ỨNG DỤNG MÔ HÌNH THỦY LỤC MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY LŨ HỆ THỐNG SÔNG VU GIA THU BỒN

Lời cảm ơn 3 LỜI CAM ĐOAN 4 LỜI NÓI ĐẦU 8 1. Tính cấp thiết của đề tài. 1 2. Mục tiêu nghiên cứu: 2 3. Phạm vi nghiên cứu: 2 4. Nội dung của đề tài nghiên cứu gồm: 2 5. Phương pháp nghiên cứu 2 CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI 3 LƯU VỰC SÔNG VU GIA THU BỒN 3 1.1. Đặcđiểm địa lý tự nhiên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn 3 1.1.1. Vị trí địa lý 3 1.1.2. Địa hình, địa mạo 4 1.1.3. Địa chất 4 1.1.4. Thổ nhưỡng 5 1.1.5. Thực vật 6 1.2. Đặc điểm khí tượng thủy văn lưu vực sông Vu Gia Thu Bồn 7 1.2.1. Mạng lưới sông suối 7 1.2.2. Điều kiện khí hậu 9 1.3. Điều kiện kinh tế xã hội 11 1.3.1. Dân cư 12 1.3.2. Cơ cấu kinh tế trên lưu vực 13 1.4. Đặc điểm dòng chảy lũ trên lưu vực sông Vu Gia Thu Bồn 14 1.4.1. Đặc điểm dòng chảy năm. 14 1.4.2. Đặc điểm dòng chảy lũ hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn 16 2.3.2. Mức độ lũ, lụt 20 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH. 25 2.1. Giới thiệu chung. 25 2.3. Cơ sở lý thuyết mô hình MIKE NAM, MIKE 11. 26 2.3.2. Mô hình MIKE NAM 26 2.3.2. Mô hình MIKE 11 29 3.3. Phương pháp tiến hành 34 3.3.1. Mô hình MIKE NAM 34 3.3.2. Mô hình MIKE 11 34 CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY LŨ LƯU VỰC SÔNG VU GIA THU BỒN 37 3.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu 37 3.1.1. Số liệu khí tượng 37 3.1.2. Số liệu thủy văn 37 3.1.3. Tài liệu địa hình 38 3.2. Thiết lập mô hình. 39 3.2.1. Xây dựng mô hình MIKE NAM 39 3.2.1. Thiết lập mạng tính toán mô MIKE 11 44 3.2.2. Thiết lập biên tính toán 46 3.3. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình Mike 11 mô phỏng dòng chảy lũ trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn 46 3.3.1. Kết quả hiệu chỉnh mô hình MIKE 11 (HD) 46 3.3.2. Kết quả kiểm định bộ thông số cho mô hình Mike 11 48 3.3. Tính toán mô phỏng các trận lũ với các tần suất khác nhau. 49 3.3.1. Vẽ đường tần suất. 50 3.3.2 Tính toán mô phỏng trận lũ với tần suất P= 1% , 5%. 51 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 KẾT LUẬN 59 KIẾN NGHỊ 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC 63

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

Lời cảm ơn

Em xin chân thành cám ơn trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường HàNội đã tạo điều kiện cho em học tập tốt nhất, đặc biệt là các thầy giáo, cô giáo củahai khoa Khí Tượng – Thủy Văn và Tài Nguyên Nước đã truyền đạt cho em nhữngkiến thức chuyên môn trong quá trình học tập

Với sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cám ơn chân thànhđến cô giáo TS Hoàng Nguyệt Minh và thầy giáo Th.S Trần Văn Tình đã tận tìnhhướng dẫn em trong suất thời gian thực hiện niên luận

Tôi cũng xin cám ơn các bạn lớp DH3T và những người thân đã chia sẽ giúp

đỡ, động viện tạo mọi điều kiện thuận lời để tôi hoàn hành nhiệm vụ học tập và đềtài này

Do thời gian có hạn, kinh nghiệm của bản thân còn hạn chế nên những thiếuxót là không thể tránh khỏi Em rất mong tiếp tục nhận được sự góp ý, chỉ bảo quýbáo của thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cám ơn.!

Hà Nội tháng 6 năm 2016

Sinh viện thực hiện:

Nguyễn Thị Giang

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là bài đồ án của riêng tôi sinh viên Nguyễn Thị Giang

và được sự hướng dẫn của TS Hoàng Nguyệt Minh và ThS Trần Văn Tình Các sốliệu và kết quả nghiên cứu trong đồ án này là trung thực và chưa hề được sử dụng

để bảo vệ một học vị nào Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đồ án này đã đượccảm ơn và các thông tin trích dẫn trong đồ án đã được chỉ rõ nguồn gốc rõ ràng vàđược phép công bố

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm vềnội dung đồ án của mình

Hà Nội tháng 6 năm 2016

Sinh viện thực hiện:

Nguyễn Thị Giang

Danh mục từ viết tắt

ATNĐ : Áp thấp nhiệt đới

KKL : Không khí lạnh

XTNĐ : Xoáy thuận nhiệt đới

HTNĐ : Hội tụ nhiệt đới

BĐ : Báo động

BĐI : Báo động 1

GIS : Hệ thông tin địa lý

MỤC LỤC

Lời cảm ơn 3

LỜI CAM ĐOAN 4

LỜI NÓI ĐẦU 8

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu: 2

3 Phạm vi nghiên cứu: 2

4 Nội dung của đề tài nghiên cứu gồm: 2

5 Phương pháp nghiên cứu 2

CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI 3

LƯU VỰC SÔNG VU GIA - THU BỒN 3

1.1 Đặcđiểm địa lý tự nhiên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn 3

1.1.1 Vị trí địa lý 3

1.1.2 Địa hình, địa mạo 4

1.1.3 Địa chất 4

1.1.4 Thổ nhưỡng 5

1.1.5 Thực vật 6

1.2 Đặc điểm khí tượng thủy văn lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn 7

1.2.1 Mạng lưới sông suối 7

1.2.2 Điều kiện khí hậu 9

1.3 Điều kiện kinh tế - xã hội 11

1.3.1 Dân cư 12

1.3.2 Cơ cấu kinh tế trên lưu vực 13

1.4 Đặc điểm dòng chảy lũ trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn 14

1.4.1 Đặc điểm dòng chảy năm 14

1.4.2 Đặc điểm dòng chảy lũ hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn 16

2.3.2 Mức độ lũ, lụt 20

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH 25

2.1 Giới thiệu chung 25

2.3 Cơ sở lý thuyết mô hình MIKE NAM, MIKE 11 26

2.3.2 Mô hình MIKE NAM 26

2.3.2 Mô hình MIKE 11 29

3.3 Phương pháp tiến hành 34

3.3.1 Mô hình MIKE NAM 34

3.3.2 Mô hình MIKE 11 34

CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY LŨ LƯU VỰC SÔNG VU GIA - THU BỒN 37

3.1 Xây dựng cơ sở dữ liệu 37

3.1.1 Số liệu khí tượng 37

3.1.2 Số liệu thủy văn 37

3.1.3 Tài liệu địa hình 38

3.2 Thiết lập mô hình 39

3.2.1 Xây dựng mô hình MIKE NAM 39

3.2.1 Thiết lập mạng tính toán mô MIKE 11 44

3.2.2 Thiết lập biên tính toán 46

3.3 Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình Mike 11 mô phỏng dòng chảy lũ trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn 46

3.3.1 Kết quả hiệu chỉnh mô hình MIKE 11 (HD) 46

3.3.2 Kết quả kiểm định bộ thông số cho mô hình Mike 11 48

3.3 Tính toán mô phỏng các trận lũ với các tần suất khác nhau 49

3.3.1 Vẽ đường tần suất 50

3.3.2 Tính toán mô phỏng trận lũ với tần suất P= 1% , 5% 51

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59

KẾT LUẬN 59

KIẾN NGHỊ 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

PHỤ LỤC 63

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Đặc trưng hình thái lưu vực hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia[4] 8

Bảng 1.2: Tổng số giờ nắng tháng trung bình nhiều năm tại trạm Đà Nẵng, Trạm Trà My (giờ) [4] 10

Bảng 1.3: Bảng nhiệt độ không khí bình quân tháng trung bình nhiều năm (0C)[4] 10

Bảng 1.4: Độ ẩm trung bình tháng bình quân nhiều năm (%)[4] 10

Bảng 1.5: Lượng bốc hơi bình quân tháng trung bình nhiều năm (mm)[4] 11

Bảng 1.6: Lưu lượng bình quân tháng trung bình nhiều năm tại 16

Trạm Thành Mỹ và Nông Sơn[10] 16

Bảng 1.7: Thống kê các trận lũ từ mức báo động II trở lên (1998-2007) sông 18

Thu Bồn - Trạm Câu Lâu[10] 18

Bảng 1.8: Đặc trưng đỉnh lũ các trận lũ lụt lớn trên sông Thu Bồn[10] 20

Bảng 1.9 : Đỉnh lũ lớn nhất đã quan trắc được trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn 21

tính đến năm 2007 [10] 21

Bảng 1.10: Tổng lượng lũ lớn nhất thời đoạn trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn[10] 22

Bảng 1.11: Đặc trưng biên độ, cường suất lũ (các trận lũ trên BĐII)[10] 22

Bảng 1.12: Thời gian duy trì mực nước lũ ở mức cao[10] 23

Bảng 1.13: Thời gian duy trì mực nước ở các cấp báo động[10] 24

Bảng 3.1: Danh sách các trạm khí tượng thủy văn sử dụng trong mô hình 37

Bảng 3.2: Bảng số liệu sử dụng tính toán 38

Bảng 3.3 : Danh sách các lưu vực bộ phận trên sông Vu Gia – Thu Bồn 39

Bảng 3.4: Trị số NASH cho quá trình hiệu chỉnh 41

Bảng 3.5 : Bộ thông số mô hình MIKE NAM 42

Bảng 3.6: Trị số Nash cho trận lũ năm 2009 42

Bảng 3.8: Hệ số nhám các đoạn sông trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn 46

Bảng 3.9: Kết quả so sánh theo chỉ tiêu Nash cho trận lũ năm 2007 47

Bảng 3.10: Kết quả so sánh theo chỉ tiêu Nash cho trận lũ năm 2009 49

Bảng 3.11: Bảng liệt kê các đặc trưng thống kê Qmax 50

trạm Nông Sơn và Thành Mỹ 50

Bảng 3.12: Các trận lũ điển hình ứng với tần suất 1%, 5% và 10% 51

Bảng 3.13: Hệ số thu phóng của các trận lũ điển hình 52

Bảng 3.14: Giá trị Hmax ứng với các giá trị tần suất cho trận lũ điển hình 56

năm 2007 56

Bảng 3.14: Giá trị Hmax ứng với các giá trị tần suất cho trận lũ điển hình 57

năm 2009 57

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Bản đồ lưu vực Vu Gia – Thu Bồn [1] 3

Hình 1.2: Bản đồ địa hình lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn[2] 4

Hình 1.3: Bản đồ đất lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn[4] 6

Hình 1.4: Bản đồ mạng lưới sông và các công trình thủy điện trên hệ thống 9

sông Thu Bồn – Vu Gia [4] 9

Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý mô hình NAM[8] 27

Hình 2.2: Sơ đồ sai phân hữu hạn 6 điểm ẩn Abbott[8] 30

Hình 2.3: Sơ đồ sai phân 6 điểm ẩn Abbott trong mặt phẳng x~t[8] 30

Hình 2.4: Nhánh sông với các điểm lưới xen kẽ[8] 31

Hình 2.5: Cấu trúc các điểm lưới xung quanh điểm nhập lưu[8] 32

Hình 2.6: Cấu trúc các điểm lưới trong mạng vòng[8] 32

Hình 2.7 Sơ đồ các bước thực hiện MIKE 11 35

Hình 3.1: Sơ đồ phân chia lưu vực tính toán dòng chảy lưu vực sông Thu Bồn – trạm Nông Sơn 40

Hình 3.2: Quá trình lưu lượng hiệu chỉnh mô hình trạm Nông Sơn 41

Hình 3.3: Quá trình lưu lượng hiệu chỉnh mô hình trạm Thành Mỹ 42

Hình 3.4: Quá trình lưu lượng kiểm định mô hình trạm Nông Sơn 43

Hình 3.5: Quá trình lưu lượng kiểm định mô hình trạm Thành Mỹ 43

Hình 3.6: Sơ đồ mạng sông Vu Gia – Thu Bồn trong giao diện MIKE11 44

Hình 3.7: Sơ họa mặt cắt ngang của lưu vực sông Thu Bồn 45

Hình 3.8: Sơ họa mặt cắt ngang trên sông Vu Gia 45

Hình 3.9: Kết quả hiệu chỉnh tại trạm Giao Thủy – sông Thu Bồn năm 2007 47

Hình 3.10: Kết quả hiệu chỉnh tại trạm Ái Nghĩa – sông Vu Gia năm 2007 47

Hình 3.11: Kết quả kiểm định tại trạm Giao Thủy – sông Thu Bồn năm 2009 48

Hình 3.12: Kết quả kiểm định tại trạm Ái Nghĩa – sông Vu Gia năm

2009 49

Hình 3.13: Qmax tại 2 trạm Thủy văn Thành Mỹ và Nông Sơn (1977-2009) 50

Hình 3.14: Đường tần suất lưu lượng lũ Qmax tại trạm Nông Sơn 50

Hình 3.15: Đường tần suất lưu lượng lũ Qmax tại trạm Thành Mỹ 51

Hình 3.16: Mực nước trên sông Vu Gia ứng với tần suất 1% (100 năm) 52

Hình 3.17: Mực nước trên sông Thu Bồn ứng với tần suất 1% (100 năm) 53

Hình 3.18: Đường quá trình mực nước tại trạm thủy văn Thành Mỹ, Nông Sơn 53

Hình 3.19: Mực nước trên sông Vu Gia ứng với tần suất 1% (100 năm) 53

Hình 3.20: Mực nước trên sông Thu Bồn ứng với tần suất 1% (100 năm) 54

Hình 3.21: Đường quá trình mực nước tại trạm thủy văn Thành Mỹ, Nông Sơn 54

Hình 3.22: Mực nước trên sông Vu Gia ứng với tần suất 5% (20 năm) 54

Hình 3.23: Mực nước trên sông Thu Bồn ứng với tần suất 5% (20 năm) 55

Hình 3.24: Đường quá trình mực nước tại trạm thủy văn Thành Mỹ, Nông Sơn 55

Hình 3.25: Mực nước trên sông Vu Gia ứng với tần suất 5% (20 năm) 55

Hình 3.26: Mực nước trên sông Thu Bồn ứng với tần suất 5% (20 năm) 56

Hình 3.27: Đường quá trình mực nước tại trạm thủy văn Ái Nghĩa, Giao Thủy 56

Hình 3.27: Biểu đồ thể hiện mực nước lớn nhất với các tần suất 1%,5% trạm Ái Nghĩa năm 2007 57

Hình 3.28: Biểu đồ thể hiện mực nước lớn nhất với các tần suất

1%,5% trạm Giao Thủy năm 2007 57Hình 3.27: Biểu đồ thể hiện mực nước lớn nhất với các tần suất

1%,5% trạm Ái Nghĩa năm 2009 58Hình 3.28: Biểu đồ thể hiện mực nước lớn nhất với các tần suất

1%,5% trạm Giao Thủy năm 2009 58

LỜI NÓI ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài.

Với diện tích 10.350 km2, sông Vu Gia- Thu Bồn là hệ thống sông lớn nhất ởkhu vực Trung Trung Bộ bao trùmhầu hết lãnh thổ thành phố Đà Nẵng, tỉnh QuảngNam và có khoảng 500 km2 thuộc tỉnh Kon Tum Đây là nơi có nhiều di sản vănhóa (khu Di tích Mỹ Sơn, phố cổ Hội An) được thế giới công nhận…và có thànhphố Đà Nẵng là khu kinh tế trọng điểm của miền Trung Hệ thống sông Vu Gia -Thu Bồn được đánh giá là có tiềm năng thủy điện lớn nhất khu vực miền Trung và

có nhiều điều kiện thuận lợi cho phát triển kinh tế xã hội

Tuy nhiên, đây cũng là nơi chịu tác động mạnh mẽ của các thiên tai như bão,

lũ, lụt, hạn hán thiếu nước… do vậy tốc độ tăng trưởng kinh tế vẫn còn chưa tươngxứng so với tiềm năng và chậm so với nhiều khu vực khác

Những năm gần đây, các trận lũ lớn đã xuất hiện với tần xuất cao và cường

độ mạnh gây thiệt hại nhiều về người và tài sản cho cư dân sống trên lưu vực sông.Những trận lụt lớn trong những năm 1998, 1999, 2004, 2006, 2007 và 2009 đã làmthay đổi dòng chảy một số đoạn sông, gây xói lở nghiêm trọng bờ sông, đe dọa sựtồn tại của các công trình kiến trúc cổ Hội An Bão, lũ là loại thiên tai ảnh hưởnglớn nhất đến sự phát triển kinh tế và ổn định xã hội do mức độ tàn phá khốc liệt củachúng Điển hình là vào cuối tháng 9 năm 2009, trên lưu vực sông Vu Gia- Thu Bồn

đã xảy ra lũ lớn, đặc biệt lớn và lũ lịch sử, đỉnh lũ các trạm chính trên hệ thống sông

ở mức cao hơn mức BĐ 3 từ 1,5 – 1,8m gây thiệt hại đến 3.700 tỷ đồng (gần 18,5%GDP)

Bởi vậy, nghiên cứu mô phỏng dòng chảy lũ là rất quan trọng và cấp bách.Nghiên cứu đánh giá kịp thời và chính xác sẽ mang lại hiệu quả rõ rệt tới các ngành

mà nó phục vụ cũng như giảm thiệt hại do lũ gây ra, đồng thời là cơ sở cho dự báodòng chảy lũ trên lưu vực sông nghiên cứu

Trong đồ án này, sử dụng mô hình Mike 11 mô phỏng dòng chảy lũ và sửdụng Nam là mô đun trong mô hình Mike 11 tính toán lượng gia nhập khu giữa.Thông qua các bước thiết lập mô hình để tìm ra bộ thông số tối giúp mô phỏngchính xác nhất dòng chảy lũ khu vực nghiên cứu

2 Mục tiêu nghiên cứu:

Từ các tài liệu khí tượng thủy văn hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn, tài liệu

mô hình thủy lực mô phỏng dòng chảy lũ trên sông:

- Thu thập các tài liệu về khí tượng, thủy văn, địa hình, đất đai, tài liệu dânsinh, kinh tế, văn hóa- xã hội

- Tìm hiểu các phương pháp và các công cụ sử dụng để phục vụ cho bài toán

mô phỏng

- Ứng dụng mô hình mô phỏng dòng chảy dòng lũ trên lưu vực

- Mô phỏng dòng chảy với tần suất p%

3 Phạm vi nghiên cứu:

- Hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn

4 Nội dung của đề tài nghiên cứu gồm:

Mở đầu

Chương 1: Điều kiện địa lý tự nhiên, Kinh tế xã hội lưu vực sông Vu Gia Thu Bồn

-Chương 2: Cơ sở lý thuyết mô hình

Chương 3: Ứng dụng mô hình Mike 11 mô phỏng dòng chảy lũ hệ thốngsông Vu Gia – Thu Bồn

Kết luận và kiến nghị

Tài liệu tham khảo

5 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thu thập, xử lý và đánh giá số liệu: thu thập

và sử lý số liệu, các tài liệu liên quan cần thiết đến lĩnh vực nghiên cứu cũng như các nội dung tính toán trong báo cáo

- Phương pháp mô hình toán: phân tích và lựa chọn các mô hình toán phù hợp để sử dụng trong phân chia vùng nghiên cứu, tính toán thủy văn thủy lực và dự báo dòng chảy kiệt trên lưu vực

- Phương pháp chuyên gia: hỏi ý kiến các thầy cô, chuyên gia

về nghành thủy văn đặc biệt trong lĩnh vực dự báo dòng chảy kiệt

CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI

LƯU VỰC SÔNG VU GIA - THU BỒN

1.1 Đặcđiểm địa lý tự nhiên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn

1.1.1 Vị trí địa lý

Hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia là một trong 9 hệ thốngsông lớn ở nước ta và là hệ thống sông lớn nhất ở khu vực TrungTrung Bộ

Lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn trải dài từ 14057'10'' đến

16003'50'' vĩ độ Bắc, 107012'50'' đến 108044'20'' kinh độ Đôngthuộc khu vực Kon Tum – Nam Nghĩa, tỉnh Quảng Nam và thànhphố Đà Nẵng với diện tích lưu vực là 10.035 km2

Hình 1.1: Bản đồ lưu vực Vu Gia – Thu Bồn [1]

Lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn được giới hạn ở phía Bắc bởi dãy núi Bạch Mã, phía Tây là khối là khối núi Kon Tum với đỉnh Ngọc Linh cao 2598m, phía Nam

là dãy núi Nam Ngãi và phía Đông là Biển Đông (Hình 1.1), có khả năng sinh thủy rất tốt.

1.1.2 Địa hình, địa mạo

Địa hình của lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn biến đổi kháphức tạp và bị chia cắt mạnh Địa hình có xu hướng nghiêng dần

từ Tây sang Đông tạo cho lưu vực các dạng địa hình núi, trung du

và đồng bằng

Hình 1.2: Bản đồ địa hình lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn[2]

Với địa hình có núi cao, các sông ngắn có hướng chủ yếu TâyNam – Đông Bắc, đổ ra biển, lưu vực nhỏ, lòng sông hẹp và có độdốc lớn, nên với lượng mưa lớn như vậy trút xuống là điều kiện gâynên lũ lớn, lũ lên rất nhanh và sức tàn phá rất khốc liệt Các sườnnúi thường dốc trên 350, chiều dài các sông đều ngắn Các hoạt

động của sóng, thủy triều, các dòng bồi tích ven biển, cát bay, cátthổi là những điều kiện cản trở dòng chảy gây nên úng ngập vùng

hạ lưu khi có mưa lớn (hạn chế khả năng thoát lũ)

- Đới Nông Sơn nằm ở trung tâm vùng nghiên cứu, phía Bắcđược giới hạn bằng đứt gãy sông Vu Gia, phía Nam là đứt gãy ThăngBình - Hiệp Đức, phía Tây là đứt gãy Sông Tranh Đới này gồm 4phức hệ: Phức hệ tiền Cambri gồm các thành tạo hệ tầng Khâm Đức

lộ ra ở Thành Mỹ

- Đới Khâm Đức có cấu trúc phức tạp, bị biến cải nhiều lần, giớihạn với các đới khác bởi đứt gãy Tam Kỳ Phước Sơn ở phía Bắc, đứtgãy Hương Nhượng - Tà Vi ở phía Nam, đứt gãy Pô Cô ở phía Tây, đớinày bao gồm các phức hệ thạch hệ kiến trúc sau: Phức hệ tiềnCambri gồm các thành tạo lục nguyên - phun trào magma, lụcnguyên - carbonat, lục nguyên - phun trào magma đến felsic hệtầng Khâm Đức

Nẵng đến Duy Nghĩa với những dải cát rộng hẹp khác nhau tuỳ theotương tác giữa sông biển và dòng chảy sông

- Nhóm đất mặn: Diện tích khoảng 3.058ha, phân bố ở vùngphía đông huyện Duy Xuyên, Hội An

- Nhóm đất phèn: Phân bố ở vùng đông huyện Điện Bàn,chiếm diện tích khoảng 629ha

Hình 1.3: Bản đồ đất lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn[4]

- Nhóm đất phù sa phân bố ở hạ lưu sông Thu Bồn và một sốvùng ở trung lưu

- Nhóm đất xám bạc mầu phân bố ở hầu hết các huyện vùngtrung du sông Thu Bồn, diện tích 12.910ha

- Nhóm đất vàng phân bố chủ yếu ở các huyện trung du vàmiền núi như Trà My, Tiên Phước, Quế Sơn, Hiệp Đức , chiếm diệntích 275.041ha

- Nhóm đất mùn đỏ trên núi phân bố chủ yếu ở vùng núi caoTrà My

- Nhóm đất thung lũng dốc tụ phân bố ở vùng trung du và núicao Trà My, Tiên Phước, Hiệp Đức, Quế Sơn , chiếm diện tích3.997ha.

1.1.5 Thực vật

Do là nơi giao lưu của nhiều luồng thực vật, cho nên thànhphần thực vật trong lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn khá phong phúvới các kiểu rừng dưới đây:

- Kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm á nhiệt đới, phân bố từ

độ cao trên 1.000m

- Kiểu rừng kín nửa rụng lá hơi ẩm nhiệt đới

- Kiểu rừng thưa cây lá rộng hơi khô nhiệt đới

- Kiểu rừng thưa cây lá kim hơi khô nhiệt đới

- Kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm á nhiệt đới núi thấp,phân bố ở độ cao dưới 1.000m

Tính đến tháng 12/1998, diện tích rừng tỉnh Quảng Nam là439.748ha, chiếm 38,5% diện tích toàn tỉnh, trong đó diện tíchrừng tự nhiên 405.050ha, rừng trồng 34.698 ha

1.2 Đặc điểm khí tượng thủy văn lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn

1.2.1 Mạng lưới sông suối

Hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia do dòng chính sông Thu Bồn

và sông Vu Gia tạo thành Thượng lưu sông Thu Bồn được gọi làsông Tranh hay sông Tĩnh Gia, bắt nguồn từ vùng núi cao trên2.000m ở sườn đông nam dãy Ngọc Linh chảy theo hướng gần bắcnam qua các huyện Trà My, Tiên Phước, Hiệp Đức và Quế Sơn, rồichảy qua Giao Thuỷ vào vùng đồng bằng qua các huyện DuyXuyên, Đại Lộc, Điện Bàn, Quế Sơn, đổ ra biển tại cửa Đại Ở trungthượng lưu sông Thu Bồn có một số sông nhánh tương đối lớn như:sông Ghềnh, sông Ngọn Thu Bồn, sông Vang, sông Chang (sôngKhang) , sông Lâu (sông Trầu), sông Diên, Khe Le, Khe Công

Sông Vu Gia bắt nguồn từ vùng núi cao phía tây-nam tỉnhQuảng Nam, bao gồm nhiều nhánh sông lớn hợp thành (Sông Cái,sông Bung, sông Côn), diện tích lưu vực khống chế tính đến ngã basông Vu Gia-Quảng Huế (Ái Nghĩa) là 51.800km2 Sông Vu Gia cómột số nhánh lớn gồm:

1 Sông Cái: Bắt nguồn từ vùng núi cao trên 2.000m ở vùng

biên giới Tây Nam tỉnh Quảng Nam, đầu nguồn thuộc tỉnh Kon Tum(chiều dài sông nằm trên địa phận tỉnh Kon Tum khoảng 38km).Sông chảy theo hướng từ nam đến bắc rồi chuyển sang hướng từtây nam đến đông bắc Diện tích lưu vực sông Cái tính đến trạmthủy văn Thành Mỹ là 1.850km2, với chiều dài lòng sông chính là130km

2 Sông Bung: Bắt nguồn từ vùng núi cao phía Tây Bắc tỉnh

Quảng Nam, chảy theo hướng Tây sang Đông Diện tích lưu vực là2.297km2, chiều dài sông chính130km Sông Bung có nhiều nhánh,trong đó nhánh sông A Vương là lớn nhất có chiều dài 84km

3 Sông Côn: Bắt nguồn từ vùng núi Tây Bắc huyện Hiên

-tỉnh Quảng Nam Diện tích lưu vực là 765km2, chiều dài sông tínhđến cửa ra (cách cửa sông Bung khoảng 15km về phía hạ lưu):54km

Các đặc trưng hình thái lưu vực hệ thống sông Thu Bồn - VuGia được trình bày trong bảng 1.1:

Bảng 1.1: Đặc trưng hình thái lưu vực hệ thống sông Thu Bồn - Vu

Độ rộn g (km )

Mật độ lưới sông (km/k

Hệ số hình dạn g

1 Thu Cửa 160 205 148 103 552 25,5 70 0,47 0,47

Độ rộn g (km )

Mật độ lưới sông (km/k

Hệ số hình dạn g

Ngọn

Thu

Bồn

TịnhYên 600 13 13 126 317 22 9,7 0,23 0,75

Do đặc điểm địa lý, thủy văn của hệ thống sông ở miền Trung Tây Nguyên với lượng mưa hàng năm rất lớn so với trung bình của

-cả nước (≥2.000mm/năm) nên hệ thống sông suối ở khu vực này có

tiềm năng thủy điện vô cùng to lớn, đặc biệt là hệ thống sông Vu Gia

- Thu Bồn thuộc tỉnh Quảng Nam

Hình 1.4: Bản đồ mạng lưới sông và các công trình thủy điện trên

hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia [4]

1.2.2 Điều kiện khí hậu

Hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn nằm ở trung Trung Bộ,cho nên cũng như các nơi khác nước ta, khí hậu ở lưu vực sông

Vu Gia – Thu Bồn cũng mang đặc điểm chung là khí hậu nhiệt đớigió mùa Nhưng lưu vực nằm ở ngay phía nam dãy Bạch Mã vàsườn phía đông dãy Trường Sơn, các đồi núi cao bao bọc ở phíabắc, tây và nam còn phía đông là biển, cho nên khí hậu trong lưuvực Vu Gia – Thu Bồn có những nét riêng dưới đây:

1 Số giờ nắng trung bình

Số giờ nắng trung bình năm từ 1800 giờ ở vùng núi cao đến

2260 giờ tại Đà Nẵng số giờ nắng trung bình của từng tháng bằng

200 – 255 giờ trong mùa hè và dưới 150 giờ trong mùa đông.Tháng VII có giờ nắng trung bình cao nhất, tháng XII có giờ nắngtrung bình thấp nhất

Bảng 1.2: Tổng số giờ nắng tháng trung bình nhiều năm tại trạm

198,9

217,9

262,2

241,4

258,1

228,6

189,7

155,1

117,9

104,4

2393,1Trà My 112,

0

145,0

187,7

169,0

213,8

188,2

209,4

197,1

160,2

118,

2 73,661,4

1862,2

2 Nhiệt độ không khí.

Nhiệt độ không khí trung bình năm khoảng 24 – 260C, có su thếcao ở đồng bằng ven biển và thấp ở miền núi, giảm theo sự tăng của

độ cao địa hình Nhiệt độ không khí cũng biến đổi theo mùa Tháng

VI hay tháng VII là tháng có nhiệt độ không khí trung bình cao nhất(trên 290C) Tháng I là tháng có nhiệt nhiệt độ trung bình tháng thấpnhất Nhiệt độ không khí tối cao tuyệt đối đạt tới 350C Nhiệt độkhông khí trung bình tối thấp tuyệt đối dưới 150C

Bảng 1.3: Bảng nhiệt độ không khí bình quân tháng trung bình

0 26,727,026,826,8

25,

7 24,122,320,4 24,4

3 Độ ẩm tương đối không khí

Độ ẩm không khí có quan hệ chặt chẽ với nhiệt độ không khí

và lượng mưa Vào các tháng mùa mưa độ ẩm không khí vùngđồng bằng ven biển có thể đạt 85  88%, vùng núi có thể đạt 90 95% Các tháng mùa khô vùng đồng bằng ven biển chỉ còn dướimức 80%, vùng núi còn 80  85% Độ ẩm không khí vào nhữngngày thấp nhất có thể xuống tới mức 20  30%

Bảng 1.4: Độ ẩm trung bình tháng bình quân nhiều năm (%)[4]

Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm

Đà Nẵng 84 84 84 83 79 77 76 77 82 84 84 85 82

Trà My 89 87 85 84 84 84 84 84 88 91 93 92 87

4 Lượng mây tổng quan.

Lượng mây tổng quan trung bình năm biến đổi trong phạm

vi 6,5/10 – 8,2/10 Lượng mây tổng quan trung bình tháng ít thayđổi trong năm Tuy vậy, trong các tháng từ cuối mùa xuân đến đầumùa thu (III – VII) lượng mây tương đối thấp, riêng tháng VI tươngđối lớn do gió mùa Tây Nam gây nên

5 Bốc hơi.

Khả năng bốc hơi phụ thuộc vào yếu tố khí hậu: nhiệt độkhông khí, nắng, gió, độ ẩm Trong các tháng mùa hè thu (III-X),lượng bốc hơi tiềm năng trung bình tháng đều lớn hơn 100mm, lớnnhất vào tháng V (120-130mm ở miền núi, 150-160mm ở đồngbằng) Trong mùa đông xuân, lượng bốc hơi tiềm năng trung bìnhtháng 50-100mm, thấp nhất vào tháng XII (50-70mm)

Bảng 1.5: Lượng bốc hơi bình quân tháng trung bình nhiều năm

114,0

124,3

112,

5 84,371,6 65,4 62,0

1036 ,7

Trà

My 41,4 49,1 69,5 80,5 75,9 71,0 71,3 70,2 50,638,6 28,2 27,3

674, 3

7 Lượng mưa.

Lượng mưa năm trung bình năm từ 1960mm đến hơn4000mm Thượng lưu các sông ở khu vực miền núi phía tây và tâynam tỉnh Quảng Nam có lượng mưa lớn nhất (trên 3000mm), lớnnhất ở khu vực Trà My Vùng đồng bằng ven biển có lượng mưatrung bình năm khoảng 2000-2400mm Mưa cũng biến đổi theomùa: Mùa mưa và mùa khô (mùa ít mưa) Mùa mưa hàng nămthường xuất hiện vào các tháng IX-XII, và mùa mưa chiếm tới 60-

80% tổng lượng mưa năm, còn trong mùa khô chỉ chiếm 20-40%.Trong mùa khô, tháng V, VI hàng năm thường có mưa tiểu mãn.

1.3 Điều kiện kinh tế - xã hội

Điều kiện kinh tế xã hội của các địa phương như cơ cấu kinh

tế, thể chế chính sách, y tế, giáo dục… có ảnh hưởng không nhỏđến tình hình lũ lụt và các quy hoạch, quản lý lũ lụt trên bề mặtlưu vực Yếu tố này có thể làm trầm trọng thêm hoặc cũng có thểlàm giảm thiểu sự khốc liệt của thảm họa lũ lụt

Hệ thống lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn chảy qua địa phậncác tỉnh Kon Tum, Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng Tuy nhiên,phần diện tích lưu vực chảy qua 6 xã thuộc huyện Đak Glei chỉchiếm gần 7% diện tích và 4% dân số toàn tỉnh Kon Tum nên được

bỏ qua Phần lưu vực sông Tam Kỳ tuy có ảnh hưởng từ lưu vựcsông Vu Gia - Thu Bồn nhưng không đáng kể gồm các huyện NúiThành, Phú Ninh và thành phố Tam Kỳ cũng không đưa vào tínhtoán Ở đây, hai địa phương được xem xét tính toán là tỉnh QuảngNam và thành phố Đà Nẵng

1.3.1 Dân cư

1 Tỉnh Quảng Nam

Dân số trung bình năm 2012 là: 1444,6 nghìn người trong đó

nữ là: 737,8 nghìn người chiếm 51,2% và dân số thành thị là:276,1 nghìn người chiếm 19,1% Tỷ lệ sinh giảm nhẹ xuống còn16,07‰; ở khu vực thành thị là 15,08‰; khu vực nông thôn là16,31‰ Tỷ lệ chết thô của toàn tỉnh là 6,79‰; khu vực thành thịlà: 6,43‰ và nông thôn là: 6,88‰

Số người hoạt động kinh tế năm 2012 là: 867 nghìn người,trong đó số người có việc làm là 843,7 nghìn người và số ngườithất nghiệp là 23,3 nghìn người chiếm 2,69% Cơ cấu lao động củatỉnh tiếp tục chuyển dịch khá; lao ñộng trong khu vực nông lâmthuỷ sản có 472,7 nghìn người chiếm 56,03%; khu vực công

nghiệp xây dựng có 174,9 nghìn người chiếm 20,73% và dịch vụ có196,1 nghìn người chiếm 23,24%.

Tỷ lệ hộ nghèo năm 2012 là 17,9%; tỷ lệ hộ cận nghèo giảmcòn 12,6% Ước tính thu nhập bình quân chung năm 2012 là 1520nghìn đồng/người/tháng; khu vực thành thị có thu nhập bình quân

là 2200 nghìn đồng/người/tháng và nông thôn là 1340 nghìn đồng/người/tháng, mức chênh lệch giữa nhóm hộ thu nhập cao nhất vàthấp nhất là 6,6 lần

2 Thành phố Đà Nẵng

Theo số liệu thống kê thành phố Đà Nẵng năm 2012 tổng sốdân là 942.132 người với 0,6% là dân tộc ít người và mật độ dân sốkhoảng 740 người/1km2 Trong đó nam giới là 458605 người chiếm48,68%, nữ giới là 483527 người chiếm 51,32% Tỷ lệ sinh tự nhiên16,34% và tỷ lệ tăng tự nhiên hàng năm xấp xỉ 12,74%

Lực lượng lao động của thành phố khoảng 462980 người,chiếm khoảng 49,14% dân số trong đó lao động qua đào tạo chiếmkhoảng 50% GDP bình quân đầu người năm 2011 ước đạt 2283USD (2011)

Với đặc điểm dân cư tập trung đông ở vùng hạ du, các dântộc thiểu số tập trung ở vùng núi cao Tỷ lệ hộ nghèo, tỷ lệ nữ giớicao, là một trong những yếu tố gây tính nhạy cao trước các nguy

cơ lũ lụt điều này đồng nghĩa với việc tính dễ bị tổn thương lớn

1.3.2 Cơ cấu kinh tế trên lưu vực

1 Tỉnh Quảng Nam

Tổng sản phẩm trên địa bàn tỉnh (GRDP) năm 2012 ước tínhđạt 11376 tỷ đồng Cụ thể: khu vực nông, lâm nghiệp và thuỷ sản(NLTS) đạt 1754 tỷ đồng; công nghiệp và xây dựng (CN-XD) đạt5.181 tỷ đồng; khu vực dịch vụ đạt 4.441 tỷ đồng Tỷ trọng khuvực CN-XD chiếm 40,91% (trong đó khu vực công nghiệp chiếm34,84%); khu vực dịch vụ chiếm 38,92%; khu vực NLTS chiếm20,17%

- Về trồng trọt: Tổng diện tích gieo trồng cây hàng năm năm

2012 đạt 158,8 nghìn ha Trong đó: cây lương thực đạt 101,9nghìn ha (chiếm 6 4,2% tổng diện tích gieo trồng); cây chất bột có

củ đạt 20,5 nghìn ha (chiếm 12,9%); cây rau đậu, hoa cây cảnhđạt 20,5 nghìn ha (chiếm 12, 9%); cây có hạt chứa dầu đạt 12,3nghìn ha (chiếm 7,7%); cây lấy sợi đạt 360 ha (chiếm 0,2%); Tổng diện tích cây lâu năm 2012 đạt 21045 ha chủ yếu là cây caosu

- Về chăn nuôi: Đàn trâu cả tỉnh có 70,3 nghìn con; đàn bò có

148,2 nhìn con, (trong đó: Bò lai 62,5 nghìn con,tăng 12,3%); đàn

lợn có 519,7 nghìn con; đàn gia cầm có 5,3 triệu con; đàn gà có3,9 triệu con

- Về lâm nghiệp: Diện tích trồng rừng tập trung đạt 11400 ha, trong đó: Dự án WB3 là 2000 ha; trồng rừng tập trung trong nhân

dân là 8000 ha Số lượng cây trồng phân tán trong nhân dân đạt11,5 triệu cây

- Về thủy sản: Tổng sản lượng thuỷ sản đạt 82,3 nghìn tấn,

trong đó: sản lượng khai thác thuỷ sản đạt 63,4 nghìn tấn, trongđó khai thác biển đạt 61,1 nghìn tấn, chiếm 96,3% sản lượng khaithác; sản lượng thuỷ sản nuôi trồng đạt 18,8 nghìn tấn Diện tíchnuôi trồng thuỷ sản năm 2012 ước đạt 7000 ha Diện tích cá nướcngọt toàn tỉnh thả nuôi trên 4769 ha Sản lượng cá nuôi nước ngọtước đạt 5769 tấn

- Về sản xuất công nghiệp và hoạt động của doanh nghiệp:

Giá trị sản xuất công nghiệp thực hiện được 14764,97 tỷ đồng.

Trong đó: khu vực kinh tế nhà nước thực hiện 1287,41 tỷ đồng;Kinh tế ngoài nhà nước thực hiện 10162,76 tỷ đồng; kinh tế có vốnđầu tư nước ngoài thực hiện 3314,79 tỷ đồng

- Hoạt động du lịch: Tổng lượt khách tham quan và lưu trú

trên ñịa bàn năm 2012 ước đạt 2,8 triệu lượt (khách quốc tế 1,47 triệu lượt) Trong đó khách tham quan 1,9 triệu lượt đạt 102,34%;

khách lưu trú đạt 872 nghìn lượt đạt 101,44% Doanh thu hoạtđộng khách sạn nhà hàng đạt 5410 tỷ đồng, trong đó doanh thukhách sạn đạt 1344 tỷ đồng, du lịch lữ hành đạt 88,91 tỷ đồng.

Thành phố Đà Nẵng:

Trong hơn 10 năm qua (2000-2011), công nghiệp – xây dựng

và dịch vụ, thuế nhập khẩu là 2 nhóm ngành chiếm tỷ trọng caotrong tổng GDP kinh tế của thành phố Năm 2005, nhóm ngànhcông nghiệp- xây dựng chiếm hơn 50 % cơ cấu GDP, đến năm

2011 nhóm ngành dịch vụ, thuế, nhập khẩu lại chiếm hơn 50% cơcấu GDP thành phố

Đối với nhóm ngành nông lâm thủy sản có sự chuyển dịch cơcấu GDP sang các nhóm ngành khác Từ chỗ chiếm 7.86% tổng sốGDP thành phố vào năm 2000, đến năm 2010 nhóm ngành nônglâm thủy sản còn chiếm 3% GDP thành phố Điều này thể hiện xuhướng phát triển theo hướng dịch vụ, du lịch đưa Đà Nẵng trởthành thành phố dịch vụ, du lịch, sự kiện

1.4 Đặc điểm dòng chảy lũ trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn

1.4.1 Đặc điểm dòng chảy năm.

1 Phân phối dòng chảy năm.

Do lưu vực có lượng mưa lớn nên dòng chảy mặt trong sôngkhá lớn Mô đun dòng chảy trung bình năm từ 60,0 ÷ 80,0 l/s.km2.Tổng lượng dòng chảy mặt hệ thống sông Thu Bồn vào khoảng24km3 (24 tỷ.m3), tương ứng với Q0 =760m3/s và M0 = 73,4 l/s.km2.Mùa lũ từ tháng X - XII (3 tháng), có lượng dòng chảy chiếmkhoảng 64,8% Wnăm Lượng dòng chảy trung bình tháng lớn nhất làtháng XI chiếm khoảng 27,3%Wnăm Mô đun dòng chảy đỉnh lũ trêndòng chính Mmax từ 3.300 ÷ 3.800 l/s.km2, trên các lưu vực nhỏ cóMmax từ 500 ÷ 1.000 l/s.km2 Do lưu vực sông Thu Bồn dốc, sôngsuối ngắn, có dạng hình nan quạt thuận lợi cho lũ tập trung về hạlưu cùng lúc

Mặt khác lưu vực có lượng mưa và cường độ mưa lớn, sônghầu như không có phần trung lưu nên lũ đổ dồn về hạ lưu khá độtngột, biên độ lũ, cường độ lũ và mực nước lũ khá cao, thường gây

ra ngập lụt nghiêm trọng cho vùng hạ lưu Mùa cạn kéo dài từtháng I - IX (9 tháng), có tổng lượng dòng chảy trung bình mùa cạnchiếm khoảng 35,2% Wnăm Tổng lượng dòng chảy trung bình của

ba tháng nhỏ nhất tháng III đến tháng V chiếm khoảng 8,45%Wnăm Mô đun dòng chảy nhỏ nhất Mmin biến đổi từ 4 - 6 l/s.km2

- Trên sông Vu Gia

Theo số liệu quan trắc từ 1976-2006 tại trạm thuỷ văn Thành

Mỹ có diện tích lưu vực F= 1.850km2, lưu lượng trung bình năm là

Qo = 122m3/s, tương ứng với mô dun dòng chảy trung bình năm là

Mo = 66,0 l/s/km2, tổng lượng dòng chảy mặt trung bình năm là :

W0 = 3,91km3; mùa lũ từ tháng X – XII Có tổng lượng dòng chảymặt trung bình mùa lũ là : WTB mùa lũ = 2,39 km3, chiếm khoảng61,1% Wnăm, lượng dòng chảy trung bình tháng lớn nhất là tháng IXchiếm khoảng 25,1% Wnăm, lưu lượng lớn nhất đã quan trắc được làQmax = 7.000 m3/s (20/XI/1998) tương ứng với mô dun dòng chảylớn nhất là Mmax=3.784 l/s/km2; và mùa cạn kéo dài từ tháng I - IX(9 tháng), có tổng lượng dòng chảy trung bình mùa cạn khoảng38,9% Wnăm, tổng lượng dòng chảy trung bình của ba tháng nhỏnhất chiếm khoảng 9,65%Wnăm, lượng dòng chảy trung bình thángnhỏ nhất chiếm khoảng 2,80%Wnăm, lưu lượng nhỏ nhất Qmin=11,3m3/s (27/VII/1988), tương ứng với mô đun dòng chảy nhỏ nhất

là Mmin = 6,11 l/s/km2

- Trên sông Thu Bồn

Theo số liệu quan trắc từ 1976-2006 tại trạm thuỷ văn NôngSơn: Lưu lượng nước trung bình năm là: Qo = 271m3/s, tương ứngvới mô dun dòng chảy trung bình năm là : Mo = 86,0 l/s/km2, tổnglượng dòng chảy mặt trung bình năm W0 = 8,61km3; mùa lũ từtháng X- XII, có tổng lượng dòng chảy mặt trung bình mùa lũ là

WTB mùa lũ = 5,84km3, chiếm khoảng 67,8% Wnăm, lượng dòng chảytrung bình tháng lớn nhất (tháng XI) chiếm khoảng 29,0% Wnăm,lưu lượng lớn nhất đã quan trắc được là Qmax = 10.815m3/s(12/XI/2007), tương ứng với mô đun dòng chảy lớn nhất làMmax=3.433 l/s/km2, mùa cạn kéo dài từ tháng I - X (9 tháng), cótổng lượng dòng chảy trung bình mùa cạn (WTB mùa cạn)chiếm khoảng32,2% Wnăm, tổng lượng dòng chảy trung bình của ba tháng nhỏnhất (VI-VIII) chiếm khoảng 7,57% Wnăm, lượng dòng chảy trungbình tháng nhỏ nhất (VII) chiếm khoảng 2,15% Wnăm, lưu lượng nhỏnhất là Qmin= 14,6m3/s (21/VIII/1977), tương ứng với mô đun dòngchảy nhỏ nhất là Mmin = 4,63 l/s/km2.

Bảng 1.6: Lưu lượng bình quân tháng trung bình nhiều năm tại

Trạm Thành Mỹ và Nông Sơn[10]

Nă m

0

4.60

3.32

2.82

3.64

3.93

3.13

3.74

6.72

100.0Nôn

61

2 271K% 7.0

9

4.12

2.81

2.19

3.09

2.96

2.13

2.37

5.10

100.0

1.4.2 Đặc điểm dòng chảy lũ hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn

Nguyên nhân gây lũ :

Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa nguyênnhân gây lũ chủ yếu là do mưa lớn Trên lưu vực sông Vu Gia – ThuBồn hàng năm lũ lớn thường xuyên xảy ra nguyên nhân gây lũ lớn

là do mưa có cường độ lớn kết hợp với điều kiện địa hình phức tạp,chia cắt mạnh và tình trạng xả lũ của các hồ thủy điện Hiện naytình trạng xả lũ của các hồ thủy điện đang là vấn đề nổi bật cần

được khắc phục không những ở trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn

mà nhiều các lưu vực sông khác ở nước ta cần được giải quyết

Đặc điểm chung

Mùa lũ hàng năm trong hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia từtháng IX đến tháng XII Trong mỗi mùa lũ thường có từ 3-5 trận lũlớn Các đợt lũ thường liên tiếp xẩy ra trong thời gian ngắn tạo nênđường quá trình lũ có dạng nhấp nhô nhiều đỉnh Lũ trong hệthống sông Thu Bồn – Vu Gia xảy ra dồn dập trong thời gian khôngdài và các trận lũ thường là lũ kép từ 2 đỉnh trở lên

Một trong những đặc điểm lũ trong hệ thống sông Thu Bồn –

Vu Gia là lũ lên nhanh, xuống nhanh với biên độ và cường suất lũlớn ở thượng và trung lưu, lũ lên tương đối nhanh nhưng rút chậm

ở hạ lưu

Ở thượng lưu và trung lưu các sông, do cường suất mưa lớn,địa hình dốc, lòng sông hẹp nên lũ lên nhanh xuống nhanh vớicường suất lũ lên trung bình khoảng 30-70cm/giờ, lớn nhất tới 100-400cm/giờ Biên độ lũ 5,0-14,0m như: trận lũ XI/1999, biên độ lũtại Thành Mỹ: 10,95m, tại Hiệp Đức 12,58m, tại Sơn Tân: 13,85m,tại Nông Sơn: 11,7m

Ở hạ lưu, do độ dốc lòng sông nhỏ (2o/oo trong đoạn sông từ

Thành Mỹ đến Ái Nghĩa, 0,08%o từ Ái Nghiã đến Câu Lâu, 0,04%o

từ Câu Lâu ra biển) và hơn nữa do có nhiều phân lưu đổ ra biểncũng như tác động của thuỷ triều, địa hình, địa vật nên lũ lênchậm hơn, và rút rất chậm khi gặp triều cường Thí dụ, trong trận

lũ XI/1999, biên độ lũ lên tại các trạm ở hạ lưu khoảng 3-5m(5,46m tại Ái Nghĩa, 4,22m tại Cẩm Lệ, 4,52m tại Câu Lâu, 3,32mtại Hội An) Cường suất lũ lên trung bình khảng 5-10cm/giờ, lớnnhất cũng chỉ đạt khoảng 20-50cm/giờ

Thời gian lũ lên khoảng 20-60 giờ ở trung thượng lưu, ở hạlưu: 70-80 giờ, trung bình là 48 giờ nhưng thời gian lũ rút rất dài,thậm chí 2-5 ngày điển hình như trận lũ XII/1999 Đặc biệt, mực

nước duy trì ở mức cao (trên báo động cấp III) kéo dài từ 15-42 giờ,có khi tới 3-5 ngày Trong 2 trận lũ cuối năm 1999, mực nước duytrì trên mức báo động III tới hơn 5 ngày Ở hạ lưu, khi mực nướcdưới báo động I, thuỷ triều ảnh hưởng rất mạnh và triều cường cóthể làm gia tăng mực nước đỉnh lũ tới 15-25cm tại Câu Lâu

Theo số liệu quan trắc trong 40 năm qua, trận lũ XI/1964 làtrận lũ lớn nhất ở sông Vu Gia - Thu Bồn và nhiều sông ở TrungTrung Bộ Mực nước đỉnh lũ sông Thu Bồn tại Câu Lâu đạt tới5,78m, trên báo động III là 2,08m (theo cao độ mới) Trong vònghơn 31 năm gần đây 1980-2010) đã xẩy ra một số trận lũ đặc biệtlớn trên các sông trong hệ thống sông Thu Bồn-Vu Gia Ở nhánhsông Vu Gia, trận lũ XI/1998 là trận lũ có mực nước đỉnh lũ caonhất trong thời kỳ quan trắc (1977-2000), còn ở sông Thu Bồn,trận lũ XI/1998 và XII/1999 là 2 trận lũ lớn nhất ở trung và thượnglưu sông Thu Bồn

Một trong những đặc điểm quan trọng nữa là khi mưa cócường độ lớn, lũ quét thường xẩy ra ở các sông suối nhỏ có địahình dốc, gây thiệt hại rất lớn Trận lũ lớn XI/1998 đã gây ra lũquét ở một số huyện như Đại Lộc, Quế Sơn ; trận lũ đặc biệt lớnXI/1999 đã gây ra lũ quét trên sông Tuý Loan và nhiều nơi khác

Lũ quét xảy ra bất ngờ, có sức tàn phá lớn và gây nên những thiệthại rất nghiêm trọng về người và của cải, tàn phá môi trường sinhthái

Bảng 1.7: Thống kê các trận lũ từ mức báo động II trở lên

(1998-2007) sông Thu Bồn - Trạm Câu Lâu[10]

Kết thúc T/N/G

H đỉn h

cm

D H cm

Hình thế thời tiết

X tbl v

m m

Bão vào N.Thuận B.Thuận (14/11)+KKL

-216

Bão vào P.Yên - K.Hoà(20/11) + KKL

248

Bão vào Bình Định

(26/11)

109

Bão vào Quảng Nam

-Đà Nẵng (22/8)

179

Hai ATNĐ di chuyểndọc bờ biển

449

ATNĐ vào Phú Khánh

( 21/10 )

276

Bão dọc bờ biển Quảng

Nam-Hà Tĩnh

207

Kết thúc T/N/G

H đỉn h

cm

D H cm

Hình thế thời tiết

X tbl v

m m

Bão vào Đà Nẵng

(1/10)

234

ATNĐ vào Bình Định +

KKL

186

Nhìn chung, lũ xuất hiện tương đối đồng bộ trên các nhánhsông trong hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia Hệ số tương quanQmax hàng năm giữa trạm Nông Sơn trên sông Thu Bồn với trạmThành Mỹ trên sông Vu Gia đạt tới 0,79

Lũ lụt lịch sử: trong chuỗi số liệu từ 1961-2010 xảy ra năm

1964, do 2 cơn bão đổ bộ vào liên tiếp trong ngày 4/XI (Iris vào QuiNhơn) và ngày 8/XI (Joan vào Tuy Hòa), kết hợp với KKL đã gây ramưa lũ lớn, đỉnh lũ Thu Bồn tại Câu Lâu là 5,48m Lũ lụt thángXI/1998 với đỉnh lũ tại Câu Lâu là 5,09m do mưa của 2 cơn bão đổ

bộ liên tiếp vào Trung Bộ, thuộc loại lớn nhất trong hơn 35 nămgần đây Tại Câu Lâu, thời gian nước lên trung bình 48h, cườngsuất lớn nhất trung bình là 18cm/h Mực nước duy trì trên BĐ3thường là 15 - 42h, có khi đến 72h Trong mùa lũ, khi mực nướcdưới BĐ1, thủy triều rất mạnh (biên độ triều trung bình ở Hội Ankhoảng 1m, lớn nhất là 1,14m), nên khi triều cường có thể làmđỉnh lũ tại Câu Lâu cao thêm 15 - 25cm

2.3.2 Mức độ lũ, lụt

Mức độ lũ thể hiện ở đặc trưng đỉnh lũ, tổng lượng, cườngsuất, biên độ lũ và thời gian duy trì:

- Đỉnh lũ năm: là giá trị mực nước, lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất

trong năm Theo số liệu thống kê từ 1976 - 2010, đặc trưng mựcnước đỉnh lũ năm tại các trạm như sau:

Bảng 1.8: Đặc trưng đỉnh lũ các trận lũ lụt lớn trên sông Thu

Giaothủy

ÁiNghĩa

CâuLâu

HộiAn

Theo số liệu quan trắc trong gần 50 năm qua, trận lũ XI/1964

là trận lũ lớn nhất ở hạ lưu sông Thu Bồn - Vu Gia và nhiều sông ởTrung Trung Bộ Mực nước đỉnh lũ sông Thu Bồn tại Câu Lâu đạt tới5,48 m, trên BĐIII là 1,78m Trong vòng hơn 30 năm gần đây1980-2010) đã xẩy ra một số trận lũ đặc biệt lớn trên các sôngtrong hệ thống sông Thu Bồn Ở nhánh sông Vu Gia, trận lũXI/1998 là trận lũ có mực nước đỉnh lũ cao nhất trong thời kỳ quantrắc 1980-2010), còn ở sông Thu Bồn, trận lũ XI/1998 là trận lũ lớnnhất ở thượng lưu còn ở hạ lưu sông Thu Bồn là trận lũ XI/2007

Bảng 1.9 : Đỉnh lũ lớn nhất đã quan trắc được trên lưu vực sông Vu

Gia – Thu Bồn tính đến năm 2007 [10]

Đặc trưng Thành Mỹ Trạm Nông Sơn

Thời gian xuất hiện 29-IX-2009 12-XI-2007

Tuy nhiên, trận lũ XI/1964 cũng lớn hơn 3 trận lũ XI/1998, XII/

1999 và giữa tháng XI/2007 Mực nước đỉnh lũ (Hmax) của trận lũXI/1999 và XI/2007 thấp hơn Hmax của trận lũ XI/1964 là 0,47m và0,48m tại Ái Nghĩa, 0,12m tại Cẩm Lệ sông Vu Gia, 0,55m và 0,9mtại Câu Lâu, 0,19m và 0,12m tại Hội An sông Thu Bồn

Theo kết quả điều tra, lưu lượng đỉnh lũ của trận lũ XI/1964tại trạm Nông Sơn là 18.200m3/s, tương ứng với mô đun đỉnh lũ5,76m3/s.km2, lớn hơn 1,7 lần so với 2 trận lũ XI/1998 và XII/1999.Trận lũ này có tần suất khoảng 3% tại Câu Lâu Độ lớn của lũ sôngThu Bồn thuộc loại lớn ở nước ta

Thời gian xuất hiện đỉnh lũ: (Hmax) từ thượng lưu về hạ

lưu không lớn, chỉ khoảng trên dưới 10 giờ Thí dụ, trong trận lũ XI/

1999 trên sông Vu Gia thời gian xuất hiện đỉnh lũ vào lúc 10 giờngày 2 tại Thành Mỹ, 5 giờ ngày 3 tại Ái Nghĩa, chênh lệch 16 giờ.Trên sông Thu Bồn, thời gian xuất hiện Hmax giữa Hiệp Đức vàSơn Tân và Nông Sơn chỉ chênh lệch nhau có 1 giờ (3 giờ ngày 3tại Hiệp Đức; 4 giờ ngày 3 tại Nông Sơn, và lúc 13 giờ ngày 3 và tạiCâu Lâu Như vậy, thời gian xuất hiện Hmax từ Hiệp Đức tới CâuLâu là 10 giờ

Tổng lượng lũ: Qua tài liệu đo tại các trạm thủy văn cho

thấy : Tại Thành Mỹ, tổng lượng lũ là 5 ngày lũ năm 1998 đạt tới1,18 tỷ m3 Tại Nông Sơn lũ năm 1999 đạt tới 2,89 tỷ m3 ( bảng1.10)

Bảng 1.10: Tổng lượng lũ lớn nhất thời đoạn trên lưu vực sông Vu

Gia – Thu Bồn[10]

Trạm Trị số Wlmax

(106m3

Ngàytháng

W3max(106m3)

Ngàytháng

W5max(106m3)

Ngàytháng

82

Biên độ lũ lên: Biên độ lũ lên thay đổi theo dọc sông, càng

về hạ lưu biên độ lũ càng giảm, trung bình của một trận lũ ở vùngthượng lưu đạt 6 - 8m, lớn nhất có thể đạt 11 - 14mm (1984,1998); vùng trung lưu đạt 2 – 4m, lớn nhất lên tới 6 - 7m (1984,1999); tại vùng hạ lưu, trung bình: 1 – 2mm, lớn nhất: 3- 5m(1999, 2007)

Bảng 1.11: Đặc trưng biên độ, cường suất lũ (các trận lũ trên BĐII)

[10]

Số trậ n Lũ

(I)

H TBN N

Cường suất lũ lên: Theo thống kê các trận lũ từ BĐII trở lên

(1976 – 2007) ở hạ lưu, cho ta thấy cường suất lũ lên trung bìnhcủa một trận lũ ở các trạm thượng lưu khá lớn 30 - 40cm/h, tại các

trạm hạ lưu không lớn, khoảng: 5 – 10cm/h Nhưng cường suất lũlên lớn nhất ở vùng thượng lưu có thể đạt 150 – 200cm/h, ở vùng

hạ lưu: 40 – 50cm/h Điển hình như tại trạm Ái Nghĩa, cường suất

lũ lên trung bình chỉ là 13cm/h, nhưng cường suất lũ lên lớn nhấtđạt tới 173cm/h (trận lũ năm 1984) Tại Cẩm Lệ: cường suất lũ lêntrung bình: 5cm/h và cường suất lũ lên lớn nhất: 41cm/h (trận lũ1982) Tại Câu Lâu: cường suất lũ lên trung bình: 8cm/h và cườngsuất lũ lên lớn nhất: 50cm/h (trận lũ 2007)

Thời gian duy trì lũ cao: Theo thống kê các trận lũ từ mức

BĐII trở lên từ năm 1976 – 2007 (Bảng 1.7) cho ta thấy, thời gianduy trì lũ ở mức cao (trên BĐIII) trung bình một trận lũ tại Ái Nghĩa

là 15 giờ và tại Cẩm Lệ, Giao Thuỷ, Câu Lâu và Hội An: 16 giờ.Nhưng trong những trận lũ lớn thì thời gian duy trì lũ trên BĐIIIcũng khá dài, như trận lũ đặc biệt lớn năm 1999 tại Ái Nghĩa kéodài tới 5 ngày (120 giờ), Cẩm Lệ, Câu Lâu: 119 giờ, Hội An: 117giờ

Bảng 1.12: Thời gian duy trì mực nước lũ ở mức cao[10]

Đơn vị: giờ

Số trận lũ

Ma x

Năm xh

3 - 5 ngày Thí dụ, trong 2 trận lũ cuối năm 1999, mực nước duy trìtrên mức BĐIII tới hơn 5 ngày Ở hạ lưu khi mực nước dưới BĐI,thuỷ triều hiện rất mạnh và triều cường có thể làm tăng mực nướcđỉnh lũ tới 15-25cm tại Câu Lâu Thời gian duy trì mực nước lũ ởcác cấp báo động tại một số trạm thuỷ văn được trình bày trongbảng 1.13.

Bảng 1.13: Thời gian duy trì mực nước ở các cấp báo động[10]

Trạm thuỷ văn: Ái NghĩaNhóm năm

Thời gian duy trì mực nước (giờ) >= Mức báo

độngTrên Mức BĐI Trên Mức BĐII Trên Mức BĐIII

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH.

2.1 Giới thiệu chung.

Mô phỏng dòng chảy là quá trình tiến hành nghiên cứu trêndòng chảy một cách nhân tạo, tái hiện lại dòng chảy đo một sốtrường hợp không đo được dòng chảy, hay có trường hợp chưa xảy

ra nên phải mô phỏng dòng chảy để tính toán, quy hoạch TàiNguyên Nước

Hiện nay, có rất nhiều các mô hình có khả năng mô phỏngdòng chảy được ứng dụng rộng rãi ở Việt Nam và trên thế giớimang lại kết quả đáng tin cậy

Một số các mô hình thủy văn như: mô hình mưa – dòng chảyNAM, mô hình HEC – HMS, mô hình TANK, mô hình LTANK doPGS.TS Nguyễn Văn Lai (ĐH Thuỷ Lợi) và Ronny Berndtsson (ĐHLund-Thuỵ Điển) xây dựng từ những nghiên cứu cấu trúc mô hìnhtất định mưa- dòng chảy, cùng với những xem xét đặc điểm tựnhiên hình thành dòng chảy của sông ngòi Việt Nam đã xây dựng

mô hình có cấu trúc dạng bể chứa tuyến tính cho phép mô phỏngcác quá trình mưa-dòng chảy khá tốt đối với lưu vực vừa và nhỏcho vùng nhiệt đới ẩm với địa hình có sườn ngắn và dốc, chế độdòng chảy chịu sự quy định khá chặt chẽ của chế độ mưa Qua thờigian, mô hình này càng thể hiện rõ khả năng ứng dụng tốt với điềukiện tự nhiên nước ta

Các mô hình thủy lực như: mô hình SWAT, mô hình HEC-RAS,

mô hình EFDC, mô hình MIKE 11

Từ những đặc điểm về sông ngòi, dòng chảy năm, dòng chảy

lũ, các số liệu thu thập được thấy sử dụng mô hình thủy lực Mike

11 là phương pháp tối ưu nhất trong việc “Mô phỏng dòng chảy lũlưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn”, Với các lý do sau:

- Mô hình mô phỏng được các lưu vực sông lớn, với nhiềusông nhánh, sông con Mà lưu vực sông Vu Gia Thu Bồn là hệ