Luận văn thạc sĩ HUS nghiên cứu áp dụng mô hình mike flood để khoanh vùng nguy cơ ngập lụt cho địa bàn thành phố hà nội

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Phùng Đức Chính NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG MƠ HÌNH MIKE FLOOD ĐỂ KHOANH VÙNG NGUY CƠ NGẬP LỤT CHO ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÀ NỘI – 2012 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Phùng Đức Chính NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG MƠ HÌNH MIKE FLOOD ĐỂ KHOANH VÙNG NGUY CƠ NGẬP LỤT CHO ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI Chuyên ngành: Thủy văn học Mã số : 604490 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN TIỀN GIANG HÀ NỘI – 2012 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC MỤC LỤC MỤC LỤC HÌNH MỤC LỤC BẢNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỒNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Đặc điểm tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Đặc điểm địa hình .9 1.1.3 Đặc điểm địa chất, thổ nhưỡng 11 1.1.4 Đặc điểm khí tượng, thủy văn 12 1.1.5 Đặc điểm kinh tế - xã hội khu vực 20 1.2 Mạng lưới sơng ngịi cơng trình thủy lợi có liên quan đến tiêu thoát nước địa bàn Hà Nội 25 1.2.1 Mạng lưới sơng ngịi 25 1.2.2 Hiện trạng cơng trình thủy lợi liên quan đến tiêu nước địa bàn thành phố Hà Nội .29 1.3 Khái quát tình hình ngập lụt địa bàn Hà Nội 31 1.3.1 Ngập lụt vỡ đê 31 1.3.2 Ngập lụt mưa lớn nội đồng 32 1.3.3 Ngập lụt úng nội đồng kết hợp lũ lớn sông gây vỡ đê bối 32 CHƯƠNG LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP KHOANH VÙNG 34 NGUY CƠ NGẬP LỤT 34 2.1 Cơ sở lý thuyết số phương pháp khoanh vùng nguy ngập lụt .34 2.1.1 Một số khái niệm định nghĩa 34 2.1.2 Một số phương pháp khoanh vùng nguy ngập lụt 35 2.1.3 Lựa chọn phương pháp khoanh vùng nguy ngập lụt địa bàn thành phố Hà Nội .40 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2.2 Cơ sở lý thuyết mơ hình MIKE FLOOD 42 2.2.1 Giới thiệu chung 42 2.2.2 Các ngun tắc kết nối mơ hình MIKE FLOOD 42 2.2.3 Cơ sở lý thuyết mô hình MIKE 11 46 2.2.4 Cơ sở lý thuyết mơ hình MIKE 21 50 2.2.5 Cơ sở lý thuyết mơ hình NAM 52 CHƯƠNG ÁP DỤNG MÔ HÌNH MIKE FLOOD ĐỂ KHOANH VÙNG NGUY CƠ NGẬP LỤT CHO ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI .59 3.1 Xây dựng sở liệu 59 3.2 Thiết lập mơ hình chiều MIKE 11 59 3.2.1 Thiết lập mơ hình thủy lực mạng sơng .59 3.2.2 Tính tốn biên đầu vào cho mơ hình MIKE 11 mơ hình NAM 62 3.2.3 Hiệu chỉnh kiểm định mơ hình MIKE 11 64 3.3 Thiết lập mô hình hai chiều MIKE 21 69 3.3.1 Thiết lập miền tính, lưới tính 69 3.3.2 Thiết lập địa hình miền tính .71 3.3.3 Tính tốn biên đầu vào cho mơ hình MIKE 21 mơ hình NAM 72 3.4 Hiệu chỉnh kiểm định mơ hình MIKE FLOOD 76 3.4.1 Hiệu chỉnh mơ hình 76 3.4.2 Kiểm định mơ hình 80 3.5 Khoanh vùng nguy ngập lụt khu vực Hà Nội 81 KẾT LUẬN 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC HÌNH Hình 1.1 Bản đồ địa hình Hà Nội 10 Hình 1.2 Phân bố lượng mưa trung bình tháng trạm Láng (1961-2010) 15 Hình 1.3 Phân bố lượng mưa trung bình tháng trạm Sơn Tây (1961-2010) 15 Hinh 1.4 Sơ đồ hệ thống hồ chứa phía thượng nguồn sơng Hồng 18 Hình 1.5 Tổng sản phẩm quốc nội đầu người (GDP) Hà Nội 21 Hình 1.6 Dân số trung bình khu vực Hà Nội từ năm 2005 đến 2009 22 Hình 1.7 Giá trị sản xuất nông – lâm – thủy sản tồn Hà Nội từ 2005-2010 24 Hình 1.8 Thống kê giá trị sản xuất cơng nghiệp tồn Hà Nội từ 2005-2010 24 Hình 1.9 Bản đồ mạng lưới sông khu vực Hà Nội 27 Hình 1.10 Sơ đồ hệ thống nước lưu vực sông Tô Lịch bắc sông Nhuệ 30 Hình 2.1 Sơ đồ bước khoanh vùng nguy ngập lụt phương pháp sử dụng đồ địa hình, địa mạo 37 Hình 2.2 Khoanh vùng nguy ngập lụt sử dụng mơ hình dịng chảy chiều 38 Hình 2.3 Khoanh vùng nguy ngập lụt sử dụng mơ hình hồ 38 Hình 2.4 Khoanh vùng nguy ngập lụt sử dụng mơ hình dịng chảy hai chiều 39 Hình 2.5 Các thành phần theo phương x y 43 Hình 2.6 Các ứng dụng kết nối tiêu chuẩn 44 Hình 2.7 Một ứng dụng kết nối bên 44 Hình 2.8 Một ví dụ kết nối cơng trình 45 Hình 2.9 a) Sơ đồ sai phân hữu hạn điểm ẩn Abbott; b) Sơ đồ sai phân điểm ẩn Abbott mặt phẳng x~t 47 Hình 2.10 Nhánh sông với điểm lưới xen kẽ 48 Hình 2.11 a) Cấu trúc điểm lưới xung quanh điểm nhập lưu; b) Cấu trúc điểm lưới mạng vòng 49 Hình 2.12 Cấu trúc mơ hình NAM 54 Hình 3.1 Sơ đồ tính tốn thủy lực hệ thống sơng chảy qua địa bàn Hà Nội 60 Hình 3.2 Mặt cắt ngang vị trí 6.062 m sơng Nhuệ 61 Hình 3.3 Phân chia lưu vực lưu vực sông Nhuệ - Đáy 63 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 3.4 Kết hiệu chỉnh mơ hình NAM Ba Thá từ 07/IX/1976 – 15/IX/1976 64 Hình 3.5 Kết kiểm định mơ hình NAM Ba Thá 64 Hình 3.6 Kết hiệu chỉnh mơ hình MIKE 11 trạm Hà Nội 66 Hình 3.7 Kết hiệu chỉnh mơ hình MIKE 11 trạm Ba Thá 67 Hình 3.8 Kết kiểm định mơ hình MIKE 11 trạm Hà Nội 68 Hình 3.9 Kết kiểm định mơ hình MIKE 11 trạm Ba Thá 68 Hình 3.10 Miền tính thủy lực hai chiều khu vực nghiên cứu 70 Hình 3.11 Lưới địa hình miền tính mơ hình MIKE 21 71 Hình 3.12 Bản đồ cao độ số độ cao (Bathymetry) khu vực nghiên cứu 72 Hình 3.13 Phân chia lưu vực lưu vực kết nối bên 73 Hình 3.14 Vị trí biên dạng điểm mơ hình MIKE 21 74 Hình 3.15 Kết hiệu chỉnh mơ hình NAM cho lưu vực Lâm Sơn từ 24/VIII/1975 – 31/VIII/1975 75 Hình 3.16 Kết kiểm định mơ hình NAM cho lưu vực Lâm Sơn 75 Hình 18 Kết hiệu chỉnh mực nước Ba Thá 77 Hình 3.19: Kết mô ngập lụt ngày 05/XI/2008 78 Hình 3.20: Ngập lụt chụp từ ảnh vệ tinh ngày 05/XI/2008 78 Hình 3.21 Kết mơ ngập lụt ngày 07/XI/2008 78 Hình 3.22 Ngập lụt chụp từ ảnh vệ tinh ngày 07/XI/2008 78 Hình 3.23 Kết kiểm định mực nước Ba Thá (từ 16 đến 31/VIII năm 2006)80 Hình 3.24 Bản đồ khoanh vùng nguy ngập lụt địa bàn thành phố Hà Nội ứng với mưa thiết kế 1% 83 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC BẢNG Bảng 1.1 Nhiệt độ trung bình tháng trạm (1961-2010) 12 Bảng 1.2 Độ ẩm trung bình tháng trạm (1961-2010) 13 Bảng 1.3 Lượng mưa trung bình tháng trạm (1961 - 2010) 14 Bảng 1.4 Bốc trung bình tháng trạm (1961 - 2010) 15 Bảng 1.5 Lưu lượng trung bình trạm 1961-2010 (m3/s) 17 Bảng 1.6 Dung tích hồ chứa phía thượng nguồn sơng Hồng 17 Bảng 1.7 Các hồ nội thành Hà Nội 29 Bảng 3.1 Số liệu mặt cắt, chiều dài lịng sơng khu vực nghiên cứu .60 Bảng 3.2 Kết hiệu chỉnh kiểm định mô hình NAM Ba Thá 64 Bảng 3.3 Hệ số nhám số vị trí mặt cắt hệ thống sông .65 Bảng 3.4 Kết hiệu chỉnh mơ hình MIKE 11 66 Bảng 3.5 Kết kiểm định mơ hình MIKE 11 67 Bảng 3.6 Kết phân chia lưu vực kết nối bên .74 Bảng 3.7 Kết hiệu chỉnh kiểm định mơ hình NAM cho lưu vực Lâm Sơn 75 Bảng 3.8 Kết tính tốn diện tích ngập vùng ứng với trận mưa lũ tháng XI năm 2008 .79 Bảng 3.9 Tổng lượng mưa ngày lớn trạm (mm) 81 Bảng 3.10 Kết tính tốn diện tích ngập vùng ứng với mưa thiết kế 1% 82 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỞ ĐẦU Hà Nội hai trung tâm kinh tế, văn hóa trị lớn đất nước Do vị trí Hà Nội nằm bờ Hữu Sơng Hồng, có địa hình khơng phẳng, thấp, trũng khu vực phía Nam thành phố nên thường bị ngập lụt mùa mưa Người Hà Nội quên trận mưa gây ngập lịch sử từ ngày 30/X/2008 đến ngày 07/XI/2008 Tổng lượng mưa từ ngày 30/X đến ngày 02/XI khu vực sau: Láng 563.2mm, Hà Đông 812.9mm, Hà Nội 541mm, Thượng Cát 593.2mm, Sóc Sơn 412mm, Trâu Quỳ 33.4mm, Đơng Anh 566mm, Thanh Trì 499.9mm, Ứng Hòa 603 mm, Thanh Oai 914 mm Tại khu vực nội thành, mưa lớn chia cắt nhiều khu dân cư, tính đến ngày 03/XI/2008 có 63 điểm ngập úng nặng làm giao thông hỗn loạn, nhiều xe cộ ngập nước, đa số công sở ngừng hoạt động, nguy bệnh tật bùng phát Trong trận mưa gây ngập lụt Hà Nội có khoảng 20 người chết, thiệt hại khoảng 3.000 tỷ đồng Luận văn “Nghiên cứu áp dụng mơ hình MIKE FLOOD để khoanh vùng nguy ngập lụt cho địa bàn thành phố Hà Nội” hình thành với mục đích khoanh vùng các khu vực có nguy ngập lụt để giúp đơn vị quản lý, nhà hoạch định sách… nắm khả ngập lụt xảy khu vực từ tiến hành giải pháp kịp thời nhằm chủ động ứng phó; giảm thiểu thiệt hại ngập lụt gây mùa mưa -lũ Trong q trình nghiên cứu hồn thiện luận văn, học viên nhận hướng dẫn, bảo tận tình PGS.TS Nguyễn Tiền Giang, quan tâm giúp đỡ thầy cơ, gia đình, bạn bè đồng nghiệp, học viên xin chân thành cảm ơn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƯƠNG TỒNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Đặc điểm tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lý Thành phố Hà Nội nằm phía tây bắc vùng đồng châu thổ sơng Hồng có tọa độ từ 20°53' đến 21°23' vĩ độ Bắc 105°44' đến 106°02' kinh độ Đơng, phía Bắc giáp tỉnh Thái Ngun, phía Đơng giáp tỉnh Bắc Giang Bắc Ninh, phía Đơng Nam giáp tỉnh Hưng Yên, phía Nam Tây Nam giáp tỉnh Hịa Bình, phía Tây Bắc giáp tỉnh Vĩnh Phúc Sau đợt mở rộng địa giới hành vào tháng năm 2008, Hà Nội có diện tích tự nhiên khoảng 3.344,7 km² gồm: thị xã (thị xã Sơn Tây), 10 quận nội thành (Ba Đình, Cầu Giấy, Tây Hồ, Đống Đa, Hai Bà Trưng, Thanh Xuân, Long Biên, Hoàng Mai, Hồn Kiếm, Hà Đơng) 18 huyện ngoại thành (Đơng Anh, Sóc Sơn, Thanh Trì, Từ Liêm, Gia Lâm, Ba Vì, Đan Phượng, Hồi Đức, Phúc Thọ, Thạch Thất, Quốc Oai, Thanh Oai, Chương Mỹ, Thường Tín, Phú Xuyên, Ứng Hòa, Mỹ Đức Mê Linh) 1.1.2 Đặc điểm địa hình Địa hình Hà Nội thấp dần theo hướng từ Bắc xuống Nam từ Tây sang Đông với ba phần tư diện tích tự nhiên đồng bằng, nằm hữu ngạn sông Đà, hai bên sông Hồng chi lưu sơng khác Phần diện tích đồi núi chủ yếu nằm huyện Sóc Sơn, Ba Vì, Quốc Oai, Mỹ Đức, với đỉnh Ba Vì cao 1.281 m, Da Dê (thuộc dãy núi Ba Vì) cao 707 m, núi Hàm Lợn hay cịn gọi núi Chân Chim (huyện Sóc Sơn) cao 462 m, Thiên Trù (huyện Mỹ Đức) cao 378 m Tiếp giáp với vùng núi cao vùng đồi núi thấp chạy dài từ chân núi Ba Vì xuống đến Chương Mỹ Tính phân bậc địa hình đồi gị khơng rõ ràng, gồm bậc có độ cao 200-150m, 150-100m, 100-50m, 50-20m nhỏ 25m Địa hình vùng đồng khơng phức tạp, song khơng hồn tồn phẳng Các huyện phía Nam vùng đất trũng tiếp liền với cánh đồng chiêm trũng Hà Nam Nam Định (Hình 1.1) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 1.1 Bản đồ địa hình Hà Nội 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ngập lụt hay gọi lưu vực kết nối bên (kết nối khơ), để tính tốn lưu lượng lưu vực kết nối bên, trước hết cần xác định diện tích hứng nước vị trí nhập lưu vực kết nối bên Việc phân chia lưu vực kết nối bên phân chia dựa theo đường phân thủy Kết phân chia lưu vực kết nối bên Hình 3.13, Hình 3.14 Bảng 3.5 Lưu vực có khả ngập lụt Lưu vực khơng bị ngập lụt Hình 3.13 Phân chia lưu vực lưu vực kết nối bên 73 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 3.14 Vị trí biên dạng điểm mơ hình MIKE 21 Bảng 3.6 Kết phân chia lưu vực kết nối bên STT Ký hiệu lưu vực VUNG NGAP NHUE_ DAY VUNG NGAP LONG BIEN A1 A2 A3 B1 B2 B3 Diện tích (km2) 2233 996 303 269 134 203 104 51 Do lưu vực kết nối bên khơng có trạm quan trắc lưu lượng, để tính tốn lượng nước đến từ lưu vực kết nối bên sử dụng lưu vực Lâm Sơn làm lưu vực tương tự Đây lưu vực có diện tích, điều kiện tự nhiên độ dốc lưu vực tương đồng với lưu vực cần tính tốn Qua đó, lưu lượng lưu vực kết nối bên tính tốn thơng qua thơng số mơ hình NAM cho lưu vực khống chế trạm thủy văn tương tự Lâm Sơn Chuỗi số liệu lưu lượng từ ngày 24/VIII/1975 đến ngày 31/VIII/1975 sử dụng để hiệu chỉnh thơng số mơ hình số liệu lưu lượng từ ngày 74 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 07/VIII/1976 đến ngày 14/VIII/1976 sử dụng để kiểm định thông số mô hình Kết hiệu chỉnh kiểm định mơ hình trình bày Hình 3.15, Hình 3.16 Bảng 3.6 Hình 3.15 Kết hiệu chỉnh mơ hình NAM cho lưu vực Lâm Sơn từ 24/VIII/1975 – 31/VIII/1975 Bảng 3.7 Kết hiệu chỉnh kiểm định mơ hình NAM cho lưu vực Lâm Sơn Kết Chỉ số Nash (%) Hiệu chỉnh 87.1% Kiểm định 90.8% Hình 3.16 Kết kiểm định mơ hình NAM cho lưu vực Lâm Sơn từ 07/VIII/1976– 14/VIII/1976 75 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Từ kết hiệu chỉnh kiểm định xác định thông số mơ hình NAM Sử dụng thơng số tìm để tính lưu lượng cửa lưu vực phận, kết tính lưu lượng dịng chảy lưu vực phận cho trận lũ từ ngày 31/X/2008 đến 04/XI/2008 thể Hình 3.17 Hình 3.17 Kết tính lưu lượng gia nhập vùng có nguy ngập lụt lưu vực kết nối bên trận mưa lũ từ 30/X-04/XI năm 2008 3.4 Hiệu chỉnh kiểm định mơ hình MIKE FLOOD 3.4.1 Hiệu chỉnh mơ hình Để hiệu chỉnh mơ hình MIKE FLOOD, sử dụng trận lũ từ ngày 30/X/2008 đến ngày 09/XI/2008 với đồ ngập lụt thành lập dựa ảnh radar vệ tinh ALOSPALSAR, độ phân giải 12.5m thu nhận vào ngày ngày tháng XI năm 2008 Kết hiệu chỉnh thể Hình 3.18, Hình 3.19 Hình 3.21 76 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 18 Kết hiệu chỉnh mực nước Ba Thá (từ 30/X đến 09/XI năm 2008) Kết tính tốn đường q trình mực nước sơng Ba Thá cho thấy có phù hợp tốt tính tốn thực đo với số Nash đạt 87.5%, số thời điểm lũ thấp, mực nước tính tốn thực đo có khác biệt đáng kể 77 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 3.19 Kết mơ ngập lụt ngày 05/XI/2008 Hình 3.20 Ngập lụt chụp từ ảnh vệ tinh ngày 05/XI/2008 Hình 3.21 Kết mơ ngập lụt ngày 07/XI/2008 Hình 3.22 Ngập lụt chụp từ ảnh vệ tinh ngày 07/XI/2008 78 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đối với diện ngập, hai thời điểm có tư liệu ngập từ ảnh vệ tinh cho thấy kết mơ diện có phù hợp tốt ranh giới ngập lụt Cụ thể thời điểm ngày 05 tháng XI tổng diện tích ngập xác định qua ảnh vệ tinh 1260.9 km2, kết mô từ mơ hình 1286.9 km 2, nơi có sai số lớn huyện Chương Mỹ 9.3 km2 (Bảng 3.8) Bảng 3.8 Kết tính tốn diện tích ngập vùng ứng với trận mưa lũ tháng XI năm 2008 Tên Huyện H ứng Hoà H Phú Xuyên H Thanh Oai H Thường Tín H Mỹ Đức H Chương Mỹ H Quốc Oai H Đan Phượng H Thạch Thất H Phúc Thọ H Hồi Đức TX Hà Đơng H Ba Vì TX Sơn Tây H Thanh Trì Quận Tây Hồ H Từ Liêm Quận Hồn Kiếm H Đơng Anh Q Long Biên Quận Hai Bà Trưng H Sóc Sơn Diện tích (km2) 183.7 171.1 129.6 127.7 230.0 232.9 147.0 76.6 202.5 117.1 88.2 33.3 428.0 113.5 63.2 24.0 75.3 5.3 182.3 60.4 9.6 306.5 Diện tích ngập Diện tích ngập từ ảnh vệ tính từ mơ tinh ngày hình ngày 05/XI/2008 05/XI/2008 (km2) (km2) 128.1 128.4 119.1 119.5 81.8 82.1 68.5 68.5 123.4 123.3 118.8 128.1 58.3 58.6 31.4 31.7 49.4 49.8 39.5 39.2 28.9 29.1 10.4 10.3 96.1 101.2 28.2 28.0 28.2 28.5 10.5 10.7 18.3 18.7 1.2 1.4 42.5 43.7 13.8 14.1 1.5 1.9 28.8 29.4 Sai số (km2) 0.3 0.4 0.3 0.1 9.3 0.3 0.3 0.4 0.3 0.2 0.1 5.1 0.2 0.3 0.2 0.4 0.2 1.2 0.3 0.4 0.6 79 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Quận Ba Đình H Gia Lâm Quận Cầu Giấy Quân Đống Đa Quận Thanh Xuân Hoàng Mai Mê Linh 9.3 108.5 12.0 10.0 9.1 41.0 141.0 0.7 60.6 4.5 2.6 2.2 25.9 37.7 1.0 67.0 5.7 3.4 3.1 25.1 35.4 0.3 6.4 1.2 0.8 0.9 0.8 2.3 3.4.2 Kiểm định mơ hình Để kiểm định tham số mơ hình, sử dụng số liệu trận mưa lũ từ ngày 16 đến 20 tháng VIII/2006 làm đầu vào cho mơ hình thành phần Do khơng có số liệu vết lũ, ảnh vệ tinh vùng có nguy bị ngập lụt năm 2006 nên thơng số mơ hình kiểm định thơng qua kết tính tốn mực nước sơng trạm thủy văn Ba Thá Kết kiểm định mô hình thể hình 3.23 cho thấy, mực nước tính tốn trạm thủy văn Ba Thá có xu bám sát với trình mực nước thực đo Sự phù hợp tính tốn thực đo qua số NASH đạt 89.2% Hình 3.23 Kết kiểm định mực nước Ba Thá (từ 16 đến 31/VIII năm 2006) 80 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3.5 Khoanh vùng nguy ngập lụt khu vực Hà Nội Để khoanh vùng nguy ngập lụt, tiến hành tính tốn tần suất mưa thiết kế cho trận mưa gây lũ ứng với tần suất P=1% trạm khí tượng khu vực nghiên cứu gồm trạm Láng, Hà Đông, Sơn Tây, Phủ Lý Kết tính tốn lượng mưa ứng với tần suất thể Bảng 3.9 Bảng 3.9 Tổng lượng mưa ngày lớn trạm (mm) Tần suất P(%) 90 85 80 70 60 50 40 30 20 10 Láng X(P%) 123 131 139 153 168 184 203 226 259 318 383 478 560 Hà Đông X(P%) 115 123 130 144 159 176 197 224 263 338 426 566 694 Sơn Tây X(P%) 123 133 143 160 178 196 218 245 282 347 415 514 597 Phủ Lý X(P%) 148 159 168 185 202 219 238 261 292 343 394 464 519 Theo kết tính tốn trận mưa xảy từ ngày 30/X đến ngày 04/XI năm 2008 trận mưa điển hình ứng với tần suất thiết kế 1% Dạng phân phối mưa thu phóng cho phù hợp với tổng lượng mưa thiết kế ứng với tần suất P=1% Dựa trình mưa ứng với tần suất P=1%, tiến hành mô thủy văn mô hình NAM để làm đầu vào cho mơ hình MIKE FLOOD Kết mô thủy văn, thủy lực ngập lụt toàn hệ thống bao gồm trình lưu lượng, mực nước,… Kết mơ ngập lụt tính từ mơ hình MIKE FLOOD làm đầu vào để phân vùng ngập lụt cho TP Hà Nội, liệu không gian vùng ngập lụt chuyển qua định dạng lưới (GRID) ArcView ArcGIS 81 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com để xử lý khoanh vùng ngập lụt Kết khoanh vùng ngập lụt thể Bảng 3.10 Hình 3.24 Bảng 3.10 Kết tính tốn diện tích ngập vùng ứng với mưa thiết kế 1% Tên Huyện H ứng Hoà H Phú Xuyên H Thanh Oai H Thường Tín H Mỹ Đức H Chương Mỹ H Quốc Oai H Đan Phượng H Thạch Thất H Phúc Thọ H Hồi Đức TX Hà Đơng H Ba Vì TX Sơn Tây H Thanh Trì Quận Tây Hồ H Từ Liêm Quận Hồn Kiếm H Đơng Anh Q Long Biên Quận Hai Bà Trưng H Sóc Sơn Quận Ba Đình H Gia Lâm Quận Cầu Giấy Quân Đống Đa Quận Thanh Xuân Hoàng Mai Mê Linh Tổng Diện tích (km2) 183.7 171.1 129.6 127.7 230.0 232.9 147.0 76.6 202.5 117.1 88.2 33.3 428.0 113.5 63.2 24.0 75.3 5.3 182.3 60.4 9.6 306.5 9.3 108.5 12.0 10.0 9.1 41.0 141.0 3344.7 Diện tích ngập lớn tính Phần trăm ngập từ mơ hình (%) (km ) 141.2 76.9 152.1 88.9 103.4 79.8 89.3 69.9 167.9 73.0 147.8 63.5 75.3 51.2 46.7 61.0 91.7 45.3 67.3 57.5 41.7 47.3 21.8 65.5 121.6 28.4 55.4 48.8 41.2 65.2 15.3 63.8 26.5 35.2 1.7 32.1 52.6 28.9 31.2 51.7 2.7 28.1 42.2 13.8 1.7 18.3 78.4 72.3 5.4 45.0 4.2 42.0 3.7 40.7 36.9 90.0 71.8 50.9 1738.7 52.0 82 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 3.24 Bản đồ khoanh vùng nguy ngập lụt địa bàn thành phố Hà Nội ứng với mưa thiết kế 1% 83 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Kết khoanh vùng nguy ngập cho địa bàn thành phố Hà Nội ứng với tần suất mưa thiết kế 1%: - Tổng diện tích vùng có nguy ngập lụt 1738.7 km 2, chiếm 52% tổng diện tích TP Hà Nội; - Huyện có tỉ lệ diện tích ngập lớn quận Hồng Mai với 90% diện tích quận bị ngập, tiếp huyện Phú Xuyên 88.9%, Thanh Oai 79.8%, Ứng Hòa 76.9% - Huyện có tỉ lệ diện tích ngập nhỏ huyện Sóc Sơn với tỉ lệ 13.8%, tiếp quận Ba Đình 18.3%, huyện Đơng Anh 28.9% 84 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu luận văn đưa kết luận sau: Luận văn khái quát đặc điểm tự nhiên, mạng lưới sơng ngịi cơng trình có liên quan đến tiêu, nước khu vực Hà Nội; Phân tích nguyên nhân gây ngập lụt địa bàn Hà Nội gồm: ngập lụt vỡ đê, ngập lụt mưa lớn nội đồng, ngập lụt úng nội đồng kết hợp với lũ lớn sông gây vỡ đê bối Trên sở phân tích số phương pháp khoanh vùng nguy ngập lụt, lựa chọn phương pháp mơ hình sử dụng mơ hình MIKE FLOOD để khoanh vùng nguy ngập lụt cho địa bàn thành phố Hà Nội Để khoanh vùng nguy ngập lụt cho địa bàn thành phố Hà Nội Hai trận mưa- lũ tháng XI/2008 tháng VIII/2006 sử dụng để hiệu chỉnh kiểm định thông số mơ hình cho kết tốt Từ kết thơng số mơ hình, xây dựng đồ khoanh vùng nguy ngập lụt cho khu vực Hà Nội sở tần suất mưa thiết kế 1%, xác định rõ khu vực có khả ngập lụt diện tích ngập lụt Kết luận văn nguồn tài liệu giúp nhà hoạch định sách, nhà quản lý xác định cách trực quan khu vực thường xuyên ngập lụt, từ đưa biện pháp, kế hoạch phù hợp nhằm giải vấn đề ngập lụt địa bàn thành phố Hà Nội Trong trình nghiên cứu, luận văn thu thập tài liệu địa hình, tài liệu mặt cắt sông địa bàn Hà Nội, số liệu khí tượng thủy văn, tài liệu trạng cơng trình thủy lợi địa bàn Hà Nội tài liệu điều tra vết lũ Đây nguồn tài liệu vô quý giá cho nghiên cứu 85 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU THAM KHẢO Ban đạo phòng chống lụt bão Trung ương, “Quy trình sử dụng hệ thống cơng trình phân lũ sông Đáy” Hà Nội tháng 10 năm 1999 Nghị định số 62/1999/NĐ-CP ngày 31/7/1999 Chính phủ việc Ban hành Quy chế phân lũ, chậm lũ thuộc hệ thống sơng Hồng để bảo vệ an tồn cho Thủ đô Hà Nội Nguyễn Tiền Giang, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên-ĐHQGHN, “Tổng hợp, phân tích tài liệu có lũ lụt thành phố Hà Nội”, năm 2011 Quyết định số 105/2002/QĐ-BNN ngày 19/11/2002 Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp phát triển nông thơn việc ban hành Quy trình vận hành hệ thống cơng trình thủy lợi sơng Nhuệ Quyết định số 80/2007/QĐ-TTg ngày 01/06/2007 Thủ tướng phủ về: Việc ban hành Quy trình vận hành liên hồ chứa thuỷ điện Hồ Bình, Tun Quang, Thác Bà mùa lũ hàng năm Quyết định số 92/2007/QĐ-TTg ngày 31/7/2007 Thủ tướng phủ việc phê duyệt Quy hoạch phịng, chống lũ hệ thống sơng Hồng, sơng Thái Bình, năm 2007 Quyết định số 937/QĐ-TTg ngày 1/7/2009 Thủ tướng phủ việc phê duyệt Quy hoạch tiêu nước hệ thống sông Nhuệ Quyết định số 198QĐ-TTg ngày 10/02/2011 Thủ tướng phủ về: Việc ban hành Quy trình vận hành liên hồ chứa thuỷ điện Sơn La, Hồ Bình, Tun Quang, Thác Bà mùa lũ hàng năm Viện Nghiên cứu Thủy lợi, “Xây dựng quy trình vận hành liên hồ chứa sơng Đà, sơng Lơ đảm bảo an tồn chống lũ đồng Bắc Bộ an tồn cơng trình có hồ Thác Bà, Hịa Bình, Tun Quang”, Báo cáo tổng hợp dự án, năm 2007 86 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 10 Viện Quy hoạch Thủy lợi, “Tính tốn thủy lực cân nước mùa lũ mùa kiệt hệ thống sông Hồng – sơng Thái Bình”, Báo cáo chun đề khoa học đề tài KC-DL-94-15 năm 1996 11 Viện Quy hoach thủy lợi, “Quy hoach phịng chống lũ đồng sơng Hồng”, Báo cáo tóm tắt dự án năm 2001 12 Viện Quy hoạch Thủy lợi, “Quy hoạch thủy lợi lưu vực sông Đáy, giai đoạn 1998 – 2010”, Báo cáo tóm tắt, năm 2002 13 Viện Quy hoạch Thủy lợi, “Quy hoạch thủy lợi hệ thống thủy lợi sông Nhuệ”, báo cáo tổng hợp năm 2007 14 Viện Quy hoạch Thủy lợi, “Tính tốn quy hoạch tiêu”, Báo cáo Dự án Quy hoạch thủy lợi hệ thống sông Nhuệ năm 2007 15 Viện Quy hoạch Thủy lợi, “Tính tốn thủy lực”, Báo cáo Dự án Rà sốt quy hoạch thủy lợi sơng Nhuệ năm 2007 16 Viện Quy hoạch Thủy lợi, “Nghiên cứu quy hoạch hành lang lũ tồn tuyến sơng Hồng”, Báo cáo tổng hợp năm 2007 17 Viện Quy hoạch Thủy lợi, “Quy hoạch phòng, chống lũ chi tiết tuyến sơng có đê địa bàn thành phố Hà Nội”, Báo cáo tổng hợp dự án năm 2008 18 Viện Quy hoạch Thủy lợi, “Quy hoạch chống lũ chi tiết tuyến sơng có đê địa bàn thành phố Hà Nội đến năm 2020” , báo cáo dự án năm 2010 19 Vụ Tài Chính Kế tốn – Thống kê – Bộ Thủy Lợi, “Phịng chống lụt bão Việt Nam 1890-1990” Nhà xuất giới, Hà Nội 1994 87 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... gây ngập lụt Hà Nội có khoảng 20 người chết, thiệt hại khoảng 3.000 tỷ đồng Luận văn ? ?Nghiên cứu áp dụng mơ hình MIKE FLOOD để khoanh vùng nguy ngập lụt cho địa bàn thành phố Hà Nội? ?? hình thành. .. GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Phùng Đức Chính NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG MƠ HÌNH MIKE FLOOD ĐỂ KHOANH VÙNG NGUY CƠ NGẬP LỤT CHO ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI Chuyên ngành: Thủy văn. .. 30 Hình 2.1 Sơ đồ bước khoanh vùng nguy ngập lụt phương pháp sử dụng đồ địa hình, địa mạo 37 Hình 2.2 Khoanh vùng nguy ngập lụt sử dụng mô hình dịng chảy chiều 38 Hình 2.3 Khoanh vùng