Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE FLOOD xây dựng bản đồ ngập lụt lưu vực sông kôn hà thanh

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MƠ HÌNH MIKE FLOOD XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT LƯU VỰC SÔNG KÔN - HÀ THANH NGUYỄN VĂN LÝ CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN HỌC MÃ SỐ: 60440224 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRẦN DUY KIỀU HÀ NỘI, NĂM 2017 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Cán hướng dẫn : PGS TS Trần Duy Kiều Cán chấm phản biện : PGS.TS Nguyễn Hữu Khải Cán chấm phản biện : PGS.TS Nguyễn Kiên Dũng Luận văn thạc sĩ bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Ngày 27 tháng 12 năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn “Nghiên cứu ứng dụng mơ hình MIKE FLOOD xây dựng đồ ngập lụt lưu vực sông Kôn - Hà Thanh” công trình nghiên cứu của riêng Các sô liệu, kết trình bày luận văn trung thực chưa từng công bô bất ky nghiên cứu khác Trong luận văn có sử dụng tài liệu tham khảo trích dẫn rõ ràng, sơ liệu thu thập phục vụ nghiên cứu sơ liệu thớng Hà Nội, ngày 27 tháng 12 năm 2017 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Học viên thực Nguyễn Văn Lý I LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận văn này, tơi xin chân thành gửi lời cảm ơn tới PGS.TS Trần Duy Kiều, thầy trực tiếp hướng dẫn khoa học cho luận văn của Các Thầy, Cô Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội Đặc biệt Thầy, Cơ thuộc Khoa Khí tượng Thủy văn, nhiệt tình hướng dẫn giúp đỡ trình học tập làm luận văn tớt nghiệp Lãnh đạo đồng nghiệp quan công tác tạo điều kiện cho tơi q trình tham gia khóa học hồn thành luận văn tớt nghiệp Trong trình làm luận văn giới hạn thời gian nên khơng tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, tơi mong nhận cảm thơng ý kiến đóng góp quý báu của Thầy, Cơ để tơi hồn thành tớt luận văn tốt nghiệp Xin trân trọng cảm ơn./ Học viên Nguyễn Văn Lý II THÔNG TIN LUẬN VĂN + Họ tên học viên: Nguyễn Văn Lý + Lớp: CH2AT + Cán hướng dẫn: PGS TS Trần Duy Kiều + Tên luận văn: Nghiên cứu ứng dụng mô hình MIKE FLOOD xây dựng đồ ngập lụt lưu vực sơng Kơn - Hà Thanh + Tóm tắt luận văn: Lưu vực sông Kôn - Hà Thanh lưu vực sơng lớn của tỉnh Bình Định, có vị trí địa lý vai trò quan trọng phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Những năm gần đây, lũ, ngập lụt lưu vực sông tăng tần sô lẫn cường độ, gây thiệt hại lớn tính mạng tài sản của nhân dân, làm khó khăn trình ứng phó thiên tai địa phương, có lũ lớn Để chu động, kịp thời ứng phó với lũ lớn xảy lưu vực sơng, giải pháp giúp cho cơng tác phòng chớng thiên tai đạt hiệu quả, xây dựng đồ ngập lụt ứng với tần suất xuất lũ lớn lưu vực sông Kôn - Hà Thanh hết sức cần thiết, nhằm giảm thiểu thiệt hại lũ, lụt gây Bình Định nâng cao lực cơng tác phòng chớng thiên tai Bằng việc nghiên cứu ứng dụng mơ hình MIKE FLOOD xây dựng đồ ngập lụt Luận văn thu thập sở liệu địa hình, sơ liệu khí tượng thuy văn; nghiên cứu tổng quan tình hình ngập lụt lưu vực sông Kôn - Hà Thanh; thiết lập, hiệu chỉnh kiểm định thông sô mô hình MIKE 11 mô hình MIKE 21 Xây đồ ngập lụt hạ lưu sông Kôn - Hà Thanh ứng với tần suất mưa lũ 1%, 3%, 5%, 10% MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II THÔNG TIN LUẬN VĂN III MỤC LỤC IV DANH MỤC BẢNG VI DANH MỤC HÌNH .VII DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT IX MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN LƯU VỰC SÔNG KÔN - HÀ THANH 1.1 Tổng quan nghiên cứu lũ, lụt 1.2 Tổng quan vùng nghiên cứu 1.2.1.Vị trí địa lý 1.2.2 Đặc điểm địa hình, địa chất, thổ nhưỡng, thảm phu 1.2.3 Đặc điểm khí hậu, thủy văn 1.2.4 Mạng lưới sông suối 1.2.5 Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn 10 1.2.6 Đặc điểm mưa lũ, ngập lụt 12 1.3 Nhận xét chương 15 CHƯƠNG CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG 17 BẢN ĐỒ NGẬP LỤT 17 2.1 Hướng tiếp cận 17 2.2 Cơ sở lý thút cua mơ hình tốn 18 2.2.1 Mô hình MIKE NAM 18 2.2.2 Mơ hình MIKE 21 Toolbox 21 2.2.3 Mô hình MIKE 11 22 2.2.4 Mơ hình MIKE 21 26 2.2.5 Kết nới Mơ hình MIKE FLOOD 28 2.3 Cơ sở liệu 30 2.3.1 Dữ liệu địa hình 30 2.3.2 Tài liệu khí tượng thủy văn hải văn 31 2.3.3 Sô liệu kịch đầu vào 31 2.4 Nhận xét chương 36 CHƯƠNG ỨNG DỤNG MƠ HÌNH MIKE FLOOD XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT SÔNG KÔN - HÀ THANH 37 3.1 Thiết lập hiệu chỉnh mơ hình MIKE NAM 37 3.1.1 Thiết lập mơ hình MIKE NAM 37 3.1.2 Hiệu chỉnh mơ hình MIKE NAM 38 3.2.Thiết lập hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình MIKE11 41 3.2.1 Thiết lập mơ hình MIKE 11 41 3.2.2 Hiệu chỉnh kiểm định mô hình MIKE 11 43 3.3 Thiết lập hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình MIKE FLOOD 50 3.3.1 Thiết lập mơ hình MIKE 21FM 50 3.3.2 Thiết lập mơ hình MIKE FLOOD 51 3.3.3 Hiệu chỉnh kiểm định mơ hình MIKE FLOOD 53 3.4 Xây dựng đồ ngập lụt 55 3.4.1 Lựa chọn kịch xây dựng đồ ngập lụt 55 3.4.2 Kết xây dựng đồ ngập lụt 55 3.4.3 Đánh giá kết ngập lụt 60 3.4.4 Ứng dụng đồ ngập lụt 61 3.5 Nhận xét chương 62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 PHỤ LỤC DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1.1: Cán cân nước lưu vực sông Kôn - Hà Thanh Bảng 1.2: Danh sách trạm KTTV lưu vực sông Kôn - Hà Thanh 12 Bảng 1.3: Lượng mưa sinh lũ sông Kôn - Hà Thanh(1977-2016) 13 Bảng 1.4: Tổng lượng lũ lớn thời đoạn Bình Tường 14 Bảng 1.5: Phân cấp lũ sơ vị trí lưu vực sơng Kơn - Hà Thanh [8] 15 Bảng 2.1: Thông sô triều tai Quy Nhơn 21 Bảng 2.2: Bảng tổng hợp đặc trưng lũ thiết kế 32 Bảng 2.3: Lượng mưa ngày lớn 33 Bảng 2.4: Đặc trưng triều thiết kế Quy Nhơn 35 Bảng 3.1: Lưu vực phận sông Kôn - Hà Thanh 37 Bảng 3.2: Trọng sô mưa trạm lưu vực sông Kôn - Hà Thanh 38 Bảng 3.3: Kết hiệu chỉnh mơ hình MIKE 11 45 Bảng 3.4: Các lựa chọn kết nối MIKE FLOOD 52 Bảng 3.5: Tần suất lũ trạm Thạnh Hòa 55 Bảng 3.6: Thống kê tình hình ngập hạ lưu vực sơng Kơn - Hà Thanh 60 Bảng 3.7: Kịch ngập sử dụng ứng với mực nước lũ trạm Thạnh Hòa 62 Nhơn Phong 1.20 6.80 Nhơn An 2.84 5.69 0.48 Nhơn Hạnh 1.83 9.53 0.01 Cát Trinh 1.06 0.44 0.43 0.27 Cát Tường 2.61 0.79 1.50 3.57 3.38 2.01 Cát Nhơn 1.60 0.70 1.08 6.02 5.77 0.15 Cát Hưng 3.32 0.75 1.16 1.92 4.26 0.48 7.33 1.19 0.27 11.63 1.43 0.98 1.49 7.37 1.08 0.14 0.37 5.12 0.51 Phước Thắng 0.16 8.90 0.78 Phước Hưng 2.09 8.57 Phước Hòa 1.08 0.94 Cát Thắng Cát Tân Cát Tiến 1.13 0.40 Cát Chánh Phước Quang 0.06 0.05 0.07 2.66 8.19 Phước Hiệp 0.77 0.36 0.57 7.98 5.82 Phước Sơn 0.26 0.11 0.15 1.59 15.85 Phước Lộc 0.44 0.24 0.61 6.62 2.67 Phước Nghĩa 0.52 0.20 0.32 1.09 4.31 Phước Thuận 0.28 0.08 0.20 1.27 9.86 TT Tuy Phước 0.42 0.17 0.37 1.59 3.91 TT Diêu Trì 0.33 0.54 0.58 2.74 1.44 Phước An 5.34 2.16 3.89 8.17 0.42 P Nhơn Bình 0.29 0.16 0.41 6.38 3.67 P Trần Quang Diệu 1.78 0.77 1.65 2.80 P Nhơn Phú 1.61 0.57 2.90 3.70 P Bùi Thị Xuân 1.59 0.72 0.99 0.48 P Quang Trung 0.76 0.23 0.33 0.08 0.69 0.01 0.60 Độ sâu Bảng 3.6: Diện tích ngập theo cấp độ sâu xã tần suất 10% Dưới 0.5 ngập Trên 0.5 Bình Tường 2.02 0.61 1.1 2.01 2.81 0.62 Bình Thành 2.6 0.95 1.9 3.67 4.88 1.05 0.26 2.34 1.37 TT Phú Phong Tây Phú 0.75 0.23 0.41 0.96 0.7 Tây Xn 1.49 0.4 0.47 0.92 2.08 Bình Hòa 1.38 0.68 1.05 3.08 4.82 Bình Tân 1.06 0.46 1.16 0.67 1.8 0.66 1.26 1.18 0.33 Tây An 1.25 0.35 0.77 1.49 3.07 0.18 Tây Bình 0.27 0.17 0.49 1.38 3.99 1.4 Bình Nghi 2.64 0.79 1.24 3.44 4.49 1.49 Nhơn Tân 2.35 0.66 0.43 0.13 Nhơn Lộc 0.39 0.46 2.38 6.26 2.77 Nhơn Phúc 0.09 0.06 0.18 0.62 8.74 0.67 0.02 0.58 6.99 0.75 Bình Thuận Diện tích ngập theo độ sâu (km2) Tây Vinh TT Ngô Mây Nhơn Mỹ 1.28 3.8 1.29 2.33 4.86 0.24 1.54 0.44 0.8 4.49 4.49 2.58 1.49 6.79 0.24 Nhơn Khánh Nhơn Thọ 1.54 1.79 5.91 Nhơn Hòa 1.85 0.7 1.4 7.36 1.01 4.55 0.03 6.71 1.37 TT Định Bình Nhơn Hưng Nhơn Hậu 1.34 0.36 0.58 4.14 4.4 TT Đập Đá 0.36 0.25 0.69 2.7 0.95 Nhơn Thành 0.23 0.11 0.41 5.58 5.67 10 0.02 0.26 10 12 Nhơn Phong Nhơn An 0.07 Nhơn Hạnh 7.21 0.8 7.47 1.47 8.39 2.88 Cát Trinh 0.59 0.15 0.14 0.04 Cát Tường 2.64 1.05 1.95 3.56 3.68 0.01 Cát Nhơn 1.71 0.7 1.52 9.76 1.09 0.03 Cát Hưng 2.48 0.77 1.25 3.11 2.49 Cát Thắng 1.59 6.92 Cát Tân 3.22 10 6.04 Cát Tiến 1.27 0.62 1.11 2.31 Cát Chánh 0.11 0.2 1.45 4.82 Phước Thắng 3.44 6.39 Phước Hưng 8.83 1.83 Phước Hòa 1.42 0.14 Phước Quang 7.26 3.53 11.7 0.85 5.07 12.7 Phước Hiệp 0.92 0.41 0.95 Phước Sơn Phước Lộc 0.57 0.33 2.61 6.99 Phước Nghĩa 0.58 0.23 0.38 4.41 0.78 Phước Thuận 0.29 0.1 0.26 6.91 4.07 TT Tuy Phước 0.49 0.22 0.55 4.19 1.01 TT Diêu Trì 0.72 0.33 1.4 2.82 0.04 Phước An 5.41 1.99 3.06 4.69 P Nhơn Bình 0.32 0.23 2.37 7.71 P Trần Quang Diệu 2.93 1.11 0.53 0.06 P Nhơn Phú 2.06 3.15 2.6 0.04 P Bùi Thị Xuân 0.48 0.21 0.08 P Quang Trung Bảng 3.7: Mực nước vết lũ cột mốc báo lũ lưu vực sông Kôn - Hà Thanh STT Ký hiệu cột lũ BD008 BD009 BD010 BD011 BD012 BD013 BD014 BD015 BD016 10 BD017 11 BD018 12 BD019 13 BD020 Địachỉ Thơn Chánh Nhơn, CátNhơn, Phù Cát Thơn Mỹ Bình, Cát Thắng, Phù ThônCát Văn Triêm, Cát Chánh, Phù Cát Thôn Lý Tây, Nhơn Thành, An Nhơn Thôn Thiết Tràng, Nhơn Mỹ, An Nhơn Thôn An Thái, Nhơn Phúc, An Nhơn Thơn Trung Định, Nhơn An, An Nhơn KvHòa Nghi, Nhơn Hòa, An Nhơn Thơn Phổ Đồng, Phước Thắng, Tuy Phước Thơn Kim Đơng, Phước Hòa, Tuy Phước Thơn Mỹ Cang, Phước Sơn, Tuy Phước Thôn Tân Thuận, Phước Thuận, Tuy Phước Thôn Hưng Nghĩa, Phước Nghĩa, Tuy Phước Mực nước lũ cột mốc báo lũ (m) 2013 1% 3% 5% 10% 7.54 8.59 8.09 7.59 7.09 3.07 3.99 3.49 2.99 2.49 3.31 4.26 3.76 3.26 2.76 9.69 11.01 10.51 9.51 8.51 15.06 16.12 15.62 15.12 10.82 15.17 17.02 16.02 15.52 14.52 7.26 8.51 8.01 7.51 6.51 11.11 11.62 11.12 10.62 10.12 3.09 4.06 3.56 3.06 2.06 1.9 2.63 2.13 1.63 0.63 2.93 5.25 3.25 2.75 2.25 2.23 3.40 2.90 2.40 1.90 5.04 6.64 5.64 5.14 4.64 Hình 1: Đường Tần suất mưa ngày lớn năm trạm Quy Nhơn Hình 2: Đường Tần suất mưa ngày lớn năm trạm Phù Cát Hình 3: Đường Tần suất mưa ngày lớn năm trạm Bình Tường Hình 4: Đường Tần suất mưa ngày lớn năm trạm An Nhơn Hình 5: Đường tần suất lưu lượng lớn năm trạm Bình Tường Hình 5: Đường tần suất lưu lượng lớn năm trạm Diêu Trì LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: NGUYỄN VĂN LÝ Giới tính: Nam Sinh ngày: 28 tháng 08 năm 1967 Quê quán: Hòa tiến - Hưng Hà - Thái Bình Địa chỉ: Sơ nhà 5.4 Chung cư 07 Nguyễn Thiện Thuật, phường Lộc Thọ, TP Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa Điện thoại di động: 0985557883, quan: 02583562229 Email: lyvannguyen1967@gmail.com Đơn vị cơng tác: Phòng Dự báo, Đài khí tượng thủy văn khu vực Nam Trung Bộ Chức vụ: Trưởng phòng Dự báo Năm 1994 - 1997: học Đại học Trường Cán Khí tượng thủy văn Cầu Diễn, Tư Liêm, Hà Nội Năm 2016 - 2018: học Thạc sĩ Trường Đại học Tài Nguyên Môi trường Hà Nội Năm 1990 - 1993: công tác Đài Khí tượng thủy văn tỉnh Phú Khánh Năm 1998 - 2018: cơng tác Đài Khí tượng thủy văn khu vực Nam Trung Bộ Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2017 NGƯỜI VIẾT LÝ LỊCH NGUYỄN VĂN LÝ XÁC NHẬN QUYỂN LUẬN VĂN ĐỦ ĐIỀU KIỆN NỘP LƯU CHIỂU CH Ủ N HI Ệ M K H O A Ngu yễn Viết Lành C Á N B Ộ H Ư Ớ N G D Ẫ N T r ầ n D u y K i ề u ... nội dung nghiên cứu: Nghiên cứu ứng dụng mơ hình MIKE FLOOD xây dựng đồ ngập lụt lưu vực sông Kôn - Hà Thanh Mục tiêu phạm vi nghiên cứu - Xây dựng đồ ngập lụt lưu vực sông Kôn - Hà Thanh ứng với... quan lưu vực sông Kôn - Hà Thanh; - Chương 2: Phương pháp xây dựng đồ ngập lụt; - Chương 3: Ứng dụng mơ hình MIKE FLOOD xây dựng đồ ngập lụt sông Kôn - Hà Thanh CHƯƠNG TỔNG QUAN LƯU VỰC SÔNG KÔN... 54 Hình 3.24: Bản đồ ngập hạ lưu sông Kôn – Hà Thanh kịch 1% 56 Hình 3.25: Bản đồ ngập hạ lưu sông Kôn - Hà Thanh kịch 3% 57 Hình 3.26: Bản đồ ngập hạ lưu sông Kôn - Hà Thanh kịch 5% 58 Hình