Đánh giá ngập lụt dọc sông trà khúc đoạn từ đập thạch nham đến cửa đại

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN TUẤN KIỆT ĐÁNH GIÁ NGẬP LỤT DỌC SÔNG TRÀ KHÚC – ĐOẠN TỪ ĐẬP THẠCH NHAM ĐẾN CỬA ĐẠI Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình thuỷ Mã số : 60.58.02.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Tơ Thúy Nga Đà Nẵng-Năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Tuấn Kiệt ĐÁNH GIÁ NGẬP LỤT DỌC SÔNG TRÀ KHÚC- ĐOẠN TỪ ĐẬP THẠCH NHAM ĐẾN CỬA ĐẠI Học viên: Nguyễn Tuấn Kiệt Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình thuỷ Mã số: 60580202 - Khố: K31 - Trường Đại học Bách khoa-ĐHĐN Tóm tắt: Việc nghiên cứu lũ ngập lụt mưa lũ gây sông Trà Khúc đoạn từ hạ lưu đập Thạch Nham đến Cửa Đại cần thiết Kết nghiên cứu mơ hình mơ thuỷ lực sơng Trà Khúc đoạn từ đoạn Thạch Nham đến Cửa Đại Mơ hình sử dụng để đánh giá ngập lụt đoạn sơng ứng với lũ điển hình tần suất lũ thiết kế 10%, 5%, 1% Kết nghiên cứu thể diện tích ngập mức độ ngập ứng với tần suất thiết kế khu vực nghiên cứu Trên sở đề xuất giải pháp hạn chế tác động tiêu cực lũ lụt đến an sinh xã hội kinh tế khu vực nghiên cứu Kết nghiên cứu sở để tính tốn xây dựng kế hoạch hàng năm năm việc xây dựng cơng trình phịng chống lũ, chỉnh trị; nhằm trì phát triển bền vững ngành kinh tế, cảnh quan, môi trường sinh thái sống cộng đồng Tác giả tóm tắt kết đạt đưa hướng phát triển Từ Khoá: Ngập lụt; Sơng Trà Khúc; lũ điển hình; Mike-Flood ASSESSMENT FLOODING ALONG TRA KHUC RIVER-FROM THACH NHAM DAMS TO CUA DAI Abstract: The study of floods and flooding caused by floods on the Tra Khuc River from downstream of the Thach Nham dam to Cua Dai is very necessary The research results are model of Tra Khuc hydropower model from Thach Nham to Cua Dai section Model used to assess flood in this river section for typical floods and design flood frequencies of 10%, 5%, 1% The results show the flooded area and the flooding frequency corresponding to the design frequencies in the study area On this basis, propose measures to limit the negative impact of floods on the social and economic security of the study area The results of this study are the basis for calculating the annual and five-year plans for the construction of flood control and flood control and control works; To maintain the sustainable development of economic sectors, landscapes, ecological environment and the life of the community The author has summarized the results obtained and set out the direction for further development Key words: Flooding; Tra Khuc River; Typical flood; Mike-Flood MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC MỤC LỤC BẢNG MỤC LỤC HÌNH DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT PHẦN MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Bố cục luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NGẬP LỤT VÀ CÁC NGHIÊN CỨU VỀ NGẬP LỤT LƯU VỰC SÔNG Ở MIỀN TRUNG VIỆT NAM 1.1 Tổng quan ngập lụt Việt Nam 1.1.1 Nhận định chung lũ lụt Việt Nam 1.1.2 Các đặc trưng phân loại lũ lụt Việt Nam 1.1.3 Các đặc trưng phân loại lũ lụt khu vực nghiên cứu 1.2 Các nghiên cứu ngập lụt lưu vực sông miền Trung Việt Nam 1.2.1 Các nghiên cứu sông miền Trung 1.2.2 Trong phạm vi tỉnh Quảng Ngãi 10 1.2.3 Ngồi cịn có Đề tài khác 11 CHƯƠNG ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN, ĐIỀU KIỆN TƯ NHIÊN VÀ XÃ HỘI 13 2.1 Vị trí địa lý 13 2.2 Đặc điểm địa hình 13 2.2.1 Vùng núi cao trung bình 13 2.2.2 Vùng đồng 13 2.2.3 Vùng cát ven biển 14 2.3 Đặc điểm sông ngòi 14 2.3.1 Sông Trà Khúc 14 2.3.2 Sông Vệ 15 2.3.3 Lưu vực sông Trà Câu 15 2.3.4 Vùng bờ biển 18 2.4 Mạng lưới trạm quan trắc khí tượng, thủy văn 18 2.4.1 Trạm khí tượng đo mưa 18 2.4.2 Trạm thuỷ văn 18 2.5 Đặc điểm khí hậu 20 2.5.1 Nhiệt độ 21 2.5.2 Số nắng 21 2.5.3 Chế độ ẩm 21 2.5.4 Gió 22 2.5.5 Bốc 22 2.2.6 Đặc điểm mưa 22 2.6 Đặc điểm lũ 28 2.6.1 Phân bố lũ 28 2.6.2 Độ lớn đỉnh lũ 28 2.6.3 Thời gian trì lũ 29 2.7 Chế độ triều vùng ven biển 31 2.8 Điều kiện kinh tế xã hội 32 2.8.1 Nền kinh tế nói chung 32 2.8.2 Thiệt hại lũ gây số năm gần 33 2.8.3 Nhận xét trạng phát triển kinh tế xã hội 34 2.8.4 Cơng trình thuỷ lợi 34 CHƯƠNG THIẾT LẬP MƠ HÌNH MƠ PHỎNG CHO LƯU VỰC SƠNG TRÀ KHÚC .40 3.1 Lựa chọn mơ hình 40 3.1.1 Mơ hình thủy lực chiều Mike 11 HD 40 3.1.2 Mơ hình thủy lực chiều Mike 21 HD 41 3.1.3 Mơ hình mơ lũ Mike Flood 43 3.2 Các nội dung cần thiết để xây dựng mơ hình mô trận lũ 43 3.2.1 Xác định phạm vi nghiên cứu mơ hình thủy lực 43 3.2.2 Các bước xây dựng mơ hình thủy lực vùng nghiên cứu 44 3.2.3 Tài liệu dùng tính toán 44 3.3 Thiết lập mơ hình 46 3.3.1 Thiết lập sơ đồ thuỷ lực chiều Mike 11 46 3.3.2 Xây dựng mơ hình thủy lực chiều Mike 21FM 50 3.3.3 Xây dựng mơ hình thủy lực chiều MIKE FLOOD 51 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ NGẬP LỤT THEO CÁC KỊCH BẢN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP HẠN CHẾ TÁC ĐỘNG 55 4.1 Diễn toán mức độ ngập lụt ứng với lũ thiết kế 55 4.1.1 Các phương án tính tốn 55 4.1.2 Kết diễn toán mức độ ngập lụt ứng với phương án 56 4.2 Các giải pháp hạn chế tác động ảnh hưởng lũ lụt hạ du lưu vực sông Trà Khúc 60 4.2.1 Xây dựng quy hoạch phòng chống tiêu thoát lũ 60 4.2.2 Xây dựng đồ cảnh báo nguy ngập lụt ứng với tần suất lũ thiết kế 1%, 5%, 10% 61 4.2.3 Quy hoạch lưới điểm dân cư cơng trình dân sinh kinh tế cách hợp lý 61 4.2.4 Quy hoạch đề xuất giải pháp công trình phi cơng trình phịng chống tiêu lũ hạ lưu sông 62 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65 5.1 Kết luận 65 5.2 Kiến nghị 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao) MỤC LỤC BẢNG Số hiệu 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 2.17 2.18 3.1 3.2 3.3 3.4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 Tên Bảng Trang Đặc trưng hình thái sơng suối vùng nghiên cứu 16 Thống kê trạm đo khí tượng thuỷ văn vùng 18 Nhiệt độ bình quân tháng năm trạm vùng nghiên cứu 21 Số nắng bình quân tháng trung bình nhiều năm trạm (giờ) 21 Lượng mưa năm (mm) từ năm 1997-2011 22 Lượng mưa (mm) mùa lũ từ năm 1977-2011 24 Đặc trưng lượng mưa tháng mùa lũ TBNN giai đoạn 2006-2011 26 Các trận lũ có đỉnh từ mức BĐ2 trở lên, giai đoạn 2006-2011 28 Đặc trưng đỉnh lũ cao năm (2006-2011) 29 Thời gian trì mực nước lũ mức cao- Đơn vị: (2006-2011) 29 Lượng mưa gây trận lũ đặc biệt lớn từ ngày 28-30/IX/2009 29 Tổng hợp đặc trưng trận lũ lịch sử- đặc biệt lớn lũ từ ngày 2830/X/2009 30 Tổng sản phẩm địa bàn theo giá thực tế 32 Số lượng cơng trình thuỷ lợi có vùng dự án đến năm 2009 35 Cơng trình kè lát mái bảo vệ bờ vùng dự án 36 Cơng trình đập mỏ hàn bảo vệ bờ vùng dự án 36 Cơng trình đê sơng, đê biển, đập ngăn mặn khu vực nghiên cứu 37 Tình hình sạt lở bờ sông, bờ biển, sườn núi vùng nghiên cứu phân theo huyện 37 Phân tích hiệu hiệu chỉnh mơ hình 49 Phân tích kiểm nghiệm mơ hình 50 Vị trí số vết lũ điều tra khu vực tính tốn 52 Độ sâu ngập lớn tính tốn vị trí vết lũ 54 Đặc trưng lũ thiết kế 55 Bảng hệ số thu phóng lũ thiết kế 55 Độ sâu ngập ứng với lũ 1% số vết lũ khu vực tính tốn 56 Độ sâu ngập ứng với lũ 5% số vết lũ khu vực tính tốn 58 Độ sâu ngập ứng với lũ 10% số vết lũ khu vực tính tốn 60 MỤC LỤC HÌNH Số hiệu 1.1 1.2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 Tên Hình Các đặc trưng lũ Thời gian lũ lên Mạng lưới sông tỉnh Quảng Ngãi Bản đồ mạng lưới trạm khí tượng thủy văn vùng nghiên cứu Biểu đồ lượng mưa năm trung bình giai đoạn 2006-2011 so với TBNN Biểu đồ lượng mưa mùa lũ trung bình giai đoạn 2006-2011 so với TBNN Quá trình mực nước trận lũ ngày 28/IX- 01/X/2009 trạm Trà Khúc Quá trình mực nước trận lũ ngày 28/IX-01/X/2009 trạm Sông Vệ Bản đồ lưới trạm đo mưa lưu vực sông Trà Khúc vùng phụ cận Sơ họa hệ thống sông Mặt cắt ngang sông Số liệu triều Cửa Đại trận lũ Hộp thoại hiệu chỉnh điều kiện ban đầu Kết hiệu chỉnh mô hình MIKE11 Kết kiểm định mơ hình MIKE11 Phạm vi tính tốn Lưới tính tốn khai báo thơng số Sơ hoạ liên kết mơ hình Mike11 Mike 21 Vị trí vết lũ kiểm tra khu vực tính tốn Phân bố cao trình ngập lớn Phân bố tổng chiều sâu mực nước lớn Phân bố ngập Max hạ du lưu vực sông Trà Khúc Phân bố độ sâu ngập vùng hạ du lưu vực sông Trà Khúc thời điểm đỉnh lũ Phân bố ngập Max hạ du lưu vực sông Trà Khúc Phân bố độ sâu ngập vùng hạ du lưu vực sông Trà Khúc thời điểm đỉnh lũ Phân bố ngập Max hạ du lưu vực sông Trà Khúc Phân bố độ sâu ngập vùng hạ du lưu vực sông Trà Khúc thời điểm đỉnh lũ Các vị trí nạo vét sơng Trà Khúc Nạo vét mở rộng cửa Cổ Lũy cửa Lở Kết hợp nạo vét mở rộng cửa sông Trang 6 17 19 23 25 30 30 45 46 47 48 48 49 49 50 51 51 52 53 53 56 56 57 58 59 59 64 64 64 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TB: Trung bình TBNN: Trung bình nhiều năm X: Mưa BĐ: Báo động XD: Xây dựng TT: Thị trấn TP: Thành phố PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Quảng Ngãi tỉnh ven biển miền Trung, có diện tích tự nhiên 5.132,67 km2, gồm 14 huyện thị thành phố với dân số khoảng 1.227.850 người Là tỉnh nghèo lại chịu nhiều tác động thiên tai lũ lụt, bão tố, hạn hán… Lưu vực sông Trà Khúc bao gồm địa bàn lãnh thổ huyện thành phố thuộc tỉnh Quảng Ngãi phần lãnh thổ huyện Kon Plong tỉnh Kon Tum Diện tích lưu vực tính đến cửa Đại 3.240 km2, chiếm 55,3% diện tích tự nhiên tỉnh, lưu vực sơng lớn quan trọng tỉnh Những năm gần Quảng Ngãi có bước phát triển kinh tế xã hội mạnh mẽ, thành phố Quảng Ngãi mở rộng nhanh chóng, khu cơng nghiệp lớn xây dựng; khu đô thị, khu dân cư tập trung hình thành nhiều nơi; giao thông phát triển nhanh Vì diễn biến ngập lụt lưu vực Sơng Trà Khúc ngày phức tạp có chiều hướng bất lợi cho nhân dân sau thượng nguồn có thêm hồ chứa cơng trình thủy điện lớn, Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định số 1840/QĐ-TTg ngày 29/10/2015 kèm theo Quy trình vận hành liên hồ chứa lưu vực sơng Trà Khúc Trong yêu cầu nội dung vận hành theo chế liên hồ hồ chứa Nước Trong Đakdrinh cùng với đập Thạch Nham mùa lũ, cạn để nhằm đảm bảo đa mục tiêu phát điện, giảm lũ đảm bảo dòng chảy phục vụ tưới Ngoài xu hướng diễn biến biến đổi khí hậu nguyên nhân gia tăng ảnh hưởng rủi ro cho ngập lụt hạ lưu Theo đánh giá ngân hành giới (WB), Việt Nam quốc gia chịu tác động nhiều Biến đổi khí hậu, việc nghiên cứu tính tốn đánh giá ảnh hưởng yêu tố Biến đổi khí hậu đến vấn đề ngập lụt vùng hạ lưu sông Trà Khúc cơng trình thủy lợi thượng nguồn vận hành theo quy trình Chính phủ đáp ứng mục tiêu giảm nhẹ thiệt hại lũ lụt gây Để đáp ứng yêu cầu phòng chống lũ, việc nghiên cứu lũ ngập lụt mưa lũ gây sơng Trà Khúc phía đồng đoạn từ hạ lưu đập Thạch Nham đến Cửa Đại cần thiết Kết nghiên cứu sở để tính tốn xây dựng kế hoạch hàng năm năm việc xây dựng cơng trình phịng chống lũ, chỉnh trị; nhằm trì phát triển bền vững ngành kinh tế, cảnh quan, môi trường sinh thái sống cộng đồng Đây sở để cấp đạo điều hành xây dựng Phương án cảnh báo, chủ 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 889493 890194 890453 891053 891213 891356 891671 891885 891940 891990 892200 892520 892690 892812 893008 893186 893352 893424 893550 893667 893911 894220 894469 894790 895159 895462 895539 895730 895991 896306 896585 896800 897140 897399 897590 897779 898058 898440 898670 898908 899300 899640 899960 900340 900608 900900 1678940 1679390 1679540 1679750 1679820 1679850 1679750 1679630 1679390 1679240 1678960 1678570 1678340 1678220 1678060 1677740 1677580 1677250 1677080 1676980 1676840 1676720 1676650 1676610 1676760 1677010 1677250 1677470 1677750 1677970 1678080 1678170 1678330 1678460 1678590 1678720 1678750 1678750 1678730 1678730 1678620 1678570 1678490 1678350 1678230 1678230 20765 21285 21855 22345 22501 22631 22925 THẠCH NHAM 23155 23385 23553 23925 24455 24737 24905 25255 25705 25965 26345 26600 26785 27056 27375 27584 27845 28147 28445 28668 28925 29269 29615 29986 30275 30597 30845 31176 31505 31713 31995 32185 32380 32715 32991 33255 33574 33805 34119 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 901101 901570 901921 902210 902497 902900 903186 903390 903860 904149 904256 904298 904400 904590 904800 904920 905016 905200 905360 905510 905850 906128 906370 906570 906787 907061 907370 907869 908433 908819 908992 909111 909450 909824 910251 910630 910941 911370 911637 912020 912402 912690 912973 913044 913407 913727 1678230 1678130 1678070 1678090 1678130 1678060 1678020 1677950 1677730 1677550 1677390 1677170 1677000 1676740 1676410 1676230 1676100 1676070 1676150 1676250 1676380 1676540 1676780 1676970 1677170 1677370 1677500 1677530 1677420 1677210 1676960 1676710 1676510 1676290 1676010 1675860 1675760 1675900 1675990 1676340 1676730 1677070 1677410 1677780 1678000 1677980 34335 34845 35285 35500 35715 36175 36473 36695 36932 37087 37175 37419 37635 37981 38402 38635 38796 38982 39161 39341 39704 40025 40365 40640 40935 41266 41593 42080 42640 43069 43365 43635 44290 45012 Trạm TV Trà Khúc 45391 45693 45935 46412 46710 47258 47835 48293 48747 49134 49569 49899 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 913971 914250 914464 914780 915082 915400 915736 916090 916423 916880 917334 917820 918273 918690 919040 1677850 1677650 1677500 1677450 1677400 1677430 1677470 1677640 1677790 1677900 1678050 1678070 1678100 1678080 1678100 SÔNG VỆ Tọa độ STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 X 909182 909835 910020 910317 910540 910828 911300 911540 911760 912000 912270 912530 912699 912900 913070 913329 913465 913430 913240 912960 912699 912598 912604 912824 913086 913361 Y 1660010 1660360 1660550 1660750 1660880 1661000 1661060 1661060 1661090 1661190 1661310 1661410 1661500 1661620 1661770 1661960 1662200 1662460 1662700 1662900 1663130 1663290 1663520 1663800 1663990 1663970 50183 50535 50818 51165 51497 51843 52209 52635 52977 53417 53864 54319 54744 55135 57435 Cửa Đại Vị trí 879 1006 1418 1676 2035 2520 2704 3027 3186 3515 3760 4005 4186 4494 4734 5010 5207 5674 5922 6153 6459 6631 7045 7192 7548 Ghi Tv An Chỉ 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 913727 914120 914200 914304 914320 914270 914240 914200 914160 914185 914240 914280 914510 914749 915088 915504 915740 915938 916199 916383 916510 916580 916645 916820 916978 917108 917180 917257 917441 917958 918214 918302 918327 918255 918000 918018 918267 918463 918641 918606 918327 918071 917738 1663990 1664110 1664350 1664600 1664790 1665010 1665310 1665660 1665850 1666100 1666290 1666460 1666740 1667010 1667110 1667090 1666960 1666880 1666920 1667060 1667260 1667450 1667610 1667710 1667850 1668200 1668400 1668580 1668670 1668730 1668810 1668980 1669240 1669570 1670000 1670360 1670650 1670890 1671140 1671350 1671460 1671520 1671740 8188 8422 8675 8959 9137 9327 9664 9974 10210 10571 10659 10905 11197 11382 12034 12440 12597 12810 12980 13306 13665 13745 13918 14262 14330 14601 14916 15113 15317 15615 16023 16297 16653 16896 17116 17748 18089 18449 18755 18968 19268 19411 19930 TV Sông Vệ 70 71 72 73 74 75 917703 917934 918398 918980 919283 919574 1671960 1672190 1672270 1672280 1672290 1672300 20192 20479 20950 21116 21835 22034 Cửa Lở ... III sông Rin (sông Trà Khúc) Sơn Thượng 2.000 - Vùng sạt lở IV sông Rin (sông Trà Khúc) TT Di Lăng 2.000 10 - Vùng sạt lở I sông Rin (sông Trà Khúc) Sơn Dung 200 - Vùng II suối Huy Măng (sông. .. ngập lụt phương án cảnh, dự báo lũ sông tỉnh Quảng Ngãi Đề tài đánh giá chế độ mưa lũ lưu vực sông Trà Khúc, Trà Bồng sông Vệ, điều tra khảo sát tình hình ngập lụt năm 1999, từ xây dựng đồ ngập lụt. .. 4,0 Sông Vệ 91 1260 170 19,9 18,0 1,30 0,79 -Sông Trà Nô -Sông Nễ -Sông Phước Giang (Sông La Châu) 17 17 47 147 104 288 362 332 192 23,3 33,1 20,0 7,4 3,3 6,8 1,20 1,55 1,43 0,59 0,93 1,27 Sông