩm kì trước của đất.
Thành phần đầu tiên làm đầy các vùng trũng trên mặt đất và đồng thời chảy tràn
trên mặt đất trong khi phần còn lại ngấm vào đất. Phần mưa ngấm đó có thể giữ lại
ở đới rễ cây, chảy sát mặt hay thấm sâu hơn xuống tầng nước ngầm, chúng phụ
thuộc vào độ ẩm của đất. Nước tích tụ từ một ô lưới bất kì chảy sát mặt phụ thuộc
vào lượng trữ nước ngầm và hệ số triết giảm. Thấm qua tầng đất được giả định nhập
vào lượng nước ngầm. Chảy sát mặt từ đới rễ cây được giả định đóng góp vào dòng
chảy tràn và chảy ra cửa lưu vực cùng với dòng chảy mặt. Tổng lượng dòng chảy từ
mỗi ô lưới là tổng lượng dòng chảy mặt, sát mặt và dòng ngầm. Bốc thoát hơi diễn
ra từ thực vật qua hệ thống rễ cây ở trong lớp đất và một phần nhỏ từ lượng nước
ngầm. Cân bằng nước đối với lượng ngưng tụ gồm có mưa, bốc hơi và qua dòng
chảy .Cân bằng nước cho các vùng trũng gồm có lượng mưa rơi, thấm, bốc hơi và
chảy tràn. Cân bằng nước cho khối đất gồm: ngấm, bốc thoát hơi, thấm và chảy sát
mặt. Cân bằng nước cho lượng nước ngầm gồm: lượng cung cấp cho nước ngầm,
bốc thoát hơi từ tầng sâu và dòng chảy sát dòng ngầm. Hình 2.3 đưa ra cấu trúc mô
hình ở mức độ ô lưới.
Các giả thiết của mô hình
 Các đặc điểm của đất và địa mạo là đồng nhất trên mỗi ô lưới.
 Thảm phủ và lớp đất đồng nhất trên mỗi ô lưới.
 Giáng thủy đồng nhất theo không gian trên một ô lưới.
 Dạng chảy tràn Horton có thể sử dụng cho hầu hết các khu vực.
33
 Bốc thoát hơi được bỏ qua trong suốt trận mưa và khi độ ẩm đất thấp hơn độ
ẩm đất bão hòa.
 Bốc thoát hơi sâu diễn ra khi đất khô và giới hạn bởi lượng trữ nước ngầm
hiệu quả.
 Lượng ẩm đất đồng nhất trong mỗi ô trong khi lượng trữ nước ngầm phân bố
không đều trên tỉ lệ lưu vực con cho mỗi bước tính.
 Nước lưu thông theo hướng chảy từ một ô này tới một ô khác và không bị
phân chia cho hơn 1 ô lưới bên cạnh.
 Phương pháp sóng khuếch tán tuyến tính có thể áp dụng để diễn toán cho
dòng chảy tràn và chảy trong kênh.
 Bán kính thủy lực phụ thuộc vào vị trí, thay đổi theo quy mô lũ nhưng không
đổi trong một trận lũ.
 Dòng sát mặt xảy ra khi lượng ẩm đất cao hơn sức chứa tối đa và có thể được
ước lượng bởi định luật Darcy và phương pháp sóng động học.
 Các tổn thất của quá trình ngấm sâu xuống đất không quan trọng.
Giáng thủy
Chảy tràn
Lớp phủ
Lớp đất mặt
Lớp sát mặt
Lượng trữ
Nước ngầm
Điền trũng
Thấm
Ngưng tụ
Rơi
Bổ sung
Chảy sát mặt
Lư
u
lượ
ng
Bốc hơi
Hình 2.3. Cấu trúc của mô hình WetSpa mở rộng ở cấp độ ô lưới
34
Các công thức trong mô hình: [5] WetSpa cải tiến là mô hình liên tục, phân bố
dựa trên các quá trình vật lý mô tả các quá trình mưa, chảy tràn và bốc thoát hơi cho
cả vùng địa hình đơn giản và phức tạp. Nó là mô hình phân bố vì lưu vực và mạng
lưới kênh thể hiện thông qua một mạng lưới các ô. Mỗi ô được mô tả bởi các tham
số, điều kiện ban đầu và lượng mưa riêng biệt . Nó là mô hình liên tục vì có các
thành phần mô tả sự di chuyển của lượng nước trong đất và bốc thoát hơi giữa các
trận lũ và do đó có sự cân bằng nước và nhiệt giữa các trận lũ. Nó là mô hình dựa
trên các quá trình vật lý vì các mô hình toán sử dụng mô tả các thành phần dựa trên
các nguyên tắc vật lý như bảo toàn khối lượng và động lượng.
Mưa
Mưa là một thành phần quan trọng trong bất cứ mô hình thủy văn nào. Hiện
nay WetSpa sử dụng phương pháp đa giác Theissen. Khu vực nào gần một trạm đo
mưa nhất sẽ sử dụng số liệu mưa ở trạm đó. Điều này dẫn đến những vùng mưa
cùng số liệu với tính không liên tục giữa các vùng. Thêm vào đó, không có căn cứ
nào giả định rằng các điểm đo mưa cung cấp những giá trị mưa chính xác cho
những vùng xung quanh.
Phương pháp cổ điển nhất để ước lượng lượng mưa cho một vùng là dựa vào
các đường đẳng mưa với sự giúp đỡ của cấu trúc ô lưới. Lượng mưa trung bình tính
toán giữa các đường đẳng mưa kế tiếp nhau. Phương pháp này khó khăn cho việc sử
dụng mô phỏng các bước thời gian với dữ liệu mưa rải rác.
Phương pháp trọng số tỉ lệ nghịch theo khoảng cách là lựa chọn tiếp theo trong mô
hình, lượng mưa ở bất kì vị trí mon...