Hợp tác nghiên cứu xây dựng công nghệ dự báo lũ trung hạn kết nối với công nghệ điều hành hệ thống công trình phòng chống lũ cho Đồng bằng sông Hồng-sông Thái Bình

Bé n«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n

tr−êng ®¹i häc thñy lîi

B¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi

hîp t¸c theo nghÞ ®Þnh th− víi italia

hîp t¸c Nghiªn cøu x©y dùng c«ng nghÖ dù b¸o

lò trung h¹n kÕt nèi víi c«ng nghÖ ®iÒu hµnh

hÖ thèng c«ng tr×nh phßng chèng lò

cho ®ång b»ng s«ng hång - s«ng th¸i b×nh

Chñ nhiÖm ®Ò tµi: pgs, ts. vò minh c¸t

6735

24/2/2008

hµ néi - 2007

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

**********

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN

NÔNG THÔN

**********

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

=============================================================

BÁO CÁO KẾT QUẢ

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ CẤP NHÀ NƯỚC

Hợp tác nghiên cứu xây dựng công nghệ dự báo lũ trung hạn kết nối

với công nghệ điều hành hệ thống công trình phòng chống lũ cho

đồng bằng sông Hồng – sông Thái Bình

BÁO CÁO TỔNG KẾT

Cơ quan quản lý: Bộ Khoa học Công Nghệ

Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn

Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Thuỷ lợi

Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS Vũ Minh Cát

Hà nội tháng 11 - 2007

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

**********

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN

NÔNG THÔN

**********

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

============================================================

BÁO CÁO KẾT QUẢ

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ CẤP NHÀ NƯỚC

Hợp tác nghiên cứu xây dựng công nghệ dự báo lũ trung hạn kết nối

với công nghệ điều hành hệ thống công trình phòng chống lũ cho

đồng bằng sông Hồng – sông Thái Bình

GIAI ĐOẠN 2006 - 2007

BÁO CÁO TỔNG KẾT

Cơ quan quản lý: Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn

Bộ Khoa học Công Nghệ

Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Thuỷ lợi

Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS Vũ Minh Cát

Những người thực hiện: PGS.TS Vũ Minh Cát, ĐHTL

PGS.TS Lê Văn Nghinh, ĐHTL

TS. Nguyễn Lan Châu, TTDBKTTVTW

Ths. Đỗ Lệ Thủy, TTDBKTTVTW

Ths. Hoàng Thanh Tùng

Ths. Nguyễn Hoàng Sơn

Ths. Phạm Xuân Hoà

NCS. Ngô Lê An

Và những cộng tác viên khác

Hà Nội Tháng 11 - 2007

ii

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU...............................................................................................1

1.1. Mở đầu .................................................................................................................1

1.2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu ..........................................................................2

1.3. Phạm vi của đề tài.................................................................................................3

1.4. Nội dung và các phương pháp nghiên cứu.............................................................3

1.4.1. Dự báo mưa trung hạn..................................................................................3

1.4.2. Dự báo lũ trung hạn......................................................................................4

1.4.3. Tích hợp dự báo mưa lũ trung hạn trong điều hành hệ thống hồ chứa...........6

1.5. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài.....................................6

1.5.1. Tình hình nghiên cứu trong nước .................................................................6

1.5.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước..............................................................11

1.6 Đóng góp của mỗi bên trong đề tài hợp tác nghiên cứu ........................................13

1.6.1 Phía đối tác Italy .........................................................................................14

1.6.2 Phía đối tác Việt Nam .................................................................................15

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ LƯU VỰC SÔNG HỒNG –THÁI BÌNH THU

THẬP, PHÂN TÍCH VÀ QUẢN LÝ CÁC TÀI LIỆU CƠ BẢN ............19

2.1 Tổng quan về lưu vực sông Hồng – Thái Bình .....................................................19

2.1.1. Tổng quan chung........................................................................................19

2.1.2. Đặc điểm địa hình ......................................................................................20

2.1.3. Đặc điểm địa chất, thổ nhưỡng và thực vật.................................................21

2.1.4. Đặc điểm khí hậu .......................................................................................22

2.1.5. Đặc điểm hệ thống sông ngòi ....................................................................25

2.1.6. Đặc điểm dân sinh kinh tế ..........................................................................28

2.2. Thu thập và phân tích tài liệu cơ bản...................................................................28

2.2.1. Số liệu khí tượng.....................................................................................28

2.2.1.1 Mạng lưới trạm đo khí tượng...........................................................28

2.2.1.2. Đánh giá chung về tài liệu khí tượng ...........................................29

iii

2.2.1.3. Một số đặc điểm chung về khí tượng trên hệ thống........................30

2.2.2. Số liệu thủy văn ......................................................................................31

2.2.2.1 Mạng lưới trạm đo đạc thủy văn .....................................................31

2.2.2.2 Đánh giá chung về tài liệu khí tượng thuỷ văn...............................31

2.2.2.3. Đặc điểm thủy văn trên lưu vực sông Hồng – Thái Bình ................32

2.2.3. Số liệu thủy văn các hồ chứa ...................................................................35

2.2.4. Tài liệu địa hình hệ thống sông Hồng -Sông Thái Bình ..............................36

2.2.4.1. Tài liệu địa hình các hồ chứa..........................................................36

2.2.4.2. Bản đồ số DEM thuộc lưu vực sông Hồng......................................36

2.2.4.3. Tài liệu địa hình hệ thống sông Hồng .............................................36

2.2.4.4. Tài liệu địa hình các khu phân chậm lũ...........................................36

2.2.5. Tài liệu về thảm phủ thực vật và bản đồ đất lưu vực sông Hồng.................37

2.3. Xây dựng cơ sở dữ liệu .......................................................................................37

2.3.1. Cơ sở số liệu bản đồ...................................................................................38

2.3.2. Cơ sở số liệu KTTV ...................................................................................40

2.3.2.1. Giới thiệu phần mềm WRDB ........................................................41

2.3.2.2. Xây dựng cơ sở dữ liệu KTTV sử dụng phần mềm WRDB ...........42

2.3.2.3. Khai thác cơ sở dữ liệu KTTV đã xây dựng...................................58

CHƯƠNG III: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ DỰ BÁO MƯA

TRUNG HẠN.........................................................................................65

3.1. Dự báo mưa ở Việt Nam .....................................................................................65

3.1.1. Đặc điểm sự hình thành mưa và tổ hợp các kiểu hình thời tiết gây mưa lớn

lưu vực sông Hồng.....................................................................................................65

3.1.1.1. Các hình thế điển hình....................................................................65

3.1.1.2. Đặc điểm hình thế thời tiết gây mưa lũ lớn trên lưu vực sông Hồng66

3.1.2. Đánh giá hiện trạng các phương pháp dự báo mưa ở Việt nam...................69

3.2. Thử nghiệm mô hình BOLAM của Italia.............................................................70

3.2.1. Giới thiệu mô hình BOLAM ......................................................................70

iv

3.2.1.1. Động lực học và phương pháp số ...................................................71

3.2.1.2. Vật lý và các sơ đồ tham số hóa vật lý............................................73

3.2.1.3. Điều kiện ban đầu và điều kiện biên ...............................................74

3.2.1.4. Tiền xử lý và hậu xử lý trong mô hình BoLAM..............................76

3.2.2. Nghiên cứu ứng dụng mô hình BoLAM cho Việt Nam ..............................76

3.2.2.1. Thay đổi cấu trúc thư mục trong mô hình BoLAM.........................79

3.2.3. Dự báo thử nghiệm bằng mô hình BOLAM mùa lũ 2007 ...........................83

3.3 Một số kết qủa so sánh mô hình BoLAM và mô hình HRM...............................95

3.4. Kết luận và kiến nghị ........................................................................................102

CHƯƠNG IV: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ DỰ BÁO LŨ............103

4.1. Các phương pháp dự báo thủy văn thường dùng ở Việt Nam ............................103

a. Các phương pháp thường dùng trong dự báo thủy văn....................................103

1. Phương pháp xu thế ..............................................................................103

2.Phương pháp lưu lượng và mực nước tương ứng....................................104

3. Phương pháp lượng trữ .........................................................................104

4. Nhóm các phương pháp phân tích thống kê...........................................105

5. Phương pháp mạng Nơ ron thần kinh – Mạng trí tuệ nhân tạo (Artificial

Neural Network)..................................................................................................105

6. Phương pháp sử dụng các mô hình thủy văn và thủy lực .......................106

7. Phương pháp kỹ thuật số.......................................................................106

b.Tổng kết các phương pháp thường dùng trong dự báo ngắn hạn, trung hạn và dài

hạn ở Việt Nam........................................................................................................107

1. Các phương pháp dự báo ngắn hạn........................................................108

2. Các phương pháp dự báo trung hạn.......................................................108

3. Các phương pháp dự báo dài hạn ..........................................................109

4.2. Phân tích đặc điểm mưa lũ trên hệ thống sông Hồng......................................... 109

4.2.1. Đặc điểm của mưa gây lũ trên lưu vực hệ thống sông Hồng.....................109

4.2.2. Vai trò của trữ lượng nước trên lưu vực đối với sự hình thành lũ..............113

v

4.2.3. Tổ hợp lũ sông Đà, Lô, Thao....................................................................116

1. Đặc điểm mưa gây lũ lưu vực sông Thao: .............................................117

Dòng chảy lũ sông Lô ...............................................................................121

4.3. Xây dựng công nghệ dự báo lũ ngắn hạn hệ thống sông Hồng ..........................125

4.3.1 Phương pháp hồi quy đa biến ....................................................................128

a. Cơ sở của phương pháp Hồi quy đa biến. ..............................................128

b. Các giả thiết của phương pháp và quy trình thực hiện phương pháp......128

c. Xây dựng ma trận tương quan ...............................................................129

d. Phương trình dự báo và các phép thử ....................................................130

a. Cấu trúc mạng ANN..............................................................................138

b. Quá trình quét xuôi ..............................................................................139

c. Hàm kích hoạt......................................................................................139

d. Chuẩn hoá (Normalization)...................................................................140

e. Lựa chọn sơ đồ mạng nơ ron thần kinh ban đầu....................................141

f. Phương pháp quét ngược (Back Propagation Method) ...........................141

g. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình học theo phương pháp lan truyền

ngược sai số.........................................................................................................143

h. Vấn đề học chưa đủ và học quá thuộc của mạng ...................................144

i. Một số giải pháp cho vấn đề học quá của mạng: ....................................144

j. Giới thiệu phần mềm neuroSolutions.....................................................145

4.3.3 Xây dựng các phương án dự báo lũ ngắn hạn cho các vị trí khác nhau trên hệ

thống sông Hồng......................................................................................................147

4.3.3.2. Kết quả dự báo lũ cho sông Thao: ................................................150

4.3.3.3. Kết quả dự báo lũ cho sông Lô - Gâm: .........................................160

4.3.3.2. Kết quả dự báo lũ cho sông Đà:....................................................166

4.4. Xây dựng công nghệ dự báo lũ trung hạn hệ thống sông Hồng......................... 176

4.4.1. Ứng dụng mô hình của đối tác đề nghị DIMOSHONG............................176

4.4.1.1. Giới thiệu mô hình DIMOSHONG..............................................176

vi

4.4.1.2. Xây dựng mô hình DIMOSHONG cho lưu vực hệ thống sông Hồng ..178

4.4.1.3. Kết quả mô phỏng mô hình DIMOSHONG cho các trận lũ lớn cho

hệ thống sông Hồng.............................................................................................186

4.4.2. Ứng dụng mô hình HEC-HMS.................................................................191

4.4.2.1. Giới thiệu mô hình HEC-HMS....................................................191

4.4.2.2. Xây dựng mô hình HEC-HMS cho lưu vực hệ thống sông Hồng.192

b. Kết nối dữ liệu liệu mưa vào dự báo dòng chảy.............................................193

c. Tóm tắt một số kết quả tính toán và dự báo dòng chảy từ mưa .......................196

4.5. Xây dựng công nghệ dự báo lũ cho hệ thống sông Hồng..................................197

4.5.1. Lập trình kết nối và xây dựng công nghệ..................................................197

4.5.2. Sử dụng công nghệ dự báo ngắn hạn .......................................................198

4.5.3. Sử dụng công nghệ dự báo trung hạn bằng mô hình DIMOSHONG........199

4.5.4. Sử dụng công nghệ dự báo trung hạn bằng HEC-HMS.............................201

4.6. Thử nghiệm công nghệ dự báo lũ trung hạn cho mùa lũ 2007 ...........................207

4.6.1 Dự báo thử nghiệm sử dụng mô hình DIMOSHONG ................................207

4.6.2 Dự báo thử nghiệm sử dụng mô hình HEC-HMS ......................................210

CHƯƠNG V: CÔNG NGHỆ KẾT NỐI DỰ BÁO MƯA VỚI DỰ BÁO LŨ

TRUNG HẠN....................................................................................... 213

5.1. Xây dựng phần mềm kết nối giữa dự báo mưa với dự báo lũ.......................214

5.1.1. Lập trình đọc và ghi kết quả dự báo từ BOLAM ra file PPF – file số liệu vào

cho DIMOSHONG ..................................................................................................214

5.1.2. Lập trình giao diện xử lý số liệu đầu vào và hiển thị kết quả ....................224

1) Chương trình Nhập dữ liệu ...................................................................224

2) Chương trình hiển thị kết quả chạy mô hình DIMOSHONG................236

CHƯƠNG VI: KẾT NỐI MÔ HÌNH DỰ BÁO MƯA LŨ TRONG ĐIỀU HÀNH

HỆ THỐNG HỒ CHỨA PHÒNG CHỐNG LŨ....................................257

6.1. Xây dựng mô hình kết nối dự báo mưa lũ với điều hành hệ thống hồ chứa

phòng lũ................................................................................................ 257

6.1.1. Giới thiệu tóm tắt mô hình HEC-HMS về khả năng điều tiết hồ chứa.......257

vii

6.1.2. Mô phỏng hệ thống sông Hồng phục vụ điều hành hệ thống hồ chứa bằng

HEC-HMS...............................................................................................................261

6.2. Lựa chọn hệ thống kịch bản về mưa và dòng chảy lũ phục vụ điều hành thử

nghiệm theo mô hình dự báo lũ trung hạn . ...........................................265

6.2.1. Những căn cứ để thiết lập hệ thống kịch bản ...........................................265

6.2.2. Lựa chọn kịch bản mưa lũ........................................................................266

6.3. Phương án vận hành hệ thống hồ chứa phòng lũ theo thời gian dự kiến của dự

báo hạn trung (từ 3 đến 5 ngày).............................................................268

6.3.1. Điều tiết các hồ trong thời kỳ lũ sớm........................................................268

6.3.2. Điều tiết các hồ trong thời kỳ lũ chính vụ.................................................269

6.3.3. Điều tiết các hồ trong thời kỳ lũ muộn ....................................................270

6.3.4. Vận hành đảm bảo an toàn công trình.......................................................271

6.4. Kết quả vận hành thử nghiệm hệ thống hồ chứa theo các kịch bản đề ra ...........272

1. Trận lũ lịch sử năm 1971 xảy ra trong thời kỳ lũ sớm từ 15 tháng 6 đến 15 tháng

7. .............................................................................................................................272

2. Trận lũ lịch sử năm 1971 xảy ra trong thời kỳ lũ chính vụ từ 16 tháng 7 đến 25

tháng 8.....................................................................................................................275

3. Trận lũ lịch sử năm 1971 xảy ra trong thời kỳ lũ muộn từ 26 tháng 8 đến 15

tháng 9.....................................................................................................................279

6.5. Thử nghiệm mô hình vận hành trong mùa lũ 2007 ............................................283

CHƯƠNG VII: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................287

7.1. Kết luận ............................................................................................................287

a. Về khoa học công nghệ ..................................................................................287

b. Về mặt hợp tác quốc tế...................................................................................290

c. Về mặt đào tạo ...............................................................................................290

d. Về phục vụ sản xuất.......................................................................................291

7.2 Kiến nghị ...........................................................................................................291

TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................293

viii

MỤC LỤC HÌNH VẼ

Hình 2.1: Vị trí địa lý lưu vực sông Hồng – Thái Bình lãnh thổ Việt Nam .................19

Hình 2.2: Giao diện trang đầu của Chương trình quản lý cơ sở dữ liệu ......................38

Hình 2.3: CSDL quản lý bản đồ DEM có độ phân giải khác nhau của cả nước .........39

Hình 2.4: CSDL quản lý toàn bộ bản đồ quét tỷ lệ 1:50.000 của cả nước..................39

Hình 2.5: Sơ đồ cấu trúc CSDL trong WRDB...........................................................42

Hình 2.6: Sơ đồ mạng lưới trạm khí tượng thủy văn trên hệ thống sông Hồng -

Thái Bình................................................................................................43

Hình 2.7: Giao diện bảng support ..............................................................................48

Hình 2.8: Các yếu tố đo ............................................................................................49

Hình 2.9: Phân nhóm các yếu tố đo...........................................................................50

Hình 2.10: Phân nhóm các yếu tố đo..........................................................................50

Hình 2.11: Sơ đồ nhập dữ liệu cho CSDL KTTV.......................................................57

Hình 2.12: Ví dụ nhập dữ liệu mực nước và lưu lượng trạm Sơn Tây ........................58

Hình 2.13: Dữ liệu mực nước và lưu lượng trạm Sơn Tây trong bảng Import.............58

Hình 2.14: Bảng thống kê theo trạm và thông số........................................................59

Hình 2.15: Lọc dữ liệu mực nước trạm có mã trạm là 74165.....................................60

Hình 2.16: Sắp xếp dữ liệu từ lớn đến nhhỏ theo mã trạm và theo kết quả .................60

Hình 2.17. Lựa chọn dữ liệu mực nước trạm Sơn Tây bằng QBE Query....................61

Hình 2.18: Đường quá trình mực nước trạm Mường Tè và Lai Châu trên cùng một

trục tọa độ...............................................................................................61

Hình 2.19: Mối tương quan mực nước tại 2 trạm Mường Tè và Lai Châu ..................62

Hình 2.20: Đường dẫn chọn các vùng dữ liệu quan tâm ............................................62

Hình 2.21: Chọn các vùng dữ liệu quan tâm..............................................................63

Hình 2.22: Kiểm tra vùng dữ liệu được chọn ............................................................63

Hình 3.1: Biểu đồ quy trình chạy mô hình BoLAM trên máy tính PC-Linux..............78

Hình 3.2: Cấu trúc thư mục mới của mô hình BoLAM ..............................................80

ix

Hình 3.3: Ví dụ minh họa dự báo +24h cho trường mưa, khí áp và hàm dòng bề

mặt của mô hình BoLAM_FATHER (trái) và BoLAM_SON (phải) .......83

Hình 3.4: Ví dụ minh họa dự báo +24h cho trường gió và độ cao địa thế vị mực

500mb của mô hình BoLAM_FATHER (trái) và BoLAM_SON (phải) ..83

Hình 3.5: Ví dụ minh họa dự báo +24h cho trường nhiệt độ tại độ cao 2m của mô

hình BoLAM_FATHER (trái) và BoLAM_SON (phải) ..........................83

Hình 3.6: Miền số liệu đầu vào của mô hình toàn cầu GFS và miền tính toán của

mô hình khu vực BoLAM cho phiên bản FATHER và SON ...................85

Hình 3.7: Lượng mưa phân tích trên khu vực Bắc Bộ từ ngày 26/07/2007 đến ngày

28/07/2007..............................................................................................87

Hình 3.8: Tổng lượng mưa từ tháng 02/2007 đến tháng 08/2007 theo phân tích

(trái, trên) và dự báo với hạn dự báo 1 ngày (phải, trên), 2 ngày (trái,

dưới) và 3 ngày (phải, dưới) theo BoLAM_FATHER. ............................90

Hình 3.9: Tổng lượng mưa từ tháng 02/2007 đến tháng 08/2007 theo phân tích

(trái, trên) và dự báo với hạn dự báo 1 ngày (phải, trên), 2 ngày (trái,

dưới) và 3 ngày (phải, dưới) theo BoLAM_SON. ...................................91

Hình 3.10: Phân bố sai số hệ thống (ME) từ tháng 02 đến tháng 08/2007 theo

phân tích và dự báo với hạn dự báo 1 và 2 ngày theo

BoLAM_FATHER (các hình bên trái) và BoLAM_SON (các hình bên

phải)........................................................................................................92

Hình 3.11: Phân bố sai số hệ thống tần suất (FB) với ngưỡng mưa 10mm/ngày từ

tháng 02/2007 đến tháng 08/2007 theo phân tích và dự báo với hạn dự

báo 1 và 2 ngày theo BoLAM_FATHER (hình trái) và BoLAM_SON

(hình phải). .............................................................................................93

Hình 3.12: Phân bố hệ số tương quan (COR) từ tháng 02 đến tháng 08/2007 theo

phân tích và dự báo với hạn dự báo 1 và 2 ngày theo

BoLAM_FATHER (hình trái) và BoLAM_SON (hình phải) ..................94

Hình 3.13: Phân bố điểm số kỹ năng thực với ngưỡng mưa 10mm/ngày từ tháng

02/2007 đến tháng 08/2007 theo phân tích và dự báo với hạn dự báo 1

và 2 ngày theo BoLAM_FATHER (hình trái) và BoLAM_SON (hình

phải)........................................................................................................95

x

Hình 3.14: Tổng lượng mưa từ tháng 02/2007 đến tháng 08/2007 theo phân tích

(trái) và dự báo với hạn dự báo ngày thứ nhất từ BoLAM (giữa) và

HRM (phải) ............................................................................................96

Hình 3.15: Tổng lượng mưa từ tháng 02/2007 đến tháng 08/2007 theo phân tích

(trái) và dự báo với hạn dự báo ngày thứ hai từ BoLAM (giữa) và

HRM (phải) ............................................................................................97

Hình 3.16: Phân bố sai số hệ thống (ME) từ tháng 02/2007 đến tháng 08/2007

theo phân tích và dự báo với hạn dự báo ngày thứ nhất và ngày thứ hai

từ BoLAM (trái) và HRM (phải).............................................................98

Hình 3.17: Phân bố sai số hệ thống tần suất (FB) với ngưỡng mưa 10mm/ngày từ

tháng 02/ 2007 đến tháng 08/2007 với hạn dự báo ngày thứ nhất và

ngày thứ hai từ BoLAM (trái) và HRM (phải).........................................99

Hình 3.18: Phân bố hệ số tương quan (COR) từ tháng 02, 2007 đến tháng 08,

2007 theo phân tích và dự báo với hạn dự báo ngày thứ nhất và ngày

thứ hai từ BoLAM (trái) và HRM (phải). .............................................. 100

Hình 3.19: Phân bố điểm số kỹ năng thực với ngưỡng mưa 10mm/ngày từ tháng

02/2007 đến tháng 08/2007 theo phân tích và dự báo với hạn dự báo

ngày thứ nhất và ngày thứ hai từ BoLAM (trái) và HRM (phải)............101

Hình 4.1: Một số phương pháp thường dùng trong dự báo thủy văn........................103

Hình 4.2: Sơ đồ mô phỏng phương pháp dự báo kỹ thuật số ....................................107

Hình 4.3: Quy trình dự báo theo phương pháp tương quan đa biến ..........................130

Hình 4.4: Mạng Nơ ron Thần kinh 3 lớp ..................................................................139

Hình 4.5: Một neron thần kinh với hàm kích hoạt F.................................................139

Hình 4.6: Hàm kích hoạt Logistic ............................................................................140

Hình 4.7: Sơ đồ khối của thuật toán quét ngược......................................................142

Hình 4.8- Giao diện chính của phần mềm NeuroSolutions 5.0 .................................146

Hình 4.9- Giao diện chính của phần mềm NeuroSolutions 5.0 cho excel..................147

Hình 4.10: Sơ đồ áp dụng NeuroSolutions cho Excel...............................................147

Hình 4.11: Các bước xây dựng phương án dự báo....................................................148

Hình 4.12: Sơ đồ mạng lưới sông Hồng-Thái Bình sử dụng trong viêc xây dựng

các phương án dự báo tại ......................................................................150

xi

các trạm trên hệ thống sông ..................................................................................... 150

Hình 4.13: đường quá trình dự báo và thực đo trạm Yên Bái khi xây dựng PT dự

báo với thời gian dự kiến 24h................................................................ 152

Hình 4.14: đường quá trình dự báo và thực đo trạm Yên Bái khi dự báo thử

nghiệm với thời gian dự kiến 24h..........................................................152

Hình 4.15: đường quá trình dự báo và thực đo trạm Phú Thọ khi xây dựng PT dự

báo với thời gian dự kiến 24h................................................................ 155

Hình 4.16: đường quá trình dự báo và thực đo trạm Phú Thọ khi dự báo thử

nghiệm với thời gian dự kiến 24h..........................................................155

Hình 4.17: đường quá trình dự báo và thực đo trạm Yên Bái khi xây dựng mạng

với thời gian dự kiến 24h ......................................................................157

Hình 4.18: đường quá trình dự báo và thực đo trạm Yên Bái khi dự báo kiểm tra

với thời gian dự kiến 24h ......................................................................157

Hình 4.19: đường quá trình dự báo và thực đo trạm Phú Thọ khi xây dựng mạng

thời gian dự kiến 24h ............................................................................159

Hình 4.20: đường quá trình dự báo và thực đo trạm Phú Thọ khi dự báo kiểm tra

với thời gian dự kiến 24h ......................................................................159

Hình 4.21: Đường quá trình mực nước thực đo và tính toán tại Hàm Yên trước

(t+24) khi xây dựng mạng..................................................................... 164

Hình 4.22: Đường quá trình mực nước thực đo và tính toán tại Hàm Yên trước

(t+24) khi dự báo kiểm tra..................................................................... 165

Hình 4.23: Đường quá trình mực nước thực đo và tính toán tại Bắc Mê trước

(t+24) khi xây dựng mạng..................................................................... 166

Hình 4.24: Đường quá trình mực nước thực đo và tính toán tại Bắc Mê trước

(t+24) khi dự báo kiểm tra..................................................................... 166

Hình 4.25: Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo trạm Lai Châu (trước

12h) khi kiểm định mô hình ..................................................................170

Hình 4.26: Đường quá trình mực nước dự báo và thực đo trạm Quỳnh Nhai giai

đoạn kiểm định mô hình........................................................................171

Hình 4.27: Đường quá trình mực nước dự báo và thực đo trạm Tạ Bú với thời gian

dự kiến 24h – giai đoạn kiểm định ........................................................172

xii

Hình 4.28: Đường quá trình mực nước dự báo và thực đo trạm LaiChâu với thời

gian dự kiến 12h – giai đoạn kiểm định.................................................174

Hình 4.29: Đường quá trình mực nước dự báo và thực đo trạm Quỳnh Nhai với

thời gian dự kiến 24h – giai đoạn kiểm định..........................................174

Hình 4.30: Đường quá trình mực nước dự báo và thực đo trạm Tạ Bú với thời gian

dự kiến 24h ...........................................................................................175

Hình 4.31: Tóm tắt sơ đồ xử lý và xây dựng các file DEM cho mô hình ..................180

Hình 4.32: Bản đồ DEM lưu vực sông Hồng ...........................................................181

Hình 4.33: Mạng lưới sông lưu vực sông Hồng tính đến Sơn Tây theo định dạng

của DIMOSHONG ...............................................................................183

Hình 4.34: Bản đồ thổ nhưỡng dạng Grid lưu vực sông Hồng cả phần lãnh thổ

Trung Quốc...........................................................................................185

Hình 4.35: Bản đồ địa chất dạng Grid lưu vực sông Hồng cả phần lãnh thổ Trung

Quốc ..................................................................................................... 186

Hình 4.36: Vị trí các trạm đo mưa vực sông Hồng cả phần lãnh thổ Trung Quốc

đưa vào mô hình (trong trường hợp sử dụng số liệu thực mưa đo vào

dự báo)..................................................................................................186

Hình 4.37: Mô phỏng mưa lũ cho năm 1971 ...........................................................187

Hình 4.38: Mô phỏng mưa lũ cho năm 1996 ...........................................................188

Hình 4.39: Mô phỏng mưa lũ cho năm 2000 ...........................................................189

Hình 4.40: Mô phỏng mưa lũ cho năm 2002 ...........................................................190

Hình 4.41: Sơ đồ mô phỏng lưu vực hệ thống sông Hồng đến Hà Nội bằng phần

mềm HEC-HMS 3.01............................................................................193

Hình 4.42: Thư mục chứa các File dữ liệu ...............................................................194

Hình 4.43: Menu dự báo ..........................................................................................194

Hình 4.44: Cửa sổ lọc dữ liệu ..................................................................................195

Hình 4.45: Kết quả lọc dữ liệu .................................................................................195

Hình 4.46: Menu ghi kết quả....................................................................................196

Hình 4.47: Hộp hội thoại ghi kết quả ....................................................................... 196

xiii

Hình 4.48: Đường quá trình dòng chảy vào hồ Hoà Bình tính toán và thực đo năm

2003......................................................................................................197

Hình 4.49: Giao diện chương trình dự báo lũ hệ thống sông Hồng...........................198

Hình 4.50: Giao diện chương trình dự báo lũ ngắn hạn hệ thống sông Hồng...........199

Hình 4.51: File Bolam .............................................................................................200

Hình 4.52: Hộp hội thoại thông số ...........................................................................200

Hình 4.53: Kết quả chạy mô hình............................................................................201

Hình 4.54: Danh sách các trạm khí tượng – thủy văn .............................................. 202

Hình 4.55: Menu lọc dữ liệu ....................................................................................202

Hình 4.56: kết quả lọc dữ liệu..................................................................................203

Hình 4.57: Tải chương trình DSS.............................................................................204

Hình 4.58: Mở File DSS ..........................................................................................205

Hình 4.59: Ghi lại dữ liệu ........................................................................................205

Hình 4.60: Dòng chảy ban đầu.................................................................................206

Hình 4.61: Thông số hồ Hòa Bình ...........................................................................206

Hình 4.62:Thử nghiệm công nghệ dự báo lũ trung hạn cho mùa lũ 2007..................207

Hình 4.63: Đường quá trình dòng chảy dự báo và dòng chảy thực đo tại trạm Tạ

Bú tháng 7/2007...................................................................................208

Hình 4.64: Đường quá trình dòng chảy dự báo và dòng chảy thực đo tại trạm Yên

Bái trận lũ tháng 7/2007........................................................................209

Hình 4.65: Đường quá trình dòng chảy dự báo đến trạm Bắc Mê trận lũ tháng

7/2007...................................................................................................210

Hình 4.66: Đường quá trình dự báo và thực đo dòng chảy vào hồ Hoà Bình từ

16/7 đến 12/9/2007 ...............................................................................211

Hình 4.67: Đường quá trình dự báo và thực đo dòng chảy vào hồ Tuyên Quang từ

18/7 đến 10/9/2007 ...............................................................................212

Hình 4.68: Đường quá trình dự báo dòng chảy vào hồ Thác Bà từ 18/7 đến

10/9/2007.............................................................................................. 212

Hình 5.1: Hộp hội thoại thông báo lỗi......................................................................231