Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật tài nguyên nước: Ảnh hưởng của tình huống vỡ đê Phúc Long Nhượng, huyện Cẩm Xuyên, tỉnh Hà Tĩnh và đề xuất giải pháp giảm thiểu

LOI CAM KET

Tôi xin cam kết đây là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi và được thực

hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS TS Nguyễn Cao Đơn.

Các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bồ dưới bất kì hình thức nào khác.

Học viên

Tran Quôc Hùng

LỜI CẢM ƠN

Luận văn "Ảnh lướng của tình hung vỡ đề Phúc Long Nhượng, huyện Cẩm

“Xuyên, tinh Hà Tĩnh và đề xuất giả pháp giảm thất” được hoàn thành ti Khoa Kỹ

thuật Tai nguyên nước, Trường Đại học Thủy lợi Tác giả xin bảy t6 lòng biết ơn sâu sắc tới thiy giáo PGS TS Nguyễn Cao Dom đã tận tinh giúp đỡ và hướng dẫn từng bước trong qua trình nghiên cứu và hoàn thiện luận văn.

Tie giả cũng xin biy tỏ lời cảm ơn sâu sắc Ban giám hiệu Trường Đạihọc Thủy lợi, các Phòng, Khoa, Ban, Trung tim, các nhà khoa học, các thầy giáo, cô

giáo Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước đã tận tình

giáo đặc biệt là các thầy giáo,

giúp đỡ, chi bảo, truyền đạt kiến thức chuyên môn, động viên tác giả trong qué

học tập, nghiên cứu thực hiện luận văn.

“Tác giả cũng xin bay tỏ lời cảm ơn chân thành nhất tối cơ quan, bạn bè,đồng nghiệp, gia đình đã luôn quan tâm, động viên, khích lệ và tạo mọi điều kiện

thuận lợi nhất cho tác giả học tập và nghiên cứu hoàn thành luận văn.

“Tuy nhiên, trong khuôn khổ luận văn không thể tránh những sai sDo vậy

tác giả rit mong nhận được những ÿ kiến đóng góp của các thay giáo, cô giáo và ban bẻ đồng nghiệp

Xin trân trong cảm ơn !

Hạc viên

‘Trin Quốc Hùng

MỞ ĐÀU

1 Tính cắp thiết của Để ti 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 4 3 Đối tượng và nội dung nghiên cứu 4 4 Phạm vi nghiên cứu s

5 Cách tiếp cận và phương phip nghiên cứu 5

5.1 Cách tiếp cận 5

5.2 Phương pháp nghiên cứu 6

6 Kết qua dat được 6 CHƯƠNG 1: TONG QUAN.

1.1 Những nghiên cứu liên quan ở ngoài nước 71.2 Những nghiên cứu liên quan trong nước 81.3 Tổng quan về vùng nghiên cứu °

1.3.1 Điều kiện tự nhiên, dân sinh, kinh tế - xã hội 9

13.1.1 Vị trí địa lý 9

1.3.1.2 Đặc điểm địa hình, dia chất 10

1.3.1.3 Điều kiện khí tượng, thủy văn công trình, sông ngồi 12

1.3.1.4 Tỉnh hình dân sinh, kinh tế - xã hội 21.3.2 Hiện trang thuỷ lợi 2“1.4 Kết luận, 2

CHUONG 2: CƠ SỞ LÝ THUYÉT 555-5<5<csss-sss<29) 2.1 Tinh toán xác định quá trình lưu lượng nước tràn qua đê 29

3.1.1 Trường hợp không xây ra vỡ đề, 29

2.1.2 Trường hợp xảy ra vỡ đê 332.2 Xác định mực nước ngập lt trong dng a42.2.1, Xây dựng đường đặc tinh Z - F - V của khu chứa 32.22 Tỉnh oán dung ích ngập, cao 30

2.3 Xây dựng bản đồ ngập lụt cho khu vực nghiền cứu 40 2.3.1 Khái niệm về bản đổ ngập lụt 40

2.3.2 Các phương pháp xây dụng bản đổ ngập lụt 40

2.3.3, Xây dựng bản đồ ngập lụt kết hợp công cự GIS 4i CHƯƠNG 3: TINH HÌNH NGAP LUT, DANH GIÁ SƠ BỘ THI

ĐÈ XUẤT BIEN PHAP GIẢM THIÊU,

3.1 Xác định mức độ ngập lụt khu vực nghiền cứu 463.1.1 Xây dựng đường đặc tính Z - F - V cho khu vực nghiên cứu 46

3.1.2 Xác định độ sâu ngập, dung tích ngập, diện tích ngập va thời gian ngập lụt

khu vực nghiên cứu, 47

3.1.3 Kiểm tra kết quả tính toán thông qua Storage Units (khu chứa) của phần mềm SWMM 2

3.1.3.1 Giới thiệu phần mém SWMM _

3.1.3.2 Ap đụng cho bồi toán để Phe Long Nhượng ot 32 Xây dng bản đỗ ngập lụt và đánh gid sơ bộ mức độ hệt hạ, %6 3.3 Để xuất các biện pháp giảm thiểu 69

3.3.1 Giải pháp công trình 20

3.3.2 Giải pháp phi công trình 71

3.3.2.1 Dim bio sự an toản của tuyển để n3.3.2.2 Những biện pháp chủ động tự ứng phó nhằm giảm thiêu thiệt hại cho

nhân din trong khu vực có nguy cơ bị ảnh hưởng 73

3.3.2.3 Ung pho khi có sự cổ xảy ra 74

KET LUẬN VA KIÊN NGHỊ

1, Kết luận 82

2 Kiến nghị 83

TAI LIỆU THAM KHẢO <seerrirrrrrrrrerreeff

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Vị trí công trình 9Hình L2: Vi tri cụ thể khu vục nghiên cứu 10

Hình 1.3(a,b,e): Hiện trang tuyến đê Phúc Long Nhượng 2T

Hình 2.1: Sơ đồ mình họa lũ tràn để ”

Hình 2.2: Sơ đồ minh họa nước chảy qua tràn đỉnh rộng 30

Hình 2.3: Mặt cất doc bờ để tai khu vực nước trần qua 3

Hình 24: Sơ đồ xác định V,Z, F khu chứa 39 Hình 3.1; Đường đặc tính diện tích Z-F khu vực nội đồng tuyển đê 47 Hình 3.2: Đường đặ tỉnh th tích ZV khu vực nội đồng tuyển để 4 Hình 3.3: Quá trình lưu lượng nước chảy qua để ứng với trận lũ có tan suất P =

001% si

Hình 3.4: Diễn biến mực nước ngập lụ khu vực trong đồng ứng với trận lũ có tin

suất P=0019 32 Hình 3.5: Sơ đồ mô phỏng mang lưới tiêu thoát nước trong SWMM oo Hình 3.6: Khai báo các ký hiệu, giá trị mặc định cho từng đối tượng 61

Hình 3.7: Khai bio các gi tri mặc định cho Map Options “

Hình 3.8: Sơ đồ mô phòng bài toán nước tràn dé Phúc Long Nhượng 62

Hình 3.9: Nhập đữ liệu cho nút J1, 12, Out, SUL và links C1, C2, RL “

Hình 3.10: Kết quả điễn biến mực nước tại nút SUL 65

Hình 3.11: So sánh quá tình mực nước trong đồng tính theo 2 phương phíp 6

Hình 3.12: Bản đồ ngập lụt khu vue nội ding để Phúc Long Nhượng ứng với mức ngập lụt 3.58m 67 Hình 3.13: Bản đồ ngập lụt khu vực nội đồng để Phúc Long Nhượng ứng với mức

ngập lụt 2.81m, 68

Hinh 3.14: Bản đồ ngập lụt khu vực nội đồng dé Phúc Long Nhượng ứng với mire

ngập lụt2.lãm, 6

Hình 3.15: Mặt cắt ngang phường dn cải tạo tuyén để Phúc Long Nhượng 10

Hình 3.16: Phuong én xây nhả chống ũ cho người dân n

Hình 3.17: Hướng dẫn hưởng sơ tắn khi xảy ra ngập lụt cho trận lĩ cổ mực nước

ngập lụt 2.81m, 1

DANH MỤC CAC BANG BIEU

“Tốc độ (m/s) gió trung bình nhiều năm và mạnh nhất (1961-2004)

"Đặc trưng nhiệt độ các tháng mùa đông ở Hà Tĩnh (°C),

Đặc trưng nhiệt độ các tháng mùa hé ở Hà Tinh (°C)

Lượng mưa trung bình tháng và năm (mm)

Số cơn bảo đỗ bộ vào khu vực Nghệ An đến Quảng Binh,

Đặc trưng mực nước trạm Cảm Nhượng."Đặc trưng biên độ tru tại Của Nhượng“Xây dựng đường đặc tính Z - F -V khu chửa“Xác định dung tích V, mực nước Z, diện tích mặt nước F của khu chứa 39

"Đặc tinh quan hệ Z - EV khu vực nội đồng dé Phúc Long Nhượng46

Bảng 3.2: Diễn biển ngập lụt khu vực trong đồng ứng với trận lũ có tin suất P =

0.01% (trường hợp không xây ra vỡ để)48

Bảng 3.3: Diễn biển ngập lụt khu vực trong đồng ứng với trận lũ có tin suất P =

0.01% (trường hợp xây ra vỡ dé)49

Bang 3.4: Đánh giá sơ bộ mức độ ảnh hưởng do ngập lụt tại khu vực nội đồng dé

Phúc Long Nhượng ứng với các mực nước ngập lụt60

DANH MỤC CAC TỪ VIẾT TAT

Biến đổi khí hậu

Hệ thống thông tin địa lý

Khí tượng thủy văn

Ủy ban nhân dan

MỞ DAU

1 Tinh cấp thiết của ĐỀ tài

Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đói gió mùa, hing năm chịu ảnh hưởng

của nhiều thiên tai do thời tiết như các con bảo nhiệt đới, hạn han, lũ lụt Mùa mua từ tháng 5 đến thing 10 nóng và âm Mùa khô từ tháng 11 đến thing 4 lạnh và khô Mùa mưa bão từ tháng 6 đến tháng 12 Han hán xảy ra trong các thang khác nhau ở

nha Mi

các ving M cao nguyên Trung BG, và miễn Nam từ thắng 11 đến

tháng 4; Bắc Trung Bộ, và Trung Bộ từ tháng 6 đến tháng 7; Nam Trung BỘ từ tháng én thang 8,

Ha Tinh thuộc khu vực Bắc Trung Bộ có diện tích tự nhiên 602.564 ha, dân.

số trên 1,28 triệu người; có địa hình phức tạp, phía Bắc giáp tinh Nghệ An, phía

Nam giáp tinh Quảng Binh, phía Tây giáp Lào, có núi non hiểm trở, phía Đông giápBiển Đông có bở biển dài khoảng 137 km với 4 cửa sông Hang năm, Ha Tĩnh chịu

êu ánh hưởng của thiên tai như: Mưa, bio, ngập lục lũ ống, lũ quét, sat lở ở các

huyện miễn núi; ngập lụt ving ven biển, ngoài dé La Giang và ngập úng vùng nội

đồng Đức Thọ - Can Lộc, hạ du các hỗ chứa Kẻ Gỗ, Sông Rác Doe theo bo biễn từ

Cita Hội vào Dèo Ngang có 31 xã ven biển thuộc 5 huyện: Nghỉ Xuân, Lộc Ha,Thạch Hà, Cẩm Xuyên, Kỳ Anh; có trên 4.000 tau thuyén với hơn 35.000 hộ sống

1g nghề nuôi tr thủy sim, đầy là những đổi tượng thườnglạ, khai thác và c

phải chịu nhiễu rồi ro khi có bảo, lũ lụt và ATNĐ xây a

Toàn tỉnh có 32 tuyển đê với chiều dai 318,7km, trong đó có 01 tuyển đề

sông cấp II (dé La Giang dai 19,2km); 31 tuyến dé sông cấp IV và cấp V với chiều

cđài 297 km, Nhìn chung hệ thống dé điều mặt cắt còn nhỏ, cao trình thấp, khả năng

dụng tích 762 triệu m? và 48 đập dâng, trong đó có 2 hồ chứa lớn: HO Kẻ Gỗ 345

chống đỡ với thiên ti bão, Ki côn nhiều lập có tới 345 cái với tổng triệu m`, hỗ Sông Rác 124,5 triệu m`; có 7 hỗ dung tích từ 10 - 20 triệu m` và trên

30 hồ có dung tích từ 1 - 10 triệu m’ Phần lớn các hd, đập ở Hà Tĩnh được đầu tư xây dựng từ những năm 1980 về tước hiện dang bị xuống cắp và hẳu hết các hồ

chứa nước lớn chưa có tin sự cổ.

Cẩm Xuyên là huyện ven biển của tinh Hà Tỉnh, cổ tổng diện tích đất tr hiên 635,54 km?, din số 151.834 người

Phan bổ địa hình gồm: miền núi va đồng bằng trong đó trên 60% điện tích là

núi, đồng bằng hợp, đốc nằm ven biển,

Cim Xuyên thường xuyên bị ảnh hưởng của bão, áp thấp nhiệt đới,

dang, lốc xoáy vả sự xâm nhập mặn , hing năm chịu thiệt hại lớn về người và tải Đặc biệt, trong những năm gần đây thiệt hại do thiên tai gây ra tại các xã vũng ven biển thuộc huyện Cảm Xuyên rit li, trung bình mỗi năm thệt hại hàng

chục ty đồng, ảnh hưởng lớn đến sự ôn định cuộc sống, sản xuất của nhân dân Cythể:

+ Bão, áp thấp nhiệt đói

Bao va áp thấp nhiệt đới là hiện tượng thiên tai gây kinh hoàng cho người dân ven biển thuộc xã Cim Nhượng, Cảm Phúc và thị trắn Thiên Cằm huyện Cảm

Xuyên Trong những năm qua người dân vùng này thường xuyên bị ảnh hưởng trực

tiếp của 13 cơn bão mạnh như: cơn bão số 4 năm 2000, cơn bão số 5, 6 và 7 năm

2005, cơn bão số 5, 6 và 9 năm 2006 Bao, áp thấp nhiệt đới gây mưa to, gió lớn làm

nước biển dâng cao trin vào đất liền, gây thiệt hại nặng né như: bảo số 5, số 6 năm

2005 đã làm chất 3 người; ngập 230 hộ dân thuộc xã Cảm Nhượng và Cẳm Lĩnh:

ngập ting hư hỏng 3000ha lúa hé thu; vỡ sat lở dé, bờ sông khoảng 6000 m3 đất đã làm thiệt hại khoảng 10 tỷ đồng: các cơn bão số 5, số 6 và số 9 năm 2006 đã làm

thiệt bại về tải sản, nông nghiệp và thuỷ sản khoảng 2 tỷ đồng Ngoài ra bão và áp

thấp nhiệt đới côn gây hư hỏng nhiễu công tình cơ sở hạ ng khác, gây ra dich

bệnh, 6 nhiễm môi trường.

+ Nước đẳng

Mỗi khi có bão, áp thấp nhiệt đới cộng với triều cường làm nước biển dâng

cao, xâm nhập sâu vio nội đồng ti những vị tr chưa cổ tuyến để khép kin như: bão

số 5, số 6 năm 2005 làm nước biển ding cao ngập hơn 3000ha lúa hè thu, vỡ hơn

15000m3 dit nuôi trồng thuỷ sản, làm hư hỏng các công trình giao thông thủy lợi khác; bão số 6, số 7 năm 2006 làm nước biễn ding cao từ 2m đến ám làm ngập 100ha lúa, S50ha hoa màu và làm vỡ 6200m’ đất nuôi trồng thuỷ sản Ngoài ra nước dling còn làm diện tích đắt nhiễm mặn tăng nhanh, ảnh bưởng đến môi trường sống

của nhân dan,+ Mira lũ,

Hãng năm từ đầu thing 8 đến thing 11 thường có lượng mưa to và rt to ở khu vực nghiên cứu gây ra hiện tượng ting ngập, sat ở bi, làm đồ cây, ngập nhà cửa, ngập ứng nhiễu ha dit nông nghiệp, cây trồng, thuỷ sản gây thiệt hại lớn về ti sin

của nhân dân và làm giảm năng suất cây trồng Cùng với hiện tượng ngập ding cồn

phát sinh nhiều 6 địch bệnh, gây 6 nhiễm môi trường và các the động xấu đến đời sống xã hội của các xã: Cim Nhượng, Cẩm Phúc, Cảm Long.

Tuyển đê Phúc - Long - Nhượng nằm ở bo trái sông Gia Hội (đoạn đồ ra cửa

Nhượng hay còn gọi là sông Cửa Nhượng), đi qua các xã Cẩm Phúc, Cim Long,

Cảm Nhượng (huyện Cảm Xuyên, tinh Ha Tĩnh) di khoảng 11,41 km Đến thing 3 năm 1997 toàn bộ tuyển dé đã được cũng cổ bằng nguồn vốn hỗ trợ của PAM trên cơ sở đê bối trước đây Sau 10 năm khai thắc và sử dụng dén nay hẳu hết trên toàn

.đã xuống cấp, mái dé phía biển bị sạt lở, ác công trình dưới đề haw

như bị lún, phan đắp áp trúc mang cổng bị lún, sập, các tắm bê tông bề mat bị nứt vỡ.

sấy, phần cơ khí đóng mở bị han ri va x6 lệch Nhìn chung đê vả các công trình qua

để điều bi xuống cấp

“Trước tình hình diễn bid phức tạp của thời tiết và sự xuống cắp của tuyển.

cđ Phúc Long Nhượng, trong khi đó tuyến dé lại thường xuyên chịu ảnh hưởng của

sông dồn về, do vậy khi có.

thủy triều, nước dâng do bão và nước lũ từ thượng ngu:

thiên tai xây ra, nguy cơ nước lũ trăn dé là rit lớn và hậu quả để lại sẽ

Dé Phúc Long Nhượng có nhiệm vụ bảo vệ tính mạng và tải sản trực tiếp cho 19728 người, 2471 ha đất của thị trần Thiên Cam, xã Cim Phúc, Cẳm Nhượng; bảo vệ gián tiếp cho 12450 người, 1345 ha đắt của thị trấn Cảm Xuyên và xã Cảm

Thang Nếu xảy ra hiện tượng nước lũ tein qua dé thi thiệt hại về tải sản và số ngườibị ánh hưởng sẽ là rất lớn.

Tuy nhiên, từ trước tới nay it có các nghiên cứu về diễn biến ngập lụt khu,

vực nội đồng do nước lũ tràn qua đê để giúp đưa ra các phương án sơ tân và bao vệ

tính mạng tai sản nhân dân, giảm thiểu thiệt hại Vì vậy việc nghiên cứu ảnh hưởng,

của ngập lụt do nước trần qua dé và đề xuất giải pháp giảm thiểu là cần thiết2 Mục tiêu nghiên cứu.

+ Tỉnh toán dự báo vùng ảnh hưởng và diện tích vùng ngập lụt do nước trần

+ ĐỀ xuất biện pháp giảm thiểu thiệt hại của lũ lụt do nước tràn để gây ra

3 Đối tượng và nội dung nghiên cứu

+ Đối tượng nghiên cứu: Dé Phúc Long Nhung và vùng bảo vệ của đề.

+ndung nghiên cứu:

- Nghiên cứu tình trang lũ lụt do nước trân dé Phúc Long Nhượng.

~ Nghiên cứu dự bảo diễn biển mực nước vàng ảnh bưởng ngập lụt điện íchngập lụt do nước trin đề,

~ Đánh gid sơ bộ ảnh hưởng của ngập lụt đến các ngành và để xuất biện pháp,

giảm thiểu

4, Phạm vi nghiên cứu

~ Vùng nghiên cứu: Bờ ta dé Phúc Long Nhượng.

~ Luận văn tập trung nghiên cứu giải quyết bải toán ngập lụt ở vùng nghiên.

cứa do nước trần qua dé, không xế đến cơ cl a quá trình đồng chiy trongkhu vực nội đồng

5 Cách tếp cận và phương pháp nghiên cứu 3.1 Cách tiếp cậm

(1) Tiếp cận tổng hợp.

Xem khu vue nghiên cứu là khu vục hạ lưu bị ảnh hưởng ngập lụt vi tằm

ảnh hưởng cầu thành hệ thing gồm: địa hình, địa chất, khí hậu, nước, hệ sinh tha,

con người, phương thức quản lý, khai thác li các thành phần của

«quan hệ rằng buộc, tic động lẫn nhau

(2) Tiếp cận hệ kinh tế - sinh thái - môi trường

Mục tiêu cơ bản của việc xác định tính toán quá trình nước trấn đê là xác

định ving ngập lụt, di dân, bảo đảm an toàn cho người và cơ sở vật chất ving nghiên

cứu Vấn đề lũ lụ sẽ ác động tới hệ sinh thấi và môi trường Vì vậy cách tiếp cận

này bảo đảm cho môi trường và sự phát iển bản vũng

(3) Tiếp cận tích hợp thông tin (ảnh viễn thám, bản đồ va hệ thông GIS) Ving nghiên cứu có cấu trúc địa hình phức tp, hệ thống sông kênh nhiề ‘gn tự nhiên biến động Do vậy để nắm bắt thông tin cập nhật ve tài nguyên về

nước phục vụ công tắc nghiên cứu đồi hỏi phải thích hợp các thông tin như ảnh

vệ tinh; khai thác bản đỗ chuyên ngành, ban đổ đẳng trị mưa hệ thống thông tin

địa lý (GIS) va so sánh, đối. ểu với tải liệu khảo sát mặt đắt.

(4) Tiếp cận kế thừa, phát iễn các kết quả nghiên cứu và tiếp thủ công nghệ Sử dụng các công cụ tiên tiến dé trién khai thực hiện để tải như: Sử dụng các.

phần mém tinh toán và các phần mềm ứng dụng khác để phục vụ công tác

dự báo vùng bị ngập do nước trần dé5.2 Phương pháp nghiên cứna

Luận văn sử dụng các phương pháp sau:

+ Phương pháp kế thừa: Luận văn kế thữa các ti liệu sẵn có của một số dự án sữa chữa, nâng cắp đề trong khu vực.

tin, số+ Phương pháp thu thập tai liệu, số liệu: Tim kiếm, thu thập các thôn

liệu của khu vực nghiên cứu, các tài liệu của các nghiên cứu khoa học có trước dé làm cơ sở lý luận khoa học hay luận cứ chứng mình giả thiết hay tim ra vẫn đề cần

nghiên cứu

+ Phương pháp phân tích, xử lý, đánh giả số liệu: Các dữ liệu, số liệu, thông

tin, tài liệ liên quan sau khi thủ thập được tìm hiểu, phân tích, đánh giá, chọn lọc

theo nhiều cách khác nhau dé xây dựng thành các luận cứ, luận điểm, bộ số liệu tính.

toán phục vụ cho công tác nghiên cứu của luận văn.

+ Phương pháp sử dụng mô hình toán: Sử dụng các phần mm chuyên

ngành bảng tính để tinh ton xác định quả tình lồ trăn để, mực nước trong đồng vàdiện tích ngập lụt

6 Kết quả đạt được

Luận văn sẽ đạt được các kết quả chính sau:

(1) Xác định được quá trình mực nước tràn qua đẻ, mực nước trong đồng.

vũng bờ ta đề Phúc Long Nhượng.

(2) Xác định được diện tích ving ngập lụt do nước tràn qua dé Phúc Long,Nhượng.

(3) Đánh

như Nông nghiệp, Giao thông, Cơ sở hạ ting cùng một số ngành khác vả dé xuất các.

á sơ bộ ảnh hưởng của lũ lụt do nước tràn đê đến một số ngành

giải pháp giảm thiểu

Chương 1: TONG QUAN

1.1 Những nghiên cứu lên quan ở ngoài nước

Trên thể giới từ tước tới nay đã ghi nhận nhiều sự cổ trần đê, vỡ đ lớn nhỏ khác nhau va cũng đã cỏ những nghiên cứu vẻ vấn dé này Tuy nhiên những nghiên cứu này ch yéu đang di phân tch qua tình vỡ để và những yêu tổ kỹ thuật xung quanh sự có tràn, vỡ đê nhưng chưa có nghiên cứu nao đi vào phân tích diễn bién

ngập lụt, mức độ ảnh hưởng tới khu vực bảo về của để su khi sự cổ trần, vỡ để xảyra Cụ thể một số nghiên cứu như sau:

Năm 2006, S Roger, J Kongeter (Đức) và E Busse (Hà Lan) trình bay

nghiên cứu về truyền sóng lũ khi vỡ đề: Xây dựng mô hình thực nghiệm để quan trắc các thông số mực nước, vận tốc dòng chảy, hướng chảy của dòng nusau một trậnvỡ đê giả định Sau đó sử dụng các thông số quan trắc đó để kiểm tra lại kết quả tính

oán của phương pháp số RKDG và đánh giá Khả năng sử dụng của phương pháp

cho các bài toán vỡ đi

Năm 2011, nhóm tác giả M Zolshadr, M.R Hashemi, S.M.A Zomorodian

(Iran) trình bay nghiên cứu Đảnh giá của mô hình Mike 21 trong mé phỏng vỡ đề, dip: Xây dựng cơ sởlý thuyết và qua tình sử dụng mô hình Mike 21 mô phỏng cho các trường hợp vỡ đê, đập Áp dụng cho bài toán thực tế trên sông Helleh (Iran) Kết «qu tính toán của mô hình được so sinh với kết quả tính toán của 2 phương pháp số

Khác là MacCormack và Gubuti Nhận thấy quá tỉnh Mike 21 mô phỏng vỡ để cho

kết quả đáng tin cậy hơn vỡ đập và ở những trường hợp dòng chảy phức tạp, cần hải dùng tới mô hình ba chiều để mô phòng bãi toán

Năm 2011, nhóm tác gid F Stilmant, BJ Dewals, P Archambeau, §.

Expicum, M Pirotton (Bi) và S Roger (Đức) trình bảy nghiên cứu Dòng chảy do vỡdé - Mô hình đơn giản: Các mô hình đơn giản hóa đã được phát triển trong khuôn

khổ của một mồ hình thu nhỏ và với sự giáp đỡ cũa mô phòng số được sử dụng để

xác định các đặc tính hữu ích của dòng chảy Mé hình dựa trên nguyên lý bảo toàn

khối lượng vả động lượng, áp dụng cùng với các điều kiện biên có liên quan như mặt

cất dòng chảy, hướng dòng chảy Sau khi xây dụng cơ sở lý thuyết, tiễn hành tính.

toán cho các trường hợp giả định và so sinh với các dữ liệu thực nợi

1.2 Những nghiên cứu liên quan trong nước.

Cling tương tự như trên, ở trong nước hầu như chưa có nghiên cứu nào đề

cập đến việc tính toán quá trình ngập lụt va mite độ ảnh hưởng của khu vực trong dé

khi có tinh hudng tran, vỡ dé xây ra, chủ yếu là các nghiên cứu quá trình phân tích

bãi toán vỡ đập,

Nghiên cứu ảnh hưởng tình huồng vỡ đập hề Kẻ Gỗ - Hà Tình đến vùng hạ

«du (PGS TS Phạm Thị Hương Lan, POSTS Nguyễn Cinh Thái, KS Trin Ngọc Huân): Hồ Ké Gỗ là một rong những hồ chứa lớn ở khu vực lên Trung, vùng hạ

lưu hỗ là khu vực tập trung đông dân cư, khu kinh tế phát triển Kết quả nghiên cứu vỡ đập hd Kẻ Gỗ giúp xác định chiều sâu, lưu tốc ding chảy, phạm vi ảnh hưởng và

thời gian xuất hiện dòng lũ sinh ra do vỡ đập Đó là những thông tin quan trọng giúp.

các nhà quan lý có những biện pháp thích hợp để giảm tối đa các thiệt hại do sự cố

vỡ đập gây ra Nghícứu này tập trung vào việc mô phỏng ngập lạt hạ du hồ Kẻ

Gỗ tong tình huồng đập chính hỗ Kẻ Gỗ bị vỡ.

Thời điễn ne vỡ an toàn cho đập tràn sự cỗ hỗ Yên Lập (Ths Phạm Thị Huong): Nghiên cứu trình bày kết quả tính toán xác định thời điểm tự vỡ tran sự cổ -trần kiểu đập đất ne vỡ - để dim bảo an toàn cho đập chính của hỗ chứa nước Yên

Lập, tỉnh Quảng Ninh, Với dip tin sự cổ kiểu đập đất tự vỡ, thời điểm vỡ đập rong

aqui trình xã là sự cổ là ắt quan trọng vi nó ảnh hưởng đến an toàn của đập chính

XNếu trần sự cổ vỡ trước thời điểm tính toán thì có thể dẫn đến lãng phí vi khi đó chưa cin thiết phải gây vỡ đập tràn sự cố, đường tràn chính vẫn đủ năng lực tháo "Nếu tản vỡ sau thời diém tính toán thì có thé dẫn đến khả năng nước trần qua đập

chính gây mắt an toàn cho đập, Vậy với các công trình có đập tràn sự cổ kiểu đập đắt

tự vỡ, cần xúc định chính xác thời điểm tự vỡ an toàn của đập.

1.3 Tổng quan về vùng nghiên cứu.

1.3.1 Điều kiện tự nhiên, dân sinh, kinh tế - xã hy

ISL Vi tí địa lý

“Tuyến đê Phúc Long Nhượng, thuộc thị trần Thiên Cằm (xã Cảm Long) và các xã Cim Phúc, Cảm Nhượng, huyện Cẩm Xuyên, tinh Hà Tĩnh Khu vực nghiên ‘itu nằm cách thành phổ Hà Tĩnh khoảng 20km theo hướng Đông Nam.

‘BE Phúc Long Nhượng.

Huyện Cảm Xuyên, tỉnh Ha Tinh với tổng diện tích đắt ty nhiên 635,54km? với 151.834 người, được giới hạn như sau:

+ Phía Bắc giáp huyện Thạch Ha và thành phổ Hà Tĩnh +Phia Đông giáp biển Đông.

+ Phía Tây giáp huyện Hương Khê

+ Phía Nam giáp huyện KY Anh.

Hình 1.2: Vị trí cụ thé khu vực nghiên eeu

1.3.1.2 Đặc diễn dia hành địa chất 4) Đặc điển dia hình

Cẩm Xuyên là huyện ven biển của tỉnh Hà Tĩnh, phân bố địa hình gồm:

miễn núi va đồng bằng trong dé trên 60% diện tích là đổi núi, đồng bằng hẹp, dốc nằm ven biển.

Khu vục min nút gồm 6 xã Cẩm Minh, Cảm Linh, Cảm Sơn, Cẩm Thịnh, Cảm Quan và Cim Mỹ Tổng diện tích 392,13km? chiếm 61,7% điện tích toàn

huyện Khu vực đồng bằng gồm thị trấn Cấm Xuyên, các xã Cảm Trung, Cảm Lạc,

Cảm Lộc, Cảm Hà, Cảm Hưng, Cảm Thạch, Cam Dug, Cảm Thành, Cam Vịnh, Cảm Bình, Cim Quang Tổng diện tích 197,98km*, chiếm 31,15% Khu vực ven biển gồm # xã: Cảm Hoà, Cảm Dương, Cảm Long (thị trấn Thiên Cảm), Cảm Nhượng. “Tổng diện tích 45,43km*, chi

ở mức +2,00, tương đương với mức wid

7.15% Khu vite ven biển địa hình thấp, cổ nơi chỉ 5%.

“Tuyển dé Phúc - Long - Nhượng: Tir K0+000 ngược về quốc lộ 1A là miễn

đất cao, ảnh hướng của thuỷ tiểu rit bạn chế ít cổ khả năng trần ngập của iều cường, tr KO+000 đến K5+300 tuyển để nằm trong ving đất nền tương đổi cao, là

loại dat sét nặng - sét dn định có điều kiện phòng chống lũ tốt hon thị trấn Thiên

Cảm và Cảm Nhượng

Đoạn dé Cảm Long (thi trấn Thiên Cằm) và Cảm Nhượng uén khúc quanh co, di qua nhiễu đoạn bờ làng, cắt qua các lạch nước cũ, cắt qua các khu vực có địa hình thấp và nằm trong ving địa mạo cửa sông của biễn, nước sông sâu hơn và chịu ảnh hưởng mạnh của triều cường, hướng gió đông nam khi có mưa bào Vì đây là vùng đất thấp nên muốn ngăn được

su cường thi dé phải đắp cao hơn và dé mắt én

+) Đặc điểm địa chat

Đặc điểm địa chất công trình tuyển đê tương đối đơn giản, chủ yếu gồm 3 lớp Lớp trên củng là lớp đất đắp để (đắt á sét nặng miu xám), lớp thứ 2 là đất á sét chứa ít hữu cơ đã phân huỷ trang thái déo mềm; lớp đưới cùng là cất pha mẫu nâu den đến xám tro bao hoà nước Một số đoạn trên tuyến dé Phúc Long Nhượng chi gồm 2 lớp đất trong số 3 lớp đất trên Lớp đất á sét nhẹ - vừn chữa cát, miu nâu den,

dạng bùn, trang thái déo mm - dẻo chảy Lớp bồi lắng lòng kênh, ao, hồ, nộng

‘DAL sét nặng - sết mẫu nâu xám, nâu vàng, trạng thái cứng - đẻo cứng, kết

cấu chặt vừa Lớp đắp thân dé ở nữa đầu đoạn đê Phúc - Long - Nhượng Dit st hg cất pha ning mẫu xâm sing, nâu nhạt,

chit Lap đấp thn de ở nữa cuối dé Phúc - Long - Nhượng

Dit set nặng = sết máu xăm xanh hạt, nâu den chi thữu co đã phân huỷ

hoàn toàn, trạng thái đẻo mềm Nguồn gốc: rằm ích sông, bién hỗn hợp (amQIV).

Đất á sét nhẹ - cát pha, có nơi là cát màu xám sáng, kết cấu kém chặt, đất dm ớt, bo hoà nước Nguồn gốc: bồi tch (aQIV).

“Kết qua khảo sát địa chất công trình tuyển đê bao gồm các lớp đất sau đây:

+ Lớp (1): Lớp đất bỗi lắng long sông, đầy ao hỗ, ruộng tring hoặc cửa cổng

tiêu, là loại á sét chứa cát, chứa hữu cơ đã phân huỷ, màu nâu đen, kém chặt, dêo

chảy, diy trung bình 0,5 m

+ Lớp (La): Lớp đất đắp thân đê là loại á sót nặng, đất sét mâu xám nâu, kết cấu chặt vừa, trạng thái cứng, xuống dưới trạng thái dẻo cứng Hau hết thân dé Cảm Phúc đắp bằng loại đắt này,

+ Lớp (Ib): Lớp đất dip thân dé là loại đất á sét nhẹ, cát pha, có chỗ là cát,

mẫu xám ghi, xám nâu nhạt, kém chặt, ẩm.

+ Lớp 2): Lớp đắt sét, im, nâu đen, có chỗ xám xanh,sét ning, mẫu nâu.

chứa it hu cơ đã phân huỷ hoàn toàn, kết cầu chặt vừa, trạng thái déo mềm.

+ Lớp (3): Lớp đất á sét nhẹ, cát pha, nâu den, xám tra, kém chặt, Âm ướt bao hoà nước, bể day chưa xác định.

+ Lớp (4): Lớp cất sông, hạt mịn, mẫu xim tr, xám nâu, kém chặt, dm ướt.

Điện phân bổ chủ yêu ở khu vue lòng sông, bãi bồi giữa sông, bé dy chưa xác định,nguồn gốc trim tích sông - biển hỗn hợp (amOIV).

1.3.1.3 Điều Kiện khí tượng, thủy văn công tinh, sông ngôi4) Đặc điễn khí tương

+ Giá

‘Ha Tĩnh nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa nên có hai mùa gió chính: gió.

mùa mùa đồng và gid mia mùa ha Do địa hình chi phối nên hướng giỏ không phản

ánh đúng cơ chế của hoàn lưu Tuy nhiên, hướng gi thịnh hành vẫn biến đổi theo

mùa rõ rệt Gió được xác định theo hai đại lượng: hướng gió (được xác định theo 8hướng) và tốc d gió (m/s).

- Hướng gió thịnh hanh: Khu vực Hi Tĩnh, trên căn bản có 2 mùa gid chủ

ếu là thành phần Bắc (Tây Bắc, Bắc, Đông Bắc) vẻ mùa Đông và thành phn Nam

(Nam, Tây Nam, Tây) vé mùa Hè Gió có thành phin Bắc là chính kéo đải tr thắng 11 năm trước đến thing 3 năm sau; gió có thành phần Nam là chính kéo di thing

5 đến thing 8 Tháng 4 va thing 10 là các tháng chuyển tiẾp, nên có sự tranh giảnh.

ảnh hưởng của 2 hộ thống gió đó.

= Tốc độ gió: Tốc độ gió trung bình năm tại trạm khí tượng Hà Tinh là

LLãmv% Tuy nhiên trong trường hợp ảnh hướng của bão, ấp thấp nhiệt dồi, đông,

16, gió mùa Đông Bắc, tốc độ gió tại Hà Tĩnh sẽ cao hơn giá trị trung bình trên hàng chục lin, Trong vòng 44 năm (1961-2004), trên địa bản Hà Tĩnh do được tốc độ gió

lớn nhất là 54m/s hướng Đông Bắc (NE) Tốc độ gió lớn nhất thường xuất hiện vào.

các thing từ thắng 7 đến thing 10 là các thing chịu ảnh hưởng nhiễu nhất của các hình thể thời tết như bão, áp thấp nhiệt đới, đông, Ide, tổ, gió mia Đông Bắc với Vu có thể lên tới ms hoặc cao hơn, với hướng chủ đạo Tây Nam, Bắc và Tây

Vùng Cửa Nhượng nằm ở ven biển, cho nên hoàn lưu đắt biển và địa hình

ảnh hưởng đến tốc độ gió Song, do tính trội của gió mùa, nên hoàn lưu đất biển

“được thể gián tiếp: vào ban đêm phần lặng gió tăng lên đáng kể, tốc độ gió giảm và ất hướng gió biển giảm so với ban ngây.

“Thời gian không có gió (lặng gió) trong

từ 29 đến 43%,

từng tháng cũng khác nhau, chiếm

nhất là thing 7, nhu nhất là các tháng 9,

‘Tin suất xuất hiện tốc độ gió trên 40ms (cắp gió 12) tại Hà Tĩnh là 5%, cỏ nghĩa là trung bình 20 năm trở lên khả năng xuắt hiện gió đạt tốc độ trên 40m/s một

+ Nhiệt độ

‘Nim trong khu vực nhiệt đới được thửa hưởng một nguồn bức xạ mặt trời

dồi đảo, le m chế độ nhiệt của Hà Tĩnh quanh năm nóng âm Thể nhưng, do trong

mùa đông, đưới tác dụng của gió mùa Đông Bắc mang theo khối không khí lạnh tir những vùng lục địa Đông Bắc trần vé, nên chế độ nhiệt ở đây bi phân hoá ra một

năm có hai mùa rõ rệt: Một mùa lạnh và một mùa nóng,

lễ xác định mùa lạnh là nhiệt độ < 22°C một cách én

+ Mia đông: Tiêu

định Ving ven biển Hà Tĩnh, mùa đông thường ngắn (105+120 ngày), thường bắt

đầu vào 15/11 và kết thúc vào khoảng 06/3 Nguyên nhân là do Ha Tĩnh ở vĩ độ thấp, nhân được nhiễu nhiệt lượng mặt trời và quan trong hơn lã các khối không khí lạnh về đến đây đã suy yếu nhiều và biến tính không còn lạnh như ở Bắc Bộ Mặt khác vùng ven biển cổ sự điều hoà giữa biển và đất lin (về mùa đông nước biển ấm

hơn dt lên), Nhệ độ rùng bin rong các thing mùa anh và nhiệđộtổi tấp uyệtđối trong vòng 67 năm qua (1958-2004) dao động Nguyên nhân chính vingHà Tinh có rét đậm, rét hại và với nhiệt độ tthấp tuyệt đối như vậy là do các dot

không khí lạnh tràn về với cường độ mạnh,

"Bảng 1.2: Đặc trưng nhiệt độ các thing mùa đồng ở Hà Tình (°C)

+ Mùa hệ: Tiêu chí để xác định mùa nóng là nhiệt độ > 22°C một cách ổnđịnh, Ở Ha Tĩnh mùa nóng thường bắt đầu vào khoảng 15/4 và kết thúc vào khoảng06/10 ở vùng bing ven

Nhiệt độ không khí trung bình các thing mùa hè trong 6Tnăm (1958-2004)

dao động như bảng sau:

Bang 1.3: Đặc trưng nhiệt độ các thẳng mùa hè ở Hà Tĩnh (°C)

Đặc trưng _ 4 5 ° 7 ‘ ° 0 Nhiệt độ TB 245 217 294 296 287 268 244

Nhiệ độtốieaoTÐ 399 402 401 399 405 380 | 352TRiếisoTÐ 360 376 335 (376 368 49 318

Nguyên nhân dẫn đến vùng Ha Tĩnh có nhiệt độ tối cao tuyệt đối như vậy là

do vỀ mùa hè mặt đệm nhận được nhiễu năng lượng bức xạ mặt ti và kết quả của

các đợt gió tây khô nóng thổi mạnh.+ Mua:

Hà Tĩnh là một trong những tỉnh có lượng mưa nhiều nhất ở nước ta Lượng,

mưa trung bình hàng năm trong toàn tỉnh trên 2000mm, vùng đồng bằng ven bién

trên 2700mm Riêng khu vực Cẩm Nhượng và lưu vực sông Rác có tổng lượng mưa‘rung bình năm nằm trong khoảng 26002800mm Nam it mưa nhất có tổng lượngmưa năm là 1634.2mm (năm 1941), năm có lượng mưa lớn đạt tới 4407,0mm (năm.1932).

"Bảng 1.4: Lượng mưa trung bình tháng và nấm (mm) ‘Thing tunHaTinh Cảm Nhượng Kỳ Anh. + Bao và ip thd nhiệt đi

Ở Hà Tinh thường xảy ra nhiều loại hình thời tiết đặc biệt như bão, áp thấp.

nhiệt đới (ATNĐ).

Hing năm trên thé giới cố khoảng 80 cơn bão, uy hiếp 50 quốc gia, lâm thiệt

hạ khoảng 10 tỷ USD và giết chết vải chục ngin sinh mệnh.

Trén biển Đông, hing năm có khoảng 10 cơn bão hoạt động Năm nhiều có

cđến 18 cơn, năm it thi chỉ có 3 cơn Trong đó, có khoảng 40% con bão ở biển Đông

đổ bộ vào Việt Nam,

Đối suất trung bình hảng năm có khoáng

19% cơn bão, ATND anh hưởng trực tí

i khu vực từ vĩ độ 17z2(

Riêng khu vực Ha Tinh hang năm có từ

I-3 cơn bão ảnh hưởng trực tiếp.

‘Vio các thing 7, 8, đường di của bão, ATND thường hướng vào đoạn bời biển phía bắc nước ta Từ thing 9 trở đi, đường đi của bão ngày cảng lệch din về

phía nam, Theo số liệu thống ké từ năm 1961 đến nay, số cơn bao đỏ bộ vào khu vực,

từ Nghệ An đến Quảng Bình hoặc ảnh hưởng trực tiếp đến Hà Tĩnh là 29 cơn.

Bảng 1.5: Số cơn bão đổ bộtào Khu vực Nghệ An

Thang 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | HH | TổngSố cơn 1 2 {ufos 1 29Tần suắt(%) | 3 | 7 | 38 | 3L | 17 | 3 | 100

Tir bảng trên cho ta thấy Hà Tinh chịu anh hưởng của bão, ATND nhiều

nhất vào tháng 8 (chiém 38%), thing 9 (31%).

+ Ảnh hưởng của bão đổi với thời tiét Hà Tĩnh:

+ Giớ to: Mặc dầu khi bão đỗ bộ vào dit iễn bão đã yếu đi nhiều Nhưng

trong vòng 100 năm qua tại Kỳ Anh đã đo được tốc độ gió bão đến 54m/s Đồng thời

phạm vi gió mạnh (>16m/s) thường bao quát một vùng có đường kính vài trăm km,

cũng có khi phạm ví lên đến 300400km về phía bắc đường di của bão

~ Mưa lớn trong bão: Bão gây nhiễu động khí quyển mạnh mẽ, rong đó một khối không khi nóng dm không lồ bốc lê cao mãnh li, nên bão đưa ại một lượng mưa cực kỳ lớn Chính vì vậy bão thường gây lũ lụt, ngập úng trên diện rộng.

b) Đặc điểm thủy vấn+ Mang lưới sông:

Sông Rac là sông nằm ở phía nam tỉnh Hà Tĩnh, thuộc hai huyện Cảm.

Xuyên và Kỳ Anh, Sông Rác bắt nguồn từ Đông Chùa xã Ky Tây, huyện Kỳ Anh ở'

độ cao 545m, chủ yếu chảy theo hướng Đông Nam - Tây Bắc, rồi chảy vào sông Cửa 'Nhượng ở núi Hon Du xã Cảm Lộc huyện Cảm Xuyên cách Cửa Nhượng 3km Sông Của Nhượng là đoạn cuối của sông Rác, thêm vào đó có khe Thượng Lộc chảy vào, sông chịu ảnh hưởng của (huỷ triều quanh năm Sông Rie có điện ch lưu vực

196km), có chiều dai 32km, độ dốc bình quân lưu vực 17.3%, chiều dai lưu vực 14.7km, chiều rộng bình quân lưu vực 9.3km, mật độ lưới sông 0.75kmíkm Sông

Rae sau khi chảy vio sông Của Nhượng còn cỗ khe Thượng Lộc chảy vào.

Sông có các phụ lưu sau

= Phụ lưu 1 (nằm ở bên phải) c6 chiều dai 10km với diện tích lưu vực26.2kmˆ có hường chây Đông Nam - Tây Bắc sau nhập vào sông Rác.

- Khe Thượng Lộc cũng là một nhánh sông lớn của Sông Cửa Nhượng với

chiều đài 20km có điện hững nước 33.4km? chảy theo hướng Tay - Đông,

+ Mang lưới trạm.

Trên lưu vực sông Cửa Nhượng chỉ cỏ duy nhất 1 trạm thuỷ văn Cẩm

Nhượng là trạm thiy văn cấp I iều, nim bên ba tà sông Cửa Nhượng, thuộc dia

phận xã Cam Nhượng, huyện Cam Xuyên Tram quan trắc 2 yếu tổ là mực nước và.

mưa từ năm 1966 đến nay.

+ Mực nước

- Mực nước trung bình năm: Theo tài liệu đo đạc được của trạm thuỷ văn

Cửa Nhượng từ 1966 - 2004, đặc trưng mực nước trung bình thắng nhiều năm tại

các tram như sau

Bảng 1.6: Đặc trưng mực nước tram Céim Nhượng

Tir bing 1.6, cho thấy trong mùa can (a thing 1 đến thing 8), mực nước thường có xu thể giảm dan từ tháng 1 đến tháng 4; đến tháng 5, 6, do ảnh hưởng.

mưa, thường xuất iện 1 tgu mãn nên mục nước được dàng cao hơn, sau đó giảm

dẫn cho đến kết thúc mùa cạn, mực nước trung bình tháng giảm dần từ 23em xuống

- Mực nước cao nhất năm: Mực nước cao nhất năm thường xuất biện viothắng 10 hoặc thắng 11 Tuy nl | có một số năm xuất hiện định là năm vào nữa cuối thắng 9 hoặc nửa đầu tháng 12; đặc biệt có năm xuất hiện lũ lớn vào nữa cụ tháng 8, như cuối tháng 8/1990 Điều nay thể hiện sự biến động rat lớn theo thời gian.

của đặc trưng mực nước cao nhất năm Qua tính toán chuỗi số liệu mực nước caonhất quan trắc (1966 2006), cho thấy hệ số biển đổi khá lon: C, = 0.186

Mặc nước thấp nhất năm: Mực nước thấp nỉ năm thường xuất hitong

các tháng mùa cạn (tháng 1 đến tháng 8), nhưng trong tháng 9 của mùa lũ vẫn có khả năng xuất hiện mục nước thip nhất năm Mực nước thấp thường xuất hiện vào thing

6 và thắng 7 Mực nước thấp nhất tuyệt đối các thing mùa cạn tại Cửa Nhượng chủ

yếu xuất hiện vào năm 1992,

+ Triễu cường:

‘Tram thuỷ văn được đặt tại khu vực cửa sông sắt biển nên quanh năm chịu

triều, chủ yếu là chế độ nhật triều không đều

nước lớn, ai in nước rồng trong ngày Các ngày có ha lẫn

hằng thắng có non

nước lớn, bai lần nước dòng thường xây ra vào các ngày nước kém, Phân phối ding chảy trong năm chia thành hai mila: Mùa kiệt từ thing 12 đến tháng 8, thường ôn dịnh hơn và chịu nh hướng của tiều mạnh, biên độtiễu lớn Mia lũ thing 9 đến tháng 11, khi có lũ lớn quy luật triểu bị phá vỡ.

Biên độ dao động ngây của mực nước triéu tại Cita Nhượng đạt trung bình khoảng 0,5+1,0m.

Biên độ triều lớn nhất trong năm thường xuất hiện vào mia cạn tử tháng 5 «én thing 7; cũng có năm xuất hiện từ đầu năm tháng 1 đến tháng 3

Bảng 1.7: Đặc trưng biên độ triểu tai Cửa Nhượng Biên độ triều lên Biên độ triều xuống

á | Thấp | Trung a] 7 ‘Trung | Ghi chi Cao nhất | nhập | pạn | CMORBẨ[ nhấp | bình

Istem | lâm | lilem | l86m | 25em | Item

+ Sóng biển dang cao:

Sóng trong bão là một yếu tổ khí tượng thuỷ văn rắt nguy hiểm đổi với tàu

thuyền và kién trúc ven bo.

Khu vực Hà Tĩnh là một trong những ving có động lực sóng ven bờ phức,

tạp Sông trong bão là do gió gây ra - ở vũng bin nước ta, đã quan sit thấy sông trong bão lên cao đến 11+12m Theo tính toán trong cơn bảo số 9 năm 1989, sóng ven bờ ở Hà Tĩnh là 7m và chúng tạo ra một đồng năng lượng là $3Skwim, Vi vậy chúng có sức công phá là rat lớn.

\V8 mùa đông vũng vịnh Bắc Bộ và ngoài khơi, sóng hướng Bắc chiếm ưu thế với tẫn suất 65% ở của vịnh Bắc Bộ và 30% ở vùng dio Cin Có Bi vào ving xen ba, sông hướng Đông và Đông Bắc chiếm tu th, Ở Hồn Ngư, tin suit sóng các hướng này đạt khoảng 70% với tin suất 99% trong khoảng độ cao 0.523 0m

‘Vio mùa hé, sóng chủ yếu hướng Tay Nam và Đông Nam ở ngoài khơi, Tây

ở ven bờ với độ cao 1=2.5m,

Khu vực Cửa Nhượng chịu ảnh hưởng lớn của sóng, đặc biệt khi bão lớnwid cường hoặc gió mùa mạnh, sóng lớn va nước dâng cao tới 425m và sóng caocắp IV

+ Nước dng:

"Nước dang cũng là một hiện tượng rất nguy hiểm trong bão Nước dng do

bão được hiểu một cách thông thường là sự dang lên của mực nước biển do bio gây,

ra so với mực nước bình thường trong ngày Nhân dân ta thường gọi là hiện tượng,“song thin”, Nước dng do bão ở tinh Hà Tĩnh trong vài thập niên ở đây đo được tử

2+2,5m và nếu tính độ cao sóng và độ cao nước dâng thì mực nước ở mép bờ biển

có độ cao là 5,4m, cho nên nếu nước dng trong thời ky triều cường thì mực nước.

biển lên cao tới 7=8m,

©) Phân tích tổ họp tần suất tiểu và bão

Qua các số liệu thống kế, có thể phân tích tổ hợp tin suất giữa triều, bão và mưa lớn tong khu vực dựa trên phương pháp phân tích thống kế các ổ hợp thực

đã xây ra rong ác số liệu quan trắc.

Bing thống kê đồng thời 3 đặc trưng: mực nước, đỉnh triều lớn nhất tại Cảm Nhung tốc độ gid lớn nhất rong 27 trận bão lớn nhất trong năm từ 1962 đến nay gi Ha Tĩnh có thé rút ra các nhận xét sau:

+ Bao dé bộ vào Hà Tinh có tốc độ gid lớn nhất, hoặc bằng tốc độ gid bãocấp 9 có tin suất 44% tương ứng với thời kỳ xuất hiện lại 23 năm Với bão lớn hơn

hoặc bằng cắp 12 xuất hiện với tin suất 10% thì thời kỳ xuất hiện lại 10 năm, Như

vay trung bình khoảng 10 năm thi có một trận bão có tốc độ gió bằng hoặc trên cấp,

12 đỗ bộ vào Hà Tĩnh tác động vào hệ thống để biển, để cửa sông.

+ Tổ hop giữa tiều và bão xây ra tại H Tinh thống kê theo cấp mực nước

đính triều và cấp gió cho thấy phần lớn tổ hợp thực tế xảy ra bao từ cấp 9 đến cấp 11 là gặp triều yếu, còn gặp triều cường thi chỉ có 2/28 trường hợp, chỉ n khoảng 7%.

Tổ hợp bão cắp 12 trở lên gặp tiểu cường mức trung bình (P = 112508), có hai

trường hợp là năm 1964 và 1918 Đây là hai ổ hợp diễn hình tương đối bắt lợi đã

Xây ra trong thực tế

+ Về trường hợp triểu, bảo lớn gặp mưa trong ding lớn thực tế thống kê cho.

thấy chưa có tổ hợp thật bắt lợi cho cả 3 thành phần, chỉ có trường hợp bão ngày

25/9/1978 cả 3 thành phần tương đổi lớn: bão (P = 1fo, tốc độ gió >40 ms), tiểu

(P= 10%, mực nước ở Cẩm Nhượng H.„„.= 181 em) và mưa 5 ngây max ở Hà Tĩnhlà 935.2mm (ứng P = 2%), tại Kỳ Anh X5,„„„ = 1181,2 mm (ứng P=4%) va 6 ĐạiLộc X5,„„ = 672.0mm (ứng P = 10%) Đa số trường hợp mưa trong bio ở mức độ

Dain số toàn huyện: 151.824 người Mật độ phân bổ dân số không đều nhau, tại thị tắn Chm Xuyên phân bố cao nhất với 1220 nguéifkan?, khu mục miễn núi mật độ dân số rất thấp, ví dụ: xã Cim Mĩ 38 người/ km’ Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên năm 2000 là 10,78%, tỷ lệ tăng thấp nhất ở thị trần Cảm Xuyên 6.3%.

“Toàn huyện có 66.921 lao động (44% tổng dân số), lực lượng lao động tập trung chủ yếu vào các nhành nông nghiệp, thuỷ sin: sản xuất nông nghiệp (52.608

lao động - 78.6%), thuỷ san (3.975 lao động - 5

giáo dục, các ngành hành chính - sự nghiệp 3.547 lao động chiếm 5,3%

Diện tích tự nhiên: 63.559,46ha, trong đó đất nông nghiệp 11.624ha, đắt lâm

nghiệp 18.653ha, đất chuyên dùng 9.664ha; dit thd cư 745 ha và đất chưa sử dụng

22.872ha, Tỷ lệ đất hoang (chưa sử dụng) gần 36%.

Diện tích đất chưa sử dụng chủ yếu lập trung ở các xã miễn núi, uy nhiền phần điện tích bỏ hoang ở các xã ven biển là 180Sha chủ yếu là đt bằng để hoang, mặt nước chưa được sử dụng va sông subi

©) Trình độ văn hóa.

Mức độ phổ cập văn hóa khu vực huyện Cảm Xuyên nói chung còn tương,

đối thấp Hiện tượng học sinh phổ thông sau khi học hết bậc tiểu học ở nhà phụ giúpgia định khá phổ biển, nhất là vùng ven biển Chính quyền địa phương hiện nay đang

rit quan tâm đến vấn đề này và đã có những bước đi tích cực nhằm từng bước nâng.

cao trình độ văn hóa của người dân khu vực thể hiện có 70 trường học với 50.000

học sinh, tỷ lệ trung bình 2990 học sinh/] vạn dân.

4) Sức Ähỏe cộng ding

Nhin chung, điều kiện về vệ sinh môi trường khu vực chưa được dim bảo,

hệ thống công trình phục vụ cho việc khẩm chữa + môi trường như bệnh xáthống công trình tiêu thoát nước thải chưa phát triển đáp ứng được yêu cầu của

người dân trong khu vực, các bệnh về đường tiêu hóa, hô hấp chiếm tỷ lệ cao khoảng.

Toàn huyện có 260 cán bộ y tế tuyển huyện và tuyến xã, đạt tỷ lệ 1,7 nguời/1000 din, Trong những năm gần day, hàng năm theo định kỹ tram xã mỡ các

đợt khám chữa bệnh miễn phí cho người dân trong khu vực, song song với các công

tác tuyên truyền về vệ sinh dich 18 dang được từng bước triển khai sâu, rộng Tuy

nhiên, do nguồn kinh phí còn hạn hẹp các bệnh do lây truyền như hô hấp, tiêu hóa

vẫn chưa được ngăn chặn một cách tích cực Người dan ở đây rit cần được tâm của các cấp chính quyển công tác y 18 cộng,

6) Hoat động sản xuất nh tẺ và dụ lịch

‘Cam Xuyên là huyện nông nghiệp, về cơ bản huyện đã tự cân đổi được ngân

sách địa phương, Tổng giá trị sản phẩm các hoạt động sản xuất chiếm tỷ trọng lớn

theo thứ tự: nông nghiệp (37%), thương nghiệp - dịch vụ - du lịch (13.1%), ngựnghiệp (9.1%), lâm nghiệp (7.2%) Như vậy, năng suất lao động sản xuất nông

ngành du lịch - thương mại cao nhất.

nghiệp thấp nl

Các ngành kinh tế của huyện có tốc độ phát triển từ 413%, trong đồ ngành nông - lâm - ngư nghiệp là39,

“Các công ty của tập thể và tr nhân cũng đang được đầu tư mạnh như công ty

Autin sản xuất 120 triệu tắn/năm và tổng lượng xuất khẩu sang các nước là rất đồi

"Triển vong về bãi biển Thiên CẢm là khu du lịch của cả nước và ẽ ôi cuỗn

các khách quốc tế vi bở biển xanh, sạch Triển vọng Thiên Cẩm sẽ đưa lên tim thị xã

trực thuộc tỉnh

13.2, Hiện trạng thuỷ lợi+ Hiện trang đã

Nhu trên đã nêu, tuyển để Phúc - Long - Nhượng nằm ở bờ trấing GiaHội (đoạn đỗ ra cửa Nhượng hay còn gọi là sông Cửa Nhượng), di qua các xã Camtỉnh Hà Tĩnh) dai khoảng 11,41

km Dến tháng 3 năm 1997 toàn bộ tuyến dé đã được cùng có bằng nguồn vốn hỗ trợ

Phúc, Cảm Long, Cim Nhượng (huyện Cảm Xuy

của PAM trên cơ sở đề ối trước đây Sau 10 năm khai thác và sử dạng đến nay hầu

hết trên toàn tuyển đã xuống cấp, mái đê phía bin bi sat lở, mắt chân, các công trình

dưới dé hầu như bị lún, phn đắp áp trúc mang cổng bị lún, sập các tim bê ông bể

mặt bị nứt vỡ ey, phần cơ khí đồng mở bị han ri và xô lệch Nhị chung dé và các công trình qua dé điều bị xuống cấp, hiện trang cụ thể được đảnh giá như sau:

-V8 cao tình định dé: Khu vục đầu tuyển để (xã Cim Phúc) cao tình định

.đê tương đổi đồng đều dao động từ (+2,0)+(+3,0), đoạn cuối tuyển giáp với cửa biển

đối từ (+3,5) + (3.5) Ngoài ra một

tuyển để, tuyến đề gối vào làng, gò cao có cao độ biển đổi theo mặt đt tự nhiền.

cao trình đỉnh để loạn chưa hình thành.

~ VỀ chiễu rộng mặt dé: Chiều rộng mặt đề dao động từ 2-3m, đôi chỗ nhỏ

chỉ được 1,8+1,9m như tại K8+731, xóm Cim Phúc Do mặt dé chưa được cải tạo

nên việc giao thông trên tuyến dé gặp nhiễu khó khăn đặc biệt trong điều kiện có

mưa bão Các tuyến đường, các lỗi di ra dé từ các khu dân cư hẹp nên việc ứng cứu

48 nếu có sự cổ xây ra, sơ tin người và tải sản sẽ trở nên rất khó khăn,

- Hệ số mái thượng, hạ lưu: Hệ số mái đề phía thượng lưu và hạ lưu chủ yu từ 2,022,5, có nhiều khu vực chân mái dé phía sông bị sat lở tạo thảnh vách đứng,

mái đểia đồng bị set trượt

- Cây chin sóng, ké bảo vệ dé: Doe theo tuyến dé, nhiều đoạn đã có cây

chin sống tuy các cây còn nhỏ do mới được trồng Các đoạn lòng sông di gần chân để, sâu và không cổ bin, phù sa không trồng được cây chấn sing đã được kể đã bảo

vệ Hiện trạng kẻ đã xuống cắp, bị bong xô Các đoạn khu dan cư sát bờ sông nhưng

chữa có để tường chẳng sống,

Nw vậy qua đỉnh giá hiện trang của tuyển để, bằng thực địa và ti iệu do

vẽ địa hình cho thấy trên toàn tuyển đê đã xuống c¿ phòng chống bão It, các sự cổ có thé xây

không còn bảo đảm yêu cầu, ra bất cứ lúc nào.

+ Hiện trạng cảng dưới dé và trần

Trên toàn tuyển để Phúc - Long - Nhượng hiện cỏ 15 cổng dưới để và 01

tràn giữ nước ngọt Phần lớn các cổng được xây dựng từ những năm 1970 đến nay

được tu bổ, sta chữa theo từng năm, hong đầu sửa đấy, không có đầu tư nâng cấp

đồng bộ nên hẳu hết các cổng đều xuống cấp Mang cổng, sân tiêu năng, cảnh cổng đều bj hỏng, một số công không sử dụng được đã bị hoành triệt cửa Tran 19/5 hiện

mới được nàng cấp, sửa chữa năm 2003 nên vẫn hoạt động tốt

+ Hiện trạng giao thông:

Hiện trang tuyến đường vào các xóm sống sat để (xóm 12, xóm 14 ) đều rit khó khăn, toàn là đường dit, 6 tô không di vào được, mặt để nhỏ, các tuyển để không có đường vào vi vậy vio mia mưa bão việc cứu hộ để gặp nhiễu khỏ khăn Hầu hết các tuyến dé du phải cứu hộ bằng các phương tiện xe thd sơ như (xe bồ cải tiến, xe trâu )

“Hình 1.3(a,b.0): Hiện trang tuyển dé Phúc Long Nincomg

(Nguồn: Chi cục quản lý để điều và phòng chẳng lụt bao tink Hà Tình) 1.4, Kết luận

Tir trước tới nay, trên thé giới cũng như ở Việt Nam, con người đã biết sử

‘dung những con đê như một công cụ hữu hiệu để bảo vệ làng mạc, khu din cư trước.

những đợt lũ của các con sông, giúp én định đời sng, phát triển kinh tế, xã hội của khu vực

Tuy nhiên theo thời gian, những con dé dẫn xuống cấp do nhiều nguyễn thân như: kỹ (huật thí công, thiểu kinh phí duy tu, bảo dưỡng, ải tạo, sự xâm phạm bảnh lang bảo vệ dé của con người, sự phá hoại của các loài động vật, ác động củaséng, nước Thêm vio 46, tồi tit điễn biển cảng ngày cảng phức tạp, khó đoán,

mức độ ngày cảng khốc liệt hơn Đặc biệt, trong những năm gan đây do ảnh hưởng,

‘cla BĐKH, những đợt thiên tai diễn ra với mật độ liga tục hon, cường đỗ mạnh hon Khi đó những con dé rất dễ xuất hiện các sự cố như mạch din, sii, thẳm lậu, sat trượt mái đê phía sông và phía đồng và khả năng xẫu nhất là vỡ để sẽ xây ra.

‘Trong lịch sử cũng như hiện nay, trên thới cũng như ở nước ta, đã ghỉ

nhận nhiều sự cỗ gây tràn bờ, vỡ dé lớn nhỏ khác nhau, những hậu quả để lại thì rat thảm khốc: người chét, kho ting bén bãi nhà cửa, khu dân cư bị ngập ứng, đổ nt,

thậm chí bị xóa sổ, các loại động thực vật, hệ sinh thai bị hủy hoại, địch bệnh hoành.

hành sau lũ, ảnh hưởng tốc độ tăng trường kin tế

Hà Tĩnh là inh thuộc khu vác Bắc Trung bộ nước ta, bảng năm phải hứngchịu nhiễu loại hình thiên tai như mưa, bão, l, gió mùa Toàn tinh cỏ 32 tuyển để

với chiều đi 318,7km, trong đó có 01 tuyển để sông cắp I, 31 tuyển để sông cắp TV và cấp V Nh

chống đỡ vớ thiên trĩ bão, a còn nhiêu

1g để điều mặt cắt còn nhỏ, cao trình thấp, khả năng.

chung hệ tÌ

cập Trong tinh đã ghỉ nhận nhiều trường,

hợp tràn bờ, vỡ đê xảy ra gây ra thiệt hại về người và tải sản cho nhân dân.

Tuy vậy, các nghiên cứu từ trước đến nay cả trong và ngoài nước hầu như chưa đề cập ến việc dự báo diễ biến mực nước trong đồng khi có sự cố nước trăn đề xảy ra dé đưa ra những biện pháp ứng phó thích hợp Do đó nội dung nghiên cứu.

của luận van sẽ giúp đánh giá sơ bộ được những thiệt hi khi dé Phúc Long Nhượng

bị nước tran qua và đưa ra được những biện pháp ứng phó kịp thời.

Chương 2: CO SỞ LY THUYET.

2.1 Tính toán xác định quá trình lưu lượng nước trần qua dé

LỞ nước ta, những tuyến dé được xây dựng với mye dich chính nhằm bảo vệ tính mạng, tải sản, hoa màu, của ải cho nhân dân trong khu vực bảo vệ của đề.

‘Tuy nhiên trong quá trình vận hảnh, công trình đê thường bị xuống cấp do

nhiều nguyên nhân khác nhau Khi mia mưa bão đến những đoạn dé bị xuống cấp.

để, sat trượt mái

cđễ xảy ra các hiện tượng như mach đùn, sii, hẩm lậu, sụt lún đi

đê phía sông và phía đồng, vỡ để Những đoạn để bị xuống cấp thường có cao tinh không đảm bảo yêu cầu chống lũ Khi có lũ lớn, nước từ thượng nguồn din về sẽ khiến mực nước sông dâng cao, những đoạn đề không đảm bảo cao trình chống lũ sẽ

‘bj nước tràn qua, vỡ dé gây ngập lụt, thiệt hại nhiều mặt cho khu vực bảo vệ của đề.

Để xác định quá trình lưu lượng lũ tràn qua dé, ta xem đoạn dé bị nước trần

cua như một đập tran định rộng, sử dung các công thức thủy lực để tính toán.

= B8 sông ~ Song Đ8sð~ Pha ing

“Mình 2.1: Sơ đồ minh họa lũ tràn dé2.1.1 Trường hợp không xay ra vỡ đề

“Xết quá trình lưu lượng nước chảy tràn qua dé qua sơ đổ nước chảy qua tran

định rộng:

Hinh 2.2: Sơ dé mink hoa nước chảy qua tran đình rộngTrong đó:

b - Chiu rộng tràn đnh rộng hay trong phạm vi luện văn chính là chiều dit

đoạn để có nước trần qua

P, = Chiều cao định đoạn để cỏ nước tran qua so với đầy sông thượng lun, - Chiều cao định đoạn để có nước trần qua so với đấy khu chứa hạ lưu Š - Chiều rộng đính đoạn để cónước trần qua.

'H- Cột nước tran qua dé.

“Trường hợp không xảy ra vỡ để thi H là chênh lệch mực nước trong sông và

cao trình đỉnh đê Trường hợp xây ra vỡ dé thi H li chênh lệch mực nước trong sông,

và cao trình đáy của vết vỡ cuối cùng.

hh, - Chiều sâu mực nước trong khu chứa hạ lưu.h, - Độ ngập hạ lưu, h,

Trong quá tình nước chảy trần qua đệ, ban đầu khi khu vực trong đồng chưa ngập nước (h, = 0) chế độ chảy là không ngập, đến mội thời điểm nào đồ khỉ mực nước trong đồng cao hơn cao trình đỉnh phần đê có nước chảy qua (h,, > 0) và thỏa mãn các điều kiện thủy lực thì chế độ chảy là chảy ngập.

4) Trưởng hợp chảy không ngập

Lưu lượng nước tràn qua dé được tinh theo công thức:

h - Độ sâu dong chảy trên đình đề

co Diện tch mặt cắt ớt trên dịnh dogn để có nước tin qua, giá thị

cắt này có dạng hình chữ nhật

Khi đồ công thức (2-1) trở về công thức chung của đập trần:

Q=mb (5y HỈ

mì Hệ số lưu lượng

Do thôa mãn điều kiện ©, > 4bl1 nên ta có thể bỏ qua cột nước lưu tốc, ấy H.(Q, Diện tích mặt cắt dong chiy pha sông trước đồ)

“Công thức (2-3) trở thành:

Q=mbJj2z H* G4)

‘Vay công thức tổng quit để tính lưu lượng nước tràn qua đề tại một thời

điểm bắt kỹ như sau