ỨNG DỤNG MÔ HÌNH HEC XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGUY CƠ NGẬP LỤT LƯU VỰC SÔNG VU GIA – THU BỒN

LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG MỞ ĐẦU 1 1.Đặt vấn đề 1 2.Mục đích nghiên cứu 1 3.Phương pháp và nội dung nghiên cứu 1 CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ XÃ HỘI CỦA LƯU VỰC SÔNG VU GIA – THU BỒN 2 1.1.Đặc điểm địa lý tự nhiên 2 1.1.1. Vị trí địa lý 3 2 1.1.2.Địa hình 3, 7 3 1.1.3.Địa chất thổ nhưỡng và thảm phủ thực vật 4 3 1.1.4.Đặc điểm sông ngòi 5 1.2.Đặc điểm khí tượng thủy văn 7 8 1.3.Điều kiện về kinh tế và xã hội 11 1.3.1.Điều kiện kinh tế 11 1.3.2.Tình hình xã hội 12 1.4. Đặc điểm sông ngòi 12 CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGUY CƠ NGẬP LỤT 15 2.1. Tổng quan chung 15 2.1.1. Khái niệm về bản đồ nguy cơ ngập lụt 15 2.1.2. Các phương pháp xây dựng bản đồ nguy cơ ngập lụt 15 2.1.3. Nguyên tắc xây dựng bản đồ nguy cơ ngập lụt 16 2.2. Tổng quan về các mô hình thủy văn, thủy lực tính toán nguy cơ ngập lụt 17 2.2.1. Các mô hình thủy văn 17 2.2.2. Các mô hình thủy lực 18 2.3. Cơ sở lý thuyết bộ mô hình HEC 22 2.3.1. Mô hình HECHMS 8 22 2.3.2. Mô hình HECRAS 9 31 2.3.3. Mô hình HEC GEORAS 36 2.4. Các phương pháp GIS xây dựng bản đồ nguy cơ ngập lụt 37 2.5. Bài toán xây dựng bản đồ nguy cơ ngập lụt 39 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGUY CƠ NGẬP LỤT TRÊN HỆ THỐNG SÔNG VU GIA – THU BỒN 42 3.1. Thu nhập và xử lý số liệu 42 3.1.1.Tài liệu địa hình lòng sông 42 3.1.2. Tài liệu bản đồ số hóa độ cao 42 3.1.3.Tài liệu Khí tượng Thủy văn 42 3.1.4. Tài liệu điều tra vết lũ 44 3.2.Phân chia lưu vực bộ phận và sử dụng đa giác Thiesson tính trọng số mưa cho các lưu vực bộ phận 44 3.3. Ứng dụng mô hình HEC – HMS tính lượng nhập lưu khu giữa của các lưu vực bộ phận 48 3.3.1.Lựa chọn trận lũ hiệu chỉnh và kiểm định 48 3.3.2.Bộ thông số mô hình 50 3.4.Ứng dụng mô hình thủy lực HEC – RAS diễn toán quá trình lũ tại hạ lưu hệ thống sông. 56 3.4.1.Xây dựng sơ đồ mạng lưới thủy lực tính toán và nhập số liệu. 56 3.4.2.Bộ thông số mô hình 58 3.5.Ứng dụng mô hình Hec – GEORAS xây dựng bản đồ nguy cơ ngập lụt 62 3.5.1.Biên tập dữ liệu cho mô hình. 62 3.5.2.Xuất các kết quả của HEC – RAS sang HEC – GEORAS 64 3.5.3.Mô phỏng bản đồ ngập lụt 65 3.5.4.Tính toán ngập lụt ứng với các kịch bản. 69 3.6.Xây dựng bản đồ nguy cơ ngập lụt với các tần suất 1% và 10%. 71 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Bản đồ hệ thống Sông Vu Gia – Thu Bồn 2 Hình 2.1: Cấu trúc mô hình HEC – HMS 23 Hình 2.2: Các biến số trong phương pháp thấm Green Ampt 25 Hình 2.3: Sơ đồ sai phân 33 Hình 2.4 : Sơ đồ thực hiện xây dựng bản đồ nguy cơ ngập lụt 41 Hình 3.1 : Sơ đồ các lưu vực bộ phận và mạng lưới sông suối trên toàn lưu vực Vu Gia – Thu Bồn 44 Hình 3.2 : Bản đồ phân vùng ảnh hưởng của các trạm mưa trên 46 lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn 46 Hình 3.3: Sơ đồ thiết lập mô hình HEC – HMS toàn lưu vực Vu Gia – Thu Bồn 48 Hình 3.4: Sơ đồ quá trình thực hiện mô hình HEC – HMS 49 Hình 3.5: Đường quá trình tính toán và thực đo lưu lượng của trạm Thành Mỹ 51 từ 1010 – 14110207 51 Hình 3.6: Đường quá trình tính toán và thực đo lưu lượng của trạm Thành Mỹ 51 từ 289 – 2102009 51 Hình 3.7 : Đường quá trình tính toán và thực đo lưu lượng của trạm Thành Mỹ 53 từ 1411 – 18112013 53 Hình 3.8 : Đường quá trình tính toán và thực đo lưu lượng của trạm Nông Sơn 53 từ 1011 14112007 53 Hình 3.9 : Đường quá trình tính toán và thực đo lưu lượng của trạm Nông Sơn từ 54 2892102009 54 Hình 3.10 : Đường quá trình tính toán và thực đo lưu lượng của trạm Nông Sơn từ 141118112013 55 Hình 3.11: Sơ đồ mạng lưới thuỷ lực tính toán lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn 56 Hình 3.12: Nhập số liệu từng mặt cắt cho lưu vực 57 Hình 3.13: Giao diện chạy đưa ra kết quả của HEC RAS 58 Hình 3.14 : Đường quá trình tính toán và thực đo lưu lượng của trạm Ái Nghĩa 60 Hình 3.15 : Đường quá trình tính toán và thực đo lưu lượng đoạn Quảng Huế Vĩnh Điện 60 Hình 3.16 : Đường quá trình tính toán và thực đo lưu lượng trạm Aí Nghĩa 61 Hình 3.17 : Đường quá trình tính toán và thực đo lưu lượng trạm Câu Lâu 61 Hình 3.18: Kích hoạt Extensions trong ArcGIS 63 Hình 3.19: Thanh công cụ HEC – GEORAS trong ArcGIS 63 Hình 3.20: Thiết lập kết quả mô phỏng thủy lực và địa hình hạ du 64 sông Vu Gia – Thu Bồn. 64 Hình 3.21 : Kết quả so sánh độ sâu ngập lụt thực đo và tính toán trận lũ năm 2009 65 Hình 3.22 :Bản đồ nguy cơ ngập lụt lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn năm 2009 và vị trí các điểm kiểm tra vết lũ 66 Hình 3.23 : Qmax tại trạm thủy văn Thành Mỹ (1977 2009) 69 Hình 3.24 : Đường tần suất lưu lượng lũ Qmax tại trạm Thành Mỹ 69 Hình 3.25 : Qmax tại trạm thủy văn Nông Sơn (19772010) 70 Hình 3.26 : Đường tần suất lưu lượng Qmax tại trạm Nông Sơn 70 Hình 3.27 : Bản đồ nguy cơ ngập lụt lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn ứng với tần suất 1% 72 Hình 3.28 : Bản đồ nguy cơ ngập lụt lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn ứng với tần suất 10% 74   DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Các đặc trưng hình thái của hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn 7 Bảng 1.2: Tổng số giờ nắng tháng trung bình nhiều năm tại trạm Đà Nẵng và trạm Trà My (giờ) 8 Bảng1.3: Nhiệt độ không khí bình quân tháng trung bình nhiều năm (˚C) 8 Bảng1.4: Độ ẩm trung bình tháng bình quân nhiều năm (%) 9 Bảng1.5: Lượng bốc hơi bình quân tháng trung bình nhiều năm (mm) 9 Bảng 1.6: Lượng mưa tháng trung bình nhiều năm tại các trạm mưa 10 Bảng 3.1 : Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn 43 Bảng 3.2 : Danh sách các lưu vực bộ phận trên sông Vu Gia – Thu Bồn lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn 46 Bảng 3.3 : Trọng số mưa các trạm trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn 47 Bảng 3.4 : Các trận lũ được sủ dụng trong mô hình từ 1010 – 14110207 51 Bảng 3.5: Bộ thông số mô hình dùng để hiệu chỉnh và kiểm định cho các lưu vực bộ phận tính đến trạm Thành Mỹ 52 Bảng3.6 : Các thông số diễn toán của các đoạn sông tính đến trạm Thành Mỹ 52 Bảng 3.7: Chênh lệch đỉnh lũ ở trạm Thành Mỹ qua các năm 52 Bảng 3.8 : Chỉ số Nash tại trạm Thành Mỹ 52 Bảng 3.9: Bộ thông số mô hình dùng để hiệu chỉnh và kiểm định cho các lưu vực bộ phận tính đến trạm Nông Sơn 54 Bảng3.10 : Các thông số diễn toán của các đoạn sông tính đến trạm Nông Sơn 54 Bảng 3.11: Chênh lệch đỉnh lũ ở trạm Nông Sơn qua các năm 55 Bảng 3.12: Chỉ số Nash tại trạm Nông Sơn 55 Bảng 3.13: Hệ số nhám trung bình của các đoạn sông 59 Bảng 3.14 : Chỉ tiêu đánh giá hệ số Nash ở trận lũ hiệu chỉnh 61 Bảng 3.15 : Chỉ tiêu đánh giá hệ số Nash ở trận lũ kiểm định 62 Bảng 3.16 : Kết quả kiểm tra độ sâu ngập lụt trong mô hình HEC – GEORAS tại một số vị trí trận lũ 2009 67 Bảng 3.17 : Thống kê tính toán nguy cơ ngập lụt lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn ứng với tần suất 1% 73 Bảng 3.18 : Thống kê kết quả tính toán nguy cơ ngập lụt lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn ứng với tần suất 10% 75   MỞ ĐẦU

LỜI CẢM ƠN Dưới dạy dỗ tận tình thầy, cô khoa Khí tượng Thủy văn trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội thời gian qua tạo nên điều kiện cho em hoàn thành tốt làm Qua đây, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: Thầy Th.S Trần Văn Tình, người trực tiếp hướng dẫn góp ý cho em suốt trình làm đồ án Cảm ơn Thầy tận tình bảo, hỗ trợ động viên em suốt thời gian hoàn thành đồ án Cô Nguyễn Thị Ngọc, người dạy hướng dẫn tận tình cho em thiếu sót hiểu biết làm Ngoài toàn thể quý Thầy Cô Bộ môn thủy văn khoa Khí tượng Thủy văn tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu cho chúng em suốt trình học tập nghiên cứu trường Trong khuôn khổ đồ án tránh nhiều thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp từ phía thầy, cô để đồ án em hoàn thiện Em xin trân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Sinh viên thực Hoàng Bảo Ngọc MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Lũ lụt xảy hàng năm miền Trung Việt Nam thường xuyên gây tổn thất lớn người Các lưu vực sông miền Trung thường có hình tròn địa hình dốc nên lũ thường lên xuống nhanh, trình lũ phức tạp ảnh hưởng đến công tác dự báo lũ gặp nhiêu khó khăn Tài nguyên nước lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn có vai trò đặc biệt quan trọng phát triển kinh tế, ổn định xã hội bảo vệ môi trường tỉnh Quảng Nam thành phố Đà Nẵng Việc phát triển công trình thủy điện thủy lợi góp phần lớn cho phát triển công nghiệp nông nghiệp hai địa phương Tuy nhiên việc xây dựng công trình lại gây nên thay đổi lớn chế độ thủy văn sông, suối Lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn hệ thống sông lớn khu vực Trung Trung Bộ Dòng chảy sông Thu Bồn Vu Gia hợp lưu Giao Thủy (Đại Lộc) chảy qua vùng đồng hẹp đổ biển Cửa Đại Lũ lưu vực lên nhanh xuống nhanh, thời gian tập trung lũ ngắn Lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn lại có hình nan quạt mở rộng, hệ số tập trung nước cao, độ dốc địa hình lớn đổ thẳng từ miền núi xuống đồng Cho nên lũ xuất tương đối đồng toàn lưu vực, thời gian truyền lũ từ thượng nguồn hạ du ngắn Trong phần lớn hồ chứa nước xây dựng dòng nhánh dung tích nhỏ nhiệm vụ tưới tiêu nên khả chống lũ hiệu Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu phương pháp mô hình thủy văn, thủy lực xây dựng đồ nguy ngập lụt sông Vu Gia – Thu Bồn Phương pháp nội dung nghiên cứu - Điều tra, thống kê tổng hợp số liệu, tài liệu có - Nghiên cứu sở lý thuyết phương pháp tính mô hình toán - Lựa chọn phương pháp tính mô hình áp dụng phù hợp - Tính toán đưa kết CHƯƠNG I: ĐẶC ĐIỂM VỊ TRÍ ĐỊA LÝ VÀ XÃ HỘI CỦA LƯU VỰC SÔNG VU GIA – THU BỒN 1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lý [3] Sông Thu Bồn với diện tích lưu vực rộng 11.390km², sông nội địa có lưu vực lớn Việt Nam Sông bắt nguồn từ khối núi Ngọc Linh thuộc Kon Tum đổ biển Cửa Đại tỉnh Quảng Nam Sông Thu Bồn hợp với sông Vu Gia hợp lưu Đại Lộc tạo thành hệ thống sông lớn có vai trò quan trọng đời sống tâm hồn người Quảng Hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn thuộc tỉnh Quảng Nam thành phố Đà Nẵng hệ thống sông lớn vùng ven biển miền Trung hệ thống sông lớn nước ta, phạm vi địa lý: Kinh độ Đông : 104°00’ - 108°30’ Vĩ độ Băc : 14°00’ - 16°04’ Hình 1.1: Bản đồ hệ thống Sông Vu Gia – Thu Bồn Lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn giới hạn phía Bắc dãy núi Bạch Mã – nhánh núi đâm biển phần cuối dãy trường sơn Bắc Phía Tây khối núi Nam – Ngãi – Định thuộc phần đầu dãy trường sơn nam với đỉnh núi cao 2000m, phía tây nam khối núi Kon – Tum với đỉnh Ngọc Linh cao 2598m, phía nam dãy núi Nam – Ngãi, phía Đông giáp biển Những dãy núi đường phân nước hệ thống sông Thu Bồn với sông Hương thuộc tỉnh Thừa Thiên Huế phía bắc, sông Sê Công (thuộc Lào) phía tây sông Sê San thuộc địa phận tỉnh Kon Tum phía tây nam, sông Tam Kỳ (Quảng Nam), sông Trà Bồng, Trà Khúc (Quảng Ngãi) phía nam Với diện tích 11.390km², hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia bao trùm hầu hết lãnh thổ thành phố Đà Nẵng tỉnh Quảng Nam, có khoảng 500km² thượng nguồn sông Cái nằm tỉnh Kon Tum 1.1.2 Địa hình [3], [7] Địa hình lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn biến đổi phức tạp, bị chia cắt mạnh với dạng địa hình núi, trung du đồng Vùng núi chiếm phần lớn diện tích lưu vực sườn Đông dãy Trường Sơn Nam Độ cao địa hình từ 1000m trở lên với đỉnh núi cao: Núi Mang (1768m), Bà Nà (1467m), A Tuất (2500m), Núi Tiên (2032m) thượng nguồn sông Vu Gia, Hòn Ba (1358m) thượng nguồn sông Tranh Vùng trung du vùng chuyển từ vùng núi đến đồng có độ cao từ 100m – 800m Các dải núi chạy theo hướng Bắc Nam độ dốc địa hình thấp dần theo hướng Bắc Nam, đỉnh đồi tròn, nhiều nơi phẳng Kéo dài huyện Trà My đến phía tây huyện Duy Xuyên, hợp lưu sông nhánh tương đối lớn dòng sông Thu Bồn sông : Tranh, Trường, Tiên, Lân… Vùng đồng với dạng địa hình tương đối đối phẳng, biến đổi, tập trung chủ yếu phía Đông lưu vực Gồm địa phận huyện: Đại Lộc, Duy Xuyên, Điện Bàn, Thăng Bình, Thành phố Hội An… Ở có nhiều sông nhỏ như: Khe Công, Khe Cầu, Quảng Huế Trong đồng có dải cát chạy dọc theo bờ biển với độ cao 5m 1.1.3 Địa chất thổ nhưỡng thảm phủ thực vật [4] Dựa vào hình thành địa chất theo thời gian hệ thống Vu Gia – Thu Bồn đất đá phân loại sau: Đá kết kinh Gơ – nai, amphibolit, đá phiến thạch anh với thành tạo mắc ma xâm nhập grano – dioxitgnai vùng rìa địa khối Kom Tum phân bố chủ yếu vùng Quảng Nam, thuộc huyện Trà My, Phước Sơn, Tiên Phước phía nam huyện Hiệp Đức; Đá gốc trầm tích cát bột kết đá mắc ma xâm nhập thuộc phức hệ Quế Sơn, phân bố rộng rãi vùng bắc Quảng Nam thuộc hầu hết huyện Hiên, Giang, Quế Sơn, Hiệp Đức…; Trầm tích đệ tứ gồm thành tạo aluvi cồ trẻ nằm rải rác số vùng đồi núi đồng ven biển, phân bố chủ yếu vùng đồng ven biển thuộc địa phận huyện: Hòa Vang, Điện Bàn, đông Duy Xuyên… Thổ nhưỡng lưu cực sông Vu Gia – Thu Bồn phân loại: Nhóm đất cồn cát đất cát biển: Nhóm đất có diện tích khoảng 9.779ha hình thành ven biển sông Thu Bồn từ Đà Nẵng đến Duy Nghĩa; Nhóm đất mặn: Diện tích khoảng 3.058ha, phân bố vùng phía đông huyện Duy Xuyên, Hội An; Nhóm đất phen với diện tích khoảng 629ha vùng huyện Điện Bàn; Nhóm đất phù sa phân bố hạ lưu sông Thu Bồn số vùng trung lưu; Nhóm đất xám bạc màu phân bố huyện trung du miền núi chiếm diện tích 275.041ha; Nhóm đất mùn đỏ núi phân bố chủ yếu vùng núi cao Trà My; Nhóm đất thung lũng dốc tụ phân bố vùng trung du miền núi cao Trà My, Tiên Phước… chiếm diện tích 3.997ha Tính đến 12/1998, diện tích rừng Quảng Nam 439.748ha, chiếm 38.5% diện tích toàn tỉnh, rừng tự nhiên 405.050ha, rừng trồng 34.698ha Lưu vực sông Thu Bồn phong phú với nhiều luồng thực vật: Kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới, phân bố độ cao 1000m; Kiểu rừng kín nửa rụng ẩm nhiệt đới; Kiểu rừng thưa rộng khô nhiệt đới; Kiểu rừng thưa kim khô nhiệt đới; Kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới núi thấp phân bố độ cao 1000m 1.1.4 Đặc điểm sông ngòi Hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn dòng sông Thu Bồn sông Vu Gia tạo thành Thượng nguồn sông Thu Bồn gọi sông Trang hay sông Tĩnh Gia, bắt nguồn từ vùng núi cao 2.000m sườn đông nam dãy Ngọc Linh chảy theo hướng gần bắc nam qua huyện Trà My, Tiến Phước, Hiệp Đức Quế Sơn, chảy qua Giao Thủy vào vùng đồng qua huyện Duy Xuyên, Đại Lộc, Điện Bàn, Quế Sơn đổ biển Cửa Đại Ở trung thượng lưu sông Thu Bồn có số sông nhánh tương đối lớn : sông Ghềnh, sông Ngọn Thu Bồn, sông Vang, sông Chang … Sau chảy qua Giao Thủy, sông Thu Bồn chảy vào vùng đồng tiếp nhận nước sông Vu Gia từ phân lưu Quảng Huế đổ vào, sông Thu Bồn có phân lưu Bà Rén – Chiêm Sơn Phụ lưu chảy qua huyện Duy Xuyên, tiếp nhận nước sông Ly Ly bờ phải, lại chảy vào sông Thu Bồn gần cửa sông với tên sông Kỳ Lam Dòng sông Thu Bồn chảy qua huyện Điện Bàn hạ lưu cầu Câu Lâu lại có tên sông Câu Lâu Sau đó, sông tách thành sông Hội An phía bờ tả phân lưu nhỏ bờ hữu, phân lưu nhập với sông Bà Rén lại có tên gọi sông Thu Bồn Sông Hội An chảy qua thành phố Hội An, sau nhập với sông Thu Bồn để đổ Cửa Đại, chảy cửa Đại Sông Kỳ Lam – sông Điện Bình có phân lưu: Cổ Cò, Vĩnh Điện, Suối Cổ Cò lại tách thành phân lưu Tam Giáp sông Thanh Quýt Các sông chảy vào sông Vĩnh Điện Sông Vĩnh Điện dài 24km chảy theo hướng bắc – nam, tây năm – đông bắc, đổ vào sông Hàn chảy vịnh Đà Nẵng Sông Vu Gia bắt nguồn từ núi cao phía tây – nam tỉnh Quảng Nam, bao gồm nhiều nhánh sông lớn hợp thành (sông Cái, sông Bung, sông Côn), diện tích lưu vực - khống chế tính đến ngã ba sông Vu Gia – Quảng Huế (Ái Nghĩa) 51.800km² Sông Vu Gia có số nhánh lớn gồm: Sông Cát: Bắt nguồn từ vùng núi cao 2.000m vùng biên giới Tây Nam tỉnh Quảng Nam, đầu nguồn thuộc tỉnh Kon Tum (chiều dài nằm địa phận tỉnh Kon Tum 38km) Sông chảy theo hướng từ nam đến bắc chuyển sang hướng tây nam đến đông bắc Diện tích lưu vực sông Cái tính đến trạm thủy văn Thành Mỹ - 1.850km² với chiều dài dòng sông 130km Sông Bung: bắt nguồn từ vùng núi cao phía tây bắc Quảng Nam, chảy theo hướng Tây sang Đông Diện tích lưu vực 2.297km², chiều dài sông 130km Sông - Bung có nhiều nhánh, nhánh sông A Vương lớn có chiều dài 84km Sông Côn: bắt nguồn từ vùng Tây Bắc huyện Hiên – tỉnh Quảng Nam Diện tích lưu vực 765km², chiều dài sông tính đến cửa (cách cửa sông Bung khoảng 15km phía hạ lưu) 54km Hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn nơi cung cấp nguồn thủy lớn cho vùng, trở thành lý tạo nên xung đột việc khai thác nguồn nước phát triển thủy điện, công nghiệp nguồn tưới tiêu cho nông nghiệp Bộ Công nghiệp Thương mại Uỷ ban Nhân dân tỉnh Quảng Nam có kế hoạch phát triển 62 dự án thủy điện với tổng công suất 1.639MW Tuy nhiên, hầu hết dự án phê chuẩn thời gian gần tập trung vào lĩnh vực thủy điện Trong đó, phát triển thủy điện nguyên nhân gây nên tình trạng ngập lụt, nguy hại đến khu vực hạ nguồn dòng sông Việc khai thác nguồn tài nguyên nước dòng sông phải thực theo đảm bảo tính cân lĩnh vực kinh tế, địa phương nằm lưu vực mối liên quan ổn định, phát triển bền vững khu vực thượng nguồn hạ nguồn dòng sông Chế độ thủy triều vùng biển Quảng Nam – Đà Nẵng diễn phức tạp, bờ biển dài 140km triều phía bắc không hoàn toàn giống triều phía nam Triều Quảng Nam thuộc triều yếu, chênh lệch đỉnh chân triều ngày triều lớn từ 1,04 – 1,46m, trung bình 0,8 – 1,2m Phạm vi ảnh hưởng sông Thu Bồn thường cách cửa biển không 30 – 40km Tại Cửa Đại biên độ triều trung bình 1,2m, lớn 1,5m, khả truyền xa sông khác Bảng 1.1: Các đặc trưng hình thái hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn Độ cao TT Sông Đổ vào nguồn sông (m) Chiều dài sông (km) C.da Diện i lưu tích vực lưu sông vực (km) (km²) 1035 Các đặc trưng Độ Độ Độ Mật độ Hệ số cao dốc rộng lưới sông hình (m) (‰) (km) (km/km²) dạng 552 25,5 70 0,47 0,47 Thu Bồn Cửa Đại 1600 205 148 Đắc Se Vu Gia 350 34 33 297 790 19,3 0,2 0,27 Giang Vu Gia 1000 62 55 496 670 23,7 0,27 0,16 Bung Vu Gia 1300 131 74 2530 816 37 34 0,31 0,46 Côn Vu Gia 800 47 34 627 527 31 18,4 0,66 0,54 Tĩnh Yên Thu Bồn 2000 163 85 3690 453 21,3 43,4 0,41 0,51 Ly Ly Thu Bồn 525 36 31 279 204 5,7 0,26 0,37 Túy Loan Vu Gia 900 30 25 309 271 15 10,3 0,57 0,5 Tam Puele Bung 900 45 38 384 826 32,2 10,1 0,23 0,26 10 Đăc Pơ Rinh Bung 1000 80 39 898 817 40 23 0,37 0,59 11 A Vương Bung 1000 31 28 200 587 28 7,1 0,64 0,26 300 24 28 249 400 23,3 8,9 0,29 0,32 12 Ghềnh Ghềnh Tịnh Yên 13 Tun Tịnh Yên 800 57 50 609 210 20,4 12,1 1,1 0,24 14 Khang Vu Gia 900 35 30 488 324 22,7 16,2 0,68 0,54 600 13 13 126 317 22 9,7 0,23 0,57 15 1.2 Ngọn Thu Bồn Tịnh Yên Đặc điểm khí tượng thủy văn [7] Điều kiều khí hậu hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn mang nhiều đặc điểm chung khí hậu nhiệt đới gió mùa Nhưng lưu vực nằm phía nam dãy Bạch Mã phía đông dãy Trường Sơn, đồi núi cao bao bọc phía bắc, tây 10 3.5.3 - Mô đồ ngập lụt Mô đồ ngập lụt tiến hành qua bước : Trước tiên mô bề mặt nước dựa mặt cắt độ cao bề mặt nước Tiến hành mô vùng ngập Dựa vào đồ ngập lụt số liệu thực tế thiệt hại lũ vùng nghiên cứu kiểm định lại việc mô Hình 3.21 : Kết so sánh độ sâu ngập lụt thực đo tính toán trận lũ năm 2009 Độ sâu ngập lụt 34 điểm điển hình phân bố lưu vực Các tiêu so sánh tương đối hợp với nhau, sai số nhỏ 71 Hình 3.22 :Bản đồ nguy ngập lụt lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn năm 2009 vị trí điểm kiểm tra vết lũ Nhận xét : Tài liệu địa hình mô hình HEC – Geo RAS hợp lý để xây dựng đồ nguy ngập lụt ứng với tần suất 1% 10% 72 Bảng 3.16 : Kết kiểm tra độ sâu ngập lụt mô hình HEC – GEORAS số vị trí trận lũ 2009 STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Ký hiệu VL5 VL9 VL10 VL48 VL49 VL65 VL82 VL97 VL108 VL117 VL129 VL167 VL191 VL218 VL223 VL232 VL237 VL245 VL274 VL281 VL285 VL290 VL312 VL321 VL338 Vĩ độ 15.8108 15.7947 15.7911 15.8521 15.8481 15.8601 15.8100 15.8128 15.8377 15.8579 15.8350 15.8913 15.8841 15.8939 15.9105 15.9493 15.9431 15.8965 15.8891 15.8963 15.9014 15.8771 15.8257 15.8619 15.8476 Kinh độ 108.0728 108.0699 108.0716 108.0406 108.0224 107.9901 108.3024 108.2820 108.2771 108.2962 108.3449 108.3436 108.2951 108.2489 108.2489 108.2341 108.2252 108.2452 108.1647 108.1636 108.1551 108.1209 108.0665 108.3334 108.2245 Địa Danh X.Duy Tân X Duy Thu X.Duy Thu X.Đại Phong X.Đại Phong X.Đại Hồng X.Quế Xuân X.Quế Xuân TT Nam Phước X.Duy Phước X Duy Thành P Cẩm Châu P Thanh Hà TT.Vĩnh Điện X Điện Nam Trung X Điện Ngọc X Điện Thắng Bắc TT Vĩnh Điện X Điện Hồng X Điện Hồng X Điện Hồng TT Nghĩa X Đại Thắng Cẩm Kim X Điện Trung 73 Huyện Duy Xuyên Duy Xuyên Duy Xuyên Đại Lộc Đại Lộc Đại Lộc Quế Sơn Quế Sơn Duy Xuyên Duy Xuyên Duy Xuyên Hội An Hội An Điện Bàn Điện Bàn Điện Bàn Điện Bàn Điện Bàn Điện Bàn Điện Bàn Điện Bàn Đại Lộc Đại Lộc Hội An Điện Bàn Tỉnh Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam hTT(m) 1.35 1.48 0.28 1.44 1.52 1.90 0.73 0.76 1.38 1.50 1.80 0.55 1.87 1.05 1.04 1.16 0.35 1.34 0.66 0.96 1.16 1.43 2.19 1.73 0.77 hTĐ(m) 1.47 1.3 1.43 1.75 1.81 0.8 0.83 1.46 1.52 1.78 0.67 1.85 1.09 1.11 1.2 0.55 1.29 0.71 1.04 1.24 1.34 2.35 1.72 0.89 ∆h(m) -0.12 0.18 0.28 0.01 -0.23 0.09 -0.07 -0.07 -0.08 -0.02 0.02 -0.12 0.02 -0.04 -0.07 -0.04 -0.20 0.05 -0.05 -0.08 -0.08 0.09 -0.16 0.01 -0.12 STT 26 27 28 29 30 31 32 33 34 Ký hiệu VL352 VL357 VL365 VL374 VL378 VL379 VL389 VL393 VL394 Vĩ độ 15.8295 15.8565 15.8331 15.8278 15.9957 15.9857 15.9561 15.8471 15.8500 Kinh độ 108.2037 108.2001 108.1609 108.1001 108.1942 108.1680 108.1626 108.0946 108.0644 Địa Danh X Duy Trinh X Điện Trung X Duy Châu X Duy Tân P Hoà Châu P.Hoà Tiến P Hoà Tiến X Đại Cường X Đại Ninh Huyện Duy Xuyên Điện Bàn Duy Xuyên Duy Xuyên Hoà Vang Hoà Vang Hoà vang Đại Lộc Đại Lộc 74 Tỉnh Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam TP Đà Nẵng TP Đà Nẵng TP Đà Nẵng Quảng Nam Quảng Nam hTT(m) 0.67 1.91 2.74 3.05 1.70 1.40 1.87 2.10 1.70 hTĐ(m) 0.76 2.03 2.85 3.26 1.8 1.54 2.04 2.15 1.68 ∆h(m) -0.09 -0.12 -0.11 -0.21 -0.10 -0.14 -0.17 -0.05 0.02 Tính toán ngập lụt ứng với kịch Dựa số liệu lưu lượng lớn năm để vẽ đường tần suất qua năm : Hình 3.23 : Qmax trạm thủy văn Thành Mỹ (1977- 2009) FFC 2008 © Nghiem Tien Lam Đ ƯỜNG TẦN SU ẤT DÒ NG CH ẢY LŨ Qmax - TR ẠM THANH M Ỹ 16600 15600 Lưu lượng lớn trạm Thành Mỹ TB=3663.53, Cv=0.49, Cs=0.47 14600 Đường tần suất dòng chảy lũ Qmax - Trạm Thành Mỹ TB=3660.00, Cv=0.50, Cs=1.20 13600 12600 11600 10600 Lư u lượ ng, Q(m ³/s) 3.5.4 9600 8600 7600 6600 5600 4600 3600 2600 1600 600 0.01 0.1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 99 99.9 Tần su ất, P(% ) Hình 3.24 : Đường tần suất lưu lượng lũ Qmax trạm Thành Mỹ 75 99.99 © FFC 2008 Hình 3.25 : Qmax trạm thủy văn Nông Sơn (1977-2010) Đ ƯỜNG T ẦN SU ẤT DÒ NG CH ẢY LŨ Qm ax - TR ẠM NÔ NG S ƠN FFC 2008 © Nghiem Tien Lam 23000 Lưu lượng lớn trạm Nông Sơn TB=6399.21, Cv=0.35, Cs=0.34 21000 Đường tần suất dòng chảy lũ Qmax - Trạm Nông Sơn TB=6400.00, Cv=0.40, Cs=1.00 19000 17000 Lư u l ượ ng, Q(m ³/s) 15000 13000 11000 9000 7000 5000 3000 1000 0.01 0.1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 99 99.9 99.99 Tần su ất, P(% ) © FFC 2008 Hình 3.26 : Đường tần suất lưu lượng Qmax trạm Nông Sơn Dựa vào đường tần suất số liệu nghiên cứu thu nhập ta - - 3.6 lựa chọn trận lũ điển hình chạy với tần suất : Tần suất 1% : + Thành Mỹ với trận lũ từ 28/9 – 2/10/2009 hệ số thu phóng 1.271 + Nông Sơn với trận lũ từ 10/11 – 14/11/2007 hệ số thu phóng 1.354 Tần suất 10% + Thành Mỹ với trận lũ từ 19/11 – 24/11/1998 với hệ số thu phóng 1.072 + Nông Sơn với trận lũ từ 19/11 – 24/11/1998 với hệ số thu phóng 0.957 Xây dựng đồ nguy ngập lụt với tần suất 1% 10% Qua nghiên cứu, phân tích chuỗi số liệu trận lũ lớn từ năm 1977 đến 2010 trạm thủy văn lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn số liệu chảy đầu vào thu phóng trạm khống chế, sử dụng mô hình HEC – RAS 76 HEC – GEORAS với thông số kiểm nghiệm, kết hợp công cụ GIS, xây dựng nên đồ nguy ngập lụt cho lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn ứng với - tần suất : Với tần suất 1% tương trận lũ lớn xảy hạ lưu lưu vực sông Vu Gia - - Thu Bồn Với tần suất 10% tương trận lũ điển hình xảy hạ lưu lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn Dựa vào hình ảnh mô nguy ngập lụt ứng với tần suất biểu tính toán lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn cho ta thấy mức độ ảnh hưởng vùng ngập Từ đưa giải pháp cụ thể để áp dụng vào thực tế phục vụ cho viêc phòng chống cảnh báo lũ cho lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn, giảm nhẹ thiệt hại bão lũ gây cho địa phương 77 Hình 3.27 : Bản đồ nguy ngập lụt lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn ứng với tần suất 1% 78 Bảng 3.17 : Thống kê tính toán nguy ngập lụt lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn ứng với tần suất 1% DT STT 10 Huyện Đại Lộc Điện Bàn Duy Xuyên Giằng Hải Châu Hòa Vang Quế Sơn Sơn Trà Thăng Bình Hội An Tổng Tỉnh Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam Đà Nẵng Đà Nẵng Quảng Nam Đà Nẵng Quảng Nam Quảng Nam huyện 3m (Km ) 22.61 19.69 13.32 0.27 1.13 5.89 1.12 0.96 1.07 3.92 48.35 69.98 FNgập % 3.96 9.65 4.56 0.01 6.85 0.78 0.15 1.81 0.25 10.32 F Ngập (Km2) 109.32 158.52 101.08 0.63 8.22 76.09 21.25 4.29 21.13 35.24 535.77 % 19.14 77.71 34.62 0.03 49.82 10.12 2.91 8.08 4.89 92.74 Hình 3.28 : Bản đồ nguy ngập lụt lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn ứng với tần suất 10% 80 81 Bảng 3.18 : Thống kê kết tính toán nguy ngập lụt lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn ứng với tần suất 10% DT STT Huyện Tỉnh huyện (Km2) Đại Lộc Điện Bàn Duy Xuyên Giằng Hải Châu Hòa Vang Ngũ Hành Sơn Đà Nẵng 10 11 12 Quế Sơn Sơn Trà Thăng Bình Thanh Khuê Hội An Tổng Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam Quảng Nam Đà Nẵng Đà Nẵng Quảng Nam Đà Nẵng Quảng Nam Đà Nẵng Quảng Nam 3m FNgập (Km ) 10.43 14.3 9.71 0.21 0.99 4.8 % F Ngập % 1.83 7.01 3.33 0.01 6.00 0.64 (Km2) 91.11 142.13 90.14 0.34 7.32 72.27 15.95 69.67 30.87 0.02 44.36 9.62 23 61.17 2.45 6.52 1.28 3.40 0.37 0.98 1.95 5.19 0.95 0.01 2.52 0 0.97 0 3.13 0 14.50 0.21 0.55 1.33 0.59 2.12 0.04 10.62 0.18 1.11 0.49 0.50 27.95 1.87 0.31 2.53 11.03 0.26 0.58 0.59 29.03 0.33 0.16 0.96 1.96 1.02 0.96 0.11 2.08 0.14 17.44 2.39 1.81 4.29 8.08 0.03 15.64 3.62 0.76 9.50 5.47 33.66 88.58 38.92 86.99 46.56 498.10 82 Tổng 83.94 31.70 0.05 0.30 0.22 5.16 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Với hướng dẫn tận tình Thầy Trần Văn Tình trình làm đồ án giúp em thu hoạch kết tốt Sau thời gian nghiên cứu ứng dụng mô hình HEC vào để xây dựng đồ nguy ngập lụt cho hạ lưu lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn, đồ án hoàn thành với nội dung sau : - Thu nhập xử lý số liệu địa hình lòng sông, đồ số hóa độ cao, tài liệu mực - nước, lưu lượng mưa trạm khí tượng, thủy văn khu vực Dựa vào phần mềm AGIS kết hợp với HEC – GEOHMS để số hóa độ cao DEM phân chia lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn Tính trọng số mưa cho - lưu vực phận Ứng dụng mô hình HEC – HMS tính toán lượng nhập khu lưu - vực phận Xác định thông số có kết phù hợp để áp dụng Ứng dụng mô hình thủy lực HEC – RAS diễn toán trình lũ hạ lưu hệ thống - sông Vu Gia – Thu Bồn Ứng dụng mô hình HEC – GEORAS tích hợp liệu GIS kết mô - thủy lực từ mô hình HEC – RAS xây dựng đồ nguy ngập lụt Đồ án hoàn thành mô diện ngập, độ sâu ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn ứng với trận lũ năm 1998 2009 Việc kết hợp mô hình với để mô vùng nguy ngập lụt lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn phương pháp có tính xác độ tin cậy cao, thể mạnh GIS ứng dụng mô hình thủy văn, thủy lực vào công tác nghiên cứu ngập lụt, làm sở khoa học cho việc quy hoạch phòng chống lũ lụt, lựa chọn biện pháp, thiết kế công trình khống chế lũ Kết thành lập đồ nguy ngập lụt lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn sở thực tiễn quan trọng cho nhà hoạch định có nhìn tổng quan tình hình ngập lụt ảnh hưởng đến đời sống người dân tỉnh Quảng Nam Đà Nẵng, thông tin cần thiết để thông báo cho người dân nguy thiệt hại lũ lụt nơi cư trú sản xuất, từ có biện pháp hạn chế, giảm thiểu thiệt hại lũ gây Kiến nghị 83 Do giới hạn thời gian, số liệu kiến thức, bên cạnh kết đạt - nhiều hạn chế : Tài liệu địa hình thu nhập hạn chế dẫn đến chưa có nhiều sở để hiệu - chỉnh số liệu địa hình xác Chưa có điều kiện tham gia nghiên cứu thực địa nên số liệu điều tra vết lũ thực tế - hạn chế Qua hạn chế ta nên bổ sung : Thu nhập số liệu đo đạc địa hình, mặt cắt sông, xây dựng đồ địa hình cho lưu vực, vùng hạ lưu hệ thống sông cẩn phải có độ chi tiết xác cao - Tiến hành nghiên cứu trận lũ năm khác nhau, tạo sở cho nhà quản lý hoạch định thêm biện pháp phòng chống, giảm nhẹ thiệt hại mưa lũ gây ra, công tác mô lũ tiến hành thời gian dài hơn, cho độ xác mô cao 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Ngọc Anh (2011) ‘Xây dựng đồ ngập lụt hạ lưu sông Bến Hải Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị’’ [2] Hoàng Thái Bình (2009) ‘Xây dựng đồ ngập lụt hạ lưu hệ thống sông Nhật Lệ (Mỹ Trung – Tám Lu – Đồng Hới)’’ [3] Hoàng Thị Nguyệt Minh (2005) ‘ Ứng dụng mô hình Hec – RAS nghiên cứu tính toán ngập lụt hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn’’ Trường cao đẳng Tài nguyên môi trường [4] Hoàng Ngọc Quang (2013) ‘Nghiên cứu đánh giá thiên tai lũ lụt, hạn hán thiếu nước đề xuất giải pháp tăng cường quản lý, phòng tránh giảm nhẹ thiên tai hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn’’ Chuyên đề 51 – Bộ tài nguyên môi trường [5] Nguyễn Hữu Khải, Nguyễn Thanh Sơn (2003) ‘Mô hình toán thủy văn’’ Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội [6] Trần Văn Tình (2013) ‘ Xây dựng đồ ngập lụt vùng hạ lưu lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn’’ Luận văn thạc sĩ [7] Trần Thanh Xuân (2007) ‘ Đặc điểm thủy văn nguồn nước sông Việt Nam’’ Tiếng anh [8] HEC (Hydrologic Engineering Center) (2009), HEC – HMS Hydrologic Modeling System, User’s Manual, US Army Corps of Engineers, American [9] HEC (Hydrologic Engineering Center), (2010), HEC-RAS River Analysis System, Applications guide Hydrologic Engineering Center 85