Mô phỏng ngập lụt hạ lưu sông bến hải tỉnh quảng trị

Đ I H CăĐÀăN NG TR 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 LU NăVĔNăTH CăSƾă K THU T XÂY D NG CƠNG TRÌNH TH Y ĐƠăNẵng - Nĕmă2018 Đ I H CăĐÀăN NG TR 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: K thu t xây d ng cơng trình th y Mã s : 60.58.02.02 LU NăVĔNăTH CăSƾă NG IăH NG DẪN KHOA H C TS Võ Ng căD ng 2.ăTS.ăVũăHuyăCơng ĐƠăNẵng - Nĕmă2018ă i L IăCAMăĐOAN TơiăxinăcamăđoanăđơyălƠăcơngătrìnhănghiênăc u c a riêng Các s li u, k t qu nêu lu năvĕnălƠătrung th căvƠăch aăt ngăđ b b t kỳ cơng trình khác Tác gi lu năvĕn H TR NGăS N c công ii M CL C L IăCAMăĐOAN .i M CăL C ii TịMăT TăLU NăVĔN v CÁCăLO IăDANHăM C .vi DANHăM CăB NGăBI U vii DANHăM CăHỊNHă NH ix M ăĐ U CH NGă1ăT NGăQUANăV ăKHUăV CăNGHIểNăC UăVÀ TỊNHăHỊNHăNG PăL TăL UăV CăSỌNGăB NăH I 1.1 Khái quát khuăv cănghiênăc u 1.1.1 Đặcăđi măđ aălỦăt ănhiên .4 1.1.1 Đi uăki năkhíăt ng,ăth yăvĕn 1.1.2 Tài nguyên thiên nhiên 12 1.1.3 Đi uăki năkinhăt ăxƣăh i 14 1.1.3.1 Tìnhăhìnhădơnăsinhăkinhăt 14 1.1.3.2 C ăs ăh ăt ng 19 1.2 Di năbi năthiênătaiăng păl tătrongăth iăgianăqua 19 1.2.1 Tìnhăhìnhăthiênătaiăt iăVi tănam 19 1.2.2 T ngăquanăthiênătaiăt nhăQu ngăTr 20 1.2.3 Tìnhăhìnhăng păl tă ăl uăv căsơngăB năH i 20 1.3 Tìnhăhìnhăc ăs ăd ăli u 25 1.3.1 B năđ 25 1.3.2 S ăli u Khíăt ngăth yăvĕn 25 1.3.3 CácătƠiăli uăliênăquanăkhác 25 CH NGă2:ăXỂYăD NGăMỌăHỊNHăTH YăVĔNăMỌăPH NG 26 DọNGăCH YăSỌNGăB NăH I 26 2.1 Gi iăthi uămơăhìnhăMIKEăSHE 26 2.1.1 T ngăquanăv ămơăhìnhăMIKEăSHE 26 iii 2.1.2 L chăs ăphátătri nămơăhìnhăMIKEăSHE 26 2.1.3 LỦăthuy tăc ăb nămơăhìnhăMIKEăSHE 26 2.2 Thi tăl pămơăhìnhăMIKEăSHE 35 2.2.1 Ph măviămôăph ng 35 2.2.2 Hi nătr ngăc ăs ăd ăli uăph căv ătính tốn 36 2.3 Hi uăch nhăvƠăki măđ nhămơăhình 39 2.3.1 Hi uăch nhămơăhình 39 2.3.2 Ki măđ nhămơăhình 40 2.3.3 Nh năxétăk tăqu ăhi uăch nhăvƠăki măđ nh 41 CH NGă3: MỌăPH NGăNG PăL TăH ăDU 42 3.1 Xơyăd ngămơăhìnhăth yăl c 42 3.1.1 Xơyăd ngămơăhìnhăth yăl că1ăchi u 42 3.1.2 Xơyăd ngămơăhìnhăth yăl că2ăchi u 45 3.1.3 Thi tăl pămơăhìnhămơăph ngăMIKEăFLOOD .48 3.2 Hi uăch nhăvƠăki măđ nhămơăhình 50 3.2.1 Hi uăch nhămơăhình 50 3.2.2 Ki măđ nhămơăhình 51 3.3 Xơyăd ngăb năđ ăng păl tă ngăv iăcácătr ngăh p 52 3.3.1 Môăph ngăk chăb n ng păl tă ngăv iăt năsu tăl uăl ngă0,5% 53 3.3.2 Môăph ngăk chăb păl tă ngăv iăt năsu tăl uăl ngă1% 54 3.3.3 Môăph ngăk chăb păl tă ngăv iăt năsu tăl uăl ngă2% 55 3.3.4 Môăph ngăk chăb păl tă ngăv iăt năsu tăl uăl ngă5% 57 3.3.5 Môăph ngăk chăb pă ngăv iăt năsu tăl uăl ngă10% 58 3.3.6 Môăph ngăng păl tădoătr nălũănĕmă1999ăgơyăra 60 3.3.7 Môăph ngăng păl tădoătr nălũănĕmă2005ăgơyăra 61 3.3.8 Môăph ngăng păl tădoătr nălũănĕmă2006 gây 62 3.3.9 Môăph ngăng păl tădoătr nălũănĕmă2009ăgơyăra 63 3.3.10 Môăph ngăng păl tădoătr nălũănĕmă2012ăgơyăra 64 K TăLU NăăVÀăKI NăNGH 66 K tălu n 66 Ki năngh 66 iv NH NGăV NăĐ ăT NăT IăVÀăH NGăNGHIểNăC UăTI P 68 C AăĐ ăTÀI 68 T năt i: 68 H ngănghiênăc uăti pătheoăc aăđ ătƠi: 68 DANHăM CăTÀIăLI UăTHAMăKH O 69 PH ăL CăTệNHăTOÁN 70 v TÓM T T LU NăVĔN Tóm t t: Vi c nghiên c uălũăl tădoăm aălũăgơyăraă l uăv c sông B n H i r t c n thi t K t qu nghiên c u mô ph ng ng p l t sông B n H i ng v i t n su tălũ,ăxơyăd ng b năđ ng p l t v i t n su tăt ngă ng K t qu nghiên c uăđƣă th hi năđ c khu v c b ng p, di n tích ng p, chi u sâu ng p t i khu v c nghiên c u K t qu nghiên c u cung c p cho quy năđ aăph ngăvƠăc ăquanăqu n lý thiên tai trênăđ a bàn t nh nh ng thông tin c n thi tăđ ch đ ngăđ iăphóăcũngănh ăgi m thi u thi t h iădoălũăl tătrênăl uăv c sông B n H i Từ Khố: Ng p l t; Sơng B n H i; t n su t; Mike-Flood BUILDING MAP OF FLOODS IN BEN HAI RIVER BASIN, QUANG TRI PROVINCE Abstract: The research on floods caused by heavy rain in Ben Hai river is very necessary The results of the study are flood simulation on Ben Hai river corresponding to the frequency of floods, the construction of flood map with the corresponding frequency The results show that the flooded area, inundated area, the depth of flooding in the area of research The research results provide local authorities and disaster management agencies in the province with necessary information to actively respond as well as minimize damage caused by floods in the Ben Hai river basin Từ Khoá: flood; Ben Hai River; frequency; Mike-Flood vi CÁC LO I DANH M C CÁC CH VI T T T BĐKH : Bi năđ i khí h u DHI : Vi n th y l căĐanăM ch MIKE 11 : Mơ hình th y l c chi u thu c b mơ hình MIKE MIKE 21 : Mơ hình th y l c chi u thu c b mơ hình MIKE MIKE FLOOD: Mơ hình th y l c chi u thu c b mô hình MIKE MIKE SHE : Mơ hìnhăm aăậ dịng ch y (DHI) R :H s t ngăquan R2 : H s NASH RMSE : Sai s cĕnăbìnhăph ngătrungăbình vii DANH M C B NG BI U Bảng 1.1 Các đặc trưng nhiệt độ khu vực nghiên cứu…………………………… Bảng 1.2 Các đặc trưng độ ẩm khơng khí trung bình khu vực nghiên cứu .7 Bảng 1.3 Số nắng bình quân ngày tháng năm Bảng 1.4 Vận tốc gió bình qn tháng năm Bảng 1.5 Lượng bốc đo ống Piche Zpic (mm) .8 Bảng 1.6 Lượng Mưa bình quân nhiều năm (mm) Bảng 1.7 Các đặc trưng hình thái lưu vực sơng Quảng Trị 10 Bảng 1.8 Dân số trung bình tỉnh theo đơn vị huyện .15 Bảng 1.9 Tỷ suất sinh thô, tỷ suất chết thô tỷ lệ tăng dân số phân theo thành thị, nông thôn .15 Bảng 1.10 Thống kê thiệt hại 24 Bảng 2.1 Các số mơ hình MIKE SHE sau hiệu chỉnh 39 Bảng 2.2 Các số mơ hình MIKE SHE sau kiểm định 41 Bảng 3.1 Các số mơ hình MIKE 11 sau hiệu chỉnh 50 Bảng 3.2 Các số mơ hình MIKE 11 sau kiểm định 51 Bảng 3.3 Thống kê diện tích ngập ứng với tần suất lũ 0,5% (ha) 53 Bảng 3.4 Thống kê diện tích ngập theo loại đất ứng với tần suất lũ 1% 53 Bảng 3.5 Thống kê diện tích ngập ứng với tần suất lũ 1% 54 Bảng 3.6 Thống kê diện tích ngập theo loại đất ứng với tần suất lũ 1% 55 Bảng 3.7 Thống kê diện tích ngập ứng với tần suất lũ 2% 56 Bảng 3.8 Thống kê diện tích ngập theo loại đất ứng với tần suất lũ 2% 56 Bảng 3.9 Thống kê diện tích ngập ứng với lũ tần suất lũ 5% .57 Bảng 3.10 Thống kê diện tích ngập theo loại đất ứng với tần suất lũ 2% 57 Bảng 3.11 Thống kê diện tích ngập ứng với tần suất lũ 10% .58 Bảng 3.12 Thống kê diện tích ngập theo loại đất ứng với tần suất lũ 2% 60 Bảng 3.13 Thống kê diện tích ngập ứng với trận lũ 1999 61 Bảng 3.14 Thống kê diện tích ngập theo loại đất ứng với tần suất lũ 2% 61 Bảng 3.15 Thống kê diện tích ngập ứng với trận lũ năm 2005 62 Bảng 3.16 Thống kê diện tích ngập theo loại đất ứng với tần suất lũ 2% 62 viii Bảng 3.17 Thống kê diện tích ngập ứng với trận lũ năm 2006 63 Bảng 3.18 Thống kê diện tích ngập theo loại đất ứng với trận lũ năm 2006 .63 Bảng 3.19 Thống kê diện tích ngập ứng với trận lũ năm 2009 64 Bảng 3.20 Thống kê diện tích ngập theo loại đất ứng với trận lũ năm 2006 .64 Bảng 3.21 Thống kê diện tích ngập ứng với trận lũ năm 2012 65 Bảng 3.22 Thống kê diện tích ngập theo loại đất ứng với trận lũ năm 2006 .65 Bảng 3.24 Thống kê tổng diện tích ngập theo mức ngập lũ 65 59 60 Bảng 3.12 Thống kê diện tích ngập theo loại đất ứng với tần suất lũ 10% Lo iăđ t Mặtă n c KB5 - 10% 413.88 Đ tăr ngă s năxu t Ru ngă lúa 0.24 1728.76 R ngă phòngăh 0.93 Đ tăc ăs ă s năxu tă kinh doanh 9.82 Đ tă ă nông thôn Đ tănghĩaă trang 143.05 23.13 Nhận xét: Khi x yăraălũă10%ăđ nhălũăđ t 2,896m gây ng p cho 5/22 xã, th tr n thu c huy n Gio Linh bao g mă cácă xƣă Trungă S n,ă Trungă H i, Trung Giang, Gio Phong, Gio Mỹ; 6/22 xã, th tr n thu c huy năVĩnhăLinhăbaoăg mă cácăxƣăVĩnhăS n,ă VĩnhăLơm,ăVĩnhăHòa,ăVĩnhăThƠnh,ăVĩnhăGiang,ăth tr năVĩnhăQuangăb ng p l t nhi u khu v c Qua k t qu mô ph ng ng p l t vùng h duăl uăv c sông B n H i theo t n su t l uă l ng 10% ng v i m c ng p c th , s d ng ph n m m ArcGIS th ng kê di n tích ng p, nh n th y v i t n su tă lũă 10%ă đ nhă lũă 2,896mă t i v trí Hi nă L ng,ă t ng di n tích ng p c a 11 xã thu c hai huy năVĩnhăLinhăvƠăGioălinhătrongăvùngăh du l uăv c sông B n H i 2.862 3.3.6 Mô ngập lụt trận lũ năm 1999 gây Hình 3-23 Bản đồ ngập lụt mô trận lũ năm 1999 61 Bảng 3.13 Thống kê diện tích ngập ứng với trận lũ 1999 Vƿnhă S n Vƿnhă Lâm Vƿnhă Hòa Vƿnhă Thành Vƿnhă Giang Vƿnhă Quang Trung S n Trung H i Trung Giang Gio Phong Gio M 5 28 0 0 27.7 0 0 0 T ng 3,117 256.8 238.3 286.1 459.8 340.9 10.6 191.9 779.6 63.5 291.8 197.6 T T M că ng pă (m) Huy năVƿnhăLinh Huy năGioăLinh Bảng 3.14 Thống kê diện tích ngập theo loại đất trận lũ năm 1999 gây Lo iăđ t b ă ng pă(ha) Lũă1999 Mặtă n c 466.25 Đ tăr ngă s năxu t Ru ngă lúa 5.33 1855.26 R ngă phòngăh 0.93 Đ tăc ăs ă s năxu tă kinh doanh 13.57 Đ tă ă nông thôn Đ tănghĩaă trang 167.91 34.55 Nhận xét: Qua k t qu mô ph ng ng p l t vùng h duă l uă v c sông B n H iăđ i v i tr nălũănĕmă1999 đ nhălũă3,187m, ng v i m c ng p c th , s d ng ph n m m ArcGIS th ng kê di n tích ng păthuăđ c k t qu t ng di n tích ng p c a 11 xã thu c hai huy năVĩnhăLinhăvƠăGioălinhătrongăvùngăh duăl uăv c sông B n H i 3.117 ha, ki mătraăđ i chi u v i s li u th ng kê c a Ban Ch huy PCTT & TKCN hai huy năGioăLinhăvƠăVĩnhăLinhăchoăth y s li uătínhătốnăđ t k t qu t t 3.3.7 Mơ ngập lụt trận lũ năm 2005 gây Hình 3-24 Bản đồ ngập lụt mơ trận lũ năm 2005 62 Bảng 3.15 Thống kê diện tích ngập ứng với trận lũ năm 2005 Vƿnhă S n Vƿnhă Lâm Vƿnhă Hòa Vƿnhă Thành Vƿnhă Giang Vƿnhă Quang Trung S n Trung H i Trung Giang Gio Phong Gio M 5 28 0 0 27.7 0 0 0 T ng 3,010 250.6 238.3 285.4 455 326.8 9.4 178.3 736.5 61.1 291.9 176.2 T T M că ng pă (m) Huy năVƿnhăLinh Huy năGioăLinh Bảng 3.16 Thống kê diện tích ngập theo loại đất trận lũ năm 2005 gây Lo iăđ t b ă ng pă(ha) Mặtă n c Lũă2005 442.62 Đ tăr ngă s năxu t Ru ngă lúa 0.87 1813.09 R ngă phòngăh 0.93 Đ tăc ăs ă s năxu tă kinh doanh 12.04 Đ tă ă nông thôn Đ tănghĩaă trang 158.62 26.57 Nhận xét: Qua k t qu mô ph ng ng p l t vùng h duăl uăv c sông B n H i đ i v i tr nălũănĕmă2005 đ nhălũăđ t 3,090m, ng v i m c ng p c th , s d ng ph n m m ArcGIS th ng kê di n tích ng păthuăđ c k t qu t ng di n tích ng p c a 11 xã thu c hai huy năVĩnhăLinhăvƠăGioălinhătrongăvùngăh l uăsôngăB n H i 3.010 nh h nădi n tích ng p 3.117 tr nălũănĕmă1999 gây ra, s li u tính tốn mơ ph ng phù h p v i k t qu th c t 3.3.8 Mô ngập lụt trận lũ năm 2006 gây Hình 3-25 Bản đồ ngập lụt mô trận lũ năm 2006 63 Bảng 3.17 Thống kê diện tích ngập ứng với trận lũ năm 2006 Vƿnhă S n Vƿnhă Lâm Vƿnhă Hòa Vƿnhă Thành Vƿnhă Giang Vƿnhă Quang Trung S n Trung H i Trung Giang Gio Phong Gio M 5 26 0 0 25.9 0 0 0 T ng 2,027 79.7 231.8 263.2 372.6 224.8 9.4 158 299 46.6 227.9 113.6 T T M că ng pă (m) Huy năVƿnhăLinh Huy năGioăLinh Bảng 3.18 Thống kê diện tích ngập theo loại đất trận lũ năm 2006 gây Lo iăđ t b ă ng pă(ha) Mặtă n c Lũă2006 312.95 Đ tăr ngă s năxu t Ru ngă lúa 0.24 1197.13 R ngă phòngăh 0.16 Đ tăc ăs ă s năxu tă kinh doanh 2.70 Đ tă ă nông thôn Đ tănghĩaă trang 78.77 21.21 Nhận xét: Qua k t qu mô ph ng ng p l t vùng h duă l uă v c sông B n H iăđ i v i tr nălũănĕmă2006 đ nhălũăđ t 1,68m, ng v i m c ng p c th , s d ng ph n m m ArcGIS th ng kê di n tích ng păthuăđ c k t qu t ng di n tích ng p c a 11 xã thu c hai huy năVĩnhăLinhăvƠăGioălinhătrongăvùngăh l uăsôngăB n H i 2.027 nh h nădi n tích ng p 3.010 tr nălũănĕmă2005 gây ra, s li u tính tốn mơ ph ng phù h p v i k t qu th c t 3.3.9 Mô ngập lụt trận lũ năm 2009 gây Hình 3-26 Bản đồ ngập lụt mơ trận lũ năm 2009 64 Bảng 3.19 Thống kê diện tích ngập ứng với trận lũ năm 2009 Vƿnhă S n Vƿnhă Lâm Vƿnhă Hòa Vƿnhă Thành Vƿnhă Giang Vƿnhă Quang Trung S n Trung H i Trung Giang Gio Phong Gio M 5 27 0 0 27.3 0 0 0 T ng 2,456 134.9 237.3 270.1 418.9 316.6 9.4 115.3 466.1 54.8 272.9 160.1 T T M că ng pă (m) Huy năVƿnhăLinh Huy năGioăLinh Bảng 3.20 Thống kê diện tích ngập theo loại đất trận lũ năm 2009 gây Lo iăđ t b ă ng pă(ha) Lũă2009 Mặtă n c 399.55 Đ tăr ngă s năxu t Ru ngă lúa 0.24 1469.69 R ngă phòngăh 0.17 Đ tăc ăs ă s năxu tă kinh doanh 4.33 Đ tă ă nông thôn Đ tănghĩaă trang 120.73 21.76 Nhận xét: Qua k t qu mô ph ng ng p l t vùng h duă l uă v c sông B n H iă đ i v i tr nă lũă nĕmă 2009 đ nhă lũă đ t 2,706m, ng v i m c ng p c th , s d ng ph n m m ArcGIS th ng kê di n tích ng păthuăđ c k t qu t ng di n tích ng p c a 11 xã thu c hai huy năVĩnhăLinhăvƠăGioălinhătrongăvùngăh duăl uăv c sông B n H i 2.456 l năh nădi n tích ng p 2.027 tr nălũ nĕmă2006ăgơyăra,ăs li u tính tốn mơ ph ng phù h p v i k t qu th c t 3.3.10 Mô ngập lụt trận lũ năm 2012 gây Hình 3-27 Bản đồ ngập lụt mơ trận lũ năm 2012 65 Bảng 3.21 Thống kê diện tích ngập ứng với trận lũ năm 2012 Vƿnhă S n Vƿnhă Lâm Vƿnhă Hòa Vƿnhă Thành Vƿnhă Giang Vƿnhă Quang Trung S n Trung H i Trung Giang Gio Phong Gio M 5 27 0 0 27 0 0 0 T ng 2,261 82.4 235.8 264.4 409.7 248.9 9.4 161.6 397.8 46.6 255.2 149.1 T T M că ng pă (m) Huy năVƿnhăLinh Huy năGioăLinh Bảng 3.22 Thống kê diện tích ngập theo loại đất trận lũ năm 2012 gây Lo iăđ t b ă ng pă(ha) Mặtă n c Lũă2012 336.49 Đ tăr ngă s năxu t Ru ngă lúa 0.24 1364.43 R ngă phòngăh 0.15 Đ tăc ăs ă s năxu tă kinh doanh 2.92 Đ tă ă nông thôn Đ tănghĩaă trang 89.81 21.25 Nhận xét: Qua k t qu mô ph ng ng p l t vùng h duă l uă v c sông B n H iă đ i v i tr nă lũă nĕmă 2012 đ nhă lũă đ t 1,807m, ng v i m c ng p c th , s d ng ph n m m ArcGIS th ng kê di n tích ng păthuăđ c k t qu t ng di n tích ng p c a 11 xã thu c hai huy năVĩnhăLinhăvƠăGioălinhătrongăvùngăh duăl uăv c sông B n H i 2.261 nh h nădi n tích ng p 2.456 tr nălũ nĕmă2009 gây ra, s li u tính tốn mơ ph ng phù h p v i k t qu th c t Bảng 3.24 Thống kê tổng diện tích ngập theo mức ngập lũ ĐVT: 1.000m2 M că ng p 1999 2005 2006 2009 2012 0,5% 1% 2% 5% 10%