1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN BAN QUẢN LÝ DỰ ÁN 11 -P04-VIE ----------------- DỰ ÁN NGHIÊN CỨU THUỶ TAI DO BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG THÔNG TIN NHIỀU BÊN THAM GIA NHẰM GIẢM THIỂU TÍNH DỄ BỊ TỔN THƯƠNG Ở BẮC TRUNG BỘ

1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN BAN QUẢN LÝ DỰ ÁN 11 -P04-VIE ----------------- Dự án NGHIÊN CỨU THUỶ TAI DO BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG THÔNG TIN NHIỀU BÊN THAM GIA NHẰM GIẢM THIỂU TÍNH DỄ BỊ TỔN THƯƠNG Ở BẮC TRUNG BỘ VIỆT NAM (CPIS ) Mã số: 11 P04 VIE ( Thuộc Chương trình thí điểm hợp tác nghiên cứu Việt Nam - Đan hạch 2012 -2015 ) BÁO CÁO K ẾT QUẢ THỰC HIỆN NĂM 2012 -2013 Nội dung 1 1: Báo cáo phát triển mô hình thủy lực tích hợp 1 -D, 2-D cho bãi bồi ở lưu vực sông Cả Nhóm nghiên cứu : WP4 C hủ dự án : Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Giám đốc dự án : GS TS Phan Văn Tân Những người thực hiện: Trưởng nhóm: PGS TS Trần Ngọc Anh Các thành viên: ThS Hoàng Thái Bình 2 MỤC LỤC I MỞ ĐẦU 3 II PHẦN 1 GIỚI THIỆU VỀ LƯU VỰC VÀ HỆ THỐNG THỦY VĂN 4 1 1 Giới thiệu khu vực nghiên cứu và hệ thống thủy văn 4 1 2 Chế độ thủy văn khu vực nghiên cứu 5 1 2 1 Lưới trạm thủy văn 5 1 2 2 Dòng chảy năm 5 1 2 3 Chế độ dòng chảy lũ 5 1 3 Đặc điểm lũ lụt 8 III PHẦN 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH 0 2 1 Lựa chọn mô hình 0 2 2 Giới thiệu mô hình 0 IV PHẦN 3 THU THẬP SỐ LIỆU 6 3 1 Tài liệu địa hình 6 3 2 Tài liệu hiện trạng các công trình chống lũ 6 V PHẦN 4 THIẾT LẬP MIỀN TÍNH 9 4 1 Thiết lập miền tính mô hình MIKE 21FM 9 4 2 Kết nối mô hình 1 - 2 chiều trong MIKE FLOOD 9 VI KẾT LUẬN 12 VII TÀI LIỆU THAM KHẢO 13 3 M Ở ĐẦ U Hệ thống sông Lam là một hệ thống sông lớn ở vùng Bắc Trung Bộ Tổng diện tích mặt bằng lưu vực 27 200km 2 Trong đó phần diện tích nằm trên đất Cộng hoà Dân chủ Nhân dân Lào là 9 470km 2 Sông Lam gồm nhiều nhánh sông nhỏ nhập lưu như sông Hiếu, sông Giăng, sông La (bao gồm Ngàn Sâu, Ngàn Phố) Vùng hưởng lợi từ hệ thống sông và cũng là vùng chịu tác hại của nguồn nước sông Lam nằm chủ yếu ở hạ du sông thuộc địa bàn của hai tỉnh Nghệ An và Hà Tĩnh Mọi hoạt động tác động đến dòng chảy sông Lam ở phía thượng nguồn đều có ảnh hưởng nhất định đến vùng hưởng lợi ở hạ du sông Mặc dù diện tích lưu vực sông Lam rất lớn, nguồn nước khá dồi dào Trung bình một năm sông Lam tải ra biển một tổng lượng từ 21 - 23 tỷ m 3 /năm, nhưng phía hạ du sông trong mùa kiệt lại không đủ nước đáp ứng cho nhu cầu phát triển kinh tế hiện tại cũng như trong tương lai do phân phối dòng chảy trong năm rất thiên lệch Trong ba tháng mùa lũ tổng lượng dòng chảy chiếm tới 15 - 16 tỷ m 3 , mực nước các sông phần hạ du liên tục dâng cao gây khó khăn cho công tác chống lũ và tiêu thoát nội đồng Hiện tượng biến đổi khí hậu càng làm trầm trọng hơn bức tranh lũ lụt của khu vực nghiên cứu Tần suất xuất hiện các trận mưa lớn ngày càng nhiều với diễn biến phức tạp và liên tục vượt lịch sử gây nên những bất lợi xấu nhất cho người dân trên lưu vực sông Lam Chuyên đề này với mục tiêu xây dựng mạng thủy lực 2 chiều cho lưu vực sông Lam nhằm mục đích kết nối mô hình này với mô hình thủy động lực 1 chiều tính toán tính toán mức độ ngập lụt khu vực nghiên cứu Chuyên đề được thực hiện trong khuôn khổ của đề tài “ Nghiên cứu thủy tai do BĐKH và xây dựng hệ thống thông tin nhiều bên tham gia nhằm giảm thiểu tính dễ tổn thương ở Bắc trung bộ Việt Nam (CPIS) ’ Mã số 11 P04 VIE 4 PH Ầ N 1 GI Ớ I THI Ệ U V Ề LƯU VỰC VÀ HỆ TH Ố NG TH ỦY VĂN 7 2 Gi ớ i thi ệ u khu v ực nghiên cứu và hệ th ố ng th ủy văn Hệ thống sông Lam do dòng chính sông Lam và các sông nhánh tạo thành Dòng chính công Cả bắt nguồn từ vùng núi Mường Khút, Mường Lập, cao (1 800 - 2 000) m trên lãnh thổ nước Lào Ở đây, sông Lam do 2 sông Nậm Nơn và Nậm Mô hợp thành Sau đó, sông Lam theo hướng tây bắc - đông nam chảy vào lãnh thổ Việt Nam tại Keng Du thuộc địa phận huyện Kỳ Sơn tỉnh Nghệ An, rồi tiếp tục chảy qua các huyện Tương Dương, Con Cuông, Anh Sơn, Thanh Chương, Nam Đàn, Hưng Nguyên, thành phố Vinh rồi đổ ra vịnh Bắc Bộ tại cửa Hội Dòng chính sông Lam dài 531 km, trong đó có 361 km trong lãnh thổ nước ta Lưu vực hệ thống sông Lam có dạng thon dài với độ rộng trung bình lưu vực khoảng 89 km, độ cao trung bình lưu vực 294 m, độ dốc trung bình lưu vực 18,3% và mật độ lưới sông 0,60 km/km2 Diện tích lưu vực 27 200 km2, trong đó 9 470 km 2 ở Lào và 17 730 km 2 (65,2%) ở Việt Nam Sông Lam có những nhánh sông chính như: Nậm Mô (F=3 930 km 2 ), Huổi Nguyên (F=800 km 2 ), Khe Choang (F=431 km 2 ), sông Hiếu (F=5 340 km 2 ), sông Giăng (F=1 050 km 2 ), Ngàn Sâu (F=2 310 km 2 ), Rào Cái (F=500 km 2 ) Nhìn chung, lưới sông phát triển tương đối đều trong lưu vực Trên phần lưu vực sông Lam thuộc lãnh thổ nước ta, tính đến nay đã xây dựng 660 hồ chứa loại vừ và nhỏ, 341 đạp dâng, 556 trạm bơm, 2 hệ thống thuỷ nông Hình 1 1 Sơ đồ lưu vực sông Lam 5 7 3 Ch ế độ th ủy văn khu vực nghiên cứ u Lướ i tr ạ m th ủy văn Trong lưu vực sông Lam, một số trạm khí tượng thuỷ văn được xây dựng khá sớm vào đầu thập niên 20 của thế kỷ trước, nhưng trong thời kỳ kháng chiến chống Pháp (1946 -1954) hầu hết các trạm này phải ngừng hoạt động Từ sau năm 1955, nhất là vào các thập niên 60 và 70, hàng loạt trạm khí tượng thuỷ văn đã được xây dựng, tính đến nay có 12 trạm khí tượng, 100 trạm đo mưa và 37 trạm thuỷ văn đã và đang hoạt động thuộc lưới trạm khí tượng thuỷ văn do Bộ Tài Nguyên và Môi Trường quản lý Ngoài ra, còn có một số trạm khí tượng thuỷ văn do một số ngành và địa phương quản lý Trong số các trạm thuỷ văn có 17 trạm đo lưu lượng, 11 trạm đo cát bùn lơ lửng Tuy nhiên, vào các thập niên 70 - 80 của thế kỷ 20, nhiều trạm thuỷ văn đã ngừng hoạt động Tính đến những năm gần đây, trong lưu vực chỉ còn 20 trạm thuỷ văn đang hoạt động, trong đó có 7 trạm đo lưu lượng và cát bùn lơ lửng Nhìn chung, chất lượng số liệu khí tượng thuỷ văn là tin cậy Dòng chảy năm Cũng như lượng mưa năm, dòng chảy năm phân bố không đều trong lưu vực, từ dưới 20 l/s km 2 đến hơn 80 l/s km 2 ở sườn phía đông dãy Trường Sơn Bắc ( hình 1 5 ) Tổng lượng dòng chảy năm của hệ thống sông Lam khoảng 23,1 km 3 trong đó từ Lào chảy vào 4,45 km 3 và được hình thành ở Việt Nam 18,6 km 3 (chiếm 80,5%) Mức bảo đảm nước trong 1 năm trên 1 km 2 diện tích khoảng 849 103 m 3 /km 2 và cho 1 người trong năm 2005 khoảng 5 320 m 3 /người (chỉ tính lượng nước được sinh ra trong lãnh thổ Việt Nam) Ch ế độ dòng chả y lũ Nếu như trên sông Hồng ở Bắc Bộ mùa lũ bắt đầu từ tháng VI và kết thúc vào tháng X, lũ lớn nhất năm thường xuất hiện vào tháng VII, VIII thì mùa lũ trên lưu vực sông Lam tại hạ du bắt đầu từ tháng VI và kết thúc vào tháng XI Lũ lớn xuất hiện tập trung vào tháng IX, X chậm hơn so với Bắc Bộ 1 tháng Tuy nhiên khả năng xuất hiện lũ lớn vào các tháng trong năm ở từng vùng cũng khác nhau Vùng thượng nguồn sông Lam lũ lớn nhất trong năm xuất hiện vào tháng VIII chiếm 52,9%, tháng IX là 23,5%, tháng X, XI không xuất hiện lũ lớn nhất trong năm Tại Dừa vùng trung lưu sông Lam cơ hội xuất hiện lũ lớn nhất vào tháng VIII chỉ còn 17,2% và vào tháng X tăng lên tới 31% Vùng hạ du sông Lam tại Yên Thượng cơ hội xuất hiện lũ lớn nhất năm đạt 15% vào tháng VIII, 45% vào tháng IX và 25% vào tháng X Vùng lưu vực sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu cơ hội này vào tháng VIII giảm nhỏ hẳn mà tập trung vào tháng IX, X và trong tháng XI Do mức độ tập trung lũ và khả năng xảy ra lũ lớn nhất ở các vùng không đồng nhất đã phần nào giảm bớt được nguy cơ gây lũ lớn ở hạ du vào các năm Tuy nhiên có những năm do mưa bão lớn trên diện rộng lũ đặc biệt lớn ở dòng chính gặp lũ lớn ở các sông nhánh ở hạ du vẫn gây nên lũ lịch sử ở hạ du sông Lam Diễn biến lũ trong năm: Vào đầu mùa mưa tháng V, VI do hoạt động mạnh của gió Tín Phong Bắc Bán Cầu và gió mùa Tây Nam thường gây nên lũ tiểu mãn trong vùng tuy nhiên lũ tiểu mãn không kéo dài, lượng lũ không lớn nhưng cường suất lũ lên nhanh cũng gây tổn thất nặng nề cho vùng bãi ven sông như trận lũ tháng V/1989 Lũ trên sông Lam tại Nam Đàn mực nước đạt 7,17m trên báo động 2, lưu lượng ở Yên Thượng đạt 3 720m 3 /s gần lưu lượng lũ trung bình nhiều năm Tại Sơn Diệm trận lũ tiểu mãn này đã tạo nên con lũ lịch sử 6 về Qmax, Qmax = 4 400 m 3 /s với Mmax = 5,53 m 3 /s km 2 gây xói lở nghiêm trọng trong vùng hạ du sông Ngàn Phố Bắt đầu từ tháng VII, VIII trở đi khi mà các hoạt động của các hình thế thời tiết gây mưa lớn xảy ra liên tiếp đặc biệt là ảnh hưởng của bão vào Bắc Bộ vùng Ninh Bình, Thanh Hoá anh hùng vào thượng nguồn lưu vực sông Lam gây lũ lớn như tháng VII/1963, thán g VII/1971 và đặc biệt là trận lũ tháng VIII/1973 gây lũ lịch sử tại Cửa Rào ở hạ du Mực nước bắt đầu dâng cao đưa lũ thượng nguồn dồn về, mực nước cao nhất tháng tại Nam Đàn là trận lũ tháng VIII/1963, 8,04m tháng VIII/1973 Bắt đầu vào tháng IX, X khi mà các nhiễu động thời tiết trở nên mạnh mẽ, hoạt động của bão tăng lên, nhiều trận bão trực tiếp đổ bộ hoặc ảnh hưởng gián tiếp đến vùng gây nên những đợt mưa có cường độ lớn trên diện rộng và kéo dài Đặc biệt bão tan thành áp thấp di chuyển lên phía Bắc gặp khối không khí lạnh tăng cường gây nên lượng mưa lớn toàn vùng như đợt mưa tháng X/1988 gây lũ lớn ở thượng, hạ du sông Lam hoặc bão liên tiếp đổ bộ vào trong 15 ngày cuối tháng IX/1978, 3 cơn bão số 6, 7, 8 đã đổ bộ vào lưu vực gây mưa đặc biệt lớn ở trung hạ lưu gây lũ lịch sử ở hạ du sông Lam Cường xuất lũ lên rất cao từ 1m/giờ các sông suối nhỏ (7  8)m/ngày ở các sông suối lớn Tốc độ dòng chảy lớn nhất ở dòng chính đạt 2  3m/s Do bão đổ bộ vào hạ du vùng ven biển, di chuyển dần lên thượng nguồn nên diện mưa lớn thường tập trung ở hạ du và trung lưu sông Lam Nước lũ thượng du tràn về góp phần nước lũ ở các sông nhánh trung hạ du đổ vào làm mực nước ở trung hạ du tăng nhanh đột ngột Thời gian truyền lũ ngắn lại trên các đoạn sông trung hạ du sông Lam Thời gian truyền lũ trung bình từ Đô Lương tới Yên Thượng là 12  18giờ nhưng trong trận lũ tháng IX/1978 thời gian truyền lũ rút ngắn lại chỉ còn 7  8 giờ Thời gian lũ lên nhanh 3  5 ngày ở các lưu vực sông lớn, một vài giờ ở lưu vực sông nhỏ Do mưa lớn dồn dập ảnh hưởng vào lưu vực Dạng quá trình lũ kép thường xuất hiện ở phía thượng nguồn sông Lam, sông Hiếu, sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu Càng về hạ du do bị điều tiết mạnh, phần những trận lũ đặc biệt lớn như trận lũ tháng IX/1978 bị vỡ đê Phượng Kỷ quá trình lũ bẹt ra, thời gian duy trì đỉnh lũ ở mực nước cao từ 3  5 giờ thời gian lũ kéo dài 15  20 ngày như các trận lũ lớn năm 1973, 1978, 1988 Số liệu quan trắc mực nước lũ trong vòng 40 năm trở lại đây cho thấy trên lưu vực các trận lũ lớn xảy ra ở dòng chính sông Lam là trận lũ 1954, 1973, 1978, 1988 trung bình cứ 9  10 năm lại xuất hiện những trận lũ lớn Thượng nguồn sông Lam tại Cửa Rào lưu lượng, mực nước lũ lớn nhất vào năm 1973 với Hmax = 57,3m; Qmax = 5 690m 3 /s, Mmax = 0,44 m 3 /s km 2 Từ Dừa trở về hạ du mực nước lũ lớn nhất xuất hiện trận lũ tháng IX/1978 với Hmax = 22,42m tại Đô Lương lớn hơn lũ năm 1954 là 0,14m Tại Nam đàn mực nước lũ thực đo là 9,76m, Chợ Tràng là 7,35m, Bến Thuỷ 5,68m vào ngày 29/XI, ngày 28/XI năm 1978 Mực nước lũ hoàn nguyên lũ tháng IX/1978 cao nhất tại Nam Đàn là 10,43m (29/IX/1978), 7,6m (29/IX/1978) tại Chợ Tràng, Bến Thủy là 6,16m (28/IX/1978), Linh Cảm là 8,05m (29/IX/1978) Các sông nhánh lớn của sông Lam mực nước lũ lớn nhất không xuất hiện đồng bộ với mực nước lũ ở dòng chính: sông Hiếu tại Quỳ Châu mực nước lũ lớn nhất xuất hiện là 80,54 (hay 88,54m) (tháng IX/1954), tại Nghĩa Đàn là 50,74m ngày 30/IX/1962) Trên sông Giăng mực nước lũ cao nhất vào tháng IX/1978 với Qmax = 5 150m 3 /s Trên sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu mực nước lũ cao nhất xảy ra vào năm 1960, 1978, 1988, 1989, Hmax tại Hoà Duyệt đạt 12,98m cao hơn Hmax tháng IX/1978 là 1,34m Trên sông Ngàn Phố tại Sơn Diệm mực nước lũ cao nhất đạt 15,82m ngày 20/IX/2002 cao hơn mực nước lũ lịch sử năm 1989 là 0,47m (H 1989 là 15,35 ngày 26/ /1989 sau đó là các 7 trận lũ tháng X/1988, Hmax = 15,05m (17/X/1978), 14,54m (X/1978) Nước lũ sông La tại Linh Cảm phụ thuộc vào lũ của sông Lam khi lũ sông Lam và sông La xảy ra đồng thời và lớn mặc dù lũ sông La ở thượng nguồn chưa đạt cực đại song mực nước lũ ở sông La tại Linh Cảm cũng rất cao đạt tới 7,95m trong trận lũ tháng IX/1978 Trong khi đó lũ tháng X/1960 ở sông Ngàn Sâu rất lớn, sông Ngàn Phố thuộc loại lớn nhưng bên sông Lam tại Nam Đàn chưa phải là lớn, mực nước lũ tại Linh Cảm chỉ ở mức 7,82m, lũ tháng IX/2002 cả hai sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu đều lớn Hmax = 7,71m (21/IX/2002) tại Linh Cảm Đặc biệt là trường hợp lũ lớn năm 1983 trên sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu khá lớn song lũ sông Lam tại Nam Đàn nhỏ, mực nước lũ ở Linh Cảm chỉ đạt 6,6m cao hơn mực nước lũ trung bình là 1,5m Tại Cửa Hội mực nước lũ còn phụ thuộc vào thuỷ triều, nước dâng do bão Những trận lũ lớn ở thượng nguồn đổ về gặp triều cường gây mực nước lớn ở Cửa Hội đạt 2,14m (28/IX/1978), 2,12m (16/X/1988) và 2,7m (IX/1954) Đặc biệt trường hợp nước dân do bão năm 1989 đã làm cho mực nước tại Cửa Hội đạt 4,86m (IX/1989) Bảng 1 3 Tần suất mực nước lũ lớn nhất hạ du sông Lam, sông La Tr¹m S«ng Hmax Cv Cs Hmax P Hmax (m) Th¸ng n¨m §« L-¬ng C¶ 15 55 0 36 0 72 21 7 5 19 4 5 18 4 5 17 2 6 20 14 10/198 8 Nam §μn C¶ 6 79 0 19 0 76 10 4 4 9 19 8 58 7 92 10 43 9/1978 Chî Trμng C¶ 3 91 0 25 1 1 7 74 6 25 5 56 4 82 7 6 9/1978 BÕn Thuû C¶ 2 92 0 24 1 39 6 58 5 08 4 4 3 71 6 16 9/1978 Cöa Héi C¶ 1 86 2 0 0 2 4 43 3 27 2 77 2 29 4 86 1989 Linh C¶m C¶ 5 1 0 20 0 93 8 49 7 21 6 62 5 96 8 05 9/1978 Bắt đầu vào tháng IX, X khi mà các hình thế thời tiết gây mưa hoạt động mạnh nhất là có nhiều trận bão đổ bộ trực tiếp vào miền Trung hoặc bão tan thành áp thấp di chuyển lên phía Bắc gặp không khí lạnh tăng cường đã gây ra những đợt mưa lớn như đợt mưa lũ tháng IX/1978 hoặc những đợt mưa dài ngày liên tục như đợt mưa tháng X/1988 đã làm cho mực nước lũ ở các sông suối lên nhanh, cường suất nước lũ đạt 1m/1giờ ở các sông suối nhỏ và đạt 7 - 8 m/ngày ở các sông lớn Tốc độ nước lũ ở dòng chính đạt từ 3 - 4 m /s Do bão đổ bộ vào vùng ven biển và di chuyển từ hạ du lên thượng nguồn cho nên nước lũ ở hạ du một phần do thượng nguồn đổ về, phần do nước lũ ở các sông tại đó dồn lại, mực nước ở hạ du sông Lam 8 lên rất nhanh thời gian truyền lũ thường rút ngắn lại như trong trận lũ tháng IX/1978, thời gian truyền lũ từ Dừa tới Đô Lương chỉ còn 2 giờ so với thời gian truyền lũ trung bình từ 4  8 giờ Thời gian truyền lũ từ Đô Lương tới Yên Thượng rút ngắn chỉ còn 7 giờ so với mức trung bình từ 12  18 giờ Thời gian lũ lên rất nhanh có thể kéo dài từ 3  5 ngày ở lưu vực lớn, một vài giờ ở lưu vực nhỏ Thời gian lũ xuống gấp 1 tới 5 lần thời gian lũ lên Đường quá trình lũ thường dạng lũ kép ở các vị trí thượng nguồn sông Lam, sông Hiếu, sông Ngàn Sâu, Ngàn Phố Càng v ề hạ du do bị điều tiết, do bị vỡ đê đường quá trình lũ càng bị bẹt ra Thời gian duy trì đỉnh lũ kéo dài từ 3  5 giờ, thời gian lũ xuống kéo dài từ 15  20 ngày ở các trận lũ lớn (đường quá trình lũ 1973, 1978, 1988) Số liệu mực nước lũ trên lưu vực chỉ có khoảng 30 năm lại đây Trên lưu vực lũ lớn xảy ra vào các năm 1954, 1973, 1978, 1988 trung bình cứ 9 - 10 năm lại xuất hiện một trận lũ lớn Bảng số 24 cho thấy ở thượng nguồn sông Lam mực nước lũ cao nhất xuất hiện vào năm 1973 với Hmax = 57,43m và Q max = 5 690 m 3 /s, mô số lưu lượng lớn là 0,44m 3 /s km 2 tại Cửa Rào Từ Dừa trở về mực nước lũ lớn nhất xuất hiện tháng IX/1978 với Hmax = 22,42m tại Dừa cao hơn mực nước lũ tháng IX/1954 là 0,14m Từ hạ lưu đập Đô Lương trở xuống mực nước lũ thực đo của năm 1978 cao hơn mực nước lũ thực đo năm 1954 tại Yên Thượng là 0,14m, Nam Đàn là 0,82m, Chợ Tràng là 1,05m; Bến Thuỷ là 1,47m Trận lũ tháng X/1988 cũng xảy ra rất lớn Mực nước lũ tại Dừa đạt 22,5m cao hơn mực nước lũ tháng IX/1978 là 0,08m Từ hạ lưu đập Đô Lương mực nước lũ thực đo tháng 10/1988 thấp hơn mực nước lũ thực đo tháng 9/1978 Tại Nam Đàn mực nước lũ đạt 9,53m ngày 19/X/1988 thấp hơn mực nước thực đo tháng IX/1978 là 0,23m, tại Bến Thuỷ Hmax = 5,32m thấp hơn mực nước lũ tháng IX/1978 là 0,36m Bản vẽ số 7,8 và bảng số cho biết đường quá trình lũ, trị số đặc trưng mực nước lũ của một số trận lũ lớn Trên sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu mực nước lũ của các năm 1960, 1978, 1988 cũng rất cao Trên sông Ngàn Sâu tại Hoà Duyệt mực nước lũ lớn nhất xuất hiện vào tháng 10/1960 với Hmax = 12,98m cao hơn mực nước lũ thực đo tháng 9/1978 là 1,34m và tháng 10/1988 là 1,70m, mực nước lũ tháng IX/2002 đạt 11,77 (ngày 22/IX/2002) Trên sông Ngàn Phố mực nước lũ lớn nhất tại Sơn Diệm là 15,82m ngày 20/X/2002 đạt mức lịch sử cao hơn mực nước lũ năm 1989 là 0,47m và mực nước lũ ở trận lũ tháng IX/1978 là 1,76m Nước lũ sông La tại Linh Cảm phụ thuộc không những vào nước lũ sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu mà còn phụ thuộc vào nước lũ sông Lam Khi nước lũ sông La và sông Lam xảy ra đồng thời, mặc dù lũ sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu chưa đạt tới trị số cực đại song mực nước lũ của sông La tại Linh Cảm cũng rất cao đó là trường hợp lũ năm 1978, mực nước thực đo lớn nhất tại Linh Cảm là 7,95m cao hơn mực nước lũ tháng 10/1960 là 0,13m Năm 1983 mực nước lũ của hai sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu khá cao chỉ thấp thua lũ tháng X/1960 nhưng mực nước lũ ở sông Lam không lớn nên mực nước lũ tại Linh Cảm chỉ đạt ở mức 6,61m Lũ lớn sông Lam trùng hợp với lũ lớn sông La thì mực nước lũ không những ở sông La lớn mà mực nước lũ ở hạ du cũng rất lớn 1 3 Đặc điểm lũ lụ t a) Di ễ n bi ế n 9 Nếu như trên sông Hồng ở Bắc Bộ mùa lũ bắt đầu từ tháng VI và kết thúc vào tháng X, lũ lớn nhất năm thường xuất hiện vào tháng VII, VIII thì mùa lũ trên lưu vực sông Lam tại hạ du bắt đầu từ tháng VI và kết thúc vào tháng XI Lũ lớn xuất hiện tập trung vào tháng IX, X chậm hơn so với Bắc Bộ 1 tháng Tuy nhiên khả năng xuất hiện lũ lớn vào các tháng trong năm ở từng vùng cũng khác nhau Vùng thượng nguồn sông Lam lũ lớn nhất trong năm xuất hiện vào tháng VIII chiếm 52,9%, tháng IX là 23,5%, tháng X, XI không xuất hiện lũ lớn nhất trong năm Tại Dừa vùng trung lưu sông Lam cơ hội xuất hiện lũ lớn nhất vào tháng VIII chỉ còn 17, 2% và vào tháng X tăng lên tới 31% Vùng hạ du sông Lam tại Yên Thượng cơ hội xuất hiện lũ lớn nhất năm đạt 15% vào tháng VIII, 45% vào tháng IX và 25% vào tháng X Vùng lưu vực sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu cơ hội này vào tháng VIII giảm nhỏ hẳn mà tập trung và o tháng IX, X và trong tháng XI Do mức độ tập trung lũ và khả năng xảy ra lũ lớn nhất ở các vùng không đồng nhất đã phần nào giảm bớt được nguy cơ gây lũ lớn ở hạ du vào các năm Tuy nhiên có những năm do mưa bão lớn trên diện rộng lũ đặc biệt lớn ở dòng chính gặp lũ lớn ở các sông nhánh ở hạ du vẫn gây nên lũ lịch sử ở hạ du sông Lam Diễn biến lũ trong năm: Vào đầu mùa mưa tháng V, VI do hoạt động mạnh của gió Tín Phong Bắc Bán Cầu và gió mùa Tây Nam thường gây nên lũ tiểu mãn trong vùng tuy nhiên lũ tiểu mãn không kéo dài, lượng lũ không lớn nhưng cường suất lũ lên nhanh cũng gây tổn thất nặng nề cho vùng bãi ven sông như trận lũ tháng V/1989 Lũ trên sông Lam tại Nam Đàn mực nước đạt 7,17m trên báo động 2, lưu lượng ở Yên Thượng đạt 3 720m 3 /s gần lưu lượng lũ trung bình nhiều năm Tại Sơn Diệm trận lũ tiểu mãn này đã tạo nên con lũ lịch sử về Q max , Q max = 4 400 m 3 /s với M max = 5,53 m 3 /s km 2 gây xói lở nghiêm trọng trong vùng hạ du sông Ngàn Phố Bắt đầu từ tháng VII, VIII trở đi khi mà các hoạt động của các hình thế thời tiết gây mưa lớn xảy ra liên tiếp đặc biệt là ảnh hưởng của bão vào Bắc Bộ vùng Ninh Bình, Thanh Hoá anh hùng vào thượng nguồn lưu vực sông Lam gây lũ lớn như tháng VII/1963, tháng VII/1971 và đặc biệt là trận lũ tháng VIII/1973 gây lũ lịch sử tại Cửa Rào ở hạ du Bắt đầu vào tháng IX, X khi mà các nhiễu động thời tiết trở nên mạnh mẽ, hoạt động của bão tăng lên, nhiều trận bão trực tiếp đổ bộ hoặc ảnh hưởng gián tiếp đến vùng gây nên những đợt mưa có cường độ lớn trên diện rộng và kéo dài Đặc biệt bão tan thành áp thấp di chuyển lên phía Bắc gặp khối không khí lạnh tăng cường gây nên lượng mưa lớn toàn vùng như đợt mưa tháng X/1988 gây lũ lớn ở thượng, hạ du sông Lam hoặc bão liên tiếp đổ bộ vào trong 15 ngày cuối tháng IX/1978, 3 cơn bão số 6, 7, 8 đã đổ bộ vào lưu vực gây mưa đặc biệt lớn ở trung hạ lưu gây lũ lịch sử ở hạ du sông Lam Cường xuất lũ lên rất cao từ 1m/giờ các sông suối nhỏ (7  8)m/ngày ở các sông suối lớn Tốc độ dòng chảy lớn nhất ở dòng chính đạt 2  3m/s Do bão đổ bộ vào hạ du vùng ven biển, di chuyển dần lên thượng nguồn nên diện mưa lớn thường tập trung ở hạ du và trung lưu sông Lam Nước lũ thượng du tràn về góp phần nước lũ ở các sông nhánh trung hạ du đổ vào làm mực nước ở trung hạ du tăng nhanh đột ngột Thời gian truyền lũ ngắn lại trên các đoạn sông trung hạ du sông Lam Thời gian truyền lũ trung bình từ Đô Lương tới Yên Thượng là 12  18giờ nhưng trong trận lũ tháng IX/1978 thời gian truyền lũ rút ngắn lại chỉ còn 7  8 giờ Thời gian lũ lên nhanh 3  5 ngày ở các lưu vực sông lớn, một vài giờ ở lưu vực sông nhỏ Do mưa lớn dồn dập ảnh hưởng vào lưu vực Dạng quá trình lũ kép thường xuất hiện ở phía thượng nguồn sông Lam, sông Hiếu, sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu Càng về hạ du do bị điều tiết mạnh, phần những trận lũ đặc biệt lớn như trận lũ tháng IX/1978 bị vỡ đê Phượng Kỷ quá trình lũ bẹt ra, thời gian duy trì đỉnh lũ ở mực nước cao từ 3  5 giờ thời gian lũ kéo dài 10 15  20 ngày như các trận lũ lớn năm 1973, 1978, 1988 Số liệu quan trắc mực nước lũ trong vòng 40 năm trở lại đây cho thấy trên lưu vực các trận lũ lớn xảy ra ở dòng chính sông Lam là trận lũ 1954, 1973, 1978, 1988 trung bình cứ 9  10 năm lại xuất hiện những trận lũ lớn Thượng nguồn sông Lam tại Cửa Rào lưu lượng, mực nước lũ lớn nhất vào năm 1973 với H max = 57,3m; Q max = 5 690m3/s, M max = 0,44 m 3 /s km 2 Từ Dừa trở về hạ du mực nước lũ lớn nhất xuất hiện trận lũ tháng IX/1978 với H max = 22,42m tại Đô Lương lớn hơn lũ năm 1954 là 0,14m Tại Nam đàn mực nước lũ thực đo là 9,76m, Chợ Tràng là 7,35m, Bến Thuỷ 5,68m vào ngày 29/XI, ngày 28/XI năm 1978 Mực nước lũ hoàn nguyên lũ tháng IX/1978 cao nhất tại Nam Đàn là 10,43m (29/IX/1978), 7,6m (29/IX/1978) tại Chợ Tràng, Bến Thủy là 6,16m (28/IX/1978), Linh Cảm là 8,05m (29/IX/1978) Các sông nhánh lớn của sông Lam mực nước lũ lớn nhất không xuất hiện đồng bộ với mực nước lũ ở dòng chính: sông Hiếu tại Quỳ Châu mực nước lũ lớn nhất xuất hiện là 80,54 (hay 88,54m) (tháng IX/1954), tại Nghĩa Đàn là 50,74m ngày 30/IX/1962) Trên sông Giăng mực nước lũ cao nhất vào tháng IX/1978 với Q max = 5 150m 3 /s Trên sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu mực nước lũ cao nhất xảy ra vào năm 1960, 1978, 1988, 1989, H max tại Hoà Duyệt đạt 12,98m cao hơn H max tháng IX/1978 là 1,34m Trên sông Ngàn Phố tại Sơn Diệm mực nước lũ cao nhất đạt 15,82m ngày 20/IX/2002 cao hơn mực nước lũ lịch sử năm 1989 là 0,47m (H 1989 là 15,35 ngày 26/ /1989 sau đó là các trận lũ tháng X/1988, H max = 15,05m (17/X/1978), 14,54m (X/1978) Nước lũ sông La tại Linh Cảm phụ thuộc vào lũ của sông Lam khi lũ sông Lam và sông La xảy ra đồng thời và lớn mặc dù lũ sông La ở thượng nguồn chưa đạt cực đại song mực nước lũ ở sông La tại Linh Cảm cũng rất cao đạt tới 7,95m trong trận lũ tháng IX/1978 Trong khi đó lũ tháng X/1960 ở sông Ngàn Sâu rất lớn, sông Ngàn Phố thuộc loại lớn nhưng bên sông Lam tại Nam Đàn chưa phải là lớn, mực nước lũ tại Linh Cảm chỉ ở mức 7,82m, lũ tháng IX/2002 cả hai sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu đều lớn H max = 7,71m (21/IX/2002) tại Linh Cảm Đặc biệt là trường hợp lũ lớn năm 1983 trên sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu khá lớn song lũ sông Lam tại Nam Đàn nhỏ, mực nước lũ ở Linh Cảm chỉ đạt 6,6m cao hơn mực nước lũ trung bình là 1,5m Tại Cửa Hội mực nước lũ còn phụ thuộc vào thuỷ triều, nước dâng do bão Những trận lũ lớn ở thượng nguồn đổ về gặp triều cường gây mực nước lớn ở Cửa Hội đạt 2,14m (28/IX/1978), 2,12m (16/X/1988) và 2,7m (IX/1954) Đặc biệt trường hợp nước dân do bão năm 1989 đã làm cho mực nước tại Cửa Hội đạt 4,86m (IX/1989) Bảng 1 - 3 : Tần suất mực nước lũ lớn nhất hạ du sông Lam, sông La Tr¹m Sôn g H max Cv Cs H max P H max (m) Th¸ng n¨m Đô Lương Lam 15 55 0 36 0 72 21 75 19 45 18 45 17 26 20 14 10/1988 Nam Đàn Lam 6 79 0 19 0 76 10 44 9 19 8 58 7 92 10 43 9/1978 Chợ Tràng Lam 3 91 0 25 1 1 7 74 6 25 5 56 4 82 7 6 9/1978 Bến Thủy Lam 2 92 0 24 1 39 6 58 5 08 4 4 3 71 6 16 9/1978 Cửa Hội Lam 1 86 2 0 0 2 4 43 3 27 2 77 2 29 4 86 1989 Linh Cảm La 5 1 0 20 0 93 8 49 7 21 6 62 5 96 8 05 9/1978 11 Bắt đầu vào tháng IX, X khi mà các hình thế thời tiết gây mưa hoạt động mạnh nhất là có nhiều trận bão đổ bộ trực tiếp vào miền Trung hoặc bão tan thành áp thấp di chuyển lên phía Bắc gặp không khí lạnh tăng cường đã gây ra những đợt mưa lớn như đợt mưa lũ tháng IX/1978 hoặc những đợt mưa dài ngày liên tục như đợt mưa tháng X/1988 đã làm cho mực nước lũ ở các sông suối lên nhanh, cường suất nước lũ đạt 1m/1giờ ở các sông suối nhỏ và đạt 7 - 8 m/ngày ở các sông lớn Tốc độ nước lũ ở dòng chính đạt từ 3 - 4 m /s Do bão đổ bộ vào vùng ven biển và di chuyển từ hạ du lên thượng nguồn cho nên nước lũ ở hạ du một phần do thượng nguồn đổ về, phần do nước lũ ở các sông tại đó dồn lại, mực nước ở hạ du sông Lam lên rất nhanh thời gian truyền lũ thường rút ngắn lại như trong trận lũ tháng IX/1978, thời gian truyền lũ từ Dừa tới Đô Lương chỉ còn 2 giờ so với thời gian truyền lũ trung bình từ 4  8 giờ Thời gian truyền lũ từ Đô Lương tới Yên Thượng rút ngắn chỉ còn 7 giờ so với mức trung bình từ 12  18 giờ Thời gian lũ lên rất nhanh có thể kéo dài từ 3  5 ngày ở lưu vực lớn, một vài giờ ở lưu vực nhỏ Thời gian lũ xuống gấp 1 tới 5 lần thời gian lũ lên Đường quá trình lũ thường dạng lũ kép ở các vị trí thượng nguồn sông Lam, sông Hiếu, sông Ngàn Sâu, Ngàn Phố Càng v ề hạ du do bị điều tiết, do bị vỡ đê đường quá trình lũ càng bị bẹt ra Thời gian duy trì đỉnh lũ kéo dài từ 3  5 giờ, thời gian lũ xuống kéo dài từ 15  20 ngày ở các trận lũ lớn (đường quá trình lũ 1973, 1978, 1988) Số liệu mực nước lũ trên lưu vực chỉ có khoảng 30 năm lại đây Trên lưu vực lũ lớn xảy ra vào các năm 1954, 1973, 1978, 1988 trung bình cứ 9 - 10 năm lại xuất hiện một trận lũ lớn Ở thượng nguồn sông Lam mực nước lũ cao nhất xuất hiện vào năm 1973 với H max = 57,43m và Q max = 5 690 m 3 /s, mô số lưu lượng lớn là 0,44m 3 /s km 2 tại Cửa Rào Từ Dừa trở về mực nước lũ lớn nhất xuất hiện tháng IX/1978 với H max = 22,42m tại Dừa cao hơn mực nước lũ tháng IX/1954 là 0,14m Từ hạ lưu đập Đô Lương trở xuống mực nước lũ thực đo của năm 1978 cao hơn mực nước lũ thực đo năm 1954 tại Yên Thượng là 0,14m, Nam Đàn là 0,82m, Chợ Tràng là 1,05m; Bến Thuỷ là 1,47m Trận lũ tháng X/1988 cũng xảy ra rất lớn Mực nước lũ tại Dừa đạt 22,5m cao hơn mực nước lũ tháng IX/1978 là 0,08m Từ hạ lưu đập Đô Lương mực nước lũ thực đo tháng 10/1988 thấp hơn mực nước lũ thực đo tháng 9/1978 Tại Nam Đàn mực nước lũ đạt 9,53m ngày 19/X/1988 thấp hơn mực nước thực đo tháng IX/1978 là 0,23m, tại Bến Thuỷ H max = 5,32m thấp hơn mực nước lũ tháng IX/1978 là 0,36m Trên sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu mực nước lũ của các năm 1960, 1978, 1988 cũng rất cao Trên sông Ngàn Sâu tại Hoà Duyệt mực nước lũ lớn nhất xuất hiện vào tháng 10/1960 với H max = 12,98m cao hơn mực nước lũ thực đo tháng 9/1978 là 1,34m và tháng 10/1988 là 1,70m, mực nước lũ tháng IX/2002 đạt 11,77 (ngày 22/IX/2002) Trên sông Ngàn Phố mực nước lũ lớn nhất tại Sơn Diệm là 15,82m ngày 20/X/2002 đạt mức lịch sử cao hơn mực nước lũ năm 1989 là 0,47m và mực nước lũ ở trận lũ tháng IX/1978 là 1,76m Nước lũ sông La tại Linh Cảm phụ thuộc không những vào nước lũ sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu mà còn phụ thuộc vào nước lũ sông Lam Khi nước lũ sông La và sông Lam xảy ra đồng thời, mặc dù lũ sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu chưa đạt tới trị số cực đại song mực nước lũ của sông La tại Linh Cảm cũng rất cao đó là trường hợp lũ năm 1978, mực nước thực đo lớn nhất tại Linh Cảm là 7,95m cao hơn mực nước lũ tháng 10/1960 là 0,13m Năm 1983 mực nước lũ của hai sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu khá cao chỉ thấp thua lũ tháng X/1960 nhưng mực nước lũ ở sông Lam không lớn nên mực nước lũ tại Linh Cảm chỉ 12 đạt ở mức 6,61m Lũ lớn sông Lam trùng hợp với lũ lớn sông La thì mực nước lũ không những ở sông La lớn mà mực nước lũ ở hạ du cũng rất lớn b) Lưu lượng và tổng lượng lũ Trên dòng chính sông Lam lưu lượng trung bình nhiều năm tại Cửa Rào là 2 360 m/s tương ứng với mô số trung bình là 0,184 m 3 /s km 2 , tại Dừa là 3 770 m 3 /s tương ứng với mô số lưu lượng lũ trung bình là 0,181 m 3 /s km 2 , tại Yên Thượng là 3 900 m 3 /s tương ứng với mô số trung bình là 0,170 m 3 /s km 2 Các sông nhánh lớn của sông Lam, lưu lượng lũ trung bình đạt 2 460 m 3 /s tương ứng với mô số lũ trung bình là 0,6 m 3 /s km 2 tại Nghĩa Đàn trên sông Hiếu và đạt 1 190 m 3 /s tương ứng với mô số lũ trung bình là 1,52 m 3 /s km 2 tại Thác Chuối Trên sông Ngàn Phố tại Sơn Diệm mô số đỉnh lũ trung bình đạt 1,96 m 3 /s km 2 và trên sông Ngàn Sâu đạt 1,01 m 3 /s km 2 ở các sông suối nhỏ mô số lũ trung bình đạt tới 3,35 m 3 /s km 2 tại Khe Lá sông Thiêm và đạt 5,19 m 3 /s km 2 tại Trại Trụ trên sông Thiêm Lưu lượng lũ lớn nhất đo được tại Cửa Rào là 5 690 m 3 /s tương ứng với mô số đỉnh lũ là 0,445 m 3 /s km 2 , trong trận lũ 27/8/1973, tại Yên Thượng là 9 000 m 3 /s tương ứng với mô số là 0,391 m 3 /s km 2 trong trận lũ 28/9/1978 Trên sông Giăng ở Thác Chuối lưu lượng lớn nhất tháng 9/1978 đo được là 5 150 m 3 /s tương ứng với mô số là 6,56 m 3 /s km 2 hoặc trên sông Ngàn Trươi tại Hướng Đại lưu lượng lũ đạt tới 2 040 m3/s tương ứng với mô số là 5,0 m 3 /s km 2 Ở các sông suối nhỏ mô số đỉnh lũ lớn nhất có thể đạt tới 11,6 m 3 /s km 2 tại Trại Trụ trong trận lũ 24/10/1971 hoặc đạt 9,2 m 3 /s km 2 tại Khe Lá trên sông Thiêm trong trận lũ tháng 9/1978 Khi xem xét về thành phần lượng lũ và khả năng xuất hiện lũ ở các sông nhánh và dòng chính sông Lam cho thấy như sau: - Tại Cửa Rào diện tích lưu vực chiếm 55,6% diện tích lưu vực tính tới Yên Thượng, 61,5% diện tích lưu vực tính tới Dừa nhưng lũ lớn nhất trong năm tại Cửa Rào xuất hiện cùng thời gian với lũ lớn nhất trong năm tại Dừa chiếm tỷ lệ 43,3% Tại Cửa Rào, trung bình thành phần lượng lũ 7 ngày tương ứng với lượng lũ 7 ngày max ở Yên Thượng chiếm tỉ lệ là 10% thành phần lượng lũ này thay đổi như sau: + Năm 1973 là năm xảy ra lũ lớn nhất ở thượng nguồn sông Lam, mực nước lớn nhất đạt tới 57,34m tương ứng với lưu lượng là 5 690 m 3 /s ngày 27/8/1973 và tổng lượng lũ 7 ngày max 1 590 106m 3 chiếm tổng lượng lũ 7 ngày tại Dừa và 62,5% lượng lũ 7 ngày tại Yên Thượng Trong khi đó bên sông Hiếu tại Nghĩa Khánh, trận lũ tương ứng chỉ chiếm 27,2% lượng lũ 7 ngày tại Dừa và 24,7% tổng lượng lũ 7 ngày tại Yên Thượng Thành phần lượng lũ khu giữa từ Cửa Rào, Nghĩa Khánh tới Dừa chiếm tỷ lệ 10,9% lượng lũ 7 ngày tại Dừa 9,5% lượng lũ 7 ngày tại Yên Thượng + Tháng 9/1978 lũ lớn nhất trong năm tại Cửa Rào chỉ ở mức trung bình Mực nước lũ của năm này còn thua mực nước lũ của các năm 1962, 1963, 1971, 1972, 1980, 1988 Lưu lượng lớn nhất tại Cửa Rào là 2 560 m3/s tương ứng với mực nước 51,09m ngày 28/IX/1978 Tổng lượng lũ 7 ngày lớn nhất là 734 106m3 chiếm 24% tổng lượng lũ 7 ngày tương ứng tại Dừa và 14,6% tổng lượng lũ 7 ngày lớn nhất tại Yên Thượng Trong khi đó bên sông Hiếu tại Nghĩa Khánh trận lũ này có tổng lượng lũ 7 ngày khá lớn đạt 800 106m3 chiếm 26,1% tổng lượng lũ tại Dừa 15,9% tổng lượng lũ 7 ngày tại Yên Thượng Thành phần lượng lũ ở khu giữa từ Cửa Rào, Nghĩa Khánh tới Dừa chiếm tỷ lệ 49,9% lượng lũ 7 ngày tại Dừa và 30,5% lượng lũ 7 ngày lớn nhất ở Yên Thượng Tháng 10/1988 trên sông Lam lại xuất hiện trận lũ lớn chỉ thấp thua lũ 1978 13 + Tại Cửa Rào mực nước lũ cao nhất năm 1988 đạt 53,81m tương ứng với lưu lượng lũ lớn nhất là 3 890m3/s và tổng lượng lũ 7 ngày lớn nhất đạt tới 1 403 106m3 Trận lũ này tại Cửa Rào thuộc loại lớn nhưng còn thấp thua mực nước lũ tháng 7/1963; tháng 8/1973; tháng 9/1980 + Thành phần lượng lũ 7 ngày này tại Cửa Rào chiếm 37,7% lượng lũ 7 ngày tại Dừa và chiếm 28,6% lượng lũ 7 ngày tại Yên Thượng Trong khi đó bên sông Hiếu tại Nghĩa Khánh trận lũ tháng 10/1988 có tổng lượng lũ 7 ngày là 1 527 106m 3 chiếm 41,1 % tổng lượng lũ 7 ngày tại Dừa và chiếm 31,1% tổng lượng lũ 7 ngày tại Yên Thượng Tổng lượng lũ 7 ngày khu giữa từ Cửa Rào, Nghĩa Khánh tới Dừa tháng 9/1978 đạt 1 526 106m 3 chiếm 50% tổng lượng lũ 7 ngày tương ứng tại Dừa và 30,5% tổng lượng lũ 7 ngày tại Yên Thượng + Trận lũ tháng 10/1988 tại Cửa Rào, trận lũ này có lưu lượng, mực nước, tổng lượng lũ còn thấp hơn các trận lũ tháng 7/1963, tháng 8/1973 nhưng lớn hơn trận lũ tháng 9/1978 Trận lũ này thuộc loại lũ lớn trên sông Lam tại Cửa Rào có lưu lượng là 3890m 3 /s và mực nước lũ là 53,91m ngày 18/10/1988 Tổng lượng lũ 7 ngày là 1403 106m 3 chiếm 37,7% tổng lượng lũ 7 ngày tại Dừa, 28,6% tổng lượng lũ 7 ngày tại Yên Thượng Trên sông Hiếu tại Nghĩa Khánh trận lũ tương ứng có tổng lượng lũ 7 ngày 1 527 106m 3 chiếm 41,1% tổng lượng lũ 7 ngày tại Dừa, 31,1% tổng lượng lũ 7 ngày tại Yên Thượng Thành phần lượng lũ 7 ngày ở phần diện tích khu giữa từ Cửa Rào, Nghĩa Khánh tới Dừa chiếm 21,1% lượng lũ 7 ngày tại Dừa và 16% lượng lũ 7 ngày tại Yên Thượng + Trên lưu vực sông Hiếu, theo số liệu thống kê từ năm 1959 - 2002 cho thấy lũ lớn nhất trong năm tại Nghĩa Đàn trường hợp với lũ lớn nhất trong năm tại Dừa là 20 trận lũ chiếm tỷ lệ đồng bộ là 66,7% Thành phần lượng lũ 7 ngày tương ứng với tổng lượng lũ 7 ngày lớn nhất của Yên Thượng chiếm tỷ lệ trung bình là 23,7% tổng lượng 7 ngày tại Dừa, 18,2% tổng lượng lũ 7 ngày tại Yên Thượng + Tháng 9/1962 trên sông Hiếu tại Nghĩa Đàn xảy ra trận lũ lớn nhất trong thời kỳ từ 1959 - 1988 Lưu lượng lớn nhất tại Nghĩa Đàn là 5 750 m 3 /s, mực nước lũ cao nhất là 50,74m ngày 30/9/1962 và tổng lượng lũ 7 ngày lớn nhất là 28/9  4/10/1962 là 1 390 106m 3 Nhưng bên sông Lam tại Cửa Rào xuất hiện trận lũ không lớn lắm nên lưu lượng ở Yên Thượng chỉ đạt 5 880m 3 /s và mực nước lũ ở Nam Đàn đạt tới 8,21m ngày 3/10/1962 + Về lưu lượng lũ lớn nhất tại Nghĩa Đàn trên sông Hiếu được xếp theo thứ tự như sau: lớn nhất là lũ 1962, rồi đến lũ tháng 9/1978, tháng 10/1988 Về tổng lượng lũ 7 ngày lớn nhất là trận lũ tháng 10/1988 sau đó là trận lũ tháng 9/1962; tháng 9/1978 + Từ Dừa tới Yên Thượng sông Lam chảy qua Vinh có lượng mưa lớn, dòng chảy được tăng lên do sự nhập lưu của các sông suối nhất là sông Giăng Diện tích khu giữa từ Dừa tới Yên Thượng là 2 200 km 2 chỉ chiếm 9,56% diện tích lưu vực sông Lam tính tới Yên Thượng + Thành phần lượng lũ 7 ngày tương ứng với lượng lũ 7 ngày lớn nhất ở Yên Thượng chiếm tỷ lệ trung bình là 23,4% lượng lũ 7 ngày lớn nhất ở Yên Thượng Tỷ lệ tham gia về lượng lũ này xấp xỉ tỷ lệ lượng lũ 7 ngày của sông Hiếu tại Nghĩa Đàn mặc dù diện tích của nó nhỏ hơn nhiều Khu vực này nằm trong vùng mưa lớn và chịu ảnh hưởng mạnh của bão, lượng mưa một ngày có cường độ rất lớn đạt tới 782 mm tại Đô Lương, 684 mm tại Dừa, 547mm tại Hoà Quân trong trận mưa bão tháng 9/1978 + Lượng mưa lớn tập trung trong thời gian ngắn xảy ra trên diện rộng đã tạo nên những con lũ lớn ở khu giữa tập trung rất nhanh về dòng chính đã làm cho mực nước lũ lên rất nhanh Thời giai truyền lũ từ Dừa tới Đô Lương, từ Đô Lương tới Yên Thượng rút ngắn lại so với thời gian truyền lũ trung bình gây khó khăn cho việc chống lũ 14 + Tại Thác Muối trên sông Giăng có diện tích lưu vực là 785 km 2 , lưu lượng lớn nhất thực đo trong trận lũ tháng 9/1978 là 5 150 m 3 /s tương ứng với mô số đỉnh lũ là 6,5 m 3 /s km 2 và tổng lượng lũ 7 ngày lớn nhất trong trận lũ tháng 9/1978 lên tới 802 106m 3 chiếm tới 20% tổng lượng lũ 7 ngày lớn nhất tại Yên Thượng trong trận lũ này Tại Thác Chuối thành phần lượng lũ 7 ngày tương ứng với 7 ngày lớn nhất của Yên Thượng chiếm tỷ lệ trung bình là 9,1% tổng lượng lũ 7 ngày tại Yên Thượng + Qua Yên Thượng nước lũ chảy về vùng đồng bằng hạ du sông Lam Những năm lũ lớn như trận lũ tháng 9/1978; tháng 10/1988 đã gây ra tình trạng ngập úng lớn, do khả năng thoát lũ lòng sông có hạn, do sự gặp gỡ lũ lớn bên sông La, do ảnh hưởng của triều cường Đặc tính chung nước lũ vùng hạ du là lũ lớn nhất trong năm xuất hiện chậm hơn so với lũ ở thượng nguồn một tháng Càng về hạ du lòng sông được mở rộng, nước lũ bị điều tiết mạnh, do ảnh hưởng của thuỷ triều thời gian duy trì đỉnh lũ kéo dài từ 4 - 5 giờ, thời gian nước rút kéo dài, đường quá trình lũ bị bẹt ra, thời gian duy trì mực nước lũ ở mực nước cao lâu hơn ảnh hưởng tới việc bảo vệ đê và sản xuất nông nghiệp Ở hạ du sông Lam , nước lũ không chỉ phụ thuộc vào lũ dòng chính sông Lam mà còn phụ thuộc vào nước lũ sông La Lũ sông La là tổ hợp nước lũ của 2 nhánh sông lớn Ngàn Phố và Ngàn Sâu Lũ sông La lớn nhất năm thường xảy ra vào tháng IX, X Tuy nhiên có năm lũ lớn nhất năm xảy ra vào tháng 5, 6 Khi chịu ảnh hưởng của bão sớm hoặc sự hội tụ của gió mùa Tây Nam và gió Tín Phong gây ra lũ lớn Trường hợp lũ tháng V/1989 trên sông Ngàn Phố xảy ra trận lũ đặc biệt lớn với mực nước lũ đạt 15,35m ngày 26/V/1989 và Q max = 4 400m 3 /s c hỉ thấp thua trận lũ lịch sử vào tháng IX/2002 về mực nước là 0,47m Trên sông Ngàn Sâu tại Hoà Duyệt mực nước lũ cao nhất xảy ra vào năm 1960 vớ i Hmax = 12,74m Sau đó là trận lũ tháng IX/2002 với H max = 11,77 ngày 22/IX/2002, Q max = 2 740m 3 /s Các trận lũ tháng IX/1978, X/1988 đều cho mực nước và lưu lượng thấp hơn lũ tháng IX/2002 H max 1978 = 11,40m ngày 28/IX/1978 và = 11,04m ngày 17/X/1988 Lũ tháng IX/2002 bên sông Ngàn Phố vào loại đặc biệt lớn, lũ sông Ngàn Sâu vào loại lớn mặc dù lũ sông Lam tại Nam Đàn chưa phải là loại lớn thấp hơn báo đọng 3 là 0,08m, nhưng mực nước lũ ở sông La tại Linh Cảm đã đạt tới 7,71m trên báo động 3 là 1,2m và thấp hơn đỉnh lũ thực đo năm 1978 là 0,02m Mực nước lũ sông La tại Linh Cảm vừa chịu ảnh hưởng chính của lũ sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu còn chịu ảnh hưởng của lũ sông Lam và thuỷ triều Trường hợp lũ tháng IX/2002 thì lũ sông Lam ở mức xấp xỉ báo động 3 tại Nam Đàn, nhưng mực nước thủy triều tại Cửa Hội thấp, đỉnh triều ở Cửa Hội đạt 1,64m ngày 21/IX và 1,44m ngày 22/IX Điều này đã tạo điều kiện cho việc tiêu thoát nhanh phần lũ ở hạ du sông Lam khi có sông La vào Trận lũ tháng IX/2002 tuy không ảnh hưởng mạnh tới lũ trên dòng chính sông Lam nhưng gây thiệt hại nghiêm trọng cho vùng Hương Sơn và Hương Khê, Đức Thọ, Vũ Quang PH Ầ N 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH 2 1 L ự a ch ọn mô hình Tiêu chí để lựa chọn công cụ mô phỏng là mô hình có thể mô tả và diễn toán được dòng chảy trong sông, dòng chảy qua các địa vật trên sông (cầu, cống, đập dâng ) và dòng chảy tràn trên bãi, đồng thời mô hình đưa ra được kết quả cho việc xây dựng bản đồ ngập lụt Căn cứ vào các tiêu chí trên, nghiên cứu sử dụng kết hợp mô hình một chiều, hai chiều và mô hình kết nối giữa mô phỏng dòng chảy một chiều và dòng chảy hai chiều để tính toán mô phỏng lũ tràn và xây dựng bản đồ ngập lụt Mô hình một chiều mô phỏng dòng chảy trong sông suối và các công trình cầu cống trên sông, còn mô hình hai chiều mô phỏng dòng chảy trên các vùng bãi tràn Hiện nay chỉ có một số mô hình trên thế giới giải quyết được yêu cầu trên, như mô hình Mike Flood (Đan Mạch), mô hình SoBek (Hà Lan)… nhưng các mô hình này đều có bản quyền nên việc sử dụng gặp nhiều khó khăn, đòi hỏi kinh phí lớn để mua phần mềm Với việc có bản quyền mô hình Mike và các ưu việt về tính năng và thuận tiện sử dụng của mô hình này đảm bảo được các tiêu chí của đề tài, đề tài sử dụng mô hình Mike Flood để tính toán mô phỏng dòng chảy lũ làm cơ sở cho việc đề xuất định hướng quy hoạch phòng chống tiêu thoát lũ cho khu vực nghiên cứu 2 2 Gi ớ i thi ệu mô hình Mô hình thủy lực Mike Flood là sự kết hợp giữa mô hình thủy lực một chiều Mike 11 HD tính toán dòng chảy trong kênh và mô hình thủy lực hai chiều Mike 21 HD tính toán thủy lực vùng bãi tràn + Mô hình thủy lực 1 chiều Mike 11 HD Modun mô hình thủy động lực (HD) là một phần trọng tâm của hệ thống lập mô hình MIKE 11 và hình thành cơ sở cho hầu hết các modun bao gồm dự báo lũ, tải khuyếch tán, chất lượng nước và các modun vận chuyển bùn lắng không có cố kết Modun MIKE 11 HD giải các phương trình tổng hợp theo phương đứng để đảm bảo tính liên tục và động lượng, nghĩa là phương trình Saint Venant Phương trình Saint Venant được thiết lập từ dạng phương trình chuẩn đối với việc bảo toàn khối lượng và động lượng dựa trên bốn giả thiết sau: - Nước là chất đồng nhất, không nén được, có thể bỏ qua thay đổi về khối lượng riên g - Độ dốc của sông nhỏ, nên giá trị Cosin của góc độ dốc có thể coi bằng 1 - Bước sóng của mặt nước phải lớn hơn độ sâu của sông, điều đó để đảm bảo rằng dòng chảy tại mọi nơi có thể coi là song song với đường đáy sông - Trạng thái dòng chảy là dưới tới hạn Trạng thái dòng chảy tới hạn thì phương trình động lượng được giải với trường hợp tối giản, trong đó bỏ qua các thành phần không tuyến tính Với những giả thiết nêu trên, hệ phương trình chuẩn về bảo toàn khối lượng và động lượng có thể chuyển đổi thành phương trình 3 1 và 3 2 dưới đây, trong đó có xét đến dòng chảy nhập lưu Phương trình liên tục: 1 q t A x Q       (3 1) Phương trình động lượng: 0 R 2 2                   A C Q Q g x h gA x A Q t Q  (3 2) Trong đó: Q: lưu lượng (m 3 /s) x : chiều dài dọc theo dòng chảy (m) g: gia tốc trọng trường (m 3 /s) q: lưu lượng gia nhập bên đơn vị (m 2 /s) R: bán kính thuỷ lực (m) A: diện tích mặt cắt ướt (m 2 ) t: thời gian (s) h: cao trình mặt nước (m) C: hệ số Chezy  : Hệ số phân bố động lượng Trong chương trình Mike 11 hệ phương trình trên được biến đổi thành hệ phương trình sai phân hữu hạn ẩn và được giải cho các lưới điểm (tại mỗi nút) Phương trình Saint Venant ở trên được đơn giản hoá cho trường hợp mặt cắt ngang sông là hình chữ nhật Mặt cắt sông tự nhiên thường không phải là hình chữ nhật, vì vậy mô hình Mike 11 chia mặt cắt thành nhiều hình chữ nhật nhỏ theo hướng ngang và giải hệ phương trình trên cho những hình chữ nhật đó và sau đó tổng hợp lại + Mô hình thủy lực 2 chiều Mike 21 HD Mô hình MIKE 21 được phát triển bởi Viện thủy lực Đan Mạch (Denmark Hydraulic Institute), là mô hình 2 chiều lưới thẳng gồm các modun thủy lực, thủy văn, chất lượng nước, vận chuyển bùn cát, vỡ đập v v Hiện nay mô hình đã được chuyển giao, đào tạo và ứng dụng có hiệu quả tại một số cơ quan trong Bộ Nông nghiệp và PTNT Mô hình cũng được ứng dụng rộng rãi trong các nghiên cứu về Hệ thống mô hình dự báo dòng chảy tại các nước trên thế giới như Anh, Ba Lan, Đức, Ấn Độ, Bangladest, Trung Phi, Thái Lan, Trung Quốc, Indonesia Mô hình MIKE 21 - HD là môđun thủy động lực dùng để mô hình hóa dòng chảy tràn, được dùng để mô phỏng sự biến động mực nước, lưu lượng ứng với các thay đổi về chế độ thủy lực trong sông, hồ và các vùng chảy tràn Mực nước, lưu lượng được tính trong lưới hình chữ nhật chứa khu vực nghiên cứu khi có dữ liệu địa hình, độ nhám đáy, điều kiện biên, tr ường gió +) Mô hình M K 21FM Là mô hình hai chiều được xây dựng và phát triển bởi Viện Thuỷ lực Đan Mạch (DHI) từ cuối những năm 90 Mô hình Mike 21FM đã có mặt tại Việt Nam vào tháng 11 năm 2005 2 qua con đường chuyển giao khoa học công nghệ giữa DHI và Viện Quy hoạch Thuỷ lợi Mike 21 lo model FM, FM được viết tắt của từ tiếng Anh lexible mesh (nghĩa là lưới linh hoạt), cho thấy điểm nổi bật và khác biệt với những mô hình hai chiều khác về việc tạo lưới tính toán mà thường là lưới chữ nhật hoặc lưới cong Đối với những mô hình dựa trên lưới tính toán hình chữ nhật cho lời giải có độ chính xác vừa đủ trong việc mô phỏng vùng bãi sông Đối với những đoạn sông có địa hình phức tạp, đặc biệt là ở những đoạn sông cong và các đoạn sông tồn tại bãi bồi dòng chảy mở rộng và co hẹp đột ngột, yêu cầu phải có sự mô phỏng chính xác đường biên và điều đó đỏi hỏi việc sử dụng lưới linh hoạt Và đây chính là điểm mạnh của Mike 21FM khi nghiên cứu chế độ thuỷ động lực sông Mike 21FM tạo lưới linh hoạt trong các mô phỏng vùng tính toán Việc sử dụng lưới linh hoạt so với việc sử dụng lưới chữ nhật là số điểm lưới ít hơn vì có thể thay đổi kích thước ô lưới theo địa hình vùng tính toán, mô phỏng đường bao tốt hơn và do đó kết quả tính toán có độ chính xác cao hơn Trong mô hình lưới linh hoạt, bước thời gian dài hơn có thể được sử dụng và độ phân giải của đường dòng chảy được cải thiện nhiều hơn bởi vì đường lưới luôn bám sát theo đường dòng chảy Khi chạy mô hình lưới linh hoạt, do số điểm được định nghĩa và lưu trữ ít hơn nên hạn chế được dung lượng trữ Module thủy động lực học là module tính toán cơ bản của toàn bộ mô hình Mike 21 FM, đưa ra cơ sở thủy động lực học cho các module còn lại, dựa trên cơ sở số hóa các phương trình nước nông hai chiều – Các phương trình Navier - Stokes trung bình với hệ số Reynolds không nén kết hợp độ sâu Như vậy mô hình bao gồm các phương trình: liên tục, động lượn g, nhiệt độ, độ mặn và mật độ Trong vùng làm việc thì cả hai tọa độ đề các và tọa độ cầu đều được sử dụng Tính rời rạc theo không gian của các phương trình được thể hiện bằng cách sử dụng phương pháp lưu lượng giới hạn tập trung theo ô Vùng làm việc được phân chia thành nhiều vùng nhỏ là các ô liên tục mà không chồng chéo lên nhau Sử dụng lưới phi cấu trúc trên vùng làm việc theo chiều ngang tạo thành các hình tam giác hoặc tứ giác Mô hình sử dụng hệ số xấp xỉ Riemann để tính toán các dòng đối lưu, từ đó có thể kiểm soát các trạng thái không liên tục Với những ưu điểm về việc tạo lưới linh hoạt và những cơ sở khoa học của Mike 21FM đã trình bày ở trên cho thấy mô hình có khả năng ứng dụng đối với các bài toán nghiên cứu sau : - Nghiên cứu chế độ thuỷ lực tổng thể trên toàn đoạn sông và chi tiết tại từng vị trí Bao gồm những đặc trưng về mực nước, lưu lượng, vận tốc dòng chảy và phân bố của chúng theo phương ngang Đặc biệt là khả năng tính toán dòng chảy ở những đoạn sông đổi hướng lớn, thành phần quan trọng trong nghiên cứu xói lở và bồi đắp bờ sông ; - Tính toán biến hình lòng dẫn (xói, bồi lòng sông) và xói lở bờ sông trong trạng thái tự nhiên cũng như các phương án khai thác đoạn sông trong tương lai Trong nghiên cứu này sử dụng mô hình MIKE 21FM với lưới tính phi cấu trúc linh hoạt nhằm mô phỏng tốt cho điều kiện địa hình phức tạp của lưu vực, đồng thời tiết kiệm tối đa ô lưới tính toán a Cấu trúc mô hình Mô hình dòng chảy Mike 21 là một mô hình trong bộ phần mềm Mike của DHI, nó có các modun chính sau: 3 - Modun thuỷ động lực học (Hydrodynamic): mô phỏng chuyển động của dòng chảy theo cả không gian và thời gian - Modun thuỷ động lực học và truyền tải khuyếch tán (Hydrodynamic and Advection - Dispersion): có mô phỏng thêm sự khuyếch tán của các chất - Modun thuỷ động lực học và vận chuyển bùn cát (Hydrodynamic and Mud Transport) - Modun thuỷ động lực học và chất lượng nước ECO Lab b Các phương trình cơ bản trong Mike 21 FM Mô hình Mike 21 FM là mô hình thủy động lực học mô phỏng tốt mực nước và dòng chảy ở vùng sông, cửa sông, vịnh và vùng biển Nó mô phỏng dòng chảy không ổn định theo 2 hướng trong mỗi tầng chất lỏng và được ứng dụng rất rộng rãi P hương trình mô phỏng bao gồm phương trình liên tục kết hợp với phuơng trình động lượng mô tả sự biến đổi của mực nước và lưu lượng Lưới tính toán sử dụng trong mô hình là lưới phi cấu trúc Các phương trình mô phỏng gồm 3 phương trình dưới đây: (3 3) (3 4) (3 5) Trong phương trình các ký hiệu được sử dụng như sau: - độ sâu mực nước tại điểm (x,y) tính từ 0 - cao độ mặt nước tính từ 0 - mật độ thông lượng theo chiều x và y (m 3 /s/m=(uh,vh); (u,v) vận tốc trung bình theo chiều sâu theo hướng x và y) - hệ số Chezy (m 1/2 /s) g - gia tốc trọng trường - hệ số ma sát gió - vận tốc gió theo chiều x và y - hệ số Coriolis(s -1 ) 0          y q x p t        0 1 2 2 2 2 2                                               a w x xy xx w p x h fVV q h y h x h C q p gp x gh h pq y h p x t p            0 1 2 2 2 2 2                                               a w y xy yy w p y h fVV p h x h y h C q p gq y gh h pq x h q y t q      ) , , ( t y x h ) , , ( t y x  ) , , ( , , z y x q p ) , , ( t y x C ) ( V f ) , , ( , , t y x V V V y x ) , ( y x  4 - áp suất khí quyển (kg/m/s 2 ) - mật độ nước (kg/m 3 ) x,y - tọa độ không gian (m) t - thời gian (s) - các thành phần ứng suất tiếp Phương pháp giải ẩn luân hướng (ADI) với thuật toán quét kép (DS) đối với ma trận của từng hướng được sử dụng để giải số hệ phương trình liên tục và bảo toàn động lượng của dòng chảy c Khả năng ứng dụng của mô hình Modun thuỷ động lực học Mike 21 HD có thể ứng dụng: - Tính toán lưu lượng và vậ n t ốc dòng chảy theo hai hướng, độ sâu mực nước và cao trình mực nướ c c ủ a t ấ t c ả các điểm tính toán ở t ấ t c ả các bướ c th ờ i gian - Tính toán các đặc trưng thuỷ văn trên khi có ảnh hưở ng c ủa các công trình thuỷ l ợ i - Mô phỏng và tính toán tố t ở nh ững vùng có ảnh hưở ng tri ều như cửa sông ven biể n, v ị nh, bi ể n + Mô hình mô phỏng lũ Mike Flood Mike Flood là một hệ thống mô hình thủy lực kết nối giữa mô hình một chiều Mike Urban, Mike 11 và mô hình 2 chiều Mike 21 lưới chữ nhật hoặc Mike 21 FM lưới phi cấu trúc Những đặc điểm nổi bật của Mike Flood: - Bảo toàn động lượng qua các link liên kết - Liên kết bên, cho phép mô phỏng dòng chảy tràn từ sông vào các bãi tràn - Có mô phỏng các công trình thủy lực - Công trình liên kết mô phỏng dưới dạng ẩn - Mô phỏng các lỗ cống nơi kết nối giữa hệ thống cống, kênh tiêu với dòng chảy tràn trên mặt - Có sự kết nối với GIS - Các liên kết giữa mô hình 1 chiều và 2 chiều theo mọi hướng - Có các công cụ cho phép nhập và xem kết quả một cách dễ dàng - Có đầy đủ tài liệu hướng dẫn sử dụng với hệ thống trợ giúp trực tiếp Có nhiều lợi ích trong sử dụng mô hình Mike Flood và nhiều ứng dụng được cải thiện qua việc sử dụng nó, bao gồm:  Ứng dụng mô phỏng lũ tràn  Nghiên cứu sóng dâng do bão  Tiêu thoát nước đô thị ) , , ( t y x p a w  yy xy xx    , , 5  Vỡ đập  Thiết kế các công trình thủy lực  Ứng dụng cho vùng cửa sông rộng lớn Mô hình Mike Flood là sự kết hợp giữa những đặc điểm tốt nhất của mô hình 1 chiều và mô hình 2 chiều Những khó khăn của mô hình 1 chiều trong mô phỏng dòng chảy tràn bãi và vùng cửa sông, ven biển được mô phỏng tốt trong mô hình 2 chiều Việc mô phỏng các công trình và vận hành công trình chưa được mô phỏng rõ ràng trong mô hình thủy lực 2 chiều thì trong mô hình 1 chiều hoàn toàn mô phỏng tốt 6 PH Ầ N 3 THU TH Ậ P S Ố LI Ệ U 3 1 Tài liệu địa hình a) Tài liệu bản đồ Trong khuôn khổ nghiên cứu đã sử dụng bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10 000 được cung cấp bởi Trung tâm thông tin dữ liệu đo đạc và bản đồ, Cục đo đạc bản đồ Việt Nam (Bộ TN&MT) Hình 3 1 Bản đồ s ố độ cao c ủa lưu vực sông Lam b) Tài liệu đo đạ c b ổ sung Nghiên cứu đã thực hiện đo đạc bổ sung địa hình các khu vực bãi ngập lũ hạ lưu sông Lam Hình 3 2 Khảo sát đo đạc trên lưu lực Các thông tin về địa hình được biên tập, xử lý, đồng nhất về hệ tọa đồ WGS84 phù hợp với mạng lưới thủy lực 1D đã được thiết lập ở các nghiên cứu trước Hệ cao độ sử dụng được quy chuẩn về mốc cao độ Quốc gia 3 2 Tài liệ u hi ệ n tr ạng các công trình chống lũ Chống lũ ở hạ du sông Cả hiện tại có 2 hình thức kết hợp a Các khu chậm lũ chứa lũ 7 Trên sôn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN BAN QUẢN LÝ DỰ ÁN 11-P04-VIE - Dự án NGHIÊN CỨU THUỶ TAI DO BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG THÔNG TIN NHIỀU BÊN THAM GIA NHẰM GIẢM THIỂU TÍNH DỄ BỊ TỔN THƯƠNG Ở BẮC TRUNG BỘ VIỆT NAM (CPIS) Mã số: 11.P04.VIE (Thuộc Chương trình thí điểm hợp tác nghiên cứu Việt Nam - Đan hạch 2012-2015) BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN NĂM 2012-2013 Nội dung 1.1: Báo cáo phát triển mơ hình thủy lực tích hợp 1-D, 2-D cho bãi bồi lưu vực sông Cả Nhóm nghiên cứu: WP4 Chủ dự án: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Giám đốc dự án: GS TS Phan Văn Tân Những người thực hiện: PGS.TS Trần Ngọc Anh Trưởng nhóm: ThS Hồng Thái Bình Các thành viên: MỤC LỤC I MỞ ĐẦU II PHẦN GIỚI THIỆU VỀ LƯU VỰC VÀ HỆ THỐNG THỦY VĂN 1.1 Giới thiệu khu vực nghiên cứu hệ thống thủy văn 1.2 Chế độ thủy văn khu vực nghiên cứu 1.2.1 Lưới trạm thủy văn 1.2.2 Dòng chảy năm .5 1.2.3 Chế độ dòng chảy lũ 1.3 Đặc điểm lũ lụt III PHẦN CƠ SỞ LÝ THUYẾT MƠ HÌNH 2.1 Lựa chọn mơ hình 2.2 Giới thiệu mơ hình IV PHẦN THU THẬP SỐ LIỆU 3.1 Tài liệu địa hình 3.2 Tài liệu trạng cơng trình chống lũ V PHẦN THIẾT LẬP MIỀN TÍNH 4.1 Thiết lập miền tính mơ hình MIKE 21FM 4.2 Kết nối mơ hình -2 chiều MIKE FLOOD VI KẾT LUẬN 12 VII TÀI LIỆU THAM KHẢO 13 MỞ ĐẦU Hệ thống sông Lam hệ thống sông lớn vùng Bắc Trung Bộ Tổng diện tích mặt lưu vực 27.200km2 Trong phần diện tích nằm đất Cộng hồ Dân chủ Nhân dân Lào 9.470km2 Sông Lam gồm nhiều nhánh sông nhỏ nhập lưu sông Hiếu, sông Giăng, sông La (bao gồm Ngàn Sâu, Ngàn Phố) Vùng hưởng lợi từ hệ thống sông vùng chịu tác hại nguồn nước sông Lam nằm chủ yếu hạ du sông thuộc địa bàn hai tỉnh Nghệ An Hà Tĩnh Mọi hoạt động tác động đến dòng chảy sơng Lam phía thượng nguồn có ảnh hưởng định đến vùng hưởng lợi hạ du sông Mặc dù diện tích lưu vực sơng Lam lớn, nguồn nước dồi Trung bình năm sông Lam tải biển tổng lượng từ 21-23 tỷ m3/năm, phía hạ du sơng mùa kiệt lại không đủ nước đáp ứng cho nhu cầu phát triển kinh tế tương lai phân phối dòng chảy năm thiên lệch Trong ba tháng mùa lũ tổng lượng dòng chảy chiếm tới 15-16 tỷ m3, mực nước sông phần hạ du liên tục dâng cao gây khó khăn cho cơng tác chống lũ tiêu nội đồng Hiện tượng biến đổi khí hậu làm trầm trọng tranh lũ lụt khu vực nghiên cứu Tần suất xuất trận mưa lớn ngày nhiều với diễn biến phức tạp liên tục vượt lịch sử gây nên bất lợi xấu cho người dân lưu vực sông Lam Chuyên đề với mục tiêu xây dựng mạng thủy lực chiều cho lưu vực sơng Lam nhằm mục đích kết nối mơ hình với mơ hình thủy động lực chiều tính tốn tính tốn mức độ ngập lụt khu vực nghiên cứu Chuyên đề thực khuôn khổ đề tài “Nghiên cứu thủy tai BĐKH xây dựng hệ thống thông tin nhiều bên tham gia nhằm giảm thiểu tính dễ tổn thương Bắc trung Việt Nam (CPIS)’ Mã số 11.P04.VIE PHẦN GIỚI THIỆU VỀ LƯU VỰC VÀ HỆ THỐNG THỦY VĂN 7.2 Giới thiệu khu vực nghiên cứu hệ thống thủy văn Hệ thống sông Lam dịng sơng Lam sơng nhánh tạo thành Dịng cơng Cả bắt nguồn từ vùng núi Mường Khút, Mường Lập, cao (1.800-2.000) m lãnh thổ nước Lào Ở đây, sông Lam sông Nậm Nơn Nậm Mơ hợp thành Sau đó, sơng Lam theo hướng tây bắc - đông nam chảy vào lãnh thổ Việt Nam Keng Du thuộc địa phận huyện Kỳ Sơn tỉnh Nghệ An, tiếp tục chảy qua huyện Tương Dương, Con Cuông, Anh Sơn, Thanh Chương, Nam Đàn, Hưng Nguyên, thành phố Vinh đổ vịnh Bắc Bộ cửa Hội Dịng sơng Lam dài 531 km, có 361 km lãnh thổ nước ta Lưu vực hệ thống sông Lam có dạng thon dài với độ rộng trung bình lưu vực khoảng 89 km, độ cao trung bình lưu vực 294 m, độ dốc trung bình lưu vực 18,3% mật độ lưới sơng 0,60 km/km2 Diện tích lưu vực 27.200 km2, 9.470 km2 Lào 17.730 km2 (65,2%) Việt Nam Sông Lam có nhánh sơng như: Nậm Mơ (F=3.930 km2), Huổi Nguyên (F=800 km2), Khe Choang (F=431 km2), sông Hiếu (F=5.340 km2), sông Giăng (F=1.050 km2), Ngàn Sâu (F=2.310 km2), Rào Cái (F=500 km2) Nhìn chung, lưới sơng phát triển tương đối lưu vực Trên phần lưu vực sơng Lam thuộc lãnh thổ nước ta, tính đến xây dựng 660 hồ chứa loại vừ nhỏ, 341 đạp dâng, 556 trạm bơm, hệ thống thuỷ nông Hình 1.1 Sơ đồ lưu vực sơng Lam 7.3 Chế độ thủy văn khu vực nghiên cứu Lưới trạm thủy văn Trong lưu vực sơng Lam, số trạm khí tượng thuỷ văn xây dựng sớm vào đầu thập niên 20 kỷ trước, thời kỳ kháng chiến chống Pháp (1946-1954) hầu hết trạm phải ngừng hoạt động Từ sau năm 1955, vào thập niên 60 70, hàng loạt trạm khí tượng thuỷ văn xây dựng, tính đến có 12 trạm khí tượng, 100 trạm đo mưa 37 trạm thuỷ văn hoạt động thuộc lưới trạm khí tượng thuỷ văn Bộ Tài Ngun Mơi Trường quản lý Ngồi ra, cịn có số trạm khí tượng thuỷ văn số ngành địa phương quản lý Trong số trạm thuỷ văn có 17 trạm đo lưu lượng, 11 trạm đo cát bùn lơ lửng Tuy nhiên, vào thập niên 70-80 kỷ 20, nhiều trạm thuỷ văn ngừng hoạt động Tính đến năm gần đây, lưu vực 20 trạm thuỷ văn hoạt động, có trạm đo lưu lượng cát bùn lơ lửng Nhìn chung, chất lượng số liệu khí tượng thuỷ văn tin cậy Dòng chảy năm Cũng lượng mưa năm, dịng chảy năm phân bố khơng lưu vực, từ 20 l/s.km2 đến 80 l/s.km2 sườn phía đơng dãy Trường Sơn Bắc ( hình 1.5 ) Tổng lượng dịng chảy năm hệ thống sông Lam khoảng 23,1 km3 từ Lào chảy vào 4,45 km3 hình thành Việt Nam 18,6 km3 (chiếm 80,5%) Mức bảo đảm nước năm km2 diện tích khoảng 849.103 m3/km2 cho người năm 2005 khoảng 5.320 m3/người (chỉ tính lượng nước sinh lãnh thổ Việt Nam) Chế độ dịng chảy lũ Nếu sơng Hồng Bắc Bộ mùa lũ tháng VI kết thúc vào tháng X, lũ lớn năm thường xuất vào tháng VII, VIII mùa lũ lưu vực sông Lam hạ du tháng VI kết thúc vào tháng XI Lũ lớn xuất tập trung vào tháng IX, X chậm so với Bắc Bộ tháng Tuy nhiên khả xuất lũ lớn vào tháng năm vùng khác Vùng thượng nguồn sông Lam lũ lớn năm xuất vào tháng VIII chiếm 52,9%, tháng IX 23,5%, tháng X, XI không xuất lũ lớn năm Tại Dừa vùng trung lưu sông Lam hội xuất lũ lớn vào tháng VIII 17,2% vào tháng X tăng lên tới 31% Vùng hạ du sông Lam Yên Thượng hội xuất lũ lớn năm đạt 15% vào tháng VIII, 45% vào tháng IX 25% vào tháng X Vùng lưu vực sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu hội vào tháng VIII giảm nhỏ hẳn mà tập trung vào tháng IX, X tháng XI Do mức độ tập trung lũ khả xảy lũ lớn vùng không đồng phần giảm bớt nguy gây lũ lớn hạ du vào năm Tuy nhiên có năm mưa bão lớn diện rộng lũ đặc biệt lớn dịng gặp lũ lớn sơng nhánh hạ du gây nên lũ lịch sử hạ du sông Lam Diễn biến lũ năm: Vào đầu mùa mưa tháng V, VI hoạt động mạnh gió Tín Phong Bắc Bán Cầu gió mùa Tây Nam thường gây nên lũ tiểu mãn vùng nhiên lũ tiểu mãn không kéo dài, lượng lũ không lớn cường suất lũ lên nhanh gây tổn thất nặng nề cho vùng bãi ven sông trận lũ tháng V/1989 Lũ sông Lam Nam Đàn mực nước đạt 7,17m báo động 2, lưu lượng Yên Thượng đạt 3.720m3/s gần lưu lượng lũ trung bình nhiều năm Tại Sơn Diệm trận lũ tiểu mãn tạo nên lũ lịch sử Qmax, Qmax = 4.400 m3/s với Mmax = 5,53 m3/s.km2 gây xói lở nghiêm trọng vùng hạ du sông Ngàn Phố Bắt đầu từ tháng VII, VIII trở mà hoạt động hình thời tiết gây mưa lớn xảy liên tiếp đặc biệt ảnh hưởng bão vào Bắc Bộ vùng Ninh Bình, Thanh Hố anh hùng vào thượng nguồn lưu vực sơng Lam gây lũ lớn tháng VII/1963, tháng VII/1971 đặc biệt trận lũ tháng VIII/1973 gây lũ lịch sử Cửa Rào hạ du Mực nước bắt đầu dâng cao đưa lũ thượng nguồn dồn về, mực nước cao tháng Nam Đàn trận lũ tháng VIII/1963, 8,04m tháng VIII/1973 Bắt đầu vào tháng IX, X mà nhiễu động thời tiết trở nên mạnh mẽ, hoạt động bão tăng lên, nhiều trận bão trực tiếp đổ ảnh hưởng gián tiếp đến vùng gây nên đợt mưa có cường độ lớn diện rộng kéo dài Đặc biệt bão tan thành áp thấp di chuyển lên phía Bắc gặp khối khơng khí lạnh tăng cường gây nên lượng mưa lớn toàn vùng đợt mưa tháng X/1988 gây lũ lớn thượng, hạ du sông Lam bão liên tiếp đổ vào 15 ngày cuối tháng IX/1978, bão số 6, 7, đổ vào lưu vực gây mưa đặc biệt lớn trung hạ lưu gây lũ lịch sử hạ du sông Lam Cường xuất lũ lên cao từ 1m/giờ sông suối nhỏ (7  8)m/ngày sơng suối lớn Tốc độ dịng chảy lớn dịng đạt  3m/s Do bão đổ vào hạ du vùng ven biển, di chuyển dần lên thượng nguồn nên diện mưa lớn thường tập trung hạ du trung lưu sông Lam Nước lũ thượng du tràn góp phần nước lũ sông nhánh trung hạ du đổ vào làm mực nước trung hạ du tăng nhanh đột ngột Thời gian truyền lũ ngắn lại đoạn sông trung hạ du sông Lam Thời gian truyền lũ trung bình từ Đơ Lương tới n Thượng 12  18giờ trận lũ tháng IX/1978 thời gian truyền lũ rút ngắn lại  Thời gian lũ lên nhanh  ngày lưu vực sông lớn, vài lưu vực sông nhỏ Do mưa lớn dồn dập ảnh hưởng vào lưu vực Dạng trình lũ kép thường xuất phía thượng nguồn sơng Lam, sông Hiếu, sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu Càng hạ du bị điều tiết mạnh, phần trận lũ đặc biệt lớn trận lũ tháng IX/1978 bị vỡ đê Phượng Kỷ trình lũ bẹt ra, thời gian trì đỉnh lũ mực nước cao từ  thời gian lũ kéo dài 15  20 ngày trận lũ lớn năm 1973, 1978, 1988 Số liệu quan trắc mực nước lũ vòng 40 năm trở lại cho thấy lưu vực trận lũ lớn xảy dịng sơng Lam trận lũ 1954, 1973, 1978, 1988 trung bình  10 năm lại xuất trận lũ lớn Thượng nguồn sông Lam Cửa Rào lưu lượng, mực nước lũ lớn vào năm 1973 với Hmax = 57,3m; Qmax = 5.690m3/s, Mmax = 0,44 m3/s.km2 Từ Dừa trở hạ du mực nước lũ lớn xuất trận lũ tháng IX/1978 với Hmax = 22,42m Đô Lương lớn lũ năm 1954 0,14m Tại Nam đàn mực nước lũ thực đo 9,76m, Chợ Tràng 7,35m, Bến Thuỷ 5,68m vào ngày 29/XI, ngày 28/XI năm 1978 Mực nước lũ hoàn nguyên lũ tháng IX/1978 cao Nam Đàn 10,43m (29/IX/1978), 7,6m (29/IX/1978) Chợ Tràng, Bến Thủy 6,16m (28/IX/1978), Linh Cảm 8,05m (29/IX/1978) Các sông nhánh lớn sông Lam mực nước lũ lớn không xuất đồng với mực nước lũ dịng chính: sơng Hiếu Quỳ Châu mực nước lũ lớn xuất 80,54 (hay 88,54m) (tháng IX/1954), Nghĩa Đàn 50,74m ngày 30/IX/1962) Trên sông Giăng mực nước lũ cao vào tháng IX/1978 với Qmax = 5.150m3/s Trên sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu mực nước lũ cao xảy vào năm 1960, 1978, 1988, 1989, Hmax Hoà Duyệt đạt 12,98m cao Hmax tháng IX/1978 1,34m Trên sông Ngàn Phố Sơn Diệm mực nước lũ cao đạt 15,82m ngày 20/IX/2002 cao mực nước lũ lịch sử năm 1989 0,47m (H1989 15,35 ngày 26/ /1989 sau trận lũ tháng X/1988, Hmax = 15,05m (17/X/1978), 14,54m (X/1978) Nước lũ sông La Linh Cảm phụ thuộc vào lũ sông Lam lũ sông Lam sông La xảy đồng thời lớn lũ sông La thượng nguồn chưa đạt cực đại song mực nước lũ sông La Linh Cảm cao đạt tới 7,95m trận lũ tháng IX/1978 Trong lũ tháng X/1960 sơng Ngàn Sâu lớn, sông Ngàn Phố thuộc loại lớn bên sông Lam Nam Đàn chưa phải lớn, mực nước lũ Linh Cảm mức 7,82m, lũ tháng IX/2002 hai sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu lớn Hmax = 7,71m (21/IX/2002) Linh Cảm Đặc biệt trường hợp lũ lớn năm 1983 sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu lớn song lũ sông Lam Nam Đàn nhỏ, mực nước lũ Linh Cảm đạt 6,6m cao mực nước lũ trung bình 1,5m Tại Cửa Hội mực nước lũ phụ thuộc vào thuỷ triều, nước dâng bão Những trận lũ lớn thượng nguồn đổ gặp triều cường gây mực nước lớn Cửa Hội đạt 2,14m (28/IX/1978), 2,12m (16/X/1988) 2,7m (IX/1954) Đặc biệt trường hợp nước dân bão năm 1989 làm cho mực nước Cửa Hội đạt 4,86m (IX/1989) Bảng 1.3 Tần suất mực nước lũ lớn hạ du sông Lam, sông La Trạm Sông Hmax Cv Cs Hmax P Hmax Th¸ng (m) năm Đô C¶ 15.55 0.36 0.72 21.7 19.4 18.4 17.2 20.14 10/198 L-¬ng 555 Nam Đàn Cả 6.79 0.19 0.76 10.4 9.19 8.58 7.92 10.43 9/1978 Chợ Cả 3.91 0.25 1.1 7.74 6.25 5.56 4.82 7.6 9/1978 Trµng BÕn C¶ 2.92 0.24 1.39 6.58 5.08 4.4 3.71 6.16 9/1978 Thủ Cưa Héi C¶ 1.86 2.0 0.2 4.43 3.27 2.77 2.29 4.86 1989 Linh C¶m C¶ 5.1 0.20 0.93 8.49 7.21 6.62 5.96 8.05 9/1978 Bắt đầu vào tháng IX, X mà hình thời tiết gây mưa hoạt động mạnh có nhiều trận bão đổ trực tiếp vào miền Trung bão tan thành áp thấp di chuyển lên phía Bắc gặp khơng khí lạnh tăng cường gây đợt mưa lớn đợt mưa lũ tháng IX/1978 đợt mưa dài ngày liên tục đợt mưa tháng X/1988 làm cho mực nước lũ sông suối lên nhanh, cường suất nước lũ đạt 1m/1giờ sông suối nhỏ đạt - m/ngày sơng lớn Tốc độ nước lũ dịng đạt từ - m/s Do bão đổ vào vùng ven biển di chuyển từ hạ du lên thượng nguồn nước lũ hạ du phần thượng nguồn đổ về, phần nước lũ sơng dồn lại, mực nước hạ du sông Lam lên nhanh thời gian truyền lũ thường rút ngắn lại trận lũ tháng IX/1978, thời gian truyền lũ từ Dừa tới Đô Lương so với thời gian truyền lũ trung bình từ  Thời gian truyền lũ từ Đô Lương tới Yên Thượng rút ngắn cịn so với mức trung bình từ 12  18 Thời gian lũ lên nhanh kéo dài từ  ngày lưu vực lớn, vài lưu vực nhỏ Thời gian lũ xuống gấp tới lần thời gian lũ lên Đường trình lũ thường dạng lũ kép vị trí thượng nguồn sông Lam, sông Hiếu, sông Ngàn Sâu, Ngàn Phố Càng hạ du bị điều tiết, bị vỡ đê đường trình lũ bị bẹt Thời gian trì đỉnh lũ kéo dài từ  giờ, thời gian lũ xuống kéo dài từ 15  20 ngày trận lũ lớn (đường trình lũ 1973, 1978, 1988) Số liệu mực nước lũ lưu vực có khoảng 30 năm lại Trên lưu vực lũ lớn xảy vào năm 1954, 1973, 1978, 1988 trung bình -10 năm lại xuất trận lũ lớn Bảng số 24 cho thấy thượng nguồn sông Lam mực nước lũ cao xuất vào năm 1973 với Hmax = 57,43m Qmax = 5.690 m3/s, mô số lưu lượng lớn 0,44m3/s.km2 Cửa Rào Từ Dừa trở mực nước lũ lớn xuất tháng IX/1978 với Hmax = 22,42m Dừa cao mực nước lũ tháng IX/1954 0,14m Từ hạ lưu đập Đô Lương trở xuống mực nước lũ thực đo năm 1978 cao mực nước lũ thực đo năm 1954 Yên Thượng 0,14m, Nam Đàn 0,82m, Chợ Tràng 1,05m; Bến Thuỷ 1,47m Trận lũ tháng X/1988 xảy lớn Mực nước lũ Dừa đạt 22,5m cao mực nước lũ tháng IX/1978 0,08m Từ hạ lưu đập Đô Lương mực nước lũ thực đo tháng 10/1988 thấp mực nước lũ thực đo tháng 9/1978 Tại Nam Đàn mực nước lũ đạt 9,53m ngày 19/X/1988 thấp mực nước thực đo tháng IX/1978 0,23m, Bến Thuỷ Hmax = 5,32m thấp mực nước lũ tháng IX/1978 0,36m Bản vẽ số 7,8 bảng số cho biết đường trình lũ, trị số đặc trưng mực nước lũ số trận lũ lớn Trên sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu mực nước lũ năm 1960, 1978, 1988 cao Trên sơng Ngàn Sâu Hồ Duyệt mực nước lũ lớn xuất vào tháng 10/1960 với Hmax = 12,98m cao mực nước lũ thực đo tháng 9/1978 1,34m tháng 10/1988 1,70m, mực nước lũ tháng IX/2002 đạt 11,77 (ngày 22/IX/2002) Trên sông Ngàn Phố mực nước lũ lớn Sơn Diệm 15,82m ngày 20/X/2002 đạt mức lịch sử cao mực nước lũ năm 1989 0,47m mực nước lũ trận lũ tháng IX/1978 1,76m Nước lũ sông La Linh Cảm phụ thuộc vào nước lũ sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu mà cịn phụ thuộc vào nước lũ sơng Lam Khi nước lũ sông La sông Lam xảy đồng thời, lũ sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu chưa đạt tới trị số cực đại song mực nước lũ sơng La Linh Cảm cao trường hợp lũ năm 1978, mực nước thực đo lớn Linh Cảm 7,95m cao mực nước lũ tháng 10/1960 0,13m Năm 1983 mực nước lũ hai sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu cao thấp thua lũ tháng X/1960 mực nước lũ sông Lam không lớn nên mực nước lũ Linh Cảm đạt mức 6,61m Lũ lớn sơng Lam trùng hợp với lũ lớn sơng La mực nước lũ sông La lớn mà mực nước lũ hạ du lớn 1.3 Đặc điểm lũ lụt a) Diễn biến Nếu sông Hồng Bắc Bộ mùa lũ tháng VI kết thúc vào tháng X, lũ lớn năm thường xuất vào tháng VII, VIII mùa lũ lưu vực sông Lam hạ du tháng VI kết thúc vào tháng XI Lũ lớn xuất tập trung vào tháng IX, X chậm so với Bắc Bộ tháng Tuy nhiên khả xuất lũ lớn vào tháng năm vùng khác Vùng thượng nguồn sông Lam lũ lớn năm xuất vào tháng VIII chiếm 52,9%, tháng IX 23,5%, tháng X, XI không xuất lũ lớn năm Tại Dừa vùng trung lưu sông Lam hội xuất lũ lớn vào tháng VIII 17,2% vào tháng X tăng lên tới 31% Vùng hạ du sông Lam Yên Thượng hội xuất lũ lớn năm đạt 15% vào tháng VIII, 45% vào tháng IX 25% vào tháng X Vùng lưu vực sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu hội vào tháng VIII giảm nhỏ hẳn mà tập trung vào tháng IX, X tháng XI Do mức độ tập trung lũ khả xảy lũ lớn vùng không đồng phần giảm bớt nguy gây lũ lớn hạ du vào năm Tuy nhiên có năm mưa bão lớn diện rộng lũ đặc biệt lớn dịng gặp lũ lớn sơng nhánh hạ du gây nên lũ lịch sử hạ du sông Lam Diễn biến lũ năm: Vào đầu mùa mưa tháng V, VI hoạt động mạnh gió Tín Phong Bắc Bán Cầu gió mùa Tây Nam thường gây nên lũ tiểu mãn vùng nhiên lũ tiểu mãn không kéo dài, lượng lũ không lớn cường suất lũ lên nhanh gây tổn thất nặng nề cho vùng bãi ven sông trận lũ tháng V/1989 Lũ sông Lam Nam Đàn mực nước đạt 7,17m báo động 2, lưu lượng Yên Thượng đạt 3.720m3/s gần lưu lượng lũ trung bình nhiều năm Tại Sơn Diệm trận lũ tiểu mãn tạo nên lũ lịch sử Qmax, Qmax = 4.400 m3/s với Mmax = 5,53 m3/s.km2 gây xói lở nghiêm trọng vùng hạ du sông Ngàn Phố Bắt đầu từ tháng VII, VIII trở mà hoạt động hình thời tiết gây mưa lớn xảy liên tiếp đặc biệt ảnh hưởng bão vào Bắc Bộ vùng Ninh Bình, Thanh Hố anh hùng vào thượng nguồn lưu vực sông Lam gây lũ lớn tháng VII/1963, tháng VII/1971 đặc biệt trận lũ tháng VIII/1973 gây lũ lịch sử Cửa Rào hạ du Bắt đầu vào tháng IX, X mà nhiễu động thời tiết trở nên mạnh mẽ, hoạt động bão tăng lên, nhiều trận bão trực tiếp đổ ảnh hưởng gián tiếp đến vùng gây nên đợt mưa có cường độ lớn diện rộng kéo dài Đặc biệt bão tan thành áp thấp di chuyển lên phía Bắc gặp khối khơng khí lạnh tăng cường gây nên lượng mưa lớn toàn vùng đợt mưa tháng X/1988 gây lũ lớn thượng, hạ du sông Lam bão liên tiếp đổ vào 15 ngày cuối tháng IX/1978, bão số 6, 7, đổ vào lưu vực gây mưa đặc biệt lớn trung hạ lưu gây lũ lịch sử hạ du sông Lam Cường xuất lũ lên cao từ 1m/giờ sông suối nhỏ (7  8)m/ngày sơng suối lớn Tốc độ dịng chảy lớn dịng đạt  3m/s Do bão đổ vào hạ du vùng ven biển, di chuyển dần lên thượng nguồn nên diện mưa lớn thường tập trung hạ du trung lưu sông Lam Nước lũ thượng du tràn góp phần nước lũ sông nhánh trung hạ du đổ vào làm mực nước trung hạ du tăng nhanh đột ngột Thời gian truyền lũ ngắn lại đoạn sông trung hạ du sông Lam Thời gian truyền lũ trung bình từ Đơ Lương tới n Thượng 12  18giờ trận lũ tháng IX/1978 thời gian truyền lũ rút ngắn lại  Thời gian lũ lên nhanh  ngày lưu vực sông lớn, vài lưu vực sông nhỏ Do mưa lớn dồn dập ảnh hưởng vào lưu vực Dạng q trình lũ kép thường xuất phía thượng nguồn sông Lam, sông Hiếu, sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu Càng hạ du bị điều tiết mạnh, phần trận lũ đặc biệt lớn trận lũ tháng IX/1978 bị vỡ đê Phượng Kỷ trình lũ bẹt ra, thời gian trì đỉnh lũ mực nước cao từ  thời gian lũ kéo dài 15  20 ngày trận lũ lớn năm 1973, 1978, 1988 Số liệu quan trắc mực nước lũ vòng 40 năm trở lại cho thấy lưu vực trận lũ lớn xảy dịng sơng Lam trận lũ 1954, 1973, 1978, 1988 trung bình  10 năm lại xuất trận lũ lớn Thượng nguồn sông Lam Cửa Rào lưu lượng, mực nước lũ lớn vào năm 1973 với Hmax = 57,3m; Qmax = 5.690m3/s, Mmax = 0,44 m3/s.km2 Từ Dừa trở hạ du mực nước lũ lớn xuất trận lũ tháng IX/1978 với Hmax = 22,42m Đô Lương lớn lũ năm 1954 0,14m Tại Nam đàn mực nước lũ thực đo 9,76m, Chợ Tràng 7,35m, Bến Thuỷ 5,68m vào ngày 29/XI, ngày 28/XI năm 1978 Mực nước lũ hoàn nguyên lũ tháng IX/1978 cao Nam Đàn 10,43m (29/IX/1978), 7,6m (29/IX/1978) Chợ Tràng, Bến Thủy 6,16m (28/IX/1978), Linh Cảm 8,05m (29/IX/1978) Các sông nhánh lớn sông Lam mực nước lũ lớn không xuất đồng với mực nước lũ dịng chính: sơng Hiếu Quỳ Châu mực nước lũ lớn xuất 80,54 (hay 88,54m) (tháng IX/1954), Nghĩa Đàn 50,74m ngày 30/IX/1962) Trên sông Giăng mực nước lũ cao vào tháng IX/1978 với Qmax = 5.150m3/s Trên sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu mực nước lũ cao xảy vào năm 1960, 1978, 1988, 1989, Hmax Hoà Duyệt đạt 12,98m cao Hmax tháng IX/1978 1,34m Trên sông Ngàn Phố Sơn Diệm mực nước lũ cao đạt 15,82m ngày 20/IX/2002 cao mực nước lũ lịch sử năm 1989 0,47m (H1989 15,35 ngày 26/ /1989 sau trận lũ tháng X/1988, Hmax = 15,05m (17/X/1978), 14,54m (X/1978) Nước lũ sông La Linh Cảm phụ thuộc vào lũ sông Lam lũ sông Lam sông La xảy đồng thời lớn lũ sông La thượng nguồn chưa đạt cực đại song mực nước lũ sông La Linh Cảm cao đạt tới 7,95m trận lũ tháng IX/1978 Trong lũ tháng X/1960 sơng Ngàn Sâu lớn, sông Ngàn Phố thuộc loại lớn bên sông Lam Nam Đàn chưa phải lớn, mực nước lũ Linh Cảm mức 7,82m, lũ tháng IX/2002 hai sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu lớn Hmax = 7,71m (21/IX/2002) Linh Cảm Đặc biệt trường hợp lũ lớn năm 1983 sông Ngàn Phố, Ngàn Sâu lớn song lũ sông Lam Nam Đàn nhỏ, mực nước lũ Linh Cảm đạt 6,6m cao mực nước lũ trung bình 1,5m Tại Cửa Hội mực nước lũ phụ thuộc vào thuỷ triều, nước dâng bão Những trận lũ lớn thượng nguồn đổ gặp triều cường gây mực nước lớn Cửa Hội đạt 2,14m (28/IX/1978), 2,12m (16/X/1988) 2,7m (IX/1954) Đặc biệt trường hợp nước dân bão năm 1989 làm cho mực nước Cửa Hội đạt 4,86m (IX/1989) Bảng - 3: Tần suất mực nước lũ lớn hạ du sông Lam, sông La Tr¹m Sơn Hmax Cv Cs Hmax P Hmax Th¸ng g (m) năm Đô Lương Lam 15.55 0.36 0.72 21.75 19.45 18.45 17.26 20.14 10/1988 Nam Đàn Chợ Tràng Lam 6.79 0.19 0.76 10.44 9.19 8.58 7.92 10.43 9/1978 Bến Thủy Cửa Hội Lam 3.91 0.25 1.1 7.74 6.25 5.56 4.82 7.6 9/1978 Linh Cảm Lam 2.92 0.24 1.39 6.58 5.08 4.4 3.71 6.16 9/1978 Lam 1.86 2.0 0.2 4.43 3.27 2.77 2.29 4.86 1989 La 5.1 0.20 0.93 8.49 7.21 6.62 5.96 8.05 9/1978 10 + Tại Thác Muối sơng Giăng có diện tích lưu vực 785 km2, lưu lượng lớn thực đo trận lũ tháng 9/1978 5.150 m3/s tương ứng với mô số đỉnh lũ 6,5 m3/s.km2 tổng lượng lũ ngày lớn trận lũ tháng 9/1978 lên tới 802.106m3 chiếm tới 20% tổng lượng lũ ngày lớn Yên Thượng trận lũ Tại Thác Chuối thành phần lượng lũ ngày tương ứng với ngày lớn Yên Thượng chiếm tỷ lệ trung bình 9,1% tổng lượng lũ ngày Yên Thượng + Qua Yên Thượng nước lũ chảy vùng đồng hạ du sông Lam Những năm lũ lớn trận lũ tháng 9/1978; tháng 10/1988 gây tình trạng ngập úng lớn, khả lũ lịng sơng có hạn, gặp gỡ lũ lớn bên sông La, ảnh hưởng triều cường Đặc tính chung nước lũ vùng hạ du lũ lớn năm xuất chậm so với lũ thượng nguồn tháng Càng hạ du lịng sơng mở rộng, nước lũ bị điều tiết mạnh, ảnh hưởng thuỷ triều thời gian trì đỉnh lũ kéo dài từ -5 giờ, thời gian nước rút kéo dài, đường trình lũ bị bẹt ra, thời gian trì mực nước lũ mực nước cao lâu ảnh hưởng tới việc bảo vệ đê sản xuất nông nghiệp Ở hạ du sông Lam, nước lũ không phụ thuộc vào lũ dịng sơng Lam mà cịn phụ thuộc vào nước lũ sơng La Lũ sông La tổ hợp nước lũ nhánh sông lớn Ngàn Phố Ngàn Sâu Lũ sông La lớn năm thường xảy vào tháng IX, X Tuy nhiên có năm lũ lớn năm xảy vào tháng 5, Khi chịu ảnh hưởng bão sớm hội tụ gió mùa Tây Nam gió Tín Phong gây lũ lớn Trường hợp lũ tháng V/1989 sông Ngàn Phố xảy trận lũ đặc biệt lớn với mực nước lũ đạt 15,35m ngày 26/V/1989 Qmax = 4.400m3/s thấp thua trận lũ lịch sử vào tháng IX/2002 mực nước 0,47m Trên sông Ngàn Sâu Hoà Duyệt mực nước lũ cao xảy vào năm 1960 với Hmax = 12,74m Sau trận lũ tháng IX/2002 với Hmax = 11,77 ngày 22/IX/2002, Qmax = 2.740m3/s Các trận lũ tháng IX/1978, X/1988 cho mực nước lưu lượng thấp lũ tháng IX/2002 Hmax 1978 = 11,40m ngày 28/IX/1978 = 11,04m ngày 17/X/1988 Lũ tháng IX/2002 bên sông Ngàn Phố vào loại đặc biệt lớn, lũ sông Ngàn Sâu vào loại lớn lũ sông Lam Nam Đàn chưa phải loại lớn thấp báo đọng 0,08m, mực nước lũ sông La Linh Cảm đạt tới 7,71m báo động 1,2m thấp đỉnh lũ thực đo năm 1978 0,02m Mực nước lũ sông La Linh Cảm vừa chịu ảnh hưởng lũ sơng Ngàn Phố, Ngàn Sâu chịu ảnh hưởng lũ sông Lam thuỷ triều Trường hợp lũ tháng IX/2002 lũ sơng Lam mức xấp xỉ báo động Nam Đàn, mực nước thủy triều Cửa Hội thấp, đỉnh triều Cửa Hội đạt 1,64m ngày 21/IX 1,44m ngày 22/IX Điều tạo điều kiện cho việc tiêu thoát nhanh phần lũ hạ du sơng Lam có sơng La vào Trận lũ tháng IX/2002 không ảnh hưởng mạnh tới lũ dịng sơng Lam gây thiệt hại nghiêm trọng cho vùng Hương Sơn Hương Khê, Đức Thọ, Vũ Quang 14 PHẦN CƠ SỞ LÝ THUYẾT MƠ HÌNH 2.1 Lựa chọn mơ hình Tiêu chí để lựa chọn cơng cụ mơ mơ hình mơ tả diễn tốn dịng chảy sơng, dịng chảy qua địa vật sông (cầu, cống, đập dâng ) dịng chảy tràn bãi, đồng thời mơ hình đưa kết cho việc xây dựng đồ ngập lụt Căn vào tiêu chí trên, nghiên cứu sử dụng kết hợp mơ hình chiều, hai chiều mơ hình kết nối mơ dòng chảy chiều dòng chảy hai chiều để tính tốn mơ lũ tràn xây dựng đồ ngập lụt Mơ hình chiều mơ dịng chảy sơng suối cơng trình cầu cống sơng, cịn mơ hình hai chiều mơ dòng chảy vùng bãi tràn Hiện có số mơ hình giới giải u cầu trên, mơ hình Mike Flood (Đan Mạch), mơ hình SoBek (Hà Lan)… mơ hình có quyền nên việc sử dụng gặp nhiều khó khăn, địi hỏi kinh phí lớn để mua phần mềm Với việc có quyền mơ hình Mike ưu việt tính thuận tiện sử dụng mơ hình đảm bảo tiêu chí đề tài, đề tài sử dụng mơ hình Mike Flood để tính tốn mơ dịng chảy lũ làm sở cho việc đề xuất định hướng quy hoạch phịng chống tiêu lũ cho khu vực nghiên cứu 2.2 Giới thiệu mơ hình Mơ hình thủy lực Mike Flood kết hợp mơ hình thủy lực chiều Mike 11 HD tính tốn dịng chảy kênh mơ hình thủy lực hai chiều Mike 21 HD tính tốn thủy lực vùng bãi tràn + Mơ hình thủy lực chiều Mike 11 HD Modun mơ hình thủy động lực (HD) phần trọng tâm hệ thống lập mơ hình MIKE 11 hình thành sở cho hầu hết modun bao gồm dự báo lũ, tải khuyếch tán, chất lượng nước modun vận chuyển bùn lắng khơng có cố kết Modun MIKE 11 HD giải phương trình tổng hợp theo phương đứng để đảm bảo tính liên tục động lượng, nghĩa phương trình Saint Venant Phương trình Saint Venant thiết lập từ dạng phương trình chuẩn việc bảo tồn khối lượng động lượng dựa bốn giả thiết sau: - Nước chất đồng nhất, khơng nén được, bỏ qua thay đổi khối lượng riêng - Độ dốc sông nhỏ, nên giá trị Cosin góc độ dốc coi - Bước sóng mặt nước phải lớn độ sâu sơng, điều để đảm bảo dịng chảy nơi coi song song với đường đáy sơng - Trạng thái dịng chảy tới hạn Trạng thái dòng chảy tới hạn phương trình động lượng giải với trường hợp tối giản, bỏ qua thành phần khơng tuyến tính Với giả thiết nêu trên, hệ phương trình chuẩn bảo tồn khối lượng động lượng chuyển đổi thành phương trình 3.1 3.2 đây, có xét đến dịng chảy nhập lưu Phương trình liên tục: Q A (3.1)  q x t Phương trình động lượng:  Q2      Q  A  h QQ (3.2)   gA  g 0 t x x C AR Trong đó: Q: lưu lượng (m3/s) x : chiều dài dọc theo dòng chảy (m) g: gia tốc trọng trường (m3/s) q: lưu lượng gia nhập bên đơn vị (m2/s) R: bán kính thuỷ lực (m) A: diện tích mặt cắt ướt (m2) t: thời gian (s) h: cao trình mặt nước (m) C: hệ số Chezy  : Hệ số phân bố động lượng Trong chương trình Mike 11 hệ phương trình biến đổi thành hệ phương trình sai phân hữu hạn ẩn giải cho lưới điểm (tại nút) Phương trình Saint Venant đơn giản hố cho trường hợp mặt cắt ngang sơng hình chữ nhật Mặt cắt sông tự nhiên thường hình chữ nhật, mơ hình Mike 11 chia mặt cắt thành nhiều hình chữ nhật nhỏ theo hướng ngang giải hệ phương trình cho hình chữ nhật sau tổng hợp lại + Mơ hình thủy lực chiều Mike 21 HD Mơ hình MIKE 21 phát triển Viện thủy lực Đan Mạch (Denmark Hydraulic Institute), mô hình chiều lưới thẳng gồm modun thủy lực, thủy văn, chất lượng nước, vận chuyển bùn cát, vỡ đập v.v Hiện mơ hình chuyển giao, đào tạo ứng dụng có hiệu số quan Bộ Nông nghiệp PTNT Mô hình ứng dụng rộng rãi nghiên cứu Hệ thống mơ hình dự báo dịng chảy nước giới Anh, Ba Lan, Đức, Ấn Độ, Bangladest, Trung Phi, Thái Lan, Trung Quốc, Indonesia Mơ hình MIKE 21-HD mơđun thủy động lực dùng để mơ hình hóa dịng chảy tràn, dùng để mô biến động mực nước, lưu lượng ứng với thay đổi chế độ thủy lực sông, hồ vùng chảy tràn Mực nước, lưu lượng tính lưới hình chữ nhật chứa khu vực nghiên cứu có liệu địa hình, độ nhám đáy, điều kiện biên, trường gió +) Mơ hình M K 21FM Là mơ hình hai chiều xây dựng phát triển Viện Thuỷ lực Đan Mạch (DHI) từ cuối năm 90 Mơ hình Mike 21FM có mặt Việt Nam vào tháng 11 năm 2005 qua đường chuyển giao khoa học công nghệ DHI Viện Quy hoạch Thuỷ lợi Mike 21 lo model FM, FM viết tắt từ tiếng Anh lexible mesh (nghĩa lưới linh hoạt), cho thấy điểm bật khác biệt với mơ hình hai chiều khác việc tạo lưới tính tốn mà thường lưới chữ nhật lưới cong Đối với mô hình dựa lưới tính tốn hình chữ nhật cho lời giải có độ xác vừa đủ việc mô vùng bãi sông Đối với đoạn sông có địa hình phức tạp, đặc biệt đoạn sông cong đoạn sông tồn bãi bồi dòng chảy mở rộng co hẹp đột ngột, u cầu phải có mơ xác đường biên điều đỏi hỏi việc sử dụng lưới linh hoạt Và điểm mạnh Mike 21FM nghiên cứu chế độ thuỷ động lực sông Mike 21FM tạo lưới linh hoạt mơ vùng tính tốn Việc sử dụng lưới linh hoạt so với việc sử dụng lưới chữ nhật số điểm lưới thay đổi kích thước lưới theo địa hình vùng tính tốn, mơ đường bao tốt kết tính tốn có độ xác cao Trong mơ hình lưới linh hoạt, bước thời gian dài sử dụng độ phân giải đường dòng chảy cải thiện nhiều đường lưới ln bám sát theo đường dịng chảy Khi chạy mơ hình lưới linh hoạt, số điểm định nghĩa lưu trữ nên hạn chế dung lượng trữ Module thủy động lực học module tính tốn tồn mơ hình Mike 21 FM, đưa sở thủy động lực học cho module lại, dựa sở số hóa phương trình nước nơng hai chiều – Các phương trình Navier-Stokes trung bình với hệ số Reynolds không nén kết hợp độ sâu Như mơ hình bao gồm phương trình: liên tục, động lượng, nhiệt độ, độ mặn mật độ Trong vùng làm việc hai tọa độ đề tọa độ cầu sử dụng Tính rời rạc theo khơng gian phương trình thể cách sử dụng phương pháp lưu lượng giới hạn tập trung theo ô Vùng làm việc phân chia thành nhiều vùng nhỏ ô liên tục mà không chồng chéo lên Sử dụng lưới phi cấu trúc vùng làm việc theo chiều ngang tạo thành hình tam giác tứ giác Mơ hình sử dụng hệ số xấp xỉ Riemann để tính tốn dịng đối lưu, từ kiểm sốt trạng thái khơng liên tục Với ưu điểm việc tạo lưới linh hoạt sở khoa học Mike 21FM trình bày cho thấy mơ hình có khả ứng dụng toán nghiên cứu sau: - Nghiên cứu chế độ thuỷ lực tổng thể tồn đoạn sơng chi tiết vị trí Bao gồm đặc trưng mực nước, lưu lượng, vận tốc dòng chảy phân bố chúng theo phương ngang Đặc biệt khả tính tốn dịng chảy đoạn sơng đổi hướng lớn, thành phần quan trọng nghiên cứu xói lở bồi đắp bờ sơng; - Tính tốn biến hình lịng dẫn (xói, bồi lịng sơng) xói lở bờ sông trạng thái tự nhiên phương án khai thác đoạn sông tương lai Trong nghiên cứu sử dụng mô hình MIKE 21FM với lưới tính phi cấu trúc linh hoạt nhằm mơ tốt cho điều kiện địa hình phức tạp lưu vực, đồng thời tiết kiệm tối đa lưới tính tốn a Cấu trúc mơ hình Mơ hình dịng chảy Mike 21 mơ hình phần mềm Mike DHI, có modun sau: - Modun thuỷ động lực học (Hydrodynamic): mô chuyển động dịng chảy theo khơng gian thời gian - Modun thuỷ động lực học truyền tải khuyếch tán (Hydrodynamic and Advection - Dispersion): có mơ thêm khuyếch tán chất - Modun thuỷ động lực học vận chuyển bùn cát (Hydrodynamic and Mud Transport) - Modun thuỷ động lực học chất lượng nước ECO Lab b Các phương trình Mike 21 FM Mơ hình Mike 21 FM mơ hình thủy động lực học mơ tốt mực nước dịng chảy vùng sơng, cửa sơng, vịnh vùng biển Nó mơ dịng chảy khơng ổn định theo hướng tầng chất lỏng ứng dụng rộng rãi Phương trình mơ bao gồm phương trình liên tục kết hợp với phuơng trình động lượng mơ tả biến đổi mực nước lưu lượng Lưới tính tốn sử dụng mơ hình lưới phi cấu trúc Các phương trình mơ gồm phương trình đây:  p q (3.3)   0 t x y  p   p    pq    p2  q2            gh  gp 2   h  xx   h  xy    w  x t x  h  y  h  x Ch y  (3.4)   q  fVV x  h pa   w x  q   q    pq    p2  q2            gh  gq 2   h  yy   h  xy    w  y t y  h  x  h  y Ch x  (3.5)   p  fVV y  h pa   w y Trong phương trình ký hiệu sử dụng sau: h ( x , y , t ) - độ sâu mực nước điểm (x,y) tính từ  ( x , y , t ) - cao độ mặt nước tính từ p , q , ( x , y , z ) - mật độ thông lượng theo chiều x y (m3/s/m=(uh,vh); (u,v) vận tốc trung bình theo chiều sâu theo hướng x y) C ( x , y , t ) - hệ số Chezy (m1/2/s) g - gia tốc trọng trường f (V ) - hệ số ma sát gió V ,V x ,V y ( x , y , t ) - vận tốc gió theo chiều x y  ( x , y ) - hệ số Coriolis(s-1) p a ( x , y , t ) - áp suất khí (kg/m/s2)  w - mật độ nước (kg/m3) x,y - tọa độ không gian (m) t - thời gian (s)  xx , xy , yy - thành phần ứng suất tiếp Phương pháp giải ẩn luân hướng (ADI) với thuật toán quét kép (DS) ma trận hướng sử dụng để giải số hệ phương trình liên tục bảo tồn động lượng dòng chảy c Khả ứng dụng mơ hình Modun thuỷ động lực học Mike 21 HD ứng dụng: - Tính tốn lưu lượng vận tốc dịng chảy theo hai hướng, độ sâu mực nước cao trình mực nước tất điểm tính tốn tất bước thời gian - Tính tốn đặc trưng thuỷ văn có ảnh hưởng cơng trình thuỷ lợi - Mơ tính tốn tốt vùng có ảnh hưởng triều cửa sông ven biển, vịnh, biển + Mơ hình mơ lũ Mike Flood Mike Flood hệ thống mơ hình thủy lực kết nối mơ hình chiều Mike Urban, Mike 11 mơ hình chiều Mike 21 lưới chữ nhật Mike 21 FM lưới phi cấu trúc Những đặc điểm bật Mike Flood: - Bảo toàn động lượng qua link liên kết - Liên kết bên, cho phép mô dịng chảy tràn từ sơng vào bãi tràn - Có mơ cơng trình thủy lực - Cơng trình liên kết mơ dạng ẩn - Mô lỗ cống nơi kết nối hệ thống cống, kênh tiêu với dịng chảy tràn mặt - Có kết nối với GIS - Các liên kết mơ hình chiều chiều theo hướng - Có cơng cụ cho phép nhập xem kết cách dễ dàng - Có đầy đủ tài liệu hướng dẫn sử dụng với hệ thống trợ giúp trực tiếp Có nhiều lợi ích sử dụng mơ hình Mike Flood nhiều ứng dụng cải thiện qua việc sử dụng nó, bao gồm:  Ứng dụng mơ lũ tràn  Nghiên cứu sóng dâng bão  Tiêu nước thị  Vỡ đập  Thiết kế cơng trình thủy lực  Ứng dụng cho vùng cửa sông rộng lớn Mơ hình Mike Flood kết hợp đặc điểm tốt mô hình chiều mơ hình chiều Những khó khăn mơ hình chiều mơ dịng chảy tràn bãi vùng cửa sông, ven biển mơ tốt mơ hình chiều Việc mơ cơng trình vận hành cơng trình chưa mơ rõ ràng mơ hình thủy lực chiều mơ hình chiều hồn tồn mô tốt