Xây dựng bản đồ ngập lụt hệ thống sông Nhật Lệ

Xây dựng bản đồ ngập lụt hệ thống sông Nhật Lệ

ðẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ðẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Hoàng Thái Bình XÂY DỰNG BẢN ðỒ NGẬP LỤT HẠ LƯU HỆ THỐNG SÔNG NHẬT LỆ (MỸ TRUNG – TÁM LU – ðỒNG HỚI) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2009 ðẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ðẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN HỒNG THÁI BÌNH XÂY DỰNG BẢN ðỒ NGẬP LỤT HẠ LƯU HỆ THỐNG SÔNG NHẬT LỆ (MỸ TRUNG – TÁM LU – ðỒNG HỚI) Chuyên ngành: Thủy văn học Mã số: 60.44.90 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRẦN NGỌC ANH Hà Nội – 2009 -2- Lời cảm ơn Luận văn thạc sỹ khoa học “Xây dựng ñồ ngập lụt hạ lưu hệ thống sông Nhật Lệ (Mỹ Trung – Tám Lu – ðồng Hới)” hồn thành Khoa Khí tượng-Thủy văn-Hải dương học thuộc trường ðại học Khoa học Tự nhiên, ðại học Quốc gia Hà Nội vào tháng 12 năm 2009, hướng dẫn trực tiếp TS Trần Ngọc Anh Tác giả xin bày tỏ cảm ơn chân thành tới thầy giáo TS Trần Ngọc Anh ñã tận tình hướng dẫn suốt trình nghiên cứu Luận văn Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy, Cơ giáo Khoa Khí tượng Thủy văn Hải dương học ñã giúp ñỡ, tạo điều kiện tốt cho tác giả q trình học tập nghiên cứu luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn ý kiến đóng góp q báu TS Nguyễn Thanh Sơn, chủ nhiệm khoa Khí tượng, Thủy văn Hải dương học Tác giả xin cám ơn đồng nghiệp phịng Tài ngun nước cửa sông biển, Viện ðịa lý CN ðặng ðình Khá giúp đỡ q trình thực luận văn Trong khuôn khổ luận văn không tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận ý kiến đóng góp từ phía độc giả bạn ñồng nghiệp -3- MỤC LỤC Mở ñầu CHƯƠNG ðẶC ðIỂM ðỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ðẾN VẤN ðỀ NGẬP LỤT 1.1 ðặc ñiểm ñịa lý tự nhiên 1.2 ðặc ñiểm kinh tế xã hội 12 1.3 Tình hình lũ lụt hệ thống sông Nhật Lệ 15 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG BẢN ðỒ NGẬP LỤT 19 2.1 Tổng quan chung 19 2.2 Tổng quan mơ hình thủy văn, thủy lực tính tốn ngập lụt 21 2.3 Cơ sở lý thuyết mơ hình MIKE FLOOD 27 2.4 Giới thiệu quy trình xây dựng đồ ngập lụt kết hợp công cụ GIS 38 CHƯƠNG XÂY DỰNG BẢN ðỒ NGẬP LỤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 43 3.1 Xây dựng sở liệu 43 3.2 Ứng dụng mơ hình MIKE FLOOD 45 3.3 Tính tốn ngập lụt theo kịch ứng với tần suất 1%, 5% 10% 58 3.4 Xây dựng ñồ ngập lụt 61 3.5 Nhận xét 62 KẾT LUẬN 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 -4- MỞ ðẦU Lũ lụt miền Trung nói chung lưu vực sơng Nhật Lệ nói riêng tai biến tự nhiên, thường xuyên ñe dọa sống người dân phát triển kinh tế xã hội vùng Vào năm cuối kỷ XX, ñầu kỷ XXI thiên tai lũ lụt ñã liên tiếp xảy lưu vực sông Nhật Lệ ðặc biệt trận lũ lịch sử vào tháng XI tháng XII/1999 ước tính tổn thất nhiều tỷ ñồng, làm chết hàng trăm người [3, 10] Lũ lụt ñã ñể lại hậu nặng nề, hàng ngàn hộ dân phải di dời khỏi vùng sạt lở, ngập lụt, hệ sinh thái môi trường vùng cửa sông ven biển bị hủy hoại nghiêm trọng [10] Lũ lụt Miền Trung có nét đặc trưng bản: tần suất lớn, trung bình hàng năm có khoảng - trận lũ xuất sông; thời gian truyền lũ nhanh, ngập lụt xẩy có mưa lớn sau từ đến giờ; thời gian trì ngập lụt ngắn; cường suất lũ lớn bất ổn định, thay đổi theo đoạn sơng trận lũ; biên độ lũ cao, trung bình từ ñến 3m, số trận lũ ñặc biệt lớn biên lũ lên đến 4-5m; thời gian lũ lên ngắn từ ñến ngày [3,5, 7] gây ngập lụt nghiêm trọng vùng hạ lưu Sơng Nhật Lệ có diện tích lưu vực 2.650 km2, nằm vùng trũng duyên hải Trung ðịa hình lưu vực sơng Nhật Lệ chủ yếu đồi núi thấp, độ cao bình qn lưu vực đạt 234 m độ dốc đạt 20,1% Lưu vực có dạng hình trịn, tập hợp nhánh sơng Kiến Giang Long ðại Nhánh sơng Kiến Giang có chiều dài 96 km chảy theo hướng Tây Nam - ðông Bắc phần thượng du, sau chuyển sang hướng ðông Nam - Tây Bắc phần hạ lưu, chạy song song với ñường bờ biển ñược ngăn cách với biển dãy ñụn cát cao Nhánh Long ðại chảy theo hướng Tây Nam - ðông Bắc với chiều dài 93 km Bề mặt lưu vực bị chia cắt mạnh nên mạng lưới sông suối phát triển với mật độ lưới sơng 0,84 km/km2 Phần hạ lưu sơng thuận lợi -5- cho việc tập trung nước nên dễ bị úng ngập mùa mưa Hàng năm khu vực chịu ảnh hưởng trận lũ gây úng ngập, gây thiệt hại nhiều mặt kinh tế xã hội cho dân cư vùng uy hiếp thành phố ðồng Hới Nhằm mục tiêu giảm thiểu thiệt hại lũ lụt gây ra, ñề xuất phương án phịng chống thơng qua cảnh báo khả diện tích ngập lụt ứng với trận lũ khác nhau, nghiên cứu tiến hành “Xây dựng đồ ngập lụt hạ lưu hệ thống sơng Nhật Lệ (Mỹ Trung – Tám Lu – ðồng Hới)” Kết nghiên cứu sở quy hoạch phòng chống lũ cho khu vực tài liệu tham khảo tốt cho nhà hoạch định sách ñịnh ñịa phương Bố cục luận văn bao gồm: Mở ñầu Chương ðặc ñiểm ñịa lý tự nhiên kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu liên quan ñến vấn ñề ngập lụt Chương Cơ sở lý thuyết xây dựng ñồ ngập lụt Chương Xây dựng ñồ ngập lụt khu vực nghiên cứu Kết luận Tài liệu tham khảo -6- CHƯƠNG - ðẶC ðIỂM ðỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ðẾN VẤN ðỀ NGẬP LỤT 1.1 ðặc ñiểm ñịa lý tự nhiên a Vị trí ñịa lý Quảng Bình tỉnh thuộc vùng Bắc Trung bộ, dựa lưng vào dãy Trường Sơn hùng vĩ trông Biển ðông rộng lớn Lãnh thổ tỉnh nằm khoảng từ 16o55'08'' ñến 18o05'12'' vĩ ñộ Bắc từ 105o36'55'' đến 106o59'37'' kinh độ ðơng Về phía Bắc, Quảng Bình giáp Hà Tĩnh (136,5 km), phía Nam giáp Quảng Trị (78,8 km), phía ðơng giáp Biển ðơng với đường bờ biển dài 126 km phía Tây giáp với tỉnh Khăm Muộn CHDCND Lào với ñường biên giới dài 201,9 km (hình 1.1) Nét đặc biệt Quảng Bình vào nơi hẹp lãnh thổ nước ta Tại ðồng Hới, chiều ngang từ Tây sang ðông khơng vượt q 50 km Diện tích tự nhiên Quảng Bình 8.051 km2, chiếm 2,4% diện tích tồn quốc với số dân trung bình năm 1999 mức 797.176 người, 1,04% dân số Việt Nam Về phương diện vị trí, coi Quảng Bình lề khơng gian đất nước thời gian lịch sử dân tộc, nơi giao thoa ñiều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội miền Bắc miền Nam Về mặt tự nhiên, vùng ñất nơi kết thúc phân bố đại trà đá vơi nơi bắt ñầu phân bố ñá granit theo diện rộng Dọc theo duyên hải, ñây nơi chấm dứt kiểu bờ biển phẳng, thấp bắt ñầu kiểu bờ biển miền Trung với cồn cát cao chạy dài theo bờ biển Nhiều loại phương Nam khơng phân bố q đèo Ngang số lồi phương Bắc (như lim) khơng vượt q lãnh thổ Quảng Bình -7- Về mặt nhân văn, Quảng Bình nơi tiếp giáp hai ñịa vực cư trú dân tộc người phía Bắc (Thái, Mường, Tày, Nùng) phía Nam (Ba Na, Ê ðê, Mnơng) Văn hố Bàu Tró Quảng Bình dường trung gian văn hố ðơng Sơn miền Bắc văn hoá Sa Huỳnh miền Trung Về mặt lịch sử, mảnh ñất ñã ñịa ñầu phía Nam nước ðại Việt từ năm 1069, sông Gianh nơi chứng kiến tranh chấp gần 200 năm hai họ Trịnh - Nguyễn Quảng Bình đầu mút vùng "cán soong" suốt chiến tranh phá hoại Mỹ ñiểm xuất phát ñường "xẻ dọc Trường Sơn ñi cứu nước" -8- Về mặt kinh tế, với tuyến giao thơng đường (mà quan trọng ñường quốc lộ A, ñến quốc lộ 15 nhánh chạy sang phía Tây) tuyến đường sắt, đường thuỷ, Quảng Bình có nhiều thuận lợi ñể mở rộng việc giao lưu kinh tế hàng hoá với tỉnh nước quốc tế, sớm hội nhập vào xu chung nước Cửa Nhật Lệ thuộc ñịa phận thành phố ðồng Hới, tỉnh Quảng Bình có toạ độ địa lý 17029' vĩ ñộ Bắc 106038' kinh ñộ ðông Trước ñổ biển, đoạn cửa sơng Nhật Lệ từ Qn Hầu thành phố ðồng Hới, có hướng gần kinh tuyến đổ biển, cửa sơng có hướng ðơng Bắc, cịn đường bờ biển khu vực cửa sơng có hướng Tây Bắc - ðơng Nam Vùng hạ lưu lưu vực sơng Kiến Giang đồng duyên hải, chủ yếu cồn cát, bậc thềm, ñồi thấp xen lẫn chúng ñồng nhỏ hẹp kéo dài theo thung lũng sơng b ðịa hình, địa mạo ðịa hình khu vực nghiên cứu nhìn chung thấp dần từ Tây sang ðơng, chân sườn phía ðơng dãy Trường Sơn tiếp giáp với biển ðông ðồi núi chiếm 85% diện tích tồn tỉnh bị chia cắt mạnh Chạy dần phía ðơng bề mặt nghiêng thấp dần phía biển có độ cao 15 m, địa hình đồi thấp, bậc thềm sơng, thềm biển , thành tạo trầm tích cuội, sạn, cát, sét, sét bột ñồng duyên hải nhỏ hẹp khu vực thành phố ðồng Hới có nguồn gốc sơng, sơng biển phân bố ñộ cao từ 15 m trở xuống Sau trảng cát ven biển có dạng lưỡi liềm dẻ quạt, cồn cát có nguồn gốc biển gió chạy dọc ven bờ ñộ cao thay ñổi từ 2m, 3m ñến 30m Bờ biển khu vực vùng cửa sông Nhật Lệ thuộc kiểu bờ biển xói lở - tích tụ, bị q trình sóng biển tác động mạnh Về mặt cấu trúc, chia thành khu vực địa hình: -9- - ðịa hình núi cao đồi trung du chiếm khoảng 85% lãnh thổ tỉnh Khu vực núi cao thuộc sườn ðơng Trường Sơn có độ cao từ 250m ñến 2000 m, thấp dần từ Tây sang ðơng từ Bắc vào Nam ðộ dốc bình qn ñây 25o mức ñộ chia cắt sâu trung bình: 250 - 500 m Khu vực đồi núi trung du cao 50 - 250 m, với ñộ dốc 3o - Dải ñồng ven biển chiếm 11% diện tích tự nhiên tỉnh ðộ cao từ 10 m trở xuống, có nơi cịn thấp mực nước biển Phân bố chủ yếu huyện Lệ Thuỷ, Quảng Ninh, Bố Trạch Quảng Trạch Nơi ñây thuận lợi cho việc phát triển lương thực lúa - Dải cát nội ñồng, ven biển có dạng lưỡi liềm hay dẻ quạt với độ cao từ - m ñến 50 m, ñộ dốc lớn, nhiều tới 50o ðiều gây nhiều khó khăn sản xuất đời sống, nạn cát bay bành trướng cồn cát vào đồng ruộng, chúng có độ cao lớn cấu tạo bền vững - ðịa hình bờ biển Quảng Bình chủ yếu kiểu bờ biển bồi tụ mài mòn xen kẽ với Xa xa ngồi khơi đảo nhỏ (Hịn La, Hịn Gió, Hịn Nầm, Hịn Cọ, Hịn Chùa) Nhìn chung, Quảng Bình có nhiều cảnh quan đẹp (động Phong Nha, bãi ðá Nhảy), chứa ñựng tiềm ñể phát triển du lịch ven biển xây dựng ñược cảng nước sâu (khu vực Hòn La) Trên phạm vi nhỏ, theo chiều Tây - ðơng vừa có ñồi núi, ñồng ven biển thuận lợi việc đa dạng hố kinh tế theo hướng kết hợp ñất liền với vùng biển ven biển Tuy nhiên, xuất địa hình cồn cát yếu tố bất lợi ñáng kể với vấn đề bảo vệ mơi trường [10] c ðịa chất, thổ nhưỡng Trầm tích đại dải ven biển cửa sông Nhật Lệ phân bố diện hẹp, kéo dài phương với ñường bờ biển Trầm tích cát trung, cát nhỏ, bột có - 10 - ... Lớn sông Gianh sông Nhật Lệ - Hệ thống sông Nhật Lệ ðây hệ thống sông lớn thứ tỉnh, sau hệ thống sông Gianh Sơng Nhật Lệ nhận nước từ sơng sông Kiến Giang sông Long ðại ðoạn sông mang tên Nhật Lệ. .. FLOOD 27 2.4 Giới thiệu quy trình xây dựng đồ ngập lụt kết hợp cơng cụ GIS 38 CHƯƠNG XÂY DỰNG BẢN ðỒ NGẬP LỤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 43 3.1 Xây dựng sở liệu 43 3.2 Ứng dụng... hại lũ lụt gây ra, đề xuất phương án phịng chống thông qua cảnh báo khả diện tích ngập lụt ứng với trận lũ khác nhau, nghiên cứu tiến hành ? ?Xây dựng ñồ ngập lụt hạ lưu hệ thống sông Nhật Lệ (Mỹ