Untitled ������������� � � � ������ ��������������������������� ���� ���� M�t s� phương pháp xây d ng b�n ñ� ng p lũ t�nh Long An trong ñi�u ki�n bi�n ñ i khí h u và m c nư�c bi!n dâng • Nguy�n H�ng Q[.]
M t s phương pháp xây d ng b n ñ ng p lũ t nh Long An ñi u ki n bi n đ i khí h u m c nư c bi!n dâng • Nguy n H ng Quân Vi n Môi trư ng Tài nguyên, ðHQG-HCM (Bài nh n ngày 21 tháng 01 năm 2013, hoàn ch nh s a ch a ngày 22 tháng 05 năm 2013) TĨM T T: hình 1-2 chi u Mike Flood cho ñ a bàn t nh Vi c xây d ng b n ñ ng p lũ có th Long An, tác gi trình bày m!t ưu, ñư c th c hi n b ng nhi u phương pháp c ñi m ñ!c bi t ñ tin c y c a khác nhau, GIS mơ hình hố có phương pháp T đó, tác gi s* trình bày th coi phương pháp đư c s# thách th c hi n vi c xây d ng b n d ng Mơ hình địi h i nhi u ngu n l c ñ ng p lũ, vi c tích h p đ y ñ cho k t qu chi ti t so v i cơng trình thu l i (ví d đê, c ng, tr+), kh phương pháp GIS Trên s đánh giá v ng phó ñi u ki n hi n t i phương pháp ñang s# d ng hi n ñ tương lai vào k t qu tính tốn, mơ xây d ng b n ñ ng p l t cho t nh ð ng ph ng có th coi nh+ng thách th c tiêu B ng Sông C#u Long nói chung t nh Long bi u An nói riêng vi c áp d ng phương pháp GIS, Mơ hình chi u ISIS, mơ T khóa: B n đ ng p l t, ðBSCL, GIS, Long An, Mơ hình tốn GI I THI U K(ch b n qu c gia v bi n ñ&i khí h u c a Vi t Nam cho th y, ñi u ki n bi n ñ&i khí h u m c nư c bi n dâng đ n 2100 theo k(ch b n cao có th lên ñ n 100cm [1] ðây m i lo ng i ñ n thay ñ&i di n bi n ng p l%t xâm nh p m n ðBSCL Bên c nh lo ng i v nh hư ng c a s gia tăng phát tri n phía thư ng lưu có th làm thay đ&i dịng ch y v ðBSCL làm nh hư ng đ n ñi u ki n s n xu t ñ ng b ng V i tình tr ng này, xác đ(nh cơng vi c c% th ch n l a k(ch b n BðKH, m c nư c bi n dâng, ñánh giá h qu tr c ti p c a t" có k ho ch ng phó, xây d ng chi n lư c phát tri n b n v ng nông nghi p thích ng, di cư lao đ ng nh m gi m thi u nguy h i ñ n ñ i s ng ngư i dân, nh m ñánh giá nh ng nh hư ng c a BðKH ñ n tài nguyên môi trư ng, kinh t xã h i v.v h t s c c n thi t c p bách Xây d ng b n ñ ng p l%t theo k(ch b n tương lai có th coi m t n i dung không th thi u công tác k(ch b n phát tri n kinh t - xã h i Bài báo t&ng quan v m t s phương pháp áp d%ng xây d ng b n đ ng p lũ có th áp d%ng cho t)nh Long An m t s t)nh khác khu v c ðBSCL, GIS mơ hình hố có th coi phương pháp đư c s- d%ng Mơ hình địi h i nhi u ngu n l c cho k t qu chi ti t so v i phương pháp GIS Trên s ñánh giá v phương pháp ñang s- d%ng hi n ñ xây d ng b n ñ ng p l%t cho t)nh ðBSCL vi c áp d%ng phương pháp GIS, Mô hình chi u ISIS, mơ hình 1-2 chi u Mike Flood cho ñ(a bàn t)nh Long An, tác gi ñã trình bày m t ưu, c ñi m ñ c bi t ñ tin c y c a phương pháp T" đó, khó khăn hi n vi c xây d ng b n đ ng p lũ, vi c tích h p đ y đ cơng trình thu0 l i (ví d% đê, c ng, tr ), kh thích nghi c a xã h i ñi u ki n hi n t i tương lai vào k t qu tính tốn, mơ ph ng có th coi nh ng thách th c tiêu bi u PHƯƠNG PHÁP XÂY D NG B N ð NG P L T Cơ s d li u xây d ng b n ñ ng p l t Tùy thu c vào t"ng phương pháp mà yêu c u m c ñ chi ti t c a s d li u khác nhau, có th k đ n m t s d li u quan tr ng c n ph i có bao g m: Mơ hình s đ cao khu v c: Mơ hình s đ cao cung c p cao đ đ(a hình tồn khu v c D li u đ cao có th d ng ô lư i vuông (grid) hay d ng ña giác (TIN, vector) Ngu n d li u ñ xây d ng mơ hình s đ cao có th t" b n đ đ(a hình, t" nh vi n thám t" nh v tinh (SRTM, ASTER, SPOT), nh ch%p t" máy bay (không nh, Lidar), hay t" s li u cao ñ ñư c thu th p t" phương pháp d3n truy n cao ñ truy n th ng ho c hi n đ i (ví d%: DGPS – Differential Global Positioning system) Mơ hình s đ cao có th mơ hình s đ(a hình (Digital Elevation Model) hay mơ hình s đ(a v t (DSM – Digital Surface Model) [2] S li u ñi u tra v t lũ khu v c S li u khí tư ng, th y văn (m c nư c, lưu lư ng), d li u đ(a hình ñáy sông S li u liên quan ñ n công trình th y l i (đê bao, c ng, đ p, ch a …) Các b n đ phân b s- d%ng ñ t, s h t ng Phương pháp ñi u tra, k t h!p GIS Trên s kh o sát khu v c, ñi u tra cao đ , v( trí v t lũ t" xác đ(nh vùng ng p b ng phương pháp n i suy khơng gian Sau đó, k t h p v i s li u t" mô hình s đ cao đ xây d ng b n ñ phân vùng ng p l%t Trong ñi u ki n khơng có s li u kh o sát, ñ i v i m t s khu v c ven bi n, ñ xây d ng b n ñ ng p nư c bi n dâng, m t s tác gi ch ng l p tr c ti p mơ hình s đ cao m c nư c bi n ñ xây d ng b n ñ phân vùng ng p l%t [3] (ví d%: Ph n m m SIMCLIM cho phép th c hi n cơng tác s tích h p k(ch b n nư c bi n dâng) Phương pháp vi"n thám Phương pháp vi n thám thư ng ch) ñư c áp d%ng ñ xây d ng b n ñ ng p lũ ñã x y kh Tư li u nh vi n thám có th g m nh v tinh ch đ ng (ví d% nh radar), nh máy bay đư c ghi nh n th i ñi m ng p l%t Sau s, đư c x- lý khoanh vùng ng p Tương t phương pháp ñi u tra, GIS, sơ s k t h p mô hình s đ cao, s li u quan tr c m c nư c khu v c, ta có th xây d ng b n ñ phân vùng ng p l%t Phương pháp mơ hình Mơ hình th y l c chi u k t h p GIS Phương pháp mơ hình chi u k t h p GIS ñư c áp d%ng theo bư c Bư c 1: Xây d ng mơ hình th y l c chi u cho m ng sông su i, dịng ch y khu v c Mơ hình c n đư c ki m đ(nh v i s li u th c ño Bư c 2: N i suy k t qu tính tốn cao đ m c nư c t" mơ hình th y l c vào mơ hình s đ cao M t s mơ hình chi u đư c áp d%ng r ng rãi hi n t i vùng ðBSCL ñ xây d ng b n ñ ng p l%t MIKE [4], ISIS [5], VRSAP [6], HydroGIS [7] Mô hình th y l c chi u Mơ hình th y l c 1/2 chi u ñư c s- d%ng có th bao g m mơ hình chi u (full 2D) cho toàn b khu v c ng p l%t hay k t h p mô ph ng th y l c chi u cho dòng ch y sông mô ph ng chi u nư c sông tràn b (1/2D) Thi t l p mơ hình chi u địi h i s li u chi ti t mơ hình m t chi u (ví d% ngồi mơ hình s đ(a hình, c'n ph i có mơ hình s đ(a v t) Tuy nhiên, vi c xây d ng b n đ phân vùng ng p l%t, mơ hình chi u cho k t qu chi ti t mơ hình m t chi u b n đ phân b v n t c dòng ch y, b n ñ c nh báo vùng nguy hi m (v n t c dịng ch y x đ sâu) ph%c v% cơng tác phịng ch ng thi t h i lũ gây M t s mơ hình chi u ñư c áp d%ng r ng rãi hi n MIKE 21, MIKE FLOOD (tích h p MIKE 21, MIKE 11), SOBEK, TELMAC K#T QU Cơ s d li u xây d ng b n ñ ng p l t t nh Long An T)nh Long An n m khu v c ñ(a lý chuy n ti p t" ðông Nam b sang Tây Nam b , v"a n m khu v c Tây Nam b , đ ng b ng sơng C-u Long (ðBSCL), v"a thu c Vùng kinh t tr ng m phía Nam (VKTTðPN) Phía ðơng giáp v i TP.HCM; phía B c giáp v i t)nh Tây Ninh Vương qu c Camphuchia v i ñư ng biên gi i dài 137,7 km, v i hai c-a kh'u Bình Hi p (M c Hóa) Tho Mo (ð c Hu ); phía Tây giáp v i t)nh ð ng Tháp phía Nam giáp v i t)nh Ti n Giang Di n tích t nhiên c a tồn t)nh 4.492,397 km2, b ng 1,43% so v i di n tích c nư c 11,78% so di n tích c a vùng ðBSCL Hàng năm lũ thư ng ñ& v huy n phía B c thu c khu v c ð ng Tháp Mư i, b t ñ u t" ñ u ho c trung tu n tháng kéo dài ñ n tháng 11 Trong th i gian mưa t p trung v i lư ng cư ng ñ l n nh t năm gây khó khăn cho s n xu t đ i s ng Lũ ñ n t)nh Long An ch m m c ng p khơng sâu đ u ngu n th i gian ngâm lũ lâu Long An ch(u nh hư ng c a ch ñ bán nh t tri u không ñ u c a bi n ðơng qua c-a sơng Sồi % R p Th i gian ngày tri u 24 gi 50 phút, m t chu kỳ tri u 13 ÷ 14 ngày Vùng ch(u nh hư ng c a tri u nhi u nh t huy n phía Nam qu c l 1A, nơi nh hư ng m n t" ÷ tháng năm Tri u bi n ðông t i c-a sơng Sồi R p có biên đ l n t" 3,5 ÷ 3,9m, xâm nh p vào sâu n i ñ(a v i cư ng ñ tri u m nh nh t mùa khô nư c b& sung đ u ngu n cho sơng Vàm C ðơng Vàm C Tây r t Biên ñ tri u c c ñ i tháng t" 217 ÷ 235 cm t i Tân An t" 60 ÷ 85 cm t i M c Hóa Cơ s d li u ph%c v% cho vi c xây d ng b n ñ ng p l%t cho ñ(a bàn t)nh Long An bao g m: Mơ hình s ñ cao ñư c xây d ng t" b n ñ t) l 1: 5.000 cho toàn b t)nh S li u tr m khí tư ng – th y văn ñ(a bàn t)nh khu v c lân c n Các l p b n ñ th y h , đ(a hình, giao thơng, s- d%ng đ t … Tồn b d li u khơng gian ñư c qu n lý b ng ph n m m ARCGIS 10.0 Phương pháp vi"n thám Tư li u ñư c s- d%ng nh radar thu nh n t i th i ñi m hai năm 2000 2007 [8] B ng 1: Lo i hình đ c tính nh radar đư c sd%ng [8] B c m Ngày thu nh n ð phân gi i không gian (m) RADASAT - 11/09/2000 50 RADASAT - 25/09/2000 50 18/09/2007 150 23/10/2007 150 27/11/207 150 ENVISAT ASAR WS ENVISAT ASAR WS ENVISAT ASAR WS Ghi Th i ñi Th i ñi Th i ñi Th i ñi Th i ñi m m m m m Quy trình x- lý nh radar ñ xây d ng b n ñ ng p lũ k t qu xây d ng b n ñ phân vùng ng p lũ t)nh Long An đư c th hi n hình đư c th hi n hình Hình 1: Quy trình rút trích vùng ng p lũ t" nh radar (hình trái) b n ñ ng p lũ t)nh Long An t i năm 2000, 2007 [8] Phương pháp GIS M t ñ c trưng r t quan tr ng c a t)nh Long An vai trò c a n ñê bao vi c ngăn lũ, đ c bi t huy n phía ðơng Nam (C n ðư c, C n Giu c) Vi c xây d ng b n ñ ng p lũ b ng phương pháp GIS (áp d%ng cho huy n C n Giu c) bao g m bư c: D a s li u cao trình m c nư c lũ năm 2000 t i tr m th y, h i văn g n khu v c nghiên c u, n i suy cao trình m c nư c lũ ñ(a bàn huy n C n Giu c theo m c nư c bi n dâng:1 m; 1,2 m; 1,6 m; 1,8 m; m; 2,2 m Hi u ch)nh mơ hình s đ cao huy n C n Giu c (DEM): D a s li u đê, đư ng giao thơng, sơng, h , kênh , r ch, c ng, ñ p thu th p đư c s- d%ng cơng c% ph n m m ArcGIS Desktop 10 hi u ch)nh, b& sung ñư ng bao (tuy n ñư ng, cao trình) l p DEM K t h p l p cao trình m c nư c lũ ñã xây d ng bư c l p mơ hình s đ cao (DEM1) đ xây d ng k(ch b n ng p ! Hình 2: Chi t tách l p thơng tin đê bao (hình trái) k t qu phân vùng ng p theo k(ch b n cao trình đ)nh lũ 1.6, 1.8, 2, 2.2 m (hình ph i) Phương pháp mơ hình Mơ hình chi u k t h p GIS Mơ hình chi u ISIS đư c s- d%ng đ tính tốn th y l c [5] K t qu tính tốn th y l c cho tồn vùng ðBSCL đư c ch ng v i mơ hình s ñ cao 5x5m (ñ(a bàn t)nh Long An) ñ xây d ng b n ñ phân vùng ng p l%t Mơ hình ISIS đư c xây d ng ki m ñ(nh cho trư ng h p lũ năm 2000 Vi c tính tốn, phân vùng ng p lũ nh hư ng BðKH, MNBD ñư c th c hi n theo k(ch b n sau biên thư ng lưu h lưu khác Hình 3: Phân vùng ng p l%t t)nh Long An cho tr n lũ 2000 (hình trái), k(ch b n BðKH, MNBD (hình ph i) Mơ hình chi u k t h p GIS Mơ hình 1, hi u MIKE FLOOD (MIKE 11, MIKE 21) đư c ng d%ng đ tính toán th y l c xây d ng b n ñ phân vùng ng p l%t cho khu v c huy n C n Giu c Do khu v c C n Giu c khơng có s li u ño th y văn.Vi c xây d ng ñi u ki n biên mơ hình đư c chi t tách t" k t qu mơ hình ISIS, đư c trình bày m%c 3.4.1 Sơ đ tích h p MIKE 11, 21 k t qu tính tốn cho k(ch b n BðKH MNBD khu v c huy n C n Giu c đư c trình bày hình ArcView Grid Data [m] 1180000 1175000 1170000 1165000 1160000 670000 680000 690000 Above 9.6 8.8 - 9.6 8.0 - 8.8 7.2 - 8.0 6.4 - 7.2 5.6 - 6.4 4.8 - 5.6 4.0 - 4.8 3.2 - 4.0 2.4 - 3.2 1.6 - 2.4 0.8 - 1.6 0.0 - 0.8 -0.8 - 0.0 -1.6 - -0.8 Below -1.6 Hình 4: Tích h p mơ hình MIKE 11, MIKE 21 (hình trái), k t qu tính tốn vùng ng p l%t (hình ph i) TH O LU N VÀ K#T LU N Phương pháp vi n thám: Cho k t qu tương ñ i khách quan, nhanh v vùng ng p lũ kh Tuy nhiên, cơng tác x- lý địi h i phài có ki n th c chuyên sâu v k* thu t vi n thám địi h i có s ki m đ(nh k t qu Khơng th d báo cho tương lai xa Phương pháp GIS: Cho k t qu tương ñ i nhanh, sau chu'n b( s d li u t t Tuy nhiên, v3n h n ch áp d%ng ñ i v i nh ng vùng có ch đ th y l c ph c t p, nh ng vùng có nhi u tương tác c a ngư i (ñê bao, c ng, đ p …) Mơ hình th y l c chi u k t h p GIS: ðư c s- d%ng ph& bi n Tuy nhiên, vai trò c a khu ch a, ñê bao vùng ng p lũ v3n chưa ñư c th hi n mơ hình Ngo i ra, nghiên c u chi ti t tác đ ng c a cơng trình th y l i ñ i v i m t khu v c c% th , phương pháp có nh ng h n ch nh t đ(nh [9] Mơ hình th y l c 1, chi u cho k t qu tính tốn chi ti t Tuy nhiên, đ i v i mơ hình địi h i ph i chu'n b( d li u chi ti t, th i gian tính tốn lâu C i thi n t c đ máy tính sd%ng mơ hình b ng k* thu t tính tốn b c cao (high performance computing) hay tính tốn song song (parallel computing) đ nâng cao hi u qu mơ hình Cơ s d li u xây d ng b n ñ phân vùng ng p l%t vùng ðBSCL: Hi n nay, h th ng b n ñ n n đ(a hình, th y văn b n t0 l 1/5000 theo h t a ñ Qu c gia VN-2000 ph trùm 13 t)nh đ ng b ng sơng C-u Long đư c th c hi n khn kh& D án “Xây d ng s d li u h th ng thơng tin đ(a hình – th y văn b n ph%c v% phòng ch ng lũ l%t phát tri n kinh t – xã h i đ ng b ng sơng C-u Long”, có th coi CSDL ph%c v% xây d ng b n ñ phân vùng ng p l%t t t nh t có đư c Tuy nhiên, d li u m t c t sơng v3n cịn chưa đư c đ ng b m c dù kh bi n ñ&i lòng d3n nh ng năm qua r t cao Bên c nh đó, s li u tr m th y văn vùng v3n h n ch d3n ñ n ñ tin c y c a s li u phương pháp tính tốn v3n m t nh ng tr ng i l n nh t hi n Bài báo th hi n m t s k t qu ñư c th c hi n khn kh& đ tài nghiên c u khoa h c “Nghiên c u tác ñ ng c a bi n đ&i khí h u, m c nư c bi n dâng ñ n s h t ng, phát tri n kinh t - xã h i t)nh Long An ñ xu t gi i pháp ng phó” ðây ch) k t qu bư c ñ u c a ñ tài nên cịn có nh ng h n ch nh t ñ(nh Tuy nhiên, m%c tiêu c a báo nh m t&ng h p m t s phương pháp nh m xây d ng b n ñ ng p l%t Bài báo ñã cung c p m t s ưu c ñi m c a phương pháp làm s cho vi c th o lu n nh m ch n l a phương phương pháp s- d%ng thích h p " Some methods on flood inudation mappings for Long An province under climate change and sea level rise • Nguyen Hong Quan Institute for Environment and Resources, VNU-HCM ABSTRACT: Mapping flood inundation can be done by different methods, of which GIS analysis and flood modeling can be considered as the most popular ones The modeling approach often requires more data but produce more detail results comparing to the GIS Based on the assessment of current applied methods for building flood inundation map in the Mekong delta provinces in general and Long An in particular as well as based on some recent results of using GIS, D ISIS model and 1-2D Mike Flood model applied in Long An province, the author show advantages as well as disadvantages of each methods and especially the results’ confidence As the result, the author presents some challenges in mapping flood inundation maps under climate change and sea level rise Integrating hydraulic construction (e.g dyke, sluice, storage areas) and adaptation measures in the current and future in the analysis are typical challenges Key word: Mekong delta, Flood map, GIS, Long An province, Modeling TÀI LI U THAM KH O [1] [2] [3] Vi n Khí tư ng, Th y văn Môi trư ng, B Tài Nguyên Môi Trư ng, K ch b n bi n ñ i khí h u, nư c bi n dâng cho Vi t Nam, (2012) Nguy n H ng Quân ng d ng mơ hình s đ cao qu n lý tài nguyên môi trư ng nư c T p chí Khí Tư ng – Th y Văn, 7/2007 World Bank Policy Research Working Paper 4136, February 2007 “The Impact of Sea Level Rise on Developing Countries: A Comparative Analysis” # [4] Tô Quang To n, Tăng ð c Th ng (2012) Ng p lũ tri u bi n dâng đ ng b ng sơng C-u Long b i c nh bi n đ&i khí h u m t s gi i pháp thích ng T p chí KH&CN Th y l i [5] Van, T P D., I Popescu, A van Grienven, D Solomatine, N.H Trung and A Green (2012), A study of the climate change impacts on fluvial flood propagation in the Vietnamese Mekong Delta Hydrol Earth Syst Sci Discuss., 9, 7227 - 7270, doi: 10.5194/hessd-9-7227-2012 [6] Nguy n T t ð c (2005), Mơ hình tốn cho dịng ch y ch t lư ng nư c h th ng kênh sông, NXB Nông nghi p [7] Nguy n H u Nhân (2005) The Integrated model HydroGis for modelling/predicting Flood and Mass Transport and its Applications in River Deltas of Viet Nam Proc of the 38th International Workshop of Typhoon committee ESCAP/WMO on 1419 Nov, Hanoi, Vietnam [8] B7NG 8NH V9 TINH NĂM 2000 VÀ 2007” thu c ñ tài “Nghiên c u tác ñ ng c a bi n ñ&i khí h u, m c nư c bi n dâng ñ n s h t ng, phát tri n kinh t - xã h i t)nh Long An ñ xu t gi i pháp ng phó”, 2011 [9] Tô Trung Nghĩa, Nguy n Huy Phương, Ph m Gia Khánh ng d ng c a mơ hình thu l c chi u công tác quy ho ch qu n lý vùng ng p lũ – gi m nh thiên tai Lâm ð o Nguyên, báo cáo chuyên ñ “XÁC ð4NH CÁC VÙNG NG5P LŨ $ ... tháng 11 Trong th i gian mưa t p trung v i lư ng cư ng ñ l n nh t năm gây khó khăn cho s n xu t ñ i s ng Lũ ñ n t)nh Long An ch m m c ng p khơng sâu đ u ngu n th i gian ngâm lũ lâu Long An ch(u... báo nh m t&ng h p m t s phương pháp nh m xây d ng b n ñ ng p l%t Bài báo ñã cung c p m t s ưu c ñi m c a phương pháp làm s cho vi c th o lu n nh m ch n l a phương phương pháp s- d%ng thích h p... inudation mappings for Long An province under climate change and sea level rise • Nguyen Hong Quan Institute for Environment and Resources, VNU-HCM ABSTRACT: Mapping flood inundation can be done by different