Ứng dụng hệ thống phân tích lũ tích hợp IFAS cảnh báo lũ thượng nguồn Sông Ba, tỉnh Gia Lai

Sự phát triển của công nghệ tin học và viễn thám đã tạo điều kiện sản sinh ra nhiều mô hình Thủy văn, Thủy lực tiên tiến trên thế giới với nhiều ưu điểm như cơ sở lý thuyết chặt chẽ, tốc độ tính toán nhanh, giao diện thân thiện. IFAS (The Integrated Flood Analysis System) là hệ thống phân tích lũ - dòng chảy do Trung tâm Quốc tế về quản lý thảm họa và rủi ro tài nguyên nước (ICHARM) của Nhật Bản xây dựng và phát triển.

Ứng dụng hệ thống phân tích lũ tích hợp IFAS Cảnh báo lũ thượng nguồn Sông Ba, tỉnh Gia Lai CN VÕ DUY PHƯƠNG Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Tây Nguyên Sự phát triển công nghệ tin học viễn thám tạo điều kiện sản sinh nhiều mơ hình Thủy văn, Thủy lực tiên tiến giới với nhiều ưu điểm sở lý thuyết chặt chẽ, tốc độ tính tốn nhanh, giao diện thân thiện IFAS (The Integrated Flood Analysis System) hệ thống phân tích lũ - dịng chảy Trung tâm Quốc tế quản lý thảm họa rủi ro tài nguyên nước (ICHARM) Nhật Bản xây dựng phát triển Nó cơng cụ nhằm dự báo, cảnh báo lũ hiệu phù hợp với lưu vực lớn Hệ thống có khả sử dụng liệu mưa thưc đo quan trắc bề mặt hoăc liệu mưa vệ tinh gồm: Gsmap, Noaa, Nasa làm đâu vào cho hệ thông Lưu vực thượng nguồn sơng Ba, tỉnh Gia Lai, diện tích chủ yếu chủ yếu nằm trọn lãnh thổ Việt Nam, số liệu quan trắc Khí tượng Thủy văn có từ trước năm 80, hàng năm sông Ba thường xun có mưa lũ xảy ra, nên chúng tơi lựa chọn ứng dụng mơ hình IFAS để cảnh báo, dự báo lũ, phục vụ cho cơng tác phịng tránh lũ lụt cho phía vùng hạ lưu sơng Ba Khu vực cần cảnh báo, dự báo kết ứng dụng mơ hình IFAS Khu vực cảnh báo, dự báo vùng thượng nguồn lưu vực sông Ba, sông Ba sông lớn miền Trung Việt Nam, diện tích lưu vực xấp xỉ 14.000km2, trải dài địa phận ba tỉnh Gia Lai, Đắk Lắk Phú Yên, lưu vực nằm khoảng 108o00’ đến 109027’ kinh độ Đông từ 12030’ đến 14040’vĩ độ Bắc Sông Ba núi Ngọc Rô thuộc dải Trường Sơn, đoạn thượng nguồn đến trạm thủy văn An Khê (sông Ba) chảy theo hướng Tây Bắc - Đơng Nam Sau chảy theo hướng Đông Bắc - Tây Nam hướng Bắc Nam đến Cheo Reo Từ Cheo Reo sông Ba chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam đến Sơn Hòa từ chảy theo hướng Tây - Đơng đổ biể Đơng Lưu vực sơng Ba có hình chữ L, thượng nguồn nhỏ dốc, sau phình phần trung lưu vực, thu hẹp phần hạ du lưu vực trước đổ biển Đơng Địa hình lưu vực sơng Ba phức tạp tạo chia cắt dải Trường Sơn, cao nguyên đồng bằng, tạo nên thung lũng sơng có độ dốc lớn Độ cao bình qn lưu vực khoảng 500m Sơng Ba có nhiều sơng nhánh, có 50 sơng nhánh có chiều dài lớn 20km, 19 sơng nhánh có diện tích lưu vực lớn 100km2 Đặc biệt có sơng nhánh sông Ayun, sông KrôngHnăng sông Hinh Trạm thủy văn An Khê xây dựng bên bờ phải sông Ba, thuộc tổ 8, phường An Bình, thị xã An Khê, tỉnh Gia Lai cách cầu sông Ba 500mét phía thượng lưu Trạm tọa độ 13057’ độ vĩ Bắc - 108040’ kinh độ Đông Trạm xây dựng từ năm 1968, cách cầu sơng Ba 100mét phía hạ lưu, đo yếu tố như: mực nước, lưu lượng nước năm 1974 Từ năm 1976 Đài khí tượng Thủy văn Gia Lai - Kon Tum khơi phục đo đạc lại yếu tố như: mực nước, nhiệt độ nước, nhiệt độ khơng khí mưa, riêng phần đo lưu lượng nước lợi dụng cầu sông Ba để đo Từ năm 1980 đến năm 1984, trạm chuyển lên cách cầu sơng Ba 500m phía thượng lưu, vị trí số liệu thu thập khơng đạt u cầu kỹ thuật, lại chuyển vị trí cũ Cuối năm 1986 nhà máy điện An Khê vào hoạt động xả dầu vị trí khơng thể đo ảnh hưởng đến số liệu hóa nước sơng nên lại chuyển trạm vị trí đo cách cầu sơng Ba 500m phía thượng lưu Từ năm 1987 trạm xây dựng cố định vào hoạt động ngày Trạm thủy văn An Khê trạm thủy văn câp I, đo yêu tô sau: Mưa, mực nước, lưu lượng, nhiệt độ khơng khí nhiệt độ nước 17 SỐ 05 NĂM 2018 KHOA HỌC KỸ THUẬT TẠP CHÍ KHOA HỌC CƠNG NGHỆ VÀ MƠI TRƯỜNG 18 KHOA HỌC KỸ THUẬT Giới thiệu mơ hình IFAS Cấu trúc mơ hình IFAS bao gồm mơ hình phận với chức sau: Bảng 1: Các chức mơ hình phận Mơ hình Chức Thấm xuống tầng ngầm Dịng chảy mặt Lượng trữ mặt Mơ hình nước mặt Bốc từ mức nước ngầm Xuất dịng trung gian Mơ hình nước ngầm Xuất dịng nước ngầm Mơ hình sơng Chảy lịng sơng Cấu trúc mơ hình IFAS: Số liệu mưa vệ tinh: internet 1.3B42RT (NASA) vùng che phủ: 50N-50S Đô phân giải không gian: 0.250, thời đoạn: 3giờ, thời gian trễ có số liệu sau: Số liệu mưa 10giờ GSMap(JAXA) vùng che phủ: 60N-60S Đô phân giải không gian: 0.10, thời đoạn: 1giờ, thời gian trễ có số liệu sau: 4giờ Cmorhp, Qmorph (NOAA) Số liệu mưa bề mặt: CSV file Mơ hình hóa Phân tích dịng chảy Hiển thị kết Tạo mạng lưới sóng từ số liệu DEM GTOPO30(USGS) độ phân giải: 1km Hydro1k(USGS) độ phân giải: 1km GlobalMap(ISCGM) độ phân giải: 1km Đánh giá thông số (Cài đặt sẵn thông số mẫu) Sử dụng đất: GLCC(USGS), Global Map(ISCGM) Thảm phủ: Soil texture(UNEP), soil depht(NASA), soil moisture(UNEP) Địa chất : CGWM Mơ hình phân phối PWRI Ver2.0 BTOP model Ver1.4 Xem mặt bằng, chiều, bảng & đồ thị, hoạt hình Hoạt hình Google Earth Hình Cấu trúc mơ hình IFAS Hình Sơ đồ mơ hình phận nước lịng sơng khoanh vùng lưu vực thượng nguồn sơng Ba tính đến trạm thủy văn An Khê 19 SỐ 05 NĂM 2018 KHOA HOÏC KỸ THUẬT Hình Thiết lập lưu vực tính tốn Hình Hiệu chỉnh thơng số IFAS Đây phần hiệu mơ hình IFAS, để hiệu chỉnh kiểm tra mơ hình, chúng tơi sử dụng số liệu quan trắc dòng chảy trạm thủy văn An Khê Chạy kiểm chứng số trận lũ lớn, xảy trạm thủy văn An Khê (sông Ba) sau: Trận lũ từ 1giờ ngày 14 đến ngày 23 ngày 19/11/2013, trận lũ lớn chuỗi số liệu kể từ ngày trạm có số liệu thực đo Hình Q trình tính tốn thực đo trận lũ ngày 14 -19/11/2013 Bảng 2: Số liệu dự báo lưu lượng nước trạm thủy văn An Khê Bảng 3: Số liệu thống kê trận lũ từ 1giờ ngày 13 đến ngày 23 ngày 21/12/2016 Hình Q trình tính tốn thực đo trận lũ từ ngày 13 đến 21/12/2016 Bảng 4: Số liệu dự báo lưu lượng nước trạm thủy văn An Khê Hình Kết quả, lưu lượng dự báo mơ hình IFAS đưa (trận lũ từ ngày 13 đến ngày 21/12/2016) Kết chạy mô lại số trận lũ trạm An Khê (sông Ba), nhận thấy mơ hình cho kết tương đối hợp lý Mơ hình dự báo đỉnh lũ IFAS thường xảy sớm hơn, so với kết đỉnh lũ thực tế khoảng từ đến Kết luận Có thể áp dụng mơ hình IFAS để cảnh báo, dự báo lũ cho trạm thủy văn An Khê (sông Ba) thời gian tới./  ... lượng dự báo mơ hình IFAS đưa (trận lũ từ ngày 13 đến ngày 21/12/2016) Kết chạy mô lại số trận lũ trạm An Khê (sông Ba), nhận thấy mơ hình cho kết tương đối hợp lý Mơ hình dự báo đỉnh lũ IFAS thường... thường xảy sớm hơn, so với kết đỉnh lũ thực tế khoảng từ đến Kết luận Có thể áp dụng mơ hình IFAS để cảnh báo, dự báo lũ cho trạm thủy văn An Khê (sông Ba) thời gian tới./ ... IFAS Đây phần hiệu mơ hình IFAS, để hiệu chỉnh kiểm tra mơ hình, chúng tơi sử dụng số liệu quan trắc dòng chảy trạm thủy văn An Khê Chạy kiểm chứng số trận lũ lớn, xảy trạm thủy văn An Khê (sông