Ứng dụng mô hình thủy lực 12 chiều Mike Flood mô phỏng mức độ ngập lụt khu vực hạ lưu sông Ba và đề xuất các biện pháp quản lý lũ

Ứng dụng mô hình thủy lực 12 chiều Mike Flood mô phỏng mức độ ngập lụt khu vực hạ lưu sông Ba và đề xuất các biện pháp quản lý lũ, Ứng dụng mô hình thủy lực 12 chiều Mike Flood mô phỏng mức độ ngập lụt khu vực hạ lưu sông Ba và đề xuất các biện pháp quản lý lũ, Ứng dụng mô hình thủy lực 12 chiều Mike Flood mô phỏng mức độ ngập lụt khu vực hạ lưu sông Ba và đề xuất các biện pháp quản lý lũ, Ứng dụng mô hình thủy lực 12 chiều Mike Flood mô phỏng mức độ ngập lụt khu vực hạ lưu sông Ba và đề xuất các biện pháp quản lý lũ,

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM KHOA KHÍ TƯỢNG, THỦY VĂN & BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU - - NGUYỄN HỮU TUẤN ỨNG DỤNG MÔ HÌNH THỦY LỰC - CHIỀU MIKE FLOOD MƠ PHỎNG MỨC ĐỘ NGẬP LỤT KHU VỰC HẠ LƯU SÔNG BA VÀ ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP QUẢN LÝ LŨ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ THỦY VĂN Mã ngành: 52440224 TP HỒ CHÍ MINH – 12/2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG TP.HCM KHOA KHÍ TƯỢNG, THỦY VĂN & BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU - - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ THỦY VĂN ỨNG DỤNG MƠ HÌNH THỦY LỰC - CHIỀU MIKE FLOOD MÔ PHỎNG MỨC ĐỘ NGẬP LỤT KHU VỰC HẠ LƯU SÔNG BA VÀ ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP QUẢN LÝ LŨ Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Tuấn MSSV: 0350050051 Khóa: 2014 - 2018 Giảng viên hướng dẫn: TS Cấn Thu Văn TP HỒ CHÍ MINH – 12/2018 LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng em, số liệu, nội dung nghiên cứu kết trình bày đồ án trung thực chưa công bố cơng trình khác Các số liệu, tài liệu thu thập từ nguồn khác có ghi rõ phần tài liệu tham khảo, có trích dẫn có ghi rõ nguồn gốc Em xin chịu hồn tồn trách nhiệm có vi phạm liên quan đến vấn đề quyền đạo văn TP.HCM, tháng 12 năm 2018 Sinh viên thực Nguyễn Hữu Tuấn i LỜI CẢM ƠN Đồ án tốt nghiệp “Ứng dụng mơ hình thủy lực - chiều MIKE FLOOD mô mức độ ngập lụt khu vực hạ lưu sông Ba đề xuất biện pháp quản lý lũ” hồn thành khoa Khí tượng – Thủy văn Biến đổi khí hậu, Trường Đại học Tài nguyên Môi trường TPHCM, hướng dẫn TS Cấn Thu Văn Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy dạy dỗ, hướng dẫn tận tình giúp đỡ em suốt trình học tập nghiên cứu hoàn thiện đồ án Em xin chân thành cảm ơn tất Thầy, Cơ Bộ mơn Thủy văn, Khoa Khí tượng – Thủy văn, Trường Đại học Tài nguyên Môi Trường, Bộ Tài nguyên Môi trường tạo điều kiện thuận lợi cho em học tập hoàn thành tốt đồ án Em xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè, người thân người động viên, ủng hộ, tạo điều kiện thuận lợi cho em phát huy khả năng, tập trung học tập nghiên cứu Trong trình học tập, nghiên cứu làm đồ án tốt nghiệp tránh khỏi sai sót hạn chế thời gian, kiến thức Em mong nhận đóng góp ý kiến, nhận xét phê bình quý báu từ thầy cô bạn bè để đồ án em hồn thiện giúp em có định hướng nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn! TP.HCM, tháng 12 năm 2018 Sinh viên thực Nguyễn Hữu Tuấn ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH vii DANH MỤC BẢNG ix MỞ ĐẦU CHƯƠNG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1.1 Vị trí địa lý 1.1.2 Đặc điểm địa hình 1.1.3 Đặc điểm thổ nhưỡng 1.1.4 Đặc điểm thực vật 11 1.1.5 Đặc điểm mạng lưới sông suối 15 1.2 ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG – KHÍ HẬU 17 1.2.1 Chế độ gió 17 1.2.2 Hướng gió 17 1.2.3 Tốc độ gió 18 1.2.4 Bão áp thấp nhiệt đới 18 1.2.5 Chế độ nhiệt 19 1.2.6 Chế độ nắng 21 1.2.7 Đặc điểm mưa 21 1.2.8 Đặc điểm bốc tiềm 24 1.2.9 Đặc điểm thủy văn 25 iii 1.3 ĐẶC ĐIỂM DÂN SINH,KINH TẾ - XÃ HỘI 29 1.3.1 Tổ chức hành lưu vực sơng Ba 29 1.3.2 Đặc điểm dân số 29 1.3.3 Đặc điểm kinh tế 29 1.3.4 Đặc điểm du lịch 30 1.4 MỤC TIÊU CHUNG CÔNG TÁC PHỊNG CHỐNG LŨ HẠ LƯU SƠNG BA 30 1.4.1 Tình hình ngập lụt 30 1.4.2 Thiệt hại ngập lụt 31 1.4.3 Hiện trạng công trình phịng chống lũ tiêu úng 33 1.4.4 Mục tiêu phòng chống lũ lưu vực 33 1.4.5 Phương án quy hoạch phòng chống lũ 34 CHƯƠNG 36 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA MƠ HÌNH 36 2.1 TỔNG QUAN CÁC MƠ HÌNH THỦY VĂN THỦY LỰC ĐANG SỬ DỤNG HIỆN NAY 36 2.1.1 Mơ hình tốn thủy văn 36 2.1.2 Mơ hình thủy lực 40 2.2 LỰA CHỌN MƠ HÌNH DIỄN TỐN 46 2.2.1 Lựa chọn mơ hình thủy văn 46 2.2.2 Lựa chọn mơ hình thủy lực 46 2.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT MƠ HÌNH 47 2.3.1 Mơ hình mưa rào – dịng chảy (MIKE NAM) 47 2.3.2 Mơ hình MIKE 11 55 2.3.3 Mơ hình MIKE 21 61 2.3.4 Mơ hình MIKE FLOOD 64 2.3.5 Chỉ tiêu đánh giá mô hình 67 iv CHƯƠNG 70 ÁP DỤNG MƠ HÌNH MIKE FLOOD MƠ PHỎNG MỨC ĐỘ NGẬP LỤT HẠ LƯU SÔNG BA 70 3.1 PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN NGHIÊN CỨU 70 3.1.1 Phạm vi nghiên cứu 70 3.1.2 Phương pháp tiếp cận nghiên cứu 70 3.2 CÁC TÀI LIỆU ĐƯỢC SỬ DỤNG 72 3.2.1 Tài liệu địa hình 72 3.2.2 Tài liệu thủy văn 75 3.2.3 Tài liệu điều tra vết lũ X/1993 75 3.2.4 Tài liệu hiệu chỉnh kiểm định mơ hình 76 3.3 ÁP DỤNG MƠ HÌNH MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY LŨ TỪ MƯA VỀ HẠ LƯU SƠNG BA 77 3.3.1 Thiết lập mơ hình chiều MIKE 11 77 3.3.2 Kết mô hiệu chỉnh mơ hình MIKE NAM 80 3.3.3 Thiết lập biên cho mơ hình MIKE 11 85 3.3.4 Kết hiệu chỉnh mô MIKE 11 86 3.3.5 Thiết lập mơ hình hai chiều MIKE 21 90 3.3.6 Thiết lập mô hình MIKE FLOOD 93 CHƯƠNG 97 ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ NGẬP LỤT HẠ LƯU SÔNG BA 97 4.1 ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH NGẬP LỤT HẠ LƯU SÔNG BA 97 4.1.1 Nhận xét trận lũ mô kiểm định 97 4.1.2 Kết mực nước TP Tuy Hòa 103 4.1.3 Sự khác hai mô hình 1D 2D 106 4.2 ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP QUẢN LÝ LŨ HẠ LƯU LƯU VỰC SÔNG BA 107 v 4.2.1 Các mục tiêu công tác quản lý lũ 107 4.2.2 Các biện pháp quản lý lũ 108 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO 112 PHỤ LỤC .PL.1 Phụ lục 1: Số liệu trận lũ XII/1986 PL.1 Phụ lục 2: Số liệu trận lũ XI/1988 PL.6 Phụ lục 3: Số liệu trận lũ X/1993 PL.13 vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Bản đồ lưu vực sơng Ba Hình 1.2: Bản đồ địa hình lưu vực sông Ba Hình 1.3: Bản đồ thổ nhưỡng lưu vực sông Ba 10 Hình 1.4: Bản đồ thủy hệ lưu vực sơng Ba 10 Hình 1.5: Sơ đồ vùng hạ lưu sông Ba từ Củng Sơn đến cửa Đà Rằng 17 Hình 1.6: Bản đồ đường trung bình bão 1976 - 2002 19 Hình 1.8: Bản đồ đẳng trị lượng mưa năm lưu vực sơng Ba 22 Hình 1.7: Bản đồ phân bố lượng mưa theo mùa 23 Hình 1.9: Bản đồ mơ đun dịng chảy năm lưu vực sơng Ba 27 Hình 2.1: Cấu trúc mơ hình NAM 49 Hình 2.2: Sơ đồ sai phân điểm Abbott 58 Hình 2.3: Sơ đồ sai phân điểm Abbott mặt phẳng x ̴ t 58 Hình 2.4: Sơ đồ sai phân điểm Abbott cho phương trình liên tục 59 Hình 2.5: Sơ đồ sai phân điểm cho phương trình động lượng 61 Hình 2.6: Sơ đồ kết nối chuẩn 66 Hình 2.7: Sơ đồ kết nối hai bên 66 Hình 2.8: Sơ đồ kết nối cơng trình 67 Hình 3.1: Sơ đồ phác họa phạm vi nghiên cứu thủy lực hạ lưu sông Ba 70 Hình 3.2: Sơ đồ khối tính tốn độ sâu ngập vùng hạ lưu 71 Hình 3.3: Mặt cắt ngang điển hình sơng Ba 73 Hình 3.4: Ảnh đồ số độ cao khu vực nghiên cứu 74 Hình 3.5: Hình ảnh đập dâng Đồng Cam 75 Hình 3.6: Sơ đồ minh họa vị trí điều tra vết lũ tháng 10/1993 76 Hình 3.7: Hình ảnh phạm vi mô hạ lưu sông Ba ảnh vệ tinh 77 Hình 3.8: Mạng sơng tính toán Mike 11 78 Hình 3.9: Đặc trưng mặt cắt mạng sơng tính tốn 78 Hình 3.10: Sơ đồ khối xây dựng mơ hình MIKE 81 Hình 3.11: Biểu đồ lưu lượng Củng Sơn thực đo tính tốn 12/1986 81 Hình 3.12: Biểu đồ lưu lượng Củng Sơn thực đo tính tốn 11/1988 82 vii Hình 3.13: Biểu đồ lưu lượng Củng Sơn thực đo tính tốn 10/1993 82 Hình 3.14: Trọng số mưa lưu vực Củng Sơn theo phương pháp Theisson 84 Hình 3.15: Sơ đồ khối xây dựng mơ hình MIKE 11 85 Hình 3.16: Biểu đồ mực nước thực đo tính toán trận lũ X/1993 Phú Lâm 87 Hình 3.17: Biểu đồ mực nước kiểm định Phú Lâm trận lũ XI/1988 89 Hình 3.18: Biều đồ mực nước thực đo tính tốn Phú Lâm với trận lũ XII/1986 90 Hình 3.19: Phạm vi nghiên cứu mơ hình chiều 91 Hình 3.20: Bản đồ cao độ số Bathymetry 92 Hình 3.21: Sơ đồ kết nối mơ hình MIKE FLOOD 94 Hình 4.1: Bản đồ độ sâu ngập hạ lưu sông Ba trận lũ X/1993 97 Hình 4.2: Bản đồ độ sâu ngập lớn TP Tuy Hòa trận lũ X/1993 98 Hình 4.3: Bản đồ độ sâu ngập hạ lưu sông Ba trận lũ XI/1988 101 Hình 4.4: Bản đồ độ sâu ngập lớn TP Tuy Hịa trận lũ XI/1988 101 Hình 4.5: Bản đồ độ sâu ngập hạ lưu sông Ba trận lũ XII/1986 102 Hình 4.6: Bản đồ độ sâu ngập lớn TP Tuy Hịa trận lũ XII/1986 102 Hình 4.7: Vị trí trích xuất tương ứng vệ tinh 104 Hình 4.8: Kết mực nước TP Tuy Hòa trận lũ XI/1988 105 Hình 4.9: Kết mực nước TP Tuy Hòa trận lũ X/1993 106 Hình 4.10: Mơ hình quản lý lũ 108 viii