Ứng dụng mô hình mike flood đánh giá dự báo ngập lụt tại khu vực quận 1 thành phố hồ chí minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI LÊ LƯƠNG KỲ TƯỜNG ỨNG DỤNG MƠ HÌNH MIKE FLOOD ĐÁNH GIÁ, DỰ BÁO NGẬP LỤT TẠI KHU VỰC QUẬN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI LÊ LƯƠNG KỲ TƯỜNG ỨNG DỤNG MƠ HÌNH MIKE FLOOD ĐÁNH GIÁ, DỰ BÁO NGẬP LỤT TẠI KHU VỰC QUẬN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Chuyên ngành: Kỹ thuật cấp thoát nước Mã số: 8580213 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS ĐOÀN THU HÀ LỜI CAM ĐOAN Họ tên: Lê Lương Kỳ Tường MSHV: 182804022 Lớp: 26CTN21-CS2 Chuyên ngành: Kỹ thuật cấp thoát nước Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tác giả Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả luận văn Lê Lương Kỳ Tường LỜI CÁM ƠN Tác giả xin trân trọng cám ơn thầy, cô đồng nghiệp phòng Đào tạo Đại học Sau đại học đóng góp ý kiến cho việc soạn thảo tài liệu Hướng dẫn trình bày Luận văn thạc sĩ Các bạn học viên Trường Đại học Thủy lợi Cơ sở nói chung bạn lớp 26CTN21-CS2 nói riêng động viên, giúp đỡ suốt q trình học tập hồnthành luậnvăn ĐặcbiệtlàPGSTS.ĐồnThuHàlàngườiThầyđãđịnhhướngvàchỉdẫn.Kếtquảđạt đượctrongluậnvănnàylànhữngkiếnthứckhoahọcqbáumà cơđãdànhnhiềuthời gian tâm huyết để hướng dẫn, bảo suốt thời gian hồn thànhluậnvăn CáccánbộcủaphịngQuảnlývậnhànhhệthốngThốtnướcmưa,CơngtyTNHHMột thành viên Thốt nước thị Thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện giúp đỡ suốt trình thực luận văn củamình MỤC LỤC DANH MỤC CÁCHÌNHẢNH v DANH MỤCBẢNGBIỂU viii DANH MỤC CÁC TỪVIẾTTẮT .ix MỞĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀNGHIÊNCỨU 1.1 Tổng quan nghiên cứu đánh giá, dự báo ngập lụt đô thị trênthếgiới 1.2 Tổng quan nghiên cứu đánh giá, dự báo ngập lụt đô thịtrongnước 1.3 Tổng quan khu vựcnghiêncứu 10 1.4 Hiện trạng đặc điểm ngập lụt khu vựcnghiêncứu .21 KẾT LUẬNCHƯƠNG1 .24 CHƯƠNG - CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THIẾT LẬP MƠ HÌNH MIKE FLOOD CHOKHU VỰCNGHIÊNCỨU 25 2.1 Phân tích lựa chọnmơhình 25 2.1.1 Các mơ hình trênthếgiới 25 2.1.2 Lựa chọnMikeFlood 29 2.1.3 Lý thuyết hoạt động mơ hìnhMikeFlood 34 2.2 Phương phápnghiêncứu 43 2.2.1 Phương phápkếthừa 43 2.2.2 Phương pháp khảo sátthựcđịa 43 2.2.3 Phương pháp tổng hợp, thống kê phân tíchsốliệu 43 2.2.4 Phương pháp chuyên gia kết hợp điều tracộngđồng 44 2.3 Cơ sở liệu đầu vào cho mơ hình xây dựng kịch bảntínhtốn 45 2.3.1 Dữ liệu hệ thốngthốtnước 45 2.3.2 Dữ liệuđịahình 47 2.3.3 Dữliệumưa-triều 51 2.3.4 Dữ liệu thực đongậplụt 58 KẾT LUẬNCHƯƠNG2 59 3.1 Kết hiệu chỉnh mơhình 60 3.2 Kết kiểm định mơhình .65 3.3 Kết mô ngập lụt khu vực nghiên cứu theo cáckịchbản 68 3.4 Phân tích đánh giákếtquả .72 3.4.1 Phân tích kết kịch bảnthựcđo 72 3.4.2 Phân tích kết kịch giảđịnh 75 3.5 Một số giải phápđềxuất 78 KẾT LUẬNCHƯƠNG3 80 KẾT LUẬN VÀKIẾNNGHỊ .82 TÀI LIỆUTHAMKHẢO 85 PHỤLỤC 87 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Bản đồ Thành phố HồChíMinh 12 Hình 1.2 Bản đồQuận .13 Hình 1.3 Địa hình Thành phố HồChíMinh 14 Hình 1.4 Bản đồ sơng rạchQuận1 18 Hình 1.5 Khu trung tâm Quận nhìn từ phía Quận vàobanđêm .19 Hình 1.6 Tình trạng ngập lụt diễn TP HồChíMinh 21 Hình 1.7 Biểu đồ thống kê số vị trí ngập nước quận trung tâm quậnngoại vi thuộc khu vực Tp.Hồ Chí Minh năm 2003 đếnnăm2011 22 Hình 2.1 Cấu trúc mơhìnhNAM 25 Hình 2.2 Cấu trúc mơ hìnhTANKđơn .27 Hình 2.3 Mơ dịng chảy mơ hình HEC–RAS 28 Hình 2.4 Cấu trúc mơ hìnhMike Urban 35 Hình 2.5 Cấu trúc mơ hìnhMike Flood 36 Hình 2.6 Hố ga trongMikeUrban-Mouse 37 Hình 2.7 Mơ nước chảy tronghốga 38 Hình 2.8 Mặt cắt cống khai báo trongmơ hình 39 Hình 2.9 Dịng chảy lưu trongtrongcống 39 Hình 2.10 Phân loại loại lưu vực phương pháp Time – AreaMethod(A) .42 Hình 2.11 Hình dạng đường cong T-A ứng với mỗilưuvực .42 Hình 2.12 Sơ đồ khung đánh giá, dự báo ngập lụt mơ hìnhMike Flood 44 Hình 2.13 Bản đồ hệ thống nước Quận 1, Tp.HồChíMinh .46 Hình 2.14 Bản đồ giao thơng Quận 1, Tp.HồChíMinh 47 Hình 2.15 Bản đồ phân bố dân cư quận 1, Tp.HồChíMinh 48 Hình 2.16 Bản đồ độ cao số Quận (DEM 5mx5m), Tp.HồChíMinh 49 Hình 2.17 Hình ảnh minh hoạ bước xử lý liệu địa hình ArcGis Mike(DHI) 50 Hình 2.18 Đường biểu diễn IDF cho Thành Phố HồChí Minh 53 Hình 2.19 Biểu thị biểu đồ trình mưa cácđườngcong 54 Hình 2.20 Biểu đồ mưa thiết kế với chu kì lặp lại2năm 57 Hình 2.21 Biểu đồ mưa thiết kế với chu kì lặp lại20năm 57 Hình 3.1 Lưu lượng lớn tạo thành lưu vực sau khihiệuchỉnh 61 Hình 3.2 Các đoạn cống có mực nước cao bất thường trước khihiệuchỉnh 62 Hình 3.3 Các đoạn cống hiệu chỉnh tiếtdiệnngang 62 Hình 3.4 Kết mực nước cao hầm ga đường Mai Thị Lựu trận mưangày26.9.2016 63 Hình 3.5 Trắc dọc mực nước cao tuyến cống đường Mai Thị Lựu trận mưa ngày26.9.2016 63 Hình 3.6 Kết mực nước cao hầm ga đường Nguyễn Thị Minh Khaitrận mưangày26.9.2016 64 Hình 3.7 Trắc dọc mực nước cao tuyến cống đường Nguyễn Thị Minh Khaitrận mưangày26.9.2016 64 Hình 3.8 Kết mực nước cao hầm ga đường Mai Thị Lựu trận mưangày15.9.2015 66 Hình 3.9 Trắc dọc mực nước cao tuyến cống đường Mai Thị Lựu trận mưa ngày15.9.2015 66 Hình 3.10 Kết mực nước cao hầm ga đường Nguyễn Cư Trinh trậnmưangày15.9.2015 67 Hình 3.11 Trắc dọc mực nước cao tuyến cống đường Nguyễn Cư Trinh trậnmưangày15.9.2015 67 Hình 12 Kết lưu lượng lớn tiểu lưu vực quận thành phố Hồ ChíMinh với mưa thiết kế2năm .69 Hình 3.13 Kết mực nước cao tuyến cống thoát nước quận - thànhphố Hồ Chí Minh với mưa thiết kế2 năm .69 Hình 3.14 Kết mực nước cao hố ga thu nước Quận - thành phố HồChí Minh với mưa thiết kế2năm 70 Hình 3.15 Kết lưu lượng lớn tiểu lưu vực quận TP.Hồ Chí Minh vớimưa thiết kế20 năm 70 Hình 3.16 Kết mực nước cao tuyến cống nước quận TP HồChí Minh với mưa thiết kế20năm 71 Hình 3.17 Kết mực nước cao hố ga thu nước quận TP Hồ Chí Minhvới mưa thiết kế20năm 71 Hình 3.18 Kết diễn biến lưu lượng lưu vực trận mưangày26.9.2016 .72 Hình 3.19 Kết lưu lượng qua đường cống tuyến đường Mai Thị Lựu(26.9.2016) 72 Hình 3.20 Kết lưu lương qua đường cống tuyến đường Nguyễn Thị MinhKhai(26.9.2016) 73 Hình 3.21 Kết diễn biến lưu lượng lưu vực trận mưangày15.9.2015 .74 Hình 3.22 Kết lưu lượng qua đường cống tuyến đường Mai Thị Lựu(15.9.2015) 74 Hình 3.23 Kết lưu lượng qua đường cống tuyến đường Nguyễn Cư Trinh(15.9.2015) 75 Hình 3.24 Kết diễn biến lưu lượng lưu vực trận mưa thiết kế với chu kìlặp lại2năm 75 Hình 3.25 Kết lưu lượng qua đường cống tuyến đường Mai Thị Lựu với trậnmưa thiết kế thời kì lặp lại2năm .76 Hình 3.26 Kết lưu lượng qua đường cống tuyến đường Nguyễn Thị MinhKhai với trận mưa thiết kế thời kì lặp lại2năm 76 Hình 3.27 Kết diễn biến lưu lượng lưu vực trận mưa thiết kế với chu kìlặp lại20năm 77 Hình 3.28 Kết lưu lượng qua đường cống tuyến đường Tôn Thất Tùng vớitrận mưa thiết kế thời kì lặp lại20năm 77 Hình 3.29 Kết lưu lượng qua đường cống tuyến đường Lê Lai với trận mưathiết kế thời kì lặp lại20năm 78 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Dữ liệu nhiệt độ khu vực Quận TP HồChí Minh .15 Bảng 1.2 Dữ liệu lượng mưa Quận TP HồChíMinh .16 Bảng 1.3 Thống kê điểm ngập khu vựcQuận1 23 Bảng 2.1 Hằng số đặc trưng TP Hồ Chí Minh ứng với thời kìlặplại .52 Bảng 2.2 Bảng tính lượng mưa thiết kế theothờiđoạn .55 Bảng 2.3 Bảng liệu thực đomưa,triều 58 Bảng 3.1 Số liệu tổng lượng mưa mực nước triều 4kịchbản 60 Bảng 3.2 So sánh kết trạng tính tốn ngập trậnmưa26.9.2016 65 Bảng 3.3 Bảng so sánh kết trạng tính tốn ngập trận mưa 15.9.201568