Mô phỏng ngập lụt hạ lưu sông Bến Hải, tỉnh Quảng Trị

TR Đ I H C ĐÀ N NG NGăĐ I H C BÁCH KHOA H TR NGăS N MÔ PH NG NG P L T H L Uă SÔNG B N H I, T NH QU NG TR Chuyên ngành: Kỹ thu t xây d ng cơng trình th y Mã s : 60.58.02.02 TÓM T T LU NăVĔNăTH CăSƾă ĐƠăNẵng - Nĕmă2018 TR Cơng trình đ ợc hồn thành t i NGăĐ I H C BÁCH KHOA Ng ời h ớng dẫn khoa h c: TS Võ Ng căD ng 2.ăTS.ăVũăHuyăCông Phản biện 1: Quách Th Xuân Phản biện 2: Tô Thúy Nga Luận văn đ ợc bảo vệ tr ớc Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp th c sĩ kỹ thuật xây dựng cơng trình th y h p t i Tr ờng Đ i h c Bách khoa vào ngày 10 tháng 11 năm 2018 Có thể tìm hiểu luận văn t i:  Trung tâm H c liệu, Đ i h c Đà N ng t i Tr ờng Đ i h c Bách khoa Th viện Khoa Xây dựng Th y Lợi – Th y điện, Tr ờng Đ i h c Bách khoa – Đ i h c Đà N ng M Đ U 1.ăTínhăc păthi tăc aăđ ătƠi: Lũ lụt mối đe d a hàng đầu đư gây nhiều thiệt h i ng ời c a cải vật chất Nhất bối cảnh biến đổi khí hậu diễn biến khó l ờng tác động c a thiên tai lũ lụt tới phát triển kinh tế xã hội ngày khốc liệt Do nhằm phát triển bền vừng có kế ho ch thích ng ch động với biến đổi khí hậu bên c nh mục tiêu phát triển kinh tế xã hội, cơng tác phòng chống thiên tai đặc biệt lũ lụt hết s c quan tr ng Do tính chất nghiêm tr ng c a lũ lụt l u vực sơng tỉnh Quảng Tr nói chung l u vực sơng Bến Hải nói riêng, đồng thời quy ho ch phòng chống lũ cho l u vực sơng Bến Hải ch a đ ợc xây dựng nên việc cần thiết phải xây dựng sở khoa h c thực tiễn nhằm đ a ph ơng án ng phó, c u hộ nhân dân mùa m a bưo Đây lý để tác giả ch n đề tài: “Mô ph ng ng p l t h l uăsôngăB n H i, t nh Qu ng Tr ” Kết nghiên c u cung cấp cho quyền đ a ph ơng quan quản lý thiên tai đ a bàn tỉnh thơng tin cần thiết để ch động ng phó nh giảm thiểu thiệt h i lũ lụt vùng h l u sơng Bến Hải 2.ăM căđíchănghiênăc u: - ng dụng phần mềm MIKE (DHI) công nghệ GIS để mô ngập lụt h l u sông Bến Hải 3.ăĐ iăt ngăvƠăph măviănghiênăc u: - Đối t ợng nghiên c u: m c độ ngập lụt m a lũ - Ph m vi nghiên c u: Chỉ tập trung nghiên c u cho vùng h l u sông Bến Hải đến cửa Tùng, huyện Vĩnh Linh, Gio Linh, tỉnh Quảng Tr 4.ăN iădungănghiênăc u: Mô ngập lụt h l u sông Bến Hải ng với tần suất lũ Xây dựng đồ ngập lụt với tần suất t ơng ng 5.ăCáchăti păc n,ăph ngăphápănghiênăc u: 5.1 Cách ti p c n: - Thu thập phân tích trận lũ l ch sử, đặc điểm lũ giải pháp quản lý l u vực sông Bến Hải - Khảo sát, thu thập số liệu mặt cắt sơng, cơng trình sông (đập dâng, đê kè ), liệu đ a hình… - Thu thập tài liệu lý thuyết nh giải pháp xử lý, mô hình th y lực để tham khảo, ch n l c, từ xây dựng mơ hình th y lực cho l u vực sông Bến Hải - Hiện tr ng Quy ho ch phát triển kinh tế - xã hội c a tỉnh Quảng Tr l u vực sông Bến Hải 5.2 Ph ngăphápănghiênăc u: - Ph ơng pháp phân tích tài liệu; - Ph ơng pháp kế thừa kết nghiên c u liên quan; - Ph ơng pháp mơ hình hóa; - Ph ơng pháp thống kê khách quan; 6.ăụănghƿaăth căti năc aăđ ătƠi: Đề tài nghiên c u đ a đ ợc kết sau: Xây dựng đ ợc đồ ngập lụt, cung cấp thơng tin bản: khu vực b ngập, diện tích ngập, lo i đất b ngập C uătrúcălu năvĕn: Luận văn gồm phần Mở đầu, 03 ch ơng Kết luận Kiến ngh M đ u Ch ngă1:ăTổng quan khu vực nghiên c u tình hình ngập lụt l u vực sông Bến Hải Ch ngă2:ăXây dựng mô hình th y văn Ch ngă3:ăMơ ngập lụt h du K t lu n ki n ngh CH NGă1ăT NG QUAN V KHU V C NGHIÊN C U VÀ TÌNH HÌNH NG P L TăL UăV C SÔNG B N H I 1.1 Khái quát khuăv cănghiênăc u 1.1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên a Vị trí địa lý Quảng Tr tỉnh duyên hải miền Trung Việt Nam, nơi chuyển tiếp c a hai miền đ a lý Bắc - Nam Lưnh thổ c a tỉnh trải dài 75 km theo h ớng Bắc – Nam, chiều ngang trung bình c a tỉnh 63,9 km, (chiều ngang rộng 75,4 km, chiều ngang hẹp 52,5 km) Phía Bắc giáp huyện Lệ Th y (tỉnh Quảng Bình), phía Nam giáp hai huyện A L ới, Phong Điền (tỉnh Thừa Thiên Huế), phía Tây giáp tỉnh Savanakhet (Cộng hòa dân ch nhân dân Lào), với chiều dài biên giới chung với Lào 206 km, đ ợc phân chia dưy Tr ờng Sơn hùng vĩ, phía Đơng giáp biển Đơng với chiều dài bờ biển 75km đ ợc án ngữ đảo Cồn Cỏ, có t a độ đ a lý 17°9Ɵ36Ơ vĩ Bắc 107°20Ɵ kinh Đông, đảo Cồn Cỏ cách bờ biển (Mũi Lay) 25 km, diện tích khoảng km² Giới h n hệ t a độ đ a lý nh sau: Diện tích tự nhiên: 4.739,82 km2, tỉnh có 10 đơn v hành Dân số tồn tỉnh tính đến 31/12/2017 629.005 ng ời, phân bố 117 xã, 13 ph ờng 11 th trấn Đ i phận dân c sống nghề nơng – lâm – ng nghiệp Hình 1-1 Bản đồ hành tỉnh Quảng Trị b Đặc điểm địa hình Do cấu t o c a dưy Tr ờng Sơn, đ a hình Quảng Tr thấp dần từ Tây sang Đông, Đông Nam chia thành d ng đ a hình: vùng núi cao phân bố phía Tây từ đỉnh dưy Tr ờng Sơn đến miền đồi bát úp; vùng trung du đồng nhỏ hẹp ch y d c tỉnh; vùng cát nội đồng ven biển Do đ a hình phía Tây núi cao, chiều ngang nhỏ hẹp nên hệ thống sơng suối ngắn dốc 1.1.1 Điều kiện khí tượng, thủy văn Quảng Tr nằm khu vực nhiệt đới ẩm gió mùa, vùng chuyển tiếp hai miền khí hậu, miền khí hậu phía Bắc có mùa đơng l nh phía Nam nóng ẩm quanh năm Khí hậu vùng khắc nghiệt, mang đầy đ sắc thái khí hậu c a tỉnh miền Trung Việt Nam, năm có hai mùa rõ rệt, mùa m a mùa khơ a Khí tượng - Nhiệt độ khơng khí (ToC): Nhiệt độ trung binh tháng năm giao động từ 19,6 đến 29,70C - Độ ẩm khơng khí, (u%): giao động khoảng từ 71,4% 89,6% - Số nắng, n (giờ/ tháng): giao động khoảng từ 90,2 đến 228 Số nắng năm khoảng 1807,4 - Vận tốc gió, v ( m/s): bình quân từ 1,7 đến 2,6m/s - Lượng bốc tổn thất bốc mặt nước, Z (mm): bình qn năm t i tr m Đơng Hà 1285,8mm; tr m Khe Sanh 1783,9mm; t m Cồn Cỏ 932,2mm - Mưa: Chế độ m a Quảng Tr biến động m nh theo mùa năm Mùa m a diễn từ tháng đến tháng 1, với l ợng m a thời gian chiếm khoảng (75÷85)% tổng l ợng m a năm - Tình hình gió, bão vùng * Gió: Vùng lưnh thổ tỉnh Quảng Tr ch u ảnh h ởng c a hai h ớng gió gió mùa Tây Nam gió mùa Đông Bắc * Bão: Quảng Tr nằm khu vực ch u nhiều ảnh h ởng c a bưo Mùa bưo th ờng tập trung vào tháng 10 b Thủy văn Quảng Tr có hệ thống sơng ngòi dày đặc, mật độ trung bình 0,8-1 km/km2 Tồn tỉnh có 12 sơng lớn nhỏ, t o thành 03 hệ thống sơng sơng Bến Hải, sông Th ch Hưn sông Ọ Lâu (Mỹ Chánh) 1.1.2 Tài nguyên thiên nhiên a Tài nguyên đất Theo số liệu thống kê tỉnh Quảng Tr năm 2016, tổng diện tích tự nhiên tồn tỉnh có 473.982,24 b Tài nguyên rừng Theo kết kiểm kê rừng năm 2016, Quảng Tr có 290.476,13 đất lâm nghiệp có rừng c Tài ngun khống sản: Tài nguyên khoáng sản c a tỉnh Quảng Tr phong phú đa d ng, đặc biệt khoáng sản làm nguyên liệu sản xuất xi măng làm vật liệu xây dựng d Tài nguyên du lịch Quảng Tr có nhiều tiềm du l ch tự nhiên nhân văn phong phú, phân bố rộng khắp đ a bàn tỉnh gần trục giao thơng nên thuận lợi cho khai thác 1.1.2.1 Tình hình dân sinh kinh tế a Dân số lực lượng lao động Dân số trung bình tồn tỉnh năm gần thể theo bảng 1.8 Tỷ lệ tăng tự nhiên dân số c a tỉnh vào lo i trung bình, khoảng 8,2/00 năm, tỷ lệ sinh 15,9/00, tỷ lệ chết 7,70/00 Tỷ lệ tăng dân số h c hầu nh không đáng kể, coi nh b Y tế Đến tồn tỉnh có 15 Bệnh viện Trung tâm Y tế, 04 phòng khám đa khoa khu vực, 141 tr m Y tế xư ph ờng, th trấn với 1.790 gi ờng bệnh (không kể tr m xá) ớc đến cuối năm 2017, có 135 xư, ph ờng, th trấn đ t tiêu chí Quốc gia y tế đ t 95,7% c Giáo dục, đào tạo Năm 2017, tồn tỉnh có 495 tr ờng h c phổ thơng Trong đó, tr ờng tiểu h c có 154 tr ờng, tr ờng trung h c sở có 130 tr ờng; tr ờng trung h c phổ thông có 31 tr ờng d Tình trạng kinh tế - Sản xuất nông, lâm nghiệp, thủy sản Sản xuất nông lâm ng nghiệp gặp nhiều điều kiện khồng thuận lợi nh nng giữ đ ợc m c tăng tr ởng ổn đ nh - Sản xuất công nghiệp - xây dựng Trong 10 tháng 2017, số sản xuất cơng nghiệp ớc tính tăng 15,5% so với kỳ năm tr ớc; ớc năm 2017 tăng 15,65% so với năm tr ớc (năm 2016 tăng 10,1%) - Dịch vụ Th tr ờng bán lẻ hàng hóa d ch vụ tiêu dùng năm 2017 sôi động Trong 10 tháng đầu năm 2017, tổng m c bán lẻ hàng hóa doanh thu d ch vụ tiêu dùng ớc đ t 20.269,1 tỷ đồng, Ho t động kinh doanh vận tải đ a bàn tỉnh năm trì m c độ tăng tr ởng - Các ngành d ch vụ nh tín dụng - ngân hàng, công nghệ thông tin, truyền thông, khoa h c - công nghệ, bảo hiểm, y tế, giáo dục, … phát triển 1.1.2.2 Cơ sở hạ tầng a Hạ tầng giao thông vận tải: Quảng Tr có hệ thống giao thơng phát triển, thuận lợi đ ờng bộ, đ ờng sắt đ ờng th y b Hạ tầng kỹ thuật – xã hội: B u viễn thơng phát triển, hệ thống cấp điện, n ớc dùng cho sinh ho t sản xuất đ ợc đảm bảo Các d ch vụ vận tải, ngân hàng, bảo hiểm, y tế, giáo dục phát triển nhanh chóng 1.2 Di năbi năthiênătaiăng păl tătrongăth iăgianăqua 1.2.1 Tình hình thiên tai Việt nam Trong năm qua, khắp khu vực n ớc đư phải h ng ch u tất lo i hình thiên tai (trừ sóng thần), gây tổn h i nặng nề ng ời, tài sản, sở h tầng, tác động xấu đến môi tr ờng sống, sản xuất kinh doanh c a ng ời dân 1.2.2 Tổng quan thiên tai tỉnh Quảng Trị Theo số liệu thống kê từ năm 2009 - 2017, đ a bàn tỉnh ch u ảnh h ởng c a 39 bưo, ATNĐ, có 34 đợt lũ… Thiên tai đư làm 43 ng ời chết, 246 ng ời b th ơng giá tr thiệt h i tài sản lên đến khoảng 7.986 tỷ đồng 1.2.3 Tình hình ng păl tă ăl u v căsơngăB năH i a Tổng quan lưu vực Sông Bến Hải sông lớn th hai c a tỉnh Quảng Tr , sau sông Th ch Hưn, Sông Bến Hải bắt nguồn từ khu vực động Châu có độ cao 1.257 m, có chiều dài 65 km Hình 1-2 Bản đồ lưu vực sông Bến Hải b Đặc điểm kinh tế xã hội lưu vực sông Bến Hải - Đặc điểm dân số: Tổng dân số l u vực thuộc huyện Vĩnh Linh khoảng 35.789 ng ời, huyện Gio Linh 33.374 ng ời - Tình hình sử dụng đất sản xuất nông nghiệp - Cơ cấu kinh tế: c Đặc điểm lũ lưu vực Lũ tiểu mưn: Lũ tiểu mưn xuất vào tháng V, VI hàng năm; m a tiểu mưn gây lũ tiểu mưn Lũ sớm th ờng xuất vào cuối tháng VIII đến tháng I Lũ muộn th ờng xuất vào tháng II đến nửa đầu tháng I năm sau Lũ vụ lũ lớn năm; ch yếu xuất vào tháng tháng I d Tình hình thiên tai Các lo i lũ lụt xảy hàng năm Bến Hải phổ biến lũ vụ lũ tiểu mưn có năm xuất lũ sớm lũ muộn e Tình hình thiệt hại lũ lưu vực Mỗi năm mùa m a bưo về, lũ đư gây ngập lụt, thiệt h i lớn ng ời tài sản l u vực 1.3 Tìnhăhìnhăc ăs ăd ăli uă 1.3.1 Bản đồ 1.3.2 Số liệu Khí tượng thủy văn 1.3.3 Các tài liệu liên quan khác CH NGă2:ăXÂYăD NG MƠ HÌNH TH YăVĔNăMỌăPH NG DỊNG CH Y SÔNG B N H I 2.1 Gi i thi u mơ hình MIKE SHE 2.1.1 Tổng quan mơ hình MIKE SHE 2.1.2 Lịch sử phát triển mơ hình MIKE SHE 2.1.3 Lý thuyết mơ hình MIKE SHE 2.2 Thi t l p mơ hình MIKE SHE Để thể đ ợc đặc tính c a l u vực sơng Bến Hải, mơ hình MIKE-SHE đ ợc thiết lập với tất thành phần cấu thành dòng chảy l u vực nh : Dòng chảy mặt, dòng chảy ngầm, dòng chảy sơng, bốc hơi, dòng bưo hòa, dòng ch a bưo hòa 2.2.1 Phạm vi mơ Áp dụng mơ hình MIKE SHE để mơ khu vực tính tốn Kích th ớc l ới mơ phỏng: 30mx30m 2.2.2 Hiện trạng sở liệu phục vụ tính tốn a) Dữ liệu độ cao b) Bản đồ đất c) Dữ liệu sử dụng đất d) Mạng lưới sơng ngòi e) Số liệu khí tượng thủy văn (1) Số liệu m a: (2) Số liệu l u l ợng: f) Một số liệu cần thiết khác 2.3 Hi u ch nh kiểmăđ nh mô hình 2.3.1 Hiệu chỉnh mơ hình Chuỗi liệu từ năm 1997 đến 2004 đ ợc lấy làm thời đo n hiệu chỉnh thơng số c a mơ hình Hiệu chỉnh (1997-2004) Thông số L u l ợng (m3/s) MAE RMSE R R2 (hệ số NASH) 7.873 18.688 0.867 0.729 Tr m Gia Voòng 10 2.3.3 Nhận xét kết hiệu chỉnh kiểm định Mơ hình đ ợc hiệu chỉnh kiểm đ nh thông qua l u l ợng thực đo t i tr m Gia Voòng thời gian 17 năm, từ năm 1997 đến năm 2013 Kết thể đ ờng q trình dòng chảy mơ thực đo có hình d ng t ơng đồng, đỉnh lũ mô bám sát đỉnh lũ thực đo Đồng thời số thống kê nh hệ số t ơng quan (R) hệ số Nash sutcliffe (R2) đ t cao Do mơ hình đ t độ tin cậy cần thiết để sử dụng mô l i q trình dòng chảy khu vực nghiên c u CH NGă3: MÔ PH NG NG P L T H DU 3.1 Xơyăd ngămơ hình th yăl c 3.1.1 Xây dựng mơ hình thủy lực chiều a) Mạng lưới sơng: Ph m vi tính tốn th y lực bao gồm: hệ thống sông Bến Hải, sông Sa Lung, sơng Cánh Hòm b) Mặt cắt sơng: Đ a hình lòng sơng đ ợc đ a vào mơ hình d ới d ng sở liệu mặt cắt Mặt cắt sông đ ợc thừa h ởng từ dự án tr ớc nh bổ sung từ DEM c) Các số liệu biên mơ hình: Các biên th ợng l u: Q(t) l u l ợng sông Bến Hải, Sơng Sa Lung từ sơng Cánh Hòm + Biên h l u: M ợn biên mực n ớc Cửa Việt 3.1.2 Xây dựng mơ hình thủy lực chiều a) Lưới tính tốn 2D Ph m vi mô phỏng: Vùng h l u sông Bến Hải đến xã nằm cửa sông Các thông số mơ hình: - Số phần tử (Element in file): 3.012; - Số nút (Notes in file): 1.767; - Góc nhỏ 26000; - Diện tích nhỏ nhất: 5,416m2 b) Biên Giá tr dòng chảy t i khu vực th ợng l u đ ợc lấy từ mơ hình MIKE 11 đ ợc kết nối mơ hình MIKE FLOOD Các giá tr thể trao đổi hai mơ hình MIKE 11 MIKE 21 11 3.1.3 Thi t l p mơ hình mơ ph ng MIKE FLOOD Kết nối đ ợc sử dụng để thiết lập mô MIKE FLOOD kết nối bên 3.2 Hi uăch nhăvƠăkiểmăđ nhămơăhình 3.2.1 Hiệu chỉnh mơ hình a) Số liệu tính tốn - Biên lưu lượng: Đ ợc tính từ MIKE SHE - Mực nước thực đo: Tr m Hiền L ơng năm 2006 - Thời gian mơ phỏng: Thời gian tính tốn theo trận lũ năm 2006, từ ngày 21/9 đến 30/9 với b ớc thời gian mô giây b) Kết tính tốn: Để kiểm tra tính xác c a kết tính tốn, nghiên c u sử dụng tiêu R, NASH để đánh giá sai số c a mơ hình Các số RMSE: 0,41; R: 0,807; NASH: 0,52; chênh lệch H(m): 0,058 Đ ờng trình l u l ợng tính tốn thực đo: Đ NGăQUÁăTRỊNHăM CăN CăT IăTR MăHI NăL NĔMă2006 Th căđo NG Mơăph ng -1 Hình 3-16: So sánh đường mực nước trạm Hiền Lương đợt lũ tháng 9/2006 Nhận xét: So sánh mực n ớc mô với thực đo t i tr m Hiền L ơng nhận thấy thời gian xuất đỉnh lũ phù hợp Kết tính tốn thực đo đỉnh lũ tr m Hiền L ơng có chênh lệch không đáng kể (t i tr m Hiền L ơng tính tốn 1,808m so với đo đ c 1,75m chênh lệch 0,058m) 3.2.2 Kiểm định mơ hình a) Số liệu tính tốn: 12 - Biên lưu lượng: Đ ợc tính từ MIKE SHE - Mực nước thực đo: Tr m Hiền L ơng năm 2009 - Thời gian mô phỏng: Thời gian tính tốn theo trận lũ năm 2009, từ ngày 21/9 đến ngày 09/10/2009 với b ớc thời gian mơ giây b Kết tính toán: Các số RMSE: 0,697; R: 0,914; NASH: 0,798; chênh lệch H(m): 0,369 Đ ờng trình l u l ợng tính tốn thực đo: Đ NGăQăTRỊNHăM CăN CăT IăTR MăHI NăL NGăNĔMă2009 2.5 Th căđo Mơăph ng 1.5 0.5 Hình 3-17: So sánh đường mực nước trạm Hiền Lương đợt lũ năm 2009 Nhận xét: So sánh mực n ớc mô với thực đo t i tr m Hiền L ơng nhận thấy thời gian xuất đỉnh lũ phù hợp Tuy nhiên kết tính tốn đỉnh lũ tính tốn t i tr m Hiền L ơng chênh lệch (t i tr m Hiền L ơng tính tốn 2,679m so với kết đo đ c thực tế 2,31m) Sự chênh lệch thông số mơ hình ch a thể mơ sát với đ a hình thực tế, ch n thơng số cho mơ hình sử dùng chung cho tồn đ a hình nh ng thực tế t i số khu vực có khác biệt lớn đ a hình dẫn đến kết tính tốn mơ có sai số nh Đồng thời, h n chế c a tài liệu đo đ c đặc tr ng dòng chảy khu vực nghiên c u, đầu vào c a mơ hình MIKE 21 l i 10/9/2009 1:00 10/8/2009 7:00 10/7/2009 13:00 10/6/2009 19:00 10/6/2009 1:00 10/5/2009 7:00 10/4/2009 13:00 10/3/2009 1:00 10/3/2009 19:00 10/2/2009 7:00 10/1/2009 13:00 9/30/2009 1:00 9/30/2009 19:00 9/29/2009 7:00 9/28/2009 13:00 9/27/2009 1:00 9/27/2009 19:00 9/26/2009 7:00 9/25/2009 13:00 9/24/2009 19:00 9/24/2009 1:00 9/23/2009 7:00 9/22/2009 13:00 -0.5 9/21/2009 19:00 13 đầu c a mơ hình thuỷ lực chiều MIKE 11 nên kết tính tốn theo mơ hình MIKE FLOOD khơng tránh khỏi sai khác so với số liệu thực đo Kết mô theo tiêu Nash 0,798 đ t lo i khá, kết cho thấy kết mô mơ hình có độ xác tốt, thơng số độ nhám Maning (n) đ ợc sử dụng để kiểm đ nh giai đo n Với kết đ t đ ợc trình kiểm đ nh ch ng tỏ thơng số thiết lập c a mơ hình phù hợp để tiến hành mô ngập lụt cho vùng h l u l u vực sông Bến Hải 3.3 Xơyăd ngăb năđ ăng p l t ngăv iăcácătr ngă h p Sử dụng thông số đư xác đ nh phần để tiến hành tính tốn mơ k ch ngập lụt Trong khuôn khổ luận văn h c viên xây dựng k ch t ơng ng với tần suất lũ 0,5%, 1%, 2%, 5%, 10% (theo mục 6.1.3 TCKT03:2015) mô trận lũ c a năm 1999, 2005, 2006, 2009 2012 h l u l u vực sông Bến Hải 3.3.1 Mô kịch ngập lụt ứng với tần suất lưu lượng 0,5% Thống kê diện tích ngập theo loại đất ứng với tần suất lũ 0,5% 14 Lo i đất b ngập (ha) KB1 - 0.5% Mặt n ớc 493.28 Đất rừng sản xuất 5.33 Ruộng lúa 2249.23 Rừng phòng hộ 5.77 Đất sở sản xuất kinh doanh 16.79 Đất nông thôn Đất nghĩa trang 221.73 36.10 Nh n xét: Khi xảy lũ 0,5% đỉnh lũ đ t 3,665m, gây ngập cho 5/22 xã thuộc huyện Gio Linh bao gồm xư Trung Sơn, Trung Hải, Trung Giang, Gio Phong, Gio Mỹ; 6/22 xã thuộc huyện Vĩnh Linh bao gồm xư Vĩnh Sơn, Vĩnh Lâm, Vĩnh Hòa, Vĩnh Thành, Vĩnh Giang, th trấn Vĩnh Quang b ngập lụt nhiều khu vực Qua kết mô ngập lụt vùng h du l u vực sông Bến Hải theo tần suất l u l ợng 0,5% ng với m c ngập cụ thể, sử dụng phần mềm ArcGIS thống kê diện tích ngập, nhận thấy với tần suất lũ 0,5% đỉnh lũ 3,665m t i v trí tr m th y văn Hiền L ơng, tổng diện tích ngập c a 11 xã thuộc hai huyện Vĩnh Linh Gio linh vùng h du l u vực sông Bến Hải 3.651 3.3.2 Mô kịch ngập lụt ứng với tần suất lưu lượng 1% Thống kê diện tích ngập theo loại đất ứng với tần suất lũ 1% 15 Lo i đất Mặt n ớc KB2 - 1% 481.68 Đất rừng sản xuất 5.33 Ruộng lúa Rừng phòng hộ Đất sở sản xuất kinh doanh 2081.96 4.77 15.56 Đất nông thôn 196.91 Đất nghĩa trang 35.42 Nhận xét: Khi xảy lũ 1% đỉnh lũ đ t 3,528m gây ngập cho 5/22 xã, th trấn thuộc huyện Gio Linh bao gồm xã Trung Sơn, Trung Hải, Trung Giang, Gio Phong, Gio Mỹ; 6/22 xã, th trấn thuộc huyện Vĩnh Linh bao gồm xư Vĩnh Sơn, Vĩnh Lâm, Vĩnh Hòa, Vĩnh Thành, Vĩnh Giang, th trấn Vĩnh Quang b ngập lụt nhiều khu vực Qua kết mô ngập lụt vùng h du l u vực sông Bến Hải theo tần suất l u l ợng 1% ng với m c ngập cụ thể, sử dụng phần mềm ArcGIS thống kê diện tích ngập, nhận thấy với tần suất lũ 1% đỉnh lũ 3,528m t i v trí Hiền L ơng, tổng diện tích ngập c a 11 xã thuộc hai huyện Vĩnh Linh Gio linh vùng h du l u vực sông Bến Hải 3.418 3.3.3 Mô kịch ngập lụt ứng với tần suất lưu lượng 2% Thống kê diện tích ngập theo loại đất ứng với tần suất lũ 2% 16 Lo i đất Mặt n ớc KB3 - 2% 474.59 Đất rừng sản xuất 5.33 Ruộng lúa Rừng phòng hộ Đất sở sản xuất kinh doanh 1994.83 4.04 14.95 Đất nông thôn 181.55 Đất nghĩa trang 35.15 Nhận xét: Khi xảy lũ 2% đỉnh lũ đ t 3,350m gây ngập cho 5/22 xã, th trấn thuộc huyện Gio Linh bao gồm xã Trung Sơn, Trung Hải, Trung Giang, Gio Phong, Gio Mỹ; 6/22 xã, th trấn thuộc huyện Vĩnh Linh bao gồm xư Vĩnh Sơn, Vĩnh Lâm, Vĩnh Hòa, Vĩnh Thành, Vĩnh Giang, th trấn Vĩnh Quang b ngập lụt nhiều khu vực Qua kết mô ngập lụt vùng h du l u vực sông Bến Hải theo tần suất l u l ợng 2% ng với m c ngập cụ thể, sử dụng phần mềm ArcGIS thống kê diện tích ngập, nhận thấy với tần suất lũ 2% đỉnh lũ 3,350m t i v trí Hiền L ơng, tổng diện tích ngập c a 11 xã thuộc hai huyện Vĩnh Linh Gio linh vùng h du l u vực sông Bến Hải 3.292 3.3.4 Mô kịch ngập lụt ứng với tần suất lưu lượng 5% Thống kê diện tích ngập theo loại đất ứng với tần suất lũ 5% 17 Lo i đất Mặt n ớc KB4 - 5% 447.74 Đất rừng sản xuất 0.87 Ruộng lúa Rừng phòng hộ Đất sở sản xuất kinh doanh 1830.07 0.93 12.13 Đất nông thôn 160.14 Đất nghĩa trang 26.57 Nhận xét: Khi xảy lũ 5% đỉnh lũ đ t 3,135m gây ngập cho 5/22 xã, th trấn thuộc huyện Gio Linh bao gồm xã Trung Sơn, Trung Hải, Trung Giang, Gio Phong, Gio Mỹ; 6/22 xã, th trấn thuộc huyện Vĩnh Linh bao gồm xư Vĩnh Sơn, Vĩnh Lâm, Vĩnh Hòa, Vĩnh Thành, Vĩnh Giang, th trấn Vĩnh Quang b ngập lụt nhiều khu vực Qua kết mô ngập lụt vùng h du l u vực sông Bến Hải theo tần suất l u l ợng 5% ng với m c ngập cụ thể, sử dụng phần mềm ArcGIS thống kê diện tích ngập, nhận thấy với tần suất lũ 5% đỉnh lũ 3,135m t i v trí Hiền L ơng, tổng diện tích ngập c a 11 xã thuộc hai huyện Vĩnh Linh Gio linh vùng h du l u vực sông Bến Hải 3.037 3.3.5 Mô kịch ngập ứng với tần suất lưu lượng 10% Thống kê diện tích ngập theo loại đất ứng với tần suất lũ 10% 18 Lo i đất Mặt n ớc KB5 - 10% 413.88 Đất rừng sản xuất 0.24 Ruộng lúa 1728.76 Rừng phòng hộ 0.93 Đất sở sản xuất kinh doanh 9.82 Đất nông thôn Đất nghĩa trang 143.05 23.13 Đất nông thôn Đất nghĩa trang 167.91 34.55 Nhận xét: Khi xảy lũ 10% đỉnh lũ đ t 2,896m gây ngập cho 5/22 xã, th trấn thuộc huyện Gio Linh; 6/22 xã, th trấn thuộc huyện Vĩnh Linh bao gồm xư Vĩnh Sơn, Vĩnh Lâm, Vĩnh Hòa, Vĩnh Thành, Vĩnh Giang, th trấn Vĩnh Quang b ngập lụt nhiều khu vực 3.3.6 Mô ngập lụt trận lũ năm 1999 gây Thống kê diện tích ngập theo loại đất trận lũ năm 1999 Lo i đất b ngập (ha) Lũ 1999 Mặt n ớc 466.25 Đất rừng sản xuất 5.33 Ruộng lúa 1855.26 Rừng phòng hộ 0.93 Đất sở sản xuất kinh doanh 13.57 Nhận xét: Qua kết mô ngập lụt vùng h du l u vực sông Bến Hải trận lũ năm 1999 đỉnh lũ 3,187m, ng với m c ngập cụ thể, sử dụng phần mềm ArcGIS thống kê diện tích ngập thu đ ợc kết tổng diện tích ngập c a 11 xã thuộc hai huyện Vĩnh Linh Gio linh vùng h du l u vực sông Bến Hải 3.117 ha, kiểm tra đối chiếu với số liệu thống kê c a Ban Chỉ huy PCTT & TKCN hai huyện Gio Linh Vĩnh Linh cho thấy số liệu tính tốn đ t kết tốt 3.3.7 Mô ngập lụt trận lũ năm 2005 gây Thống kê diện tích ngập theo loại đất trận lũ năm 2005 Lo i đất b ngập (ha) Mặt n ớc Lũ 2005 442.62 Đất rừng sản xuất 0.87 Ruộng lúa 1813.09 Rừng phòng hộ 0.93 Đất sở sản xuất kinh doanh 12.04 Đất nông thôn Đất nghĩa trang 158.62 26.57 Nhận xét: Qua kết mô ngập lụt vùng h du l u vực sông Bến Hải trận lũ năm 2005 đỉnh lũ đ t 3,090m, ng với m c ngập cụ thể, sử dụng phần mềm ArcGIS thống kê diện tích ngập thu đ ợc kết tổng diện tích ngập c a 11 xã thuộc hai 19 huyện Vĩnh Linh Gio linh vùng h l u sông Bến Hải 3.010 nhỏ diện tích ngập 3.117 trận lũ năm 1999 gây ra, số liệu tính tốn mô phù hợp với kết thực tế 3.3.8 Mô ngập lụt trận lũ năm 2006 gây Thống kê diện tích ngập theo loại đất trận lũ năm 2006 Lo i đất b ngập (ha) Mặt n ớc Lũ 2006 312.95 Đất rừng sản xuất 0.24 Ruộng lúa 1197.13 Rừng phòng hộ Đất sở sản xuất kinh doanh 0.16 2.70 Đất nông thôn Đất nghĩa trang 78.77 21.21 Nhận xét: Qua kết mô ngập lụt vùng h du l u vực sông Bến Hải trận lũ năm 2006 đỉnh lũ đ t 1,68m, ng với m c ngập cụ thể, sử dụng phần mềm ArcGIS thống kê diện tích ngập thu đ ợc kết tổng diện tích ngập c a 11 xã thuộc hai huyện Vĩnh Linh Gio linh vùng h l u sông Bến Hải 2.027 nhỏ diện tích ngập 3.010 trận lũ năm 2005 gây ra, số liệu tính tốn mơ phù hợp với kết thực tế 3.3.9 Mô ngập lụt trận lũ năm 2009 gây Thống kê diện tích ngập theo loại đất trận lũ năm 2009 Lo i đất b ngập (ha) Lũ 2009 Mặt n ớc 399.55 Đất rừng sản xuất 0.24 Ruộng lúa 1469.69 Rừng phòng hộ 0.17 Đất sở sản xuất kinh doanh 4.33 Đất nông thôn Đất nghĩa trang 120.73 21.76 Nhận xét: Qua kết mô ngập lụt vùng h du l u vực sông Bến Hải trận lũ năm 2009 đỉnh lũ đ t 2,706m, ng với m c ngập cụ thể, sử dụng phần mềm ArcGIS thống kê diện tích ngập thu đ ợc kết tổng diện tích ngập c a 11 xã thuộc hai huyện Vĩnh Linh Gio linh vùng h du l u vực sông Bến Hải 2.456 lớn diện tích ngập 2.027 trận lũ năm 2006 gây ra, số liệu tính tốn mơ phù h p với kết thực tế 3.3.10 Mô ngập lụt trận lũ năm 2012 gây Thống kê diện tích ngập theo loại đất trận lũ năm 2012 20 Lo i đất b ngập (ha) Mặt n ớc Lũ 2012 336.49 Đất rừng sản xuất 0.24 Ruộng lúa 1364.43 Rừng phòng hộ Đất sở sản xuất kinh doanh 0.15 2.92 Đất nông thôn Đất nghĩa trang 89.81 21.25 Nhận xét: Qua kết mô ngập lụt vùng h du l u vực sông Bến Hải trận lũ năm 2012 đỉnh lũ đ t 1,807m, ng với m c ngập cụ thể, sử dụng phần mềm ArcGIS thống kê diện tích ngập thu đ ợc kết tổng diện tích ngập c a 11 xã thuộc hai huyện Vĩnh Linh Gio linh vùng h du l u vực sông Bến Hải 2.261 nhỏ diện tích ngập 2.456 trận lũ năm 2009 gây ra, số liệu tính tốn mơ phù hợp với kết thực tế K T LU N VÀ KI N NGH K t lu n L u vực sông Bến Hải sông lớn th hai c a tỉnh Quảng Tr , sau sơng Th ch Hãn, với diện tích l u vực lên tới 809km2, dòng chảy sơng Bên Hải có v trí quan tr ng phát triển KT H đ a ph ơng Tuy nhiên, năm qua, bên c nh mặt tích cực, dòng chảy sơng Bến Hải gây tác động tiêu cực tới đời sống nhân dân h du, thiên tai ngập lụt Mô trình ngập lụt đ ợc xem ph ơng th c hiệu để phòng chống ch động giảm nhẹ thiên tai ngập lụt cho khu vực Trên sở đó, h c viên tiến hành nghiên c u mơ q trình ngập lụt h du sơng Bến Hải Với mục đích cung cấp điều kiện biên đầu vào phục vụ mô ngập lụt, mơ hình th y văn phân bố MIKE SHE đư xây dựng cho tồn l u vực sơng Bến Hải l u vực lân cận sông Th ch Hưn Mơ hình đ ợc thiết lập với tài liệu đ a hình, đ a chất, sử dụng đất vào số liệu khí t ợng th y văn nên đ ợc kỳ v ng tăng tính chắn cho việc mơ q trình th y văn c a l u vực từ cung cấp số liệu đầu vào tin cậy cho mơ hình th y lực Mơ hình th y văn đ ợc hiệu chỉnh kiểm đ nh so với dòng chảy thực đo t i tr m Gia Voòng thời đo n 08 năm, kết so sánh với hệ số NASH đ t tới 0.73 hệ số t ơng quan đ t tới 0.87 cho thấy mơ hình đ t m c độ tin cậy cần thiết việc mơ q trình dòng chảy t i l u vực nghiên c u Để mơ q trình ngập lụt, 21 mơ hình th y lực chiều kết nối chiều – MIKE FLOOD đ ợc thiết lập, hiệu chỉnh kiểm đ nh so với hai trận lũ điển hình năm 2006, 2009 Hiệu suất mô c a mô hình MIKE FLOOD cao, giá tr hệ số NASH đ t tới 0,80, hệ số t ơng quan đ t tới 0,91 sai số đỉnh lũ nhỏ 0,6 cm ng dụng kết mơ hình th y văn MIKE SHE, mơ hình th y lực MIKE FLOOD, h c viên đư tiến hành mô ngập lụt cho trận lũ điển hình đư diễn l u vực vào năm 1999, 2005, 2006, 2009, 2012 nh mô ngập lụt với tần suất khác 0.5%, 1%,2%,5%, 10% Từ kết mơ hình h c viên đư thống kê đ ợc diện tích ngập, nh m c ngập theo đ a ph ơng xây dựng hệ thống đồ thiệt h i t ơng ng Kết đề tài đ ợc kỳ v ng cung cấp nhìn trình ngập lụt h du sơng Bến Hải, làm sở để quyền đ a ph ơng xây dựng k ch ửng phó với thiên tai Đề tài kỳ v ng sở để tính tốn nhanh thiệt h i nh khắc phụ hậu thiên tai đ a bàn nghiên c u Ki n ngh Để nâng cao m c độ tin cậy c a kết luận văn này, cần tiếp tục có nghiên c u sâu hơn, đầy đ , chi tiết đặc biệt yêu cầu việc đồng c a liệu đầu vào, nh xét đầy đ yếu tố có ảnh h ởng đến chu trình th y văn (nh vận hành c a hồ ch a, yếu tố chuyển n ớc l u vực sông, thay đổi th ờng xuyên c a thảm thực vật, sử dụng đất,…) Cần đặt thêm tr m đo t i v trí th ợng l u h l u để kết dự báo đ ợc xác Từ kết nghiên c u ảnh h ởng lũ lụt sông Bến Hải h c viên đề xuất số giải pháp để giảm thiểu r i ro lũ lụt: - Giải pháp phi cơng trình: i) Trồng rừng bảo vệ chăm sóc rừng đầu nguồn l u vực sông Bến Hải để giảm dòng chảy mặt, điều hòa dòng chảy ngầm; ii) Tăng c ờng công tác cảnh báo, dự báo việc nâng cấp xây dựng tr m thuỷ văn: Gia Voòng, Bến Quan, xây dựng bổ sung tr m quan trắc Th y văn khu vực h l u sông Bến Hải (h l u sông Bến Hải khơng có tr m quan trắc khí t ợng, th y văn); iii) Thực đề án 1002 - Nâng cao nhận th c cộng đồng Quản lý r i ro thiên tai dựa vào cộng đồng đ ợc Th t ớng Chính 22 ph phê duyệt t i QĐ số 1002/QĐ-TTg ngày 13/7/2009; Mục tiêu c a đề án Nâng cao nhận th c cộng đồng tổ ch c có hiệu mơ hình quản lý r i ro thiên tai dựa vào cộng đồng cho cấp, ngành, đặc biệt quyền ng ời dân làng, xã nhằm giảm đến m c thấp thiệt h i ng ời tài sản, h n chế phá ho i tài nguyên thiên nhiên, môi tr ờng di sản văn hóa thiên tai gây ra, góp phần bảo đảm phát triển bền vững c a đất n ớc, bảo đảm quốc phòng, an ninh iv) Công tác quy ho ch: Khi tiến hành quy ho ch khu dân c , khu công nghiệp, cơng trình quan tr ng khơng nên xây dựng t i vùng th ờng xuyên ngập lụt vùng đồng ven sông gần cửa sông v) Chuyển đổi lo i trồng, ch n giống phù hợp theo mùa vụ - Giải pháp cơng trình: i) Khơi thơng dòng chảy sơng, mở rộng mặt cắt b co hẹp; mở rộng cửa sông t i Cửa Tùng, b bồi lấp ii) ác đ nh l i cao trình tuyến đê sơng để xây dựng cơng trình đê bảo vệ cho khu dân c đông đúc, khu nuôi trồng th y sản nh sản xuất nông nghiệp iii) Tôn khu vực dự kiến xây đảm bảo không b ảnh h ởng ngập lụt NH NG V NăĐ T N T IăVĨăH NG NGHIÊN C U TI P C AăĐ TÀI T năt i: Tuy luận văn đư đ a đ ợc thơng số mơ hình nhiên để hồn thiện cần tiến hành cách kiểm đ nh thêm cho vài trận lũ năm tới Luận văn đư thể đ ợc đồ vùng ngập với nhiều chiều sâu khác nhau, nhiên để đánh giá đ ợc kết thể c a luận văn đư phù hợp với điều kiện thực tế cần có thêm nhiều số liệu vết lũ cho trận lũ cụ thể để có sở đánh giá m c độ tin cậy c a đồ Ngoài m c độ tin cậy c a đồ ngập lụt phụ thuộc nhiều vào độ xác c a số liệu đầu vào, liệu cao độ đ a hình, đ a vật, thảm ph 23 Luận văn đư xác đ nh đ ợc v trí ngập m c ngập cho k ch nhiên ch a xác đ nh đ ợc cụ thể số ng ời dân, số hộ dân ch u ảnh h ởng trực tiếp, số liệu cần thiết việc xây dựng ph ơng án di dời đảm bảo an toàn cho ng ời dân khu vực nên cần thời gian để điều tra thêm Do thời gian thực luận văn t ơng đối ngắn, h c viên ch a thể mô diễn biến ngập lụt h du sông Bến Hải ng với k ch Biến Đổi Khí Hậu t ơng lai Điều này, dẫn tới đề tài ch a thể phán ánh cách cụ thể nh dự đoán hậu c a trình ngập lụt t ơng lai Do cửa c a sông Bến Hải liệu đo mực n ớc, nên nghiên c u h c viên phải m ợn điều kiện biên h l u từ Cửa Việt, điều dẫn tới có khơng xác đ nh vấn đề mô ngập lụt h du sông Bên Hải Số l ợng mặt cắt sông sử dụng mô đ ợc kế thừa từ nhiều nguồn khác nhau, đo đ c giai đo n khác nên gây khơng xác đ nh việc mơ ngập lụt H ngănghiênăc uăti pătheoăc aăđ ătƠi: Từ số kết đ t đ ợc nh đư nêu trên, triển khai đề tài tính tốn ngập lụt cho tòa l u vực sơng Bến Hải nh l u vực sông khác đ a bàn tỉnh Quảng Tr Điều tra số liệu cụ thể dân c , sở h tầng, đất sản xuất … b ảnh h ởng ngập lụt vùng h du l u vực sông Bến Hải để có sở hổ trợ cho Ban Chỉ huy PCTT TKCN cấp việc Quyết đ nh đ o điều hành cơng tác phòng, chống thiên tai Là sở để phục vụ việc lập Kế ho ch PCTT cho đ a ph ơng vùng b ảnh h ởng 24 DANHăM CăTĨIăLI UăTHAMăKH O Ti ng Vi t [1] Hà Văn Khối, Th y văn cơng trình nâng cao, (2002), Bài giảng sau đại học, ĐHTL [2] Nguyễn Hữu Khải, Nguyễn Thanh Sơn, (2003), Mơ hình tốn thủy văn, nxb Đ i h c QG Hà Nội [3] Leo C.Van Rijn,(2004), Các nguyên lý dòng chảy chất lỏng sóng mặt sơng, cửa sơng, biển đại dương (Nguyễn Thọ Sáo dịch), Đ i h c Khoa h c tự nhiên [4] Nguyễn Cảnh Cầm, (2006), Thủy lực dòng hở, nxb Xây dựng [5] Hoàng Thanh Tùng, L V Nghinh, (2006), “Các giải pháp phòng chống lũ lụt giảm nhẹ thiên tai Miền Trung”, T p chí Khoa h c Kỹ thuật Th y lợi Môi tr ờng số 14 - 2006 [6] Lê Văn Nghinh nnk, (2006), Giáo trình cao học Thủy lợi Mơ hình tốn Thủy văn, nxb ây dựng [7] Nguyễn Văn Lý nnk, (2009), Xây dựng đồ nguy ngập lụt tỉnh Quảng Trị, Sở KHCN tỉnh Quảng Tr [8] Tô Thúy Nga, Lê Hùng, (2014), Sổ tay thực hành mơ hình th y văn - th y lực, ĐHBK Đà N ng [9] Tiêu chuẩn kỹ thuật TCKT03:2015 (2015) Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn [10] Võ Hoàng Hiệp, (2017), “Đánh giá tác động hồ chứa nước Đồng Mít ảnh hưởng biến đổi khí hậu đến dòng chảy sơng La Tinh, Bình Định” Luận văn th c sĩ khoa h c, ĐHBK Đà N ng [11] Viện Khoa h c Th y lợi Việt Nam, 2016, “ ây dựng đồ ngập lụt n ớc biển dâng tình bão m nh khu vực tỉnh Quảng Tr ” Ti ng Anh [12] DHI, (2007), A modelling System for Rivers and Chanells, Reference Manual [13] DHI, (2006), MIKE Zero Step by Step, Trainning guide [14] DHI, (2007), Reference Manual MIKE FLOOD [15] DHI, (2007), Reference Manual MIKE 21 ... độ ngập lụt m a lũ - Ph m vi nghiên c u: Chỉ tập trung nghiên c u cho vùng h l u sông Bến Hải đến cửa Tùng, huyện Vĩnh Linh, Gio Linh, tỉnh Quảng Tr 4.ăN iădungănghiênăc u: Mô ngập lụt h l u sông. .. tỷ đồng 1.2.3 Tình hình ng păl tă ăl u v c sông B năH i a Tổng quan lưu vực Sông Bến Hải sông lớn th hai c a tỉnh Quảng Tr , sau sông Th ch Hưn, Sông Bến Hải bắt nguồn từ khu vực động Châu có... tốn ngập lụt cho tòa l u vực sơng Bến Hải nh l u vực sông khác đ a bàn tỉnh Quảng Tr Điều tra số liệu cụ thể dân c , sở h tầng, đất sản xuất … b ảnh h ởng ngập lụt vùng h du l u vực sông Bến