ỨNG DỤNG MÔ HÌNH DHM MÔ PHỎNG DIỄN BIẾN NGẬP LỤT HẠ LƯU SÔNG LA NGÀ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Lương Hồ Nam ỨNG DỤNG MÔ HÌNH DHM MƠ PHỎNG DIỄN BIẾN NGẬP LỤT HẠ LƯU SÔNG LA NGÀ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội –2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Lương Hồ Nam ỨNG DỤNG MƠ HÌNH DHM MƠ PHỎNG DIỄN BIẾN NGẬP LỤT HẠ LƯU SÔNG LA NGÀ Chuyên ngành: Thủy văn học Mã số: 60440224 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS HOÀNG MINH TUYỂN Hà Nội –2019 LỜI CẢM ƠN Luận văn thực trình học tập nghiên cứu Khoa Khí tượng, Thủy văn Hải dương học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, khóa học 2015 – 2017 Trong q trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn, tác giả nhận nhiều giúp đỡ thầy cô, bạn bè gia đình Luận văn hồn thành hướng dẫn tận tình PGS.TS Hồng Minh Tuyển Tác giả xin chân thành cảm ơn tới thầy hướng dẫn giúp đỡ, bảo, hỗ trợ học viên trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Xin gửi lời cảm ơn thầy cô giáo, cán Khoa Khí tượng – Thủy văn – Hải dương học – Đại học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội giảng dạy, truyền đạt kiến thức, tạo điều kiện hướng dẫn tơi hồn thành chương trình học tập thực luận văn Tác giả chân thành cảm ơn tới anh chị đồng nghiệp, bạn bè Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu hỗ trợ chun mơn, thời gian để luận văn hoàn thành Do thời gian kiến thức hạn chế, luận văn không tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận ý kiến đóng góp q thầy cơ, bạn bè, đồng nghiệp, nhà khoa học độc giả để luận văn hoàn thiện Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả Lương Hồ Nam MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG .4 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .5 MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN CÁC MƠ HÌNH MÔ PHỎNG NGẬP LỤT 1.1 HIỆN TƯỢNG NGẬP LỤT VÀ MÔ PHỎNG NGẬP LỤT 1.1.1 Hiện tượng ngập lụt 1.1.2 Mô ngập lụt, mục đích tính tốn mơ ngập lụt 10 1.2 GIỚI THIỆU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP, MÔ HÌNH MƠ PHỎNG NGẬP LỤT 13 1.2.1 Mơ hình MIKE FLOOD WATCH 14 1.2.2 Mơ hình MIKE FLOOD .15 1.2.3 Mô hình NK-GIAS .17 1.2.4 Mơ hình DHM 18 1.3 MỘT SỐ THÀNH TỰU ỨNG DỤNG MƠ HÌNH TÍNH TỐN MƠ PHỎNG NGẬP LỤT Ở VIỆT NAM 19 1.4 CƠ SỞ LÝ THUYẾT MƠ HÌNH DHM, PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC PHƯƠNG TRÌNH VÀ U CÂU CỦA MƠ HÌNH .21 1.4.1 Cơ sở lý thuyết: 21 1.4.2 Phương pháp giải phương trình mơ hình DHM .25 1.4.3 u cầu mơ hình, bước áp dụng mơ hình DHM .27 CHƯƠNG ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ DÂN SINH KINH TẾ LƯU VỰC SÔNG LA NGÀ 30 2.1 ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN CỦA LƯU VỰC SÔNG LA NGÀ 30 2.1.1 Vị trí địa lý 30 2.1.2 Địa hình 31 2.1.3 Khí hậu 33 2.1.4 Thủy văn .35 2.2 ĐẶC ĐIỂM DÂN SINH KINH TẾ TRÊN LƯU VỰC .40 2.2.1 Dân cư 40 2.2.2 Kinh tế 41 CHƯƠNG ỨNG DỤNG MÔ HÌNH DHM MƠ PHỎNG DIỄN BIẾN NGẬP LỤT HẠ LƯU SÔNG LA NGÀ 44 3.1 TÍNH TỐN XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐẦU VÀO .44 3.1.1 Mô tả Khu vực nghiên cứu 44 3.1.2 Xây dựng lưới tính cho khu vực nghiên cứu 44 3.1.3 Tính tốn xử lý số liệu địa hình .47 3.1.4 Xử lý số liệu Khí tượng thủy văn điều kiện biên mơ hình: 51 3.2 HIỆU CHỈNH VÀ KIỂM ĐỊNH MƠ HÌNH .54 3.2.1 Hiệu chỉnh mơ hình 55 3.2.2.Kiểm định mơ hình 60 3.3 CÁC PHƯƠNG ÁN TÍNH TỐN MƠ PHỎNG NGẬP LỤT 62 3.3.1 Tính tốn mơ ngập lụt theo độ lớn lũ 62 3.3.2 Tính tốn mơ ngập lụt tác động cơng trình đê bờ trái 63 3.4 KẾT QUẢ TÍNH TỐN MƠ PHỎNG DIỄN BIẾN NGẬP LỤT 63 3.4.1 Kết tính tốn mơ ngập lụt theo độ lớn lũ: 63 3.4.2 Kết tính tốn mơ tác động cơng trình đê chắn lũ: 67 3.4.3 Tổng hợp kết tính tốn, mơ theo phương án 71 3.5 MỘT SỐ NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ VỀ MƠ HÌNH DHM VÀ ĐẶC ĐIỂM LŨ LỤT HẠ LƯU SÔNG LA NGÀ 72 3.5.1 Một số nhận xét, đánh giá mơ hình DHM 72 3.5.2 Nhận xét, đánh giá đặc điểm lũ, ngập lụt hạ lưu sông La Ngà 73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .75 TÀI LIỆU THAM KHẢO .78 DANH MỤC Hình 1.1 Liên kết lưới mơ hình chiều DHM [13 ] 25 Hình 1.2 Liên kết mơ hình chiều chiều 25 Hình 1.3 Sơ đồ giải hệ phương trình mơ hình DHM .27 YHình 2.1 Bản đồ lưu vực sơng La Ngà……………………………………………,30 Hình 2.2 Bản đồ hệ thống sơng suối thung lũng sơng La Ngà 31 Hình 2.3 Bản đồ địa hình thung lũng hạ lưu vực sơng La Ngà .33 Hình 2.4 Bản đồ sử dụng đất lưu vực sông La Ngà 42 YHình 3.1 Sơ đồ lưới tính, mặt cắt vùng ngập lụt hạ lưu sơng La Ngà……… 46 Hình 3.2 Mặt cắt ngang số 1: Trạm thủy văn Tà Pao – sông La Ngà 48 Hình 3.3 Mặt cắt ngang số 9: Trạm thủy văn Võ Xu – sông La Ngà 48 Hình 3.4 Mặt cắt ngang số 21: Trạm thủy văn Phú Hiệp – sơng La Ngà 49 Hình 3.5 Mơ mặt cắt ngang mơ hình DHM 49 Hình 3.6 Quá trình lũ thiết kế trạm thủy văn Tà Pao .53 Hình 3.7 Đường trình mực nước, cm tính tốn thực đo trạm Tà Pao 57 Hình 3.8 Quá trình lưu lượng lũ Q(T), m3/s tính tốn thực đo trạm Võ Xu 57 Hình 3.9 Diện ngập lớn hạ lưu sơng La Ngà ứng với lũ năm 1999 .58 Hình 3.10 Diện ngập lụt điều tra khảo sát huyện Đức Linh, Tánh Linh thuộc tỉnh Bình Thuận trận lũ lụt năm 1999 59 Hình 3.11 Đường trình mực nước Z(T),cm tính tốn thực đo năm 2005 trạm Tà Pao 61 Hình 3.12 Quá trình lưu lượng lũ Q(T), m3/s tính tốn thực đo năm 2005 trạm Võ Xu 62 Hình 3.13 Diện ngập lớn hạ lưu sông La Ngà, lũ tần suất 10% 65 Hình 3.14 Diện ngập lớn hạ lưu sông La Ngà, lũ tần suất 5% 65 Hình 3.15 Diện ngập hạ lưu sơng La Ngà tính 115, lũ tần suất 5% 66 Hình 3.16 Diện ngập hạ lưu sơng La Ngà tính 140, lũ tần suất 5% 66 Hình 3.17 Diện ngập lớn hạ lưu sông La Ngà, lũ tần suất 5% phương án khơng có đê bảo vệ 68 Hình 3.18 Diện ngập lớn hạ lưu sơng La Ngà, lũ tần suất 5%, 68 Hình 3.19 Diện ngập hạ lưu sơng La Ngà tính 250, 69 Hình 3.20 Diện ngập hạ lưu sơng La Ngà tính 250, 69 Hình 3.21 Diện ngập lớn hạ lưu sông La Ngà, lũ tần suất 1%, 70 Hình 3.22 Diện ngập lớn hạ lưu sông La Ngà, lũ tần suất 1%, 70 DANH MỤC BẢ Bảng 2.1 Các đặc trưng hình thái sông La Ngà 36 Bảng 2.2 Danh sách trạm KTTV lưu vực sông La Ngà 36 Bảng 2.3 Dòng chảy trung bình tháng, năm trạm Tà Pao, sơng La Ngà[ ] 38 Bảng 2.4 Tỷ lệ xuất lũ tháng (%) 39 Bảng 2.5 Tỷ lệ xuất lũ lớn năm (%) .40 YBảng 3.1 Mô tả liên kết tính mơ hình DHM………………….46 Bảng 3.2 Số liệu mơ tả mặt cắt sơng mơ hình DHM 50 Bảng 3.3 Chuỗi số liệu Mực nước- Lưu lượng nước lớn năm trạm thủy văn Tà Pao, sông La Ngà (1978-2016) 52 Bảng 3.4 Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế lượng mưa ngày lớn thiết kế 53 Bảng 3.5 Khoảng độ sâu ngập lụt điều tra khảo sát tính tốn 60 Bảng 3.6 Kết tính tốn mô phạm vi độ sâu ngập lụt hạ lưu sông La Ngà đoạn Tà Pao- Phú Hiệp hai phương án chưa có đê có đê bờ hữu .72 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DHM : Diffusion Hydrodynamic Model- Mơ hình Thủy động lực học- sóng khuếch tán BCH PCLB : Ban huy Phòng chống lụt bão KTTV : Khí tượng Thủy văn UBND : Ủy ban Nhân dân GIS : Geographic Information System- Hệ thống thông tin địa lý ESRI : Hãng sản xuất phần mềm GIS MIKE 11 : Mô hình thủy lực chiều mơ hình MIKE Đan Mạch MIKE 21 : Mơ hình thủy lực chiều mơ hình MIKE Đan Mạch HD : Mô đun thủy lực AD : Mô đun lan truyền chất ô nhiễm DEM : Digital Elevation Model WRF : Weather Research and Forecasting Model ATNĐ : Áp thấp nhiệt đới KTTV : Khí tượng Thủy văn VRSAP : Mơ hình thủy lực GS Nguyễn Như Kh xây dựng KOD :Mơ hình thủy lực GS Nguyễn Ân Niên xây dựng FLDWAV :Mơ hình thủy lực chiều Cục Khí tượng Hoa Kỳ HEC-RAS : Mơ hình thủy lực chiều hệ thống sơng cục Cơng Binh Hoa Kỳ SOGREAH : Mơ hình tựa chiều Viện thủy lực Pháp MS-DOS : Microsoft Disk Operating System MỞ ĐẦU Trong năm gần tình hình thủy văn diễn biến phức tạp, trận lũ lớn, đặc biệt lớn, cường suất lũ lên nhanh xảy hầu hết sông khu vực Miền Trung, Tây Nguyên Các trận lũ năm gần có xu ngày gia tăng số lượng, phạm vi ảnh hưởng mức độ thiệt hại, đặc biệt năm 1993,1999, 2003, 2009, 2017 số sông khu vực Miền Trung xuất lũ lịch sử gây hậu nghiêm trọng tính mạng, tài sản môi trường sinh thái Lũ lụt khu vực Miền Trung, Tây nguyên thường có cường suất lũ lên nhanh, gây khó khăn cơng tác phòng chống thường hậu nghiêm trọng Trên lưu vực sơng La Ngà, tỉnh Bình Thuận, tỉnh thuộc khu vực Nam Trung Bộ, hàng năm chịu thiệt hại nặng nề bão lũ gây Trung bình hàng năm, tỉnh Bình Thuận chịu ảnh hưởng từ - trận mưa, lũ gây thiệt hại lớn người, tài sản tác động môi trường Các trận lũ lớn gây ngập lụt thiệt nghiêm trọng kể đến trận lũ xảy năm 1984, 1999, 2006, điển hình trận lũ cuối tháng VII, đầu tháng VIII, năm 1999, gây ngập lụt trầm trọng, thiệt hại lớn dân sinh, kinh tế ảnh hưởng đến môi trường Để góp phần giảm nhẹ thiệt hại lũ lụt gây đề xuất phương án quy hoạch phòng chống lũ lụt thích hợp cho vùng hạ lưu lưu vực sông La Ngà, thông tin phạm vi ngập lụt, mức độ ngập lụt khu vực vùng ngập lụt cần thiết để nghiên cứu, đề xuất biện pháp tổng thể, bao gồm biện pháp cơng trình phi cơng trình để giảm thiểu ngập lụt thiệt hại lũ lụt Vì đề tài “Ứng dụng mơ hình DHM mô diễn biến ngập lụt hạ lưu sông La Ngà” góp phần làm phong phú thêm phương pháp mơ ngập lụt, phục vụ u cầu phòng chống lũ lụt cho người dân quyền địa phương nhằm giảm thiểu thiệt hại lũ lụt gây Tính tốn mơ ngập lụt ngồi việc phục vụ quy hoạch biện pháp cơng trình phi cơng trình phòng giảm thiểu tổn thất lũ lụt phục vụ việc xây dựng đồ ngập lụt, đồ đánh giá tính dễ bị tổn thương lũ cách tiệm cận nhằm giảm thiểu thiệt hại lũ, lụt Trong số mơ hình mơ lũ ngập lụt, nước ta, mơ hình chiều kết hợp (mơ hình chiều mơ tả lũ sơng mơ hình chiều mơ tả ngập lụt vùng đồng ngập lụt), Mơ hình Mike-Flood mơ hình DHM ứng dụng phổ biến lưu vực sông miền Trung thu kết nghiên cứu đáng khích lệ Mơ hình Mike- Flood mơ hình thủy động lực 01 chiều 02 chiều đầy đủ áp dụng thành công để xây dựng đồ ngập lụt đồ đánh giá mức độ dễ bị tổn thương lũ lưu vực sông Lam, Bến Hải-Thạch Hãn Thu Bồn Mơ hình DHM, mơ hình đơn giản hóa mơ hình thủy động lực học đầy đủ dạng hệ phương trình sóng khuếch tán, ứng dụng thành cơng tính tốn mô ngập lụt sông miền Trung như: sông Trà Khúc- sông Vệ, sông Cái Nha Trang, sông Thu Bồn- Vu Gia, Mơ hình DHM có ưu điểm đơn giản, dễ ứng dụng, có chương trình nguồn có khả can thiệp người ứng dụng để mở rộng phạm vi ứng dụng mơ hình Trong Đề tài nghiên cứu luận văn, mơ hình DHM lựa chọn áp dụng để tính tốn mơ diễn biến ngập lụt trận lũ có độ lớn khác đánh giá tác động phương án xây dựng tuyến đường đê ngăn lũ bờ hữu vùng hạ lưu sông La Ngà phương án công trình nhằm giảm lũ thiệt hại ngập lụt gây khu vực thung lũng hạ lưu sông La Ngà, tỉnh Bình Thuận Học viên báo cáo kết đạt luận văn với bố cục gồm 03 chương với phần mở đầu, kết luận tài liệu tham khảo: Chương 1: Tổng quan mơ hình mơ ngập lụt Chương 2: Điều kiện địa lý tự nhiên đặc điểm dân sinh- kinh tế lưu vực sông La Ngà Chương 3: Ứng dụng mơ hình DHM tính tốn mơ diễn biến ngập lụt hạ lưu sơng La Ngà Hình 3.16 Diện ngập hạ lưu sơng La Ngà tính 140, lũ tần suất 5% 3.4.2 Kết tính tốn mơ tác động cơng trình đê chắn lũ: - Kết tính tốn mơ ngập lụt tác động cơng trình đê bờ trái mức độ diễn biến ngập lụt hạ lưu sông La Ngà cho thấy mức độ làm giảm ngập lụt đê bờ trái phụ thuộc vào độ lớn lũ Đối với lũ tần suất 10% 5%, tác động đê làm thể rõ nét - So sánh trạng thái ngập lụt lớn vùng hạ lưu sông La Ngà, lũ tần suất 5%, phương án đê (hình 3.17) trạng thái ngập lụt lớn với phương án có đê (hình 3.18) cho thấy vùng ngập lụt bờ trái sông giảm đáng kể, thể rõ nét tác động đê Trong trường hợp khơng có đê bảo vệ, diện ngập lớn lũ 5% 146,3 km2, độ sâu ngập trung bình tồn vùng 1.63 m Phương án có tuyến đê bảo vệ diện ngập lụt lớn khu vực nghiên cứu thu hẹp 130,3 km2 độ sâu ngập lụt trung bình tồn vùng lại tăng lên 1.71 m Đối với Lũ tần suất 1%, diện ngập lụt thay đổi phương án khơng có đê có đê bảo 67 vệ Khi khơng có đê bảo vệ, diện tích ngập lụt lớn tới 177 km 2, độ sâu ngập lụt trung bình 1.82 m, có đê bảo vệ diện tích ngập giảm khơng đáng kể xuống 176,8 km2 độ sâu ngập lụt toàn vùng tăng lên 1,9m Diện ngập giảm lũ lớn làm nước lũ tràn qua đường đê tượng ứ nước trạm Phú Hiệp khả thoát lũ đoạn sông - So sánh diễn biến ngập lụt thời điểm tính tốn phương án có đê khơng có đê cho thấy xây dựng tuyến đường đê ngăn lũ, thời điểm tính tốn, diện ngập lụt giảm độ sâu ngập lụt tồn vùng lại tăng Phương án khơng có đê, thời điểm tính 250h, diện ngập 123,5 km 2, độ sâu ngập ngập lụt trung bình 1.43 m (hình 3.19), thời điểm tính, phương án có đê, diện ngập giảm xuống 107,3 km2, độ sâu ngập lụt trung bình tăng lên 1.47 m (hình 3.20) Trạng thái ngập lụt lớn lũ tần suất 1%, trường hợp khơng có đê có đê bảo vệ thể (hình 3.21) (hình 3.22) Hình 3.17 Diện ngập lớn hạ lưu sông La Ngà, lũ tần suất 5% phương án đê bảo vệ 68 Hình 3.18 Diện ngập lớn hạ lưu sông La Ngà, lũ tần suất 5%, phương án có đê bảo vệ Hình 3.19 Diện ngập hạ lưu sơng La Ngà tính 250, lũ tần suất 5%, phương án khơng có đê 69 Hình 3.20 Diện ngập hạ lưu sông La Ngà tính 250, lũ tần suất 5%, phương án có đê bảo vệ Hình 3.21 Diện ngập lớn hạ lưu sông La Ngà, lũ tần suất 1%, 70 phương án khơng có đê bảo vệ Hình 3.22 Diện ngập lớn hạ lưu sông La Ngà, lũ tần suất 1%, phương án có đê bảo vệ Như vậy, kết nghiên cứu cho thấy phương án cơng trình chống lũ cụ thể thiết kế đường đê kết hợp ngăn lũ phát triển giao thông khu ngập lụt Tác động tích cực biện pháp ngập lụt khu vực cần bảo vệ giảm rõ tác động tiêu cực lại làm gia tăng mức độ ( độ sâu) ngập lụt cho khu vực khác vùng nghiên cứu 3.4.3 Tổng hợp kết tính tốn, mơ theo phương án Tổng hợp kết tính tốn ngập lụt trận lũ có độ lớn khác nghiên cứu đánh giá tác động phương án xây dựng tuyến đường đê bờ trái tình hình ngập lụt hạ lưu sơng La Ngà thể (bảng 3.6) Kết tổng hợp từ (bảng 3.6) cho thấy: - Diện tích ngập lụt có độ sâu 2,0 m, chiếm 59,3% (lũ tần suất 1%) đến 74,4% (lũ tần suất 10%); 71 - Diện tích ngập lụt phổ biến có độ sâu từ 1,0 đến 2,0m chiếm từ 28,1 đến 37,4% - Diện ngập lụt độ sâu 2,0 m 3,0 m thay đổi theo cấp lũ tính tốn Diện ngập lụt cấp đô sâu từ 2,0-3,0 m tăng rõ rệt tần suất lũ tăng dần từ lũ tần suất 10% lên lũ 5% lũ 1%( chiếm 11,8 đến 15,8%); - Đối với lũ tần suất 10 %, diện tích ngập lụt có độ sâu từ 1,0-2,0m chiếm 37,4%, có đê bảo vệ diện ngập lụt giảm 10,4% diện tích ngập lụt tồn vùng; - Đối với lũ tần suất 5%, diện tích ngập lụt có độ sâu từ 1,0-2,0 m, chiếm 38,4%, có đê bảo vệ diện ngập lụt lớn giảm 15,2% diện tích ngập lụt tồn vùng; - Đối với lũ tần suất 1%, diện tích ngập lụt có độ sâu từ 1,0-2,0 m, chiếm 28,1%, có đê bảo vệ diện ngập lụt lớn giảm 8,0% diện tích ngập lụt tồn vùng Bảng 3.6 Kết tính tốn mô phạm vi độ sâu ngập lụt hạ lưu sông La Ngà đoạn Tà Pao- Phú Hiệp hai phương án chưa có đê có đê bờ hữu Độ sâu ngập Diện tích ngập lụt ứng với lũ tần suất 10% (Km2) 0.25-1,0 m 1,0-2,0 m 2,0-3,0 m Trên 3,0 m Tổng diện tích ngập Độ sâu ngập TB (m) K.có đê 50.0 50.5 18.75 16.0 135.0 Có đê 44.0 45.25 18.5 15.25 123.0 1.50 1.56 Lũ năm Diện tích ngập Diện tích ngập 1999 ứng với lũ tần suất ứng với lũ tần 5% (Km2) suất 1% (Km2) 46.75 55.25 23.75 17.0 142.75 K.có đê 45.25 56.0 27.25 17.75 146.25 Có đê 37.25 47.5 29.0 16.5 130.25 K.có đê 55.5 49.75 43.75 28.0 177.0 Có đê 51.25 45.75 46.5 33.25 176.75 1.59 1.63 1.71 1.82 1.90 72 3.5 MỘT SỐ NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ VỀ MƠ HÌNH DHM VÀ ĐẶC ĐIỂM LŨ LỤT HẠ LƯU SÔNG LA NGÀ 3.5.1 Một số nhận xét, đánh giá mơ hình DHM Thơng qua q trình nghiên cứu áp dụng mơ hình DHM tính tốn mơ diễn biến ngập lụt vùng hạ lưu sông La Ngà cho thấy: - Mơ hình DHM mơ hình sóng khuyếch tán, phương án đơn giản hóa mơ hình động lực đầy đủ bỏ qua thành phần qn tính, sở lý thuyết việc áp dụng mơ hình đơn giản so với mơ hình sử dụng hệ phương trình sóng động lực đầy đủ; - Mơ hình DHM mơ hình trung bình hóa theo lưới tính, cao trình địa hình tính trung bình theo lưới đặc trưng lũ, ngập lụt thể trị số trung bình lưới quy trọng tâm lưới; - Mơ hình có chương trình nguồn, dựa thuật tốn khơng q phức tạp nên nghiên cứu phát triển mơ hình để áp dụng cho điều kiện cụ thể, có tính đặc thù Khu vực nghiên cứu; - Phương pháp giải phương trình áp dụng phương pháp sai phân hiện, đặc trưng tính tốn bước thời gian sau tính trực tiếp từ bước thời gian trước mà khơng cần thực việc tính lặp; Bên cạnh số ưu điểm mơ trình bày trên, mơ hình có số hạn chế sau: - Do mơ hình mơ khu vực nghiên cứu theo ô lưới, nên đô phân giải mơ hình có hạn chế, diện ngập xác định đường gấp khúc theo ô lưới, độ sâu ngập lụt xác định độ sâu ngập lụt trung bình lưới mà khơng phải điểm lưới Do kết tính tốn có độ xác gần đúng, trung bình hóa phạm vi lưới tính - Xử lý số liệu địa hình, mặt cắt, liên kết hệ thống ô lưới chưa tự động hóa, thực theo phương pháp thủ công nên tốn 73 nhiều công sức thời gian chuẩn bị số liệu thường kéo dài Đây hạn chế làm cho việc áp dụng mơ hình chưa phổ biến cách rộng rãi; - Tóm lại, mơ hình thích hợp với vùng đồng ngập lụt quy mơ diện tích ngập lụt vừa phải yêu cầu mức độ chi tiết kết mơ khơng đòi hỏi cao 3.5.2 Nhận xét, đánh giá đặc điểm lũ, ngập lụt hạ lưu sông La Ngà Khu vực nghiên cứu vùng hạ lưu sông La Ngà thuộc huyện Tánh Linh Đức Linh (khu vực trọng điểm lúa tỉnh Bình Thuận) đoạn sơng từ trạm thủy văn Tà Pao đến trạm thủy văn Phú Hiệp có nguy ngập lụt cao đặc điểm địa hình có dạng hình lòng chảo tương đối phẳng, khả chuyển tải dòng chảy lũ lòng dẫn khu vực lân cận trạm trạm thủy văn Võ Xu trạm thủy văn Phú Hiệp , dễ gây tràn bờ, ngập lụt lũ úng ngập mưa Dạng lũ năm 1999 dạng lũ gây bất lợi cho tình hình ngập lụt khu vực, thời gian ngập lụt kéo dài vài ba ngày Độ sâu ngập lụt trung bình trận lũ lớn lũ tần suất trung bình năm lặp lại khoảng 1-2m Nguyên nhân gây ngập lụt khu vực có đóng góp chủ yếu từ dòng chảy đầu vào khu vực nghiên cứu trạm thủy văn Tà Pao, lượng gia nhập khu mưa đáng kể chủ yếu làm gia tăng mức độ ngập úng khu vực nghiên cứu thường làm cho trình rút nước lũ kéo dài Diện ngập lụt khu vực ngiên cứu (Đoạn Tà Pao- đến Phú Hiệp) đến 170 km2 lũ tần suất 1% (lũ tương đương 100 năm lặp lại) Khi xây dựng tuyến đường-đê bờ trái sông La Ngà diện ngập thu hẹp lại lại làm độ sâu ngập lụt trung bình khu vực tăng lên Các biện pháp giảm thiểu thiệt hại lũ lụt vùng hạ lưu sơng La Ngà thực dựa phối kết hợp biện pháp cơng trình phi cơng trình Các biện pháp cơng trình bao gồm việc xây dựng đê đường chắn lũ khu vực tập trung dân cư, thị trấn, khu công nghiệp xây dựng hồ trữ nước 74 điều tiết lũ Tuy nhiên, nghiên cứu tác động biện pháp cơng trình bên cạnh tác động tích cực đồng thời xuất tác động tiêu cực Do đó, biện pháp tổng thể để giảm thiểu thiệt hại lũ lụt việc kết hợp biện pháp cơng trình phi cơng trình Các biện pháp phi cơng trình biện pháp quản lý vùng ngập lụt dựa việc trồng rừng phòng hộ giảm lũ vùng thượng nguồn, quy hoạch, bố trí dân cư, sử dụng đất lựa chọn thời vụ sản xuất vùng ngập lụt cho thiệt hại nhỏ lũ lụt xảy ra, đồng thời, công tác dự báo thủy văn, cảnh báo ngập lụt phục vụ phòng tránh sơ tán cần coi trọng để làm giảm tác động lũ lụt đến dân sinh kinh tế khu vực nghiên cứu 75 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Thực đề tài “Ứng dụng mơ hình DHM Mơ diễn biến ngập lụt vùng hạ lưu sơng La Ngà” luận văn hồn thành mục tiêu đề nghiên cứu, đánh giá mức độ ngập lụt bao gồm diện tích ngập lụt, độ sâu ngập lụt diễn biến ngập lụt theo thời gian trận lũ có độ lớn khác vùng hạ lưu sông La Ngà sở áp dụng mơ hình thủy động lực DHM Luận văn thực nội dung nghiên cứu đạt số kết sau: Nghiên cứu điều kiện địa lý tự nhiên, đặc điểm dân sinh kinh tế lưu vực sông La Ngà Thu thập tài liệu địa hình, mặt cắt, số liệu khí tượng thủy văn lưu vực sơng phục vụ tính tốn mơ diễn biến ngập lụt vùng hạ lưu Xử lý số liệu đầu vào cho mơ hình thủy lực HDM, chạy hiệu chỉnh thơng số với trận lũ lớn năm 1999 Kiểm định thơng số mơ hình với trận lũ năm 2005 Xây dựng phương án tính tốn với phương án khơng có đường đê bảo vệ phương án có đường đê bảo vệ dọc bờ trái sơng La Ngà Tính tốn diện ngập độ sâu ngập lụt trận lũ tần suất lũ 10%, 5% 1% cho vùng thung lũng hạ lưu sông La Ngà Mô diễn biến ngập lụt theo thời gian Kết mô ngập lụt cho thấy khu vực nghiên cứu có độ sâu ngập lụt trung bình 1,0-2,0m, phạm vi ngập lụt, độ sâu ngập lụt tăng dần theo độ lớn mưa, lũ Tính toán diện ngập độ sâu ngập lụt lũ tần suất 1%, 5% với phương án xây dựng đường đê bảo vệ bờ hữu sông La Ngà So sánh mức độ ngập lụt hai phương án có đê khơng có đê bảo vệ giúp cho việc quy hoạch phòng lũ giảm thiểu thiệt hại lũ lụt vùng hạ lưu sông La Ngà Kết nghiên cứu đánh giá tác động xây dựng cơng trình phòng chống lũ, cụ thể đường đê kết hợp chắn lũ phát triển giao thông khu 76 ngập lụt cho thấy tác động tích cực biện pháp mức độ ngập lụt khu vực cần bảo vệ giảm rõ rệt tác động tiêu cực cơng trình làm gia tăng mức độ ngập lụt cho khu vực khác vùng nghiên cứu Bên cạnh nhiều ưu điểm Mô hình DHM mơ hình đơn giản, có chương trình nguồn, dễ ứng dụng Tuy nhiên, giao diện mô hình MS-DOS nên chưa kết nối chưa hỗ trợ đắc lực GIS, nhiều công đoạn tính tốn, xử lý số liệu đầu vào thực phương pháp thủ công, tốn nhiều thời gian công sức, điều làm giảm mức độ ứng dụng mơ hình thực tiễn Đồng thời, mơ hình mơ vùng ngập lưới tính vng sơng, vùng ngập, cơng trình mơ đường gấp khúc, mơ hình mơ mức độ gần so với thực tế Kiến nghị: Mơ hình DHM mơ hình trung bình hóa cao độ địa hình phạm vi lưới rời rạc hóa miền tính liên tục Mơ hình khơng q phức tạp, có khả mơ vùng ngập lụt mức độ xác cần thiết cho cơng tác quy hoạch, phòng chống lũ Tuy nhiên, giao diện với mơ hình hạn chế điều giới hạn phạm vi ứng dụng mơ hình thực tiễn Do đó, việc nghiên cứu, phát triển mơ hình theo hướng cho cải thiện khả giao diện với mơ hình, nâng cao khả tự động hóa khâu xử lý số liệu, làm giảm thời gian công sức chuẩn bị số liệu đầu vào cho mơ hình trình diễn kết đầu góp phần thúc đẩy việc áp dụng mơ hình tính tốn tác nghiệp Các kết tính tốn, mơ diễn biến ngập lụt hỗ trợ lớn công tác PCLB, sở để đưa phương án tổng thể phòng tránh lũ lụt sở kết hợp biện pháp cơng trình quy hoạch, thiết kế cơng trình giao thơng thủy lợi phòng chống lũ lụt với biện pháp phi cơng trình dự báo lũ cảnh báo ngập lụt nhằm né tránh lũ lụt làm giảm thiệt hại lũ lụt Xu hướng phát triển dự báo thủy văn không dừng lại việc dự báo mức nước trạm mà cần cảnh báo phạm vi mức độ ngập để kịp thời thông 77 báo cho người dân khu vực nguy hiểm để phòng tránh Vì vậy, cần phải đẩy mạnh việc ứng dụng mơ hình tốn thủy lực chiều kết hợp mơ hình MIKE FLOOD , mơ hình DHM, mơ hình tốn tương tự khác việc mơ ngập lụt có độ xác đáp ứng yêu cầu công tác PCLB thời gian tới 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt Lương Tuấn Anh, Trần Ngọc Anh, Trần Văn Đạt, Nguyễn Tiền Giang, Nguyễn Quang Hưng, Đặng Đình Khá, Trịnh Minh Ngọc, Nguyễn Thanh Sơn, Ngơ Chí Tuấn, Cấn Thu Văn (2015), Bản đồ ngập lụt đồ đánh giá mức độ dễ bị tổn thương lũ Trên lưu vực sông: Lam, Bến Hải- Thạch Hãn Thu Bồn NXB KHKT, Hà Nội Chow V T., Maidment D.R., Mays L W (1988), Thủy văn ứng dụng Bản dịch tiếng Việt NXB Giáo dục Hà Nội Bùi Văn Chanh (2013), Ứng dụng mơ hình chiều kết hợp xây dựng đồ ngập lụt hạ lưu sông Cái Nha Trang Luận văn Thạc sĩ Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội Cao Đăng Dư, NNK (2002), Điều tra, nghiên cứu cảnh báo lũ lụt phục vụ phòng tránh thiên tai miền Trung Báo cáo tổng kết đề tài KHCN, Hà Nội Nguyễn Ân Niên (1991), Phương pháp Thủy lực giải tốn lũ sơng Giáo trình Đại học Thủy lợi Hà Nội Sở Khoa học Cơng nghệ tỉnh Bình Định (2009), Xây dựng đồ nguy ngập lụt tỉnh Bình Định” Báo cáo Tổng kết Đề tài Sở Khoa học Công nghệ tỉnh Bình Thuận (2004), Xây dựng phương án dự báo phân vùng nguy ngập lụt sông Cái - Sơng Cà Ty tỉnh Bình Thuận Báo cáo Tổng kết Đề tài Sở Nông nghiệp Phát triển Nơng thơn tỉnh Khánh Hòa (2011), Lập đồ ngập lụt lưu vực sơng Dinh Ninh Hòa sơng Cái Nha Trang Báo cáo Tổng kết Đề tài Trần Thanh Xuân:(2007), Đặc điểm thủy văn nguồn nước sông Việt Nam NXB Nông Nghiệp, Hà Nội 10 Trần Thanh Xuân, Hoàng Minh Tuyển (2013), Tài nguyên nước Việt Nam quản lý Nhà xuất khoa học tự nhiên công nghệ Hà Nội 79 Tài liệu Tiếng Anh 11 Claus Skotner, Anders Klinting, Hans Christian Ammentorp (2004),“MIKE FLOOD WATCH” - Managing Real - Time Forecasting” DHI Water & Environment, Denmark 12 J.A Cunge, F.M Holly, Jr A Verwey (1980), Practical of Computational River Hydraulics Pitman Publishing Limited, 1980 13 Hromadka T.V., Yen C.C (1986), “A Diffusion Hydrodynamic Model” Journal of Adv Water Resources Volume September 1986 14 Trần Thục, Lương Tuấn Anh, Huỳnh Thị Lan Hương (2001), “Flood Forecast and Inundation computation for the Thu Bon River System” Proceedings International Symposium on achivements of IHP-V in Hydrological Research Hanoi, Vietnam, 19-22 November 15 United Nations (1988), Proceedings of the Expert Group Meeting on the Improvement of Disaster Prevention Systems Based on Risk Analysis of Natural Disasters Related to Typhoons and Heavy Rainfall 80 81 ... Thủy văn học Mã số: 60440224 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS HOÀNG MINH TUYỂN Hà Nội –2019 LỜI CẢM ƠN Luận văn thực trình học tập nghiên cứu Khoa Khí tượng, Thủy văn. .. trình học tập thực luận văn Tác giả chân thành cảm ơn tới anh chị đồng nghiệp, bạn bè Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn Biến đổi khí hậu hỗ trợ chuyên môn, thời gian để luận văn hoàn thành Do thời... tâm Nghiên cứu Thủy văn Tài nguyên nước tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ học viên hoàn thành luận văn Học viên chân thành cảm ơn thầy, giáo mơn Thủy văn, Khoa Khí tượng, Thủy văn, Hải dương học,