Nghiên cứu, đánh giá thiệt hại do ngập lụt vùng hạ du liên hồ chứa lưu vực sông tà rục theo các kịch bản lũ và vỡ đập

L I CAM OAN tài lu n v n cao h c “Nghiên c u, đánh giá thi t h i ng p l t vùng h du liên h ch a l u v c sông Tà R c theo k ch b n l v đ p” c a h c viên đ c Nhà tr ng giao nghiên c u theo quy t đ nh s tháng 05 n m 2016 c a Hi u tr Trong th i gian h c t p t i tr ng i h c Th y L i ng v i s giúp đ c a th y cô giáo đ c bi t cô giáo PGS TS Ph m Th H đ tài ng tr 1249/Q - HTL ngày 18 ng Lan, h c viên t nghiên c u th c hi n ây thành qu lao đ ng, s t h p c a y u t mang tính ngh nghi p c a h c viên Các k t qu nghiên c u k t lu n lu n v n trung th c, không chép t b t k m t ngu n d kh o ngu n tài li u (n u có) đ i b t k hình th c nào.Vi c tham c th c hi n trích d n ghi ngu n tài li u tham kh o quy đ nh Tác gi lu n v n Nguy n Thành i t L IC M N V i t t c s kính tr ng bi t n sâu s c nh t, Tôi xin chân thành bày t lòng bi t n c a t i cô giáo PGS TS Ph m Th H đáo, dành r t nhi u th i gian tâm huy t h ng Lan h ng d n t n tình chu ng d n, nghiên c u giúp hoàn thành lu n v n t t nghi p Tôi c ng xin c m n Ban giám hi u tr ng i h c Th y L i, th y cô giáo Khoa Th y V n ch b o, d y d su t th i gian h c t p t i tr Cu i cùng, Tôi xin chân thành c m n nh ng ng ng i thân gia đình, b n bè đ ng nghi p giúp đ , đ ng viên, khích l su t trình h c t p hoàn thành lu n v n M c dù lu n v n hoàn thi n v i t t c s c g ng, nhi t tình c ng nh n ng l c c a mình, nhiên không th tránh kh i nh ng thi u sót Vì v y, Tôi r t mong nh n đ c s góp ý, ch b o c a quý th y cô đ ng nghi p, s giúp đ quý báu mà mong mu n nh t đ c g ng hoàn thi n h n trình nghiên c u công tác sau Xin chân thành c m n./ Hà N i, 20 tháng 08 n m 2016 H c viên Nguy n Thành ii t M CL C M U 1 Tính c p thi t c a đ tài M c đích c a lu n v n i t ng, ph m vi nghiên c u N i dung nghiên c u Cách ti p c n ph ng pháp nghiên c u Các k t qu đ t đ c CH NG 1: T NG QUAN V MÔ HÌNH NGHIÊN C U V P VÀ ÁNH GIÁ THI T H I 1.1 T ng quan v mô hình nghiên c u v đ p 1.1.1 M t s tr ng h p v đ p Th gi i Vi t Nam 1.1.2 Các nguyên nhân gây v đ p 13 1.1.3 Các ph ng pháp xác đ nh, tính toán thông s v t v 16 1.1.4 Gi i thi u v mô hình th y v n, th y l c mô ph ng v đ p 20 1.2 T ng quan v ph ng pháp đánh giá thi t h i l l t 23 CH NG 2: T NG QUAN V PH M VI NGHIÊN C U VÀ CÁC MÔ HÌNH NG D NG 26 2.1 T ng quan v vùng nghiên c u 26 2.1.1 c m đ a lý t nhiên 26 2.1.2 c m khí h u, khí t ng vùng d án 26 2.1.3 c m th y v n 31 2.1.4 c m kinh t , xã h i 34 2.1.5 T ng quan v h Tà R c – Su i Hành 36 2.2 Các mô hình ng d ng xây d ng b n đ ng p l t 43 2.2.1 Mô hình HDM 43 2.2.2 Ph n m m MIKE FLOOD WATCH 44 2.2.3 Mô hình MIKE FLOOD 45 2.2.4 Mô hình NK-GIAS 46 CH NG 3: NG D NG MÔ HÌNH MIKE FLOOD MÔ PH NG CÁC K CH B N VÀ XÂY D NG B N NG P L T 48 3.1 D li u đ u vào s d ng tính toán 48 3.1.1 Tài li u khí t ng th y v n 48 3.1.2 Tài li u đ a hình 53 3.1.3 Các k ch b n dùng đ tính toán 55 3.2 Thi t l p mô hình 57 3.2.1 Mô hình th y l c chi u 57 3.2.2 Mô hình th y l c chi u 59 3.2.3 Mô hình th y l c Mike Flood 63 iii 3.3 Hi u ch nh ki m đ nh mô hình 64 3.3.1 Mô hình th y l c chi u 64 3.3.2 Mô hình th y l c Mike Flood 68 3.4 Mô ph ng k ch b n v đ p xây d ng b n đ ng p l t 70 3.4.1 Các k ch b n l v đ p 70 3.4.2 K t qu tính toán xây d ng b n đ ng p l t 77 CH NG 4: ÁNH GIÁ THI T H I DO NG P L T VÙNG H L U H CH A THEO CÁC K CH B N L VÀ V P 83 4.1 ánh giá thi t h i h du h Tà R c – Su i Hành theo k ch b n ng p l t 83 4.1.1 ánh giá thi t h i theo K ch b n 83 4.1.2 ánh giá thi t h i theo K ch b n 84 4.1.3 ánh giá thi t h i theo K ch b n 86 4.2 xu t gi i pháp ng phó 88 4.2.1 Gi i pháp công trình 88 4.2.2 Gi i pháp phi công trình 89 K T LU N VÀ KI N NGH 90 TÀI LI U THAM KH O 91 PH L C 92 iv DANH M C CÁC HÌNH NH Hình 0.1: S đ khu v c nghiên c u Hình 1.1: V đ p Machchu 2, n m a l n Hình 1.2: p Gleno v i ph n v gi a v n đ n ngày Hình 1.3: p m Hà đ c kh c ph c gia c sau s c 10 Hình 1.4: Toàn c nh đ p Khe M sau s c v đ p 12 Hình 1.5: o n thân đ p b v 12 Hình 1.6: p v t i v trí c ng l y n c 13 Hình 1.7: Các nguyên nhân v đ p 15 Hình 1.8: Hình nh v đ p Teton n m 1976 15 Hình 1.9: Hình th c tràn đ nh (a) xói ng m (b) 16 Hình 1.10: Quá trình v tràn đ nh Hình 1.11: Quá trình v xói ng m 18 Hình 1.12: Hình d ng c ch hình thành v t v 18 Hình 2.1: V trí nghiên c u vùng d án 27 Hình 2.2: Quá trình l đ n h Tà R c 33 Hình 2.3: ng trình l đ n h Su i Hành 34 Hình 3.1: Bi u đ m a ng v i k ch b n 48 Hình 3.2: Bi u đ tr n m a l n nh t n m 2010 49 Hình 3.3: Bi u đ tr n m a t ngày 6-12/11/2013 49 Hình 3.4: Bi u đ l ng m a t ngày 27/12/2014 - 6/01/2015 50 Hình 3.5: ng trình m c n c tri u ng v i t n su t 50 Hình 3.6: M c n c tri u Cam Ranh t ngày 28/10 - 5/11 n m 2010 51 Hình 3.7: M c n c tri u Cam Ranh t ngày - 12/11 n m 2013 51 Hình 3.8: M c n c tri u Cam Ranh t ngày 01 - 7/4 n m 2014 52 Hình 3.9: M c n c tri u Cam Ranh t ngày 27/12/2014 - 6/01/2015 52 Hình 3.10: B n đ DEM khu v c nghiên c u 54 Hình 3.11: B n đ v trí m t c t ngang sông 55 Hình 3.12: Biên t p m t c t ngang sông 58 Hình 3.13: S đ th y l c m ng l i sông 59 Hình 3.14: B n đ mô hình s đ cao (DEM) khu v c tính toán 60 Hình 3.15: Chia l i phi c u trúc mi n tính 61 Hình 3.16: L i chia chi ti t công trình 62 Hình 3.17: K t n i c s d li u MIKE 21FM 62 Hình 3.18: H s nhám manning M mi n tính 63 Hình 3.19: Liên k t mô hình m t hai chi u 64 Hình 3.20: K t qu hi u ch nh t i tr m th y v n Tà R c 66 Hình 3.21: K t qu ki m đ nh đ t t i tr m th y v n Tà R c 67 Hình 3.22: K t qu ki m đ nh đ t t i tr m th y v n Tà R c 67 Hình 3.23: V trí v t l u tra n m 2010 69 v Hình 3.24: H Hình 3.25: Hình 3.26: B Hình 3.27: B Hình 3.28: B s nhám c a mô hình Mike21 69 ng trình v đ p ng v i l ki m tra 0,2%, h Tà R c 77 n đ ng p l t h du sông Tà R c x l ki m tra, t n su t 0,2% 78 n đ ng p l t h du sông Tà R c x l c c đ i, t n su t 0,01% 80 n đ ng p l t h du sông Tà R c v đ p Tà R c 82 vi DANH M C B NG BI U B ng 1.1: Các công th c hay đ c s d ng[11], [12], [13] 19 B ng 1.2: Các cách phân lo i thi t h i ng p l t gây 24 B ng 2.1: B ng t ng h p đ c tr ng l u v c h Tà R c, Su i Hành .27 B ng 2.2: c tr ng nhi t đ trung bình tháng, n m 28 B ng 2.3: m t ng đ i trung bình tháng, n m .28 B ng 2.4: S gi n ng trung bình tháng, n m .28 B ng 2.5: T c đ gió trung bình tháng, n m 29 B ng 2.6: T c đ gió l n nh t .29 B ng 2.7: L ng m a bình quân tháng tr m lân c n l u v c 30 B ng 2.8: L ng m a ngày l n nh t thi t k tr m Cam Ranh, Khánh S n 30 B ng 2.9: L ng m a ngày l n nh t khu v c nghiên c u, h du h Tà R c; Su i Hành 31 B ng 2.10: M ng l i tr m khí t ng th y v n khu v c nghiên c u 31 B ng 2.11: Tóm t t đ c tr ng l thi t k h Tà R c .32 B ng 2.12: Tóm t t đ c tr ng l thi t k h Su i Hành 33 B ng 2.13: Th ng kê dân s vùng h du h Tà R c .34 B ng 2.14: Th ng kê dân s xã vùng nh h ng h du h Tà R c 35 B ng 2.15: B ng thông s c b n c a h ch a .37 B ng 2.16: B ng thông s c b n c a đ p 38 B ng 2.17: B ng thông s tràn 38 B ng 2.18: B ng thông s k thu t c ng l y n c 39 B ng 2.19: Thông s k thu t h th ng kênh t i 39 B ng 2.20: Thông tin v h ch a n c Su i Hành .40 B ng 3.1: L ng m a ngày l n nh t khu v c nghiên c u 48 B ng 3.2: c tr ng tri u thi t k - tr m C u 50 B ng 3.3: B ng t ng h p k ch b n tính toán 56 B ng 3.4: Ch tiêu Nash c a WMO .65 B ng 3.5: Thông s nhám c a h th ng sông Tà R c 66 B ng 3.6: K t qu hi u ch nh mô hình Mike Flood 68 B ng 3.7: ng l u l ng x l H Tà R c (m3/s) 70 B ng 3.8: ng trình l thi t k H Su i Hành 71 B ng 3.9: K t qu tính toán v đ p ng v i l ki m tra 0,2%, h Tà R c 73 B ng 4.1: Di n tích ng p theo c p đ sâu k ch b n 83 B ng 4.2: S h nhân kh u thu c thôn n m ba xã b ng p k ch b n .84 B ng 4.3: Di n tích ng p theo c p đ sâu k ch b n 85 B ng 4.4: S h nhân kh u thu c thôn n m ba xã b ng p k ch b n .85 B ng 4.5: Di n tích ng p theo c p đ sâu k ch b n 86 B ng 4.6: S h nhân kh u thu c thôn n m ba xã b ng p k ch b n .87 vii U M Tính c p thi t c a đ tài Các h ch a th y l i th ng đ c xây d ng ph c v đa m c tiêu nh : C p n c cho nông nghi p, công nghi p, sinh ho t, ho c ph c v ngành kinh t khác nh giao thông, du l ch, ch n nuôi phát n Tuy nhiên h , đ p th y l i nh ng công trình d b t n th ng, nh t có m a l l n Các h ch a th y l i nh th ng đ c xây d ng ch y u b ng v t li u đ a ph th ng đ c đ a ph ng đ m nh n nên ch t l gây m t an toàn c a công trình tích n nh h hi n t n ng, công tác qu n lý v n hành ng h đ p b xu ng c p nhanh chóng c Ngoài nh ng n m g n ng c a bi n đ i khí h u, tình hình th i ti t di n b t th ng s t l đ t th ng: M a to, bão l n, ng ngu n làm gia t ng nguy c m t an toàn c a đ p c ta g n nhi u s c v đ p x y ra, nh v đ p Khe M - Hà T nh (2010) m a l n kéo dài làm l v đ ph C n ng n c h sông t ng v n, Ngh An (2013), đ p ph t m c an toàn gâp v đ p Hay s c m Hà ng, Qu ng Ninh (2014) gi m thi u t i đa thi t h i c a s c v đ p có th x y ra, vi c đánh giá an toàn h đ p đ nh k , c ng c n có bi n pháp d báo ng p l t h du k t h p v i ph ng án đ s tán ng i dân đ n khu an toàn tr nh ng công vi c c n làm đ xây d ng ph c x y s c M t ng án di t n tính toán mô ph ng nguyên nhân v đ p c ng nh xây d ng k ch b n v đ p, t xây d ng b n đ ng p l t, tránh tr ng h p ng i dân có th di chuy n vào nh ng vùng ng p sâu h n Các b n đ ng p l t góp ph n quan tr ng công tác quy ho ch vùng s d ng đ t D a vào b n đ ng p này, ph n đánh giá đ gián ti p v ng c nh ng thi t h i tr c ti p ho c i c a, t đ n v qu n lý đ a ph ng án di d i, c nh báo có s c v đ p x y ra, b o đ m gi m thi u t i đa nh h ho t đ ng s n xu t c ng nh đ m b o tính m ng c a ng i dân ng c a s c đ i vùng h du L u v c sông Tà R c có di n tích l u v c 250 km2 Trên l u v c có h H Tà R c v i dung tích 23,5 tri u m3 h Su i Hành v i dung tích 9,5 tri u m3 C h vào v n hành, vi c thi t k , v n hành b o trì theo tiêu chu n an toàn Nhà n c ban hành Các ch tiêu thi t k th hi n yêu c u t ng hòa gi a u ki n kinh t , k thu t, quy mô, đ c m t m quan tr ng c a công trình Ngoài ra, trình v n hành, khai thác, có th có nh ng bi n c , r i ro không th l đ c nh h h ng, l l n b t th ng, đ ng đ t tiêu chu n, sai sót v n hành, bi n đ i u ki n t nhiên,…d n đ n x y tr toàn c a h ch a n ng h t c Tà R c, Su i Hành c ng nh h đ ng ng phó v i u ki n b t th ng h p kh n c p An ng tr c ti p đ n h du ng, c n ph i d ki n đ c tr ch ng h p, tình hu ng x u mong mu n có th x y t có k ho ch chi ti t đ phòng, ng n ch n x y tình hu ng x u ho c h n ch t i đa thi t h i x y s c c khu v c công trình h du công trình K t qu c a vi c nghiên c u tính toán tr h p x l c ng nh tr ng h p v đ p l p đ ng c b n đ ng p l t vùng h du dùng đ xác đ nh ph m vi vùng ng p, m c đ ng p, l p k ho ch ng phó kh n c p, gi m nh thi t h i x l c ng nh công trình g p s c T nh ng s c n thi t trên, lu n v n l a ch n nghiên c u đánh giá nh ng thi t h i có th ng p l t vùng h du l u v c sông Tà R c theo k ch b n l v đ p v i tên đ tài c th nh sau: “Nghiên c u, đánh giá thi t h i ng p l t vùng h du liên h ch a l u v c sông Tà R c theo k ch b n l v đ p” M c đích c a lu n v n Mô ph ng k ch b n liên h ch a Tà R c – Su i Hành phân tích di n bi n ng p l t vùng h l u h b ng mô hình th y đ ng l c h c MIKE FLOOD Xây d ng b n đ ng p l t, đánh giá thi t h i tr c ti p gián ti p đ n vùng h l u h Các k t qu s giúp cho nhà qu n lý, c quan qu n lý, khai thác h ng i dân vùng h l u h có nh n th c v nguy c đ bi n pháp phòng tránh, gi m thi u thi t h i it ng, ph m vi nghiên c u Ph m vi vùng nghiên c u: Ph m vi nghiên c u c a d án bao g m toàn b l u v c sông Tà R c su i Trà Hoa phía Tây, Tây B c, đ ây m t vùng lòng ch o, gi i h n b i tri n núi ông Nam bi n ông Trong khu v c có hai h ch a c xây d ng H Tà R c n m sông Tà R c h Su i Hành dòng Su i Hoa Hai h n m hai l u v c khác nh ng đ u có chung khu v c h du vùng tr ng ven bi n thu c huy n Cam Lâm thành ph Cam Ranh (Xem hình 0.1) Vùng nghiên c u thu c đ a ph n ph ph Cam Ranh, xã Cam Ph c u nh t ng Ba Ngòi xã Cam Ph c Tây c a huy n Cam Lâm c ông c a thành a hình khu v c nghiên ng đ i d c so v i khu v c khác H th ng sông su i nh , ng n r t d c, bao quanh vùng h l u vùng đ i núi cao v i đ nh núi ph bi n t 400 600m Vùng đ ng b ng nh h p b co th t g n c a ra, làm ch m kh n ng thoát l vào v nh Cam Ranh Ng p l t h l u t h p l c a sông Tà R c su i Hành, hai sông không nh p vào có s trao đ i n c a sông đ c l tràn b , c n i v i b i L ch C u Vùng nghiên c u có n giao thông quan tr ng Qu c l đ đ g n ng s t, n ng c ng làm gi m đáng k kh n ng thoát l bi n Khu v c trung du có t nh l c ng c n tr dòng ch y làm ch m trình truy n l v h du Hình 0.1: S đ khu v c nghiên c u Hình 34: B n đ ng p k ch b n ng p 42 gi sau x - k ch b n 128 30 1317.60 m 1967.90 m 25 2871.80 m 20 3491.70 m 4269.20 m 15 5172.90 m 6402.30 m 10 7155.10 m 7950.10 m 45 43 41 39 37 35 33 31 29 27 25 23 ng trình m c n 21 19 17 15 13 11 Hình 35: c t i v trí cách n đ p (đo n trung du), k ch b n 129 10 8715.30 m 9337.30 m 10061.00 m 12625.20 m 13520.80 m 14319.20 m 15135.00 m 15268.30 m 15740.40 m 45 43 41 39 37 35 33 31 29 27 25 ng trình m c n 23 21 19 17 15 13 11 Hình 36: c t i v trí cách n đ p (đo n h du), k ch b n 130 2000 855.50 m 1800 1600 1797.50 m 1400 2706.20 m 1200 3302.60 m 1000 4139.40 m 800 5035.10 m 600 6106.60 m 400 6971.45 m 200 8102.10 m 45 43 41 39 37 35 33 31 29 27 25 23 ng trình l u l 21 19 17 15 13 11 Hình 37: ng t i v trí cách n đ p (đo n trung du), k ch b n 131 800 8914.00 m 700 9429.40 m 600 10915.30 m 500 12480.15 m 400 13340.75 m 300 13901.85 m 200 14699.90 m 100 15443.25 m 45 43 41 39 37 35 33 31 29 27 25 23 ng trình l u l 21 19 17 15 13 11 Hình 38: ng t i v trí cách n đ p (đo n h du), k ch b n 132 Hình 39: B n đ ng p k ch b n ng p gi tr 133 c v đ p - k ch b n Hình 40: B n đ ng p k ch b n ng p lúc v đ p - k ch b n 134 Hình 41: B n đ ng p k ch b n ng p gi sau v đ p - k ch b n 135 Hình 42: B n đ ng p k ch b n ng p gi sau v đ p - k ch b n 136 Hình 43: B n đ ng p k ch b n ng p gi sau v đ p - k ch b n 137 Hình 44: B n đ ng p k ch b n ng p gi sau v đ p - k ch b n 138 Hình 45: B n đ ng p k ch b n ng p 10 gi sau v đ p - k ch b n 139 Hình 46: B n đ ng p k ch b n ng p 13 gi sau v đ p - k ch b n 140 Hình 47: B n đ ng p k ch b n ng p 16 gi sau v đ p - k ch b n 141 Hình 48: B n đ ng p k ch b n ng p 19 gi sau v đ p - k ch b n 142 ... ch n nghiên c u đánh giá nh ng thi t h i có th ng p l t vùng h du l u v c sông Tà R c theo k ch b n l v đ p v i tên đ tài c th nh sau: Nghiên c u, đánh giá thi t h i ng p l t vùng h du liên. .. tra 0,2%, h Tà R c 77 n đ ng p l t h du sông Tà R c x l ki m tra, t n su t 0,2% 78 n đ ng p l t h du sông Tà R c x l c c đ i, t n su t 0,01% 80 n đ ng p l t h du sông Tà R c v đ p Tà R c ... ph m vi nghiên c u N i dung nghiên c u Cách ti p c n ph ng pháp nghiên c u Các k t qu đ t đ c CH NG 1: T NG QUAN V MÔ HÌNH NGHIÊN C U V P VÀ ÁNH GIÁ THI