Nghiên cứu tính toán ngập lụt và xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu sông ba

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN ĐỨC HOÀNG NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN NGẬP LỤT VÀ XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT HẠ LƯU SÔNG BA LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN ĐỨC HỒNG NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN NGẬP LỤT VÀ XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT HẠ LƯU SÔNG BA CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT TÀI NGUYÊN NƯỚC MÃ SỐ: 8.58.02.12 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS PHẠM VIỆT HÒA HÀ NỘI - 2019 LỜI CAM ĐOAN Học viên xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân học viên Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ nguồn hình thức nào.Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả luận văn Nguyễn Đức Hồng i LỜI CÁM ƠN Để hoàn thành đề tài luận văn thạc sĩ cách hoàn chỉnh, bên cạnh nỗ lực cố gắng thân cịn có hướng dẫn nhiệt tình quý Thầy Cô, động viên ủng hộ gia đình, bạn bè đồng nghiệp suốt thời gian học tập nghiên cứu thực luận văn Thạc sĩ Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến Thầy PGS.TS Phạm Việt Hòa người hết lòng giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành luận văn Xin chân thành bày tỏ lịng biết ơn đến tồn thể q thầy cô Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước – Trường Đại học Thủy lợi tận tình truyền đạt kiến thức quý báu tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập nghiên cứu thực đề tài luận văn Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến Viện Quy hoạch Thủy lợi, Phòng Quy hoạch Thủy lợi Nam Trung Tây Nguyên hỗ trợ tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian nghiên cứu thực luận văn Trong khuôn khổ luận văn này, thời gian điều kiện nguồn số liệu, nhân lực cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận ý kiến đóng góp từ nhà khoa học, đồng nghiệp quý Thầy Cô Hà Nội, tháng 02 năm 2019 Tác giả luận văn Nguyễn Đức Hoàng ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích đề tài 3 Đối tượng, hướng tiếp cận phương pháp nghiên cứu .3 Kết đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LŨ VÀ VÙNG HẠ LƯU SÔNG BA 1.1Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu xây dựng đồ ngập lũ 1.1.1 Khái niệm đồ ngập lũ 1.1.2 Các phương pháp xây dựng đồ ngập lũ 1.1.2.1 Phương pháp thống kê, điều tra vết lũ trận lũ thực tế [3,4] 1.1.2.2 Phương pháp sử dụng đồ địa hình, địa mạo 1.1.2.3 Phương pháp ảnh vệ tinh 10 1.1.2.4 Phương pháp mô mơ hình tốn [3,4] .10 1.1.2.5 Phương pháp kết hợp 12 1.1.3 Tổng quan xây dựng đồ ngập lũ giới nước 12 1.2 Tổng quan vùng nghiên cứu .13 1.2.1 Vị trí địa lý, phạm vi hành 13 1.2.2 Đặc điểm kinh tế – xã hội 15 1.2.2.1 Dân số 15 1.2.2.2 Đặc điểm chung kinh tế 16 1.2.2.3 Cơ sở hạ tầng .16 1.2.3 Đặc điểm khí hậu, khí tượng 18 1.2.3.1 Chế độ nhiệt .18 1.2.3.2 Độ ẩm 19 1.2.3.3 Bốc .20 1.2.3.4 Số nắng 20 1.2.3.5 Gió 21 1.2.3.6 Bão 21 1.2.3.7 Chế độ mưa 22 iii 1.2.4 Đặc điểm mạng lưới sơng ngịi 24 1.2.5 Đặc điểm thủy văn 26 1.2.5.1 Dòng chảy năm 26 1.2.5.2 Dòng chảy lũ 27 1.2.5.3 Chế độ thủy triều 32 1.2.6 Tình hình lũ lụt vùng hạ lưu sông Ba 32 1.2.6.1 Tình hình ngập lụt 32 1.2.6.2 Thiệt hại ngập lụt 35 1.2.7 Hiện trạng cơng trình phịng chống lũ 36 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT VÀ TÍNH TỐN PHẠM VI, MỨC ĐỘ NGẬP LỤT 41 2.1 Đánh giá nguyên nhân ngập lụt hạ lưu sông Ba 41 2.2 Lựa chọn cơng cụ mơ hình tốn đề diễn tốn lũ lưu vực sông Ba 43 2.2.1 Mô hình mưa dịng chảy 43 2.2.2 Mơ hình thủy lực 45 2.2.3 Lựa chọn mơ hình diễn toán 47 2.2.4 Cơ sở lý thuyết mơ hình 47 2.3 Nguyên lý xây dựng đồ ngập lụt 54 CHƯƠNG TÍNH TỐN MỨC ĐỘ NGẬP LỤT VÀ XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT VÙNG HẠ LƯU SÔNG BA 56 3.1 Cơ sở liệu 56 3.1.1 Tài liệu địa hình 56 3.1.2 Tài liệu khí tượng, thủy văn 56 3.1.3 Tài liệu điều tra vết lũ 59 3.2 Ứng dụng mơ hình thủy văn, thủy lực tính tốn ngập lụt theo tần suất 5%,10% 60 3.2.1 Xây dựng, hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình thủy văn mưa dịng chảy lưu vực sông Ba 60 3.2.2 Xây dựng, hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình thủy lực Mike 11, Mike 21, Mike Flood lưu vực sông Ba 61 3.2.2.1 Xây dựng mơ hình thủy lực chiều MIKE 11 62 3.2.2.2 Xây dựng mơ hình thủy lực chiều MIKE 21 66 iv 3.2.2.3 Xây dựng mô hình thủy lực kết hợp chiều chiều MIKE FLOOD 71 3.2.2.4 Kết hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình thủy lực 72 3.2.3 Kết tính tốn q trình ngập lụt 77 3.3 Xây dựng đồ ngập lụt vùng hạ lưu sông Ba 81 3.3.1 Quy trình chuyển kết mơ hình tốn sang GIS xây dựng đồ ngập lụt .81 3.3.2 Kết xây dựng đồ ngập lụt 86 3.3.3 Phân tích GIS để tính tốn diện tích ngập, mức độ ngập vùng nghiên cứu 88 3.4 Sơ đề xuất phương án giảm ngập lụt vùng hạ lưu sông Ba 92 3.4.1 Đề xuất phương án 92 3.4.2 Tính tốn hiệu giảm ngập lụt phương án đề xuất 94 3.4.3 Lựa chọn phương án giảm ngập lụt hiệu 95 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 97 v DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Vị trí lưu vực sơng Ba 14 Hình 1.2 Vùng hạ lưu sông Ba 15 Hình 1.3 Đường tần suất lưu lượng lũ lớn – trạm thủy văn Củng Sơn 31 Hình 1.4 Hiện trạng hồ chứa lớn lưu vực sông Ba 39 Hình 2.1 Minh hoạ lưu vực hệ thống thủy văn 44 Hình 2.2 Cấu trúc mơ hình mưa dòng chảy NAM 48 Hình 2.3 Sơ đồ sai phân điểm Abbott 50 Hình 2.4 Sơ đồ mạng lưới linh hoạt (flexible mesh) 51 Hình 2.5 Áp dụng kết nối 52 Hình 2.6 Ví dụ kết nối bên 53 Hình 2.7 Ví dụ kết nối cơng trình 53 Hình 2.8 Sơ đồ khối nguyên lý xây dựng đồ ngập lụt hạ lưu lưu vực sơng Ba 55 Hình 3.1 Vị trí mặt cắt đo đạc năm 2018 từ khu vực hạ lưu sơng Ba 56 Hình 3.2 Bản đồ mạng lưới trạm khí tượng đo mưa lưu vực sơng Ba 57 Hình 3.3 Bản đồ mạng lưới trạm thủy văn lưu vực sông Ba 58 Hình 3.4 Sơ đồ vị trí vết lũ 10/1993 59 Hình 3.5 Sơ đồ vị trí vết lũ 11/2009 59 Hình 3.6 Kết mô trận lũ 10/1993 trạm Củng Sơn 60 Hình 3.7 Kết mô trận lũ 11/2009 trạm Củng Sơn 61 Hình 3.8 Dữ liệu mạng lưới thủy lực MIKE 11 62 Hình 3.9 Sơ đồ mạng lưới thủy lực MIKE 11 63 Hình 3.10 Vị trí mặt cắt định dạng *.kmz 63 Hình 3.11 Thơng số mặt cắt 64 Hình 3.12 Bảng thơng số file *.hd11 66 Hình 3.13 Dữ liệu cao độ địa hình lưu vực sơng Ba 67 Hình 3.14 Bản đồ cao độ số DEM 10x10 xây dựng từ đồ địa hình 1/2.000; 1/5.000, 1/10.000 Bộ Tài nguyên Môi trường 67 Hình 3.15 Lưới tính tốn mơ hình MIKE 21 xây dựng 68 Hình 3.16 Thông số khai báo cạn ngập 70 vi Hình 3.17 Thông số nhớt Eddy 70 Hình 3.18 Thiết lập cơng trình vùng ngập 71 Hình 3.19 Sơ đồ tính tốn thủy lực chiều sông Ba 72 Hình 3.20 Kết hiệu chỉnh mực nước trạm thủy văn Củng Sơn 73 Hình 3.21 Kết hiệu chỉnh mực nước trạm thủy văn Phú Lâm 73 Hình 3.22 Sơ đồ vị trí vết lũ 10/1993 74 Hình 3.23 Kết kiểm định mực nước trạm thủy văn Củng Sơn lũ 11/2009 .76 Hình 3.24 Kết kiểm định mực nước trạm thủy văn Phú Lâm lũ 11/2009 76 Hình 3.25 Kết tính tốn mức độ ngập lụt vùng hạ lưu sông Ba tương ứng trận lũ 10/1993 79 Hình 3.26 Kết tính tốn mức độ ngập lụt vùng hạ lưu sông Ba tương ứng trận lũ tần suất 5% 79 Hình 3.27 Kết tính tốn mức độ ngập lụt vùng hạ lưu sơng Ba tương ứng trận lũ tần suất 10% 81 Hình 3.28 Kết trích xuất từ mơ hình MIKE FLOOD 83 Hình 3.29 Kết nội suy ngập lụt Kriging 85 Hình 3.30 Bản đồ ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Ba – Trận lũ 10/1993 86 Hình 3.31 Bản đồ ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Ba – Trận lũ tần suất 5%, trạm thủy văn Củng Sơn 87 Hình 3.32 Bản đồ ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Ba – Trận lũ tần suất 10%, trạm thủy văn Củng Sơn 87 Hình 3.33 Các lớp liệu chồng xếp để thực phân tích diện tích ngập, mức độ ngập 88 Hình 3.34 Nạo vét sơng Ba đoạn chảy qua xã Hòa Phú .92 Hình 3.35 Nạo vét sơng Ba đoạn chảy qua xã Hịa Định Đơng 92 Hình 3.36 Nạo vét sơng Ba đoạn chảy qua xã Bình Ngọc 93 Hình 3.37 Nạo vét sông mở rộng, ổn định cửa Đà Rằng .93 Hình 3.38 Xây dựng tuyến đê, lắp đặt cống điều tiết 94 vii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1 Nhiệt độ trung bình tháng, năm lưu vực sơng Ba 19 Bảng Độ ẩm tương đối trung bình năm 19 Bảng Tổng lượng bốc trung bình năm 20 Bảng Số nắng trung bình năm 21 Bảng Sông suối lưu vực sơng ba phân theo cấp diện tích lưu vực 24 Bảng 1.6 Mực nước lũ lớn năm thiết kế trạm lưu vực sông Ba 30 Bảng 1.7 Lưu lượng lũ lớn trạm thủy văn Củng Sơn từ 1977-2015 30 Bảng 1.8 Tần suất lưu lượng lũ thiết kế trạm thủy văn Củng Sơn 31 Bảng 1.9 Đặc trưng mực nước triều cửa Đà Rằng 32 Bảng 1.10 Hệ thống đê cửa sông, ven biển lưu vực sông Ba 36 Bảng 1.11 Hiện trạng cơng trình kè xây dựng lưu vực sông Ba 37 Bảng 1.12 Dung tích phịng lũ hồ chứa lớn thượng nguồn 39 Bảng 3.1 Bộ thông số mô hình NAM – lưu vực sơng Ba 61 Bảng 3.2 Phạm vi mạng thủy lực chiều phần bãi sông 68 Bảng 3.3 Kết nối mơ hình chiều 72 Bảng 3.4 Kết so sánh đỉnh lũ thực đo mô - Trận lũ năm 1993 – Lưu vực sông Ba 74 Bảng 3.5 Kết tính tốn mực nước lũ năm 1993 vị trí vết lũ 74 Bảng 3.6 Kết so sánh đỉnh lũ thực đo tính tốn - trận lũ tháng 11/2009 – lưu vực sông Ba 77 Bảng 3.7 Kết tính tốn mực nước lũ trận lũ 11/2009 vị trí vết lũ 77 Bảng 3.8 Diện tích lưu vực Trạm thủy văn Củng Sơn vị trí nhập lưu 78 Bảng 3.9 Kết tính tốn mực nước, lưu lượng sơng Ba số vị trí, trận lũ 10/1993 78 Bảng 3.10 Kết tính tốn mực nước, lưu lượng sơng Ba số vị trí, trận lũ vụ tần suất 5% trạm thủy văn Củng Sơn 79 Bảng 3.11 Kết tính tốn mực nước lũ số vị trí vết lũ, trận lũ vụ tần suất 5% trạm thủy văn Củng Sơn 80 viii Hình 3.31 Bản đồ ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Ba – Trận lũ tần suất 5%, trạm thủy văn Củng Sơn Hình 3.32 Bản đồ ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Ba – Trận lũ tần suất 10%, trạm thủy văn Củng Sơn 87 3.3.3 Phân tích GIS để tính tốn diện tích ngập, mức độ ngập vùng nghiên cứu Căn phạm vi vùng ngập, tiến hành chồng lớp thông tin GIS vùng ngập vùng ranh giới hành xã, phường tỉnh Phú Yên thực phân tích, xác định diện tích ngập lũ theo phạm vi khơng gian tương ứng với trận lũ 10/1993 trận lũ vụ tần suất 5%, 10% Hình 3.33 Các lớp liệu chồng xếp để thực phân tích diện tích ngập, mức độ ngập Kết phân tích diện tích ngập, mức độ ngập thể bảng sau: Bảng 3.14 Tổng hợp diện tích ngập, mức độ ngập trận lũ tháng 10/1993 vùng hạ lưu sơng Ba Huyện thị Thành phố Tuy Hịa Địa danh Diện tích ngập theo độ sâu (ha) < 0,5 m 0,5÷1 m 1÷2m 2÷3m 3÷5 m >5m Tổng (ha) Phường 9,6 6,8 3,2 Phường 8,5 15,1 9,3 Phường 10 17,7 Phường 7,2 45,5 Phường 3,2 39 48,6 25,2 Phường 13,4 26,6 14,6 0,6 Phường 8,6 13,4 14,3 Phường 12,9 14,9 38,8 23,7 0,1 90,4 Phường 34,6 49,8 146,1 293,5 1,1 525 Bình Ngọc 14,3 57,5 92,5 60 225,4 Bình Kiến 0,2 Hòa Kiến 57,3 19,5 40,8 27,7 54,7 0,1 116,1 55,2 36,3 0,2 100,3 88 176,7 108,7 443 Huyện thị Đơng Hịa Địa danh Sơn Hịa Sơng Hinh 0,5÷1 m 1÷2m 2÷3m 3÷5 m >5m Tổng (ha) 36,3 42,4 61,7 83,9 67,5 291,7 Phú Lâm 7,1 38 267,2 98,1 9,1 419,5 Phú Thạnh 24,2 53,5 319,5 55,7 453,9 TT Hòa Vinh 23,8 137,7 577,6 136,5 9,1 884,7 TT Hòa Hiệp Trung 32,1 44,6 159,6 310,6 5,5 552,4 Hòa Hiệp Bắc 23,4 34,2 147,2 184,1 388,8 Hòa Hiệp Nam 48,6 70,9 87,4 64,2 271,1 Hịa Tân Đơng 207,6 103,1 143 107,5 61,4 99,2 490,8 47,3 83 408,3 734,1 32,7 3,2 1.261,40 Hịa Xn Đơng 95,3 211,4 684,9 541 0,8 1.533,40 Hòa Xuân Nam 7,6 4,9 Hòa Xuân Tây 176,5 366,9 557,5 110 1.211,00 Hòa Đồng 282,4 383,5 168,5 11,6 846 Hịa Bình 93,6 388,1 358 58,3 898 TT Phú Thứ 124,9 256,2 273 62,6 Hòa Mỹ Đơng 193,7 391,6 197,7 13,3 Hịa Phú 120,5 65,6 29,4 35,1 50,1 33,5 334,3 Hòa Phong 220,5 427 202,9 35,6 61,9 0,6 948,5 58,3 145 258,5 170,9 632,6 Hòa Thịnh 222,6 550 350,8 24,3 1.147,70 Sơn Thành Đông 115,5 8,8 9,6 6,1 9,1 57 206,2 Sơn Thành Tây 106,1 28,6 36,5 30,9 75,2 143,4 420,8 Hòa An 232 527,6 166 6,2 TT Phú Hòa 83,8 82,4 77,2 69,9 44,5 357,8 Hòa Định Tây 188,1 142,4 187,6 200,7 107,1 16,3 842,2 2,7 6,6 107,4 Hòa Tâm Hòa Tân Tây Phú Hịa < 0,5 m Phú Đơng Hịa Thành Tây Hịa Diện tích ngập theo độ sâu (ha) 218,5 0,6 780,3 698,7 12,4 17,2 733,9 796,3 931,8 Hòa Hội 91,5 2,2 2,7 1,9 Hòa Quang Bắc 73,9 128,3 136,8 2,6 Hòa Quang Nam 134,3 250,9 17,5 402,8 Hòa Thắng 286,2 511,9 175,3 973,4 Hòa Trị 172,9 433,4 382,4 232,2 0,8 1.221,70 TT.Củng Sơn 88,7 60,8 81,9 72,5 128,5 131,6 564 Sơn Hà 157 93 112,7 71,2 90,4 251 775,3 TT.Hai Riêng 2,5 341,5 2,5 Đức Bình Đơng 137,3 40,1 56,9 48,1 90,3 212,7 585,5 Đức Bình Tây 291,5 40,9 47,2 32,5 39,8 32,2 484,1 Sơn Giang 123,6 67,1 89,3 107,7 201,3 323,3 912,3 Bảng 3.15 Tổng hợp diện tích ngập, mức độ ngập trận lũ tần suất 5% vùng hạ lưu sơng Ba 89 Huyện Thị Thành phố Tuy Hịa Đơng Hịa Tây Hịa Địa danh 0,5÷1 m 1÷2m 2÷3m 3÷5 m >5m Tổng (ha) 11,9 5,3 1,1 18,3 Phường 16,2 13,9 33,2 Phường 13,5 1,6 Phường 13,2 33 0,7 46,9 Phường 12,7 42,3 40,7 Phường 18,5 23 8,7 50,2 Phường 10,9 18,7 6,5 36,1 Phường 20,3 29 21,2 14,3 84,8 Phường 57,6 186,2 221,3 30,9 496 Bình Ngọc 24,6 78,9 93,9 17 214,5 Hịa Kiến 32,6 46,9 24,7 Phú Đơng 37,5 46,5 73,3 102,4 13,5 273,2 Phú Lâm 16,7 162,4 204,7 27,5 5,4 416,8 Phú Thạnh 30,9 204,1 186,4 2,6 424,1 TT Hòa Vinh 92,3 389,2 356,6 21,9 860 TT Hòa Hiệp Trung 37,5 84 360,9 56,7 539,1 Hòa Hiệp Bắc 20,9 57,1 276 12,9 366,9 Hòa Hiệp Nam 58,4 51,4 95,3 7,2 212,3 Hịa Tân Đơng 188,7 89,5 135 128,4 70,3 285,9 309 Hòa Thành 135,4 520,9 500,3 21,4 Hịa Xn Đơng 118,9 309 833,4 214,2 1.475,50 Hịa Xn Nam 1,2 0 1,2 Hòa Xuân Tây 208,6 390,6 445,6 38,6 1.083,30 Hòa Đồng 140,4 154,5 108 3,3 406,2 Hịa Bình 124,3 441,6 228,7 26,1 820,7 TT Phú Thứ 128,1 251,2 199,8 48 Hịa Mỹ Đơng 145,8 291,6 146,7 8,4 Hòa Tâm Hòa Phú Hòa Phong 15 17,5 113,3 104,2 178,4 720 665,1 2,2 1.180,20 0,2 627,3 592,6 33,5 33,5 118,5 145,4 52,1 79,4 155 279,8 Hòa Thịnh 228,2 552,2 241 Sơn Thành Đông 121,5 Sơn Thành Tây 122,3 25,9 Hòa An 239,6 385,4 56 1,2 78 44,1 66,8 69,4 TT Phú Hòa Sơn Hòa < 0,5 m Phường Hịa Tân Tây Phú Hịa Diện tích ngập theo độ sâu (ha) 316 80 594,2 1.021,40 121,5 34,7 33,9 55,3 62,3 334,3 682,2 16,5 274,9 Hòa Định Tây 72,6 72,6 Hòa Hội 86,9 86,9 Hòa Quang Nam 56,1 84,3 1,2 141,6 Hòa Thắng 243,7 313,2 77,3 634,2 Hòa Trị 203,3 432,8 161,4 797,5 TT.Củng Sơn 121,9 76,9 87,6 53,4 64,4 Sơn Hà 182,1 33,6 33,2 17,3 4,7 90 8,4 412,6 270,9 Huyện Thị Sông Hinh Địa danh Diện tích ngập theo độ sâu (ha) < 0,5 m 0,5÷1 m 1÷2m 2÷3m 3÷5 m >5m 29,6 Đức Bình Đơng 146,1 59,8 82,8 87,8 104,7 Đức Bình Tây 317,1 23,5 28,3 24 4,4 Sơn Giang 144,4 81,6 131,9 111,2 164,2 Tổng (ha) 510,8 397,3 100,4 733,7 Bảng 3.16 Tổng hợp diện tích ngập, mức độ ngập trận lũ tần suất 10% vùng hạ lưu sông Ba Huyện Thị Thành phố Tuy Hịa Địa danh 0,5÷1 m 1÷2m 0,7 2÷3m 3÷5 m >5m Tổng (ha) 11,6 4,7 Phường 15,2 2,7 17,9 Phường 11,7 0,1 11,8 Phường 14,8 29,9 0,6 Phường 31,1 40 29,4 Phường 8,1 Phường 9,6 17 45,2 0,2 100,6 8,1 2,9 0,2 12,7 Phường 11,9 17,4 20,4 0,4 50 Phường 104,3 267,8 62,4 1,4 435,9 Bình Ngọc 36,6 88 73,2 13,1 211 Hịa Kiến 38,8 49,6 1,3 89,7 Phú Đơng 55 80,7 5,1 140,8 Phú Lâm 31,3 165,2 184,8 Phú Thạnh 43,3 249,9 122,8 124,9 394,1 293,9 15,1 828 46,7 96,4 374,4 13,7 531,2 23 85,8 253,9 0,4 363,1 Hòa Hiệp Nam 57,6 50,5 92,5 Hịa Tân Đơng 193,4 83 167,2 91,4 345,9 204 Hòa Thành 152,6 540,3 445,1 19,1 Hịa Xn Đơng 127,4 404 795,6 94,6 Hịa Xn Nam 0,8 TT Hòa Hiệp Trung Hòa Hiệp Bắc Tây Hòa < 0,5 m Phường TT Hịa Vinh Đơng Hịa Diện tích ngập theo độ sâu (ha) Hịa Tâm 23,4 4,9 409,6 416 200,6 121,8 138,2 703,7 641,3 2,2 1.159,30 1.421,60 0,8 Hòa Xuân Tây 221,5 402,4 341,1 Hòa Đồng 143,5 189 40,8 Hịa Bình 139,6 426 187,2 18,7 771,5 TT Phú Thứ 141,3 240,8 189,3 40,5 611,9 Hòa Mỹ Đơng 144,1 260,9 101,3 5,2 511,5 Hịa Phú Hịa Phong 975,2 373,3 33,2 33,2 112,7 122,1 37,1 81,4 153,8 278,6 Hịa Thịnh 254,5 586,6 101,1 Sơn Thành Đơng 121,6 Sơn Thành Tây 122,2 Hòa Tân Tây 10,2 272 14,4 528,3 942,2 121,6 26,6 91 36,9 36,4 49,4 59 330,6 Huyện Thị Địa danh 1÷2m 2÷3m 187,2 258,8 43,7 TT Phú Hòa 89,3 87,9 28,8 Hòa Định Tây 72,3 72,3 Hòa Hội 86,7 86,7 Hòa Quang Nam Sơn Hòa Sơng Hinh < 0,5 m 3÷5 m >5m Tổng (ha) 0,5÷1 m Hịa An Phú Hịa Diện tích ngập theo độ sâu (ha) 490,7 206 58 68,7 0,4 127,1 Hòa Thắng 244,1 290,9 62,5 597,6 Hòa Trị 277,4 425,7 30 733,1 TT.Củng Sơn 135,3 74,6 83,3 51 15,3 359,4 Sơn Hà 183,6 40,9 28,8 11,6 0,1 265 Đức Bình Đơng 149,8 66,5 121,4 62,8 27,6 Đức Bình Tây 314,9 23,7 25,5 16,2 1,9 Sơn Giang 138,9 82,4 132,5 108,3 145,1 22,9 451,2 382,1 92,3 699,6 3.4 Sơ đề xuất phương án giảm ngập lụt vùng hạ lưu sông Ba 3.4.1 Đề xuất phương án Phương án NV: Phương án tính tốn trường hợp nạo vét, mở rộng dịng chảy đoạn sơng Ba chảy qua xã Hịa Phú, Hịa Định Đơng, Bình Ngọc mở rộng cửa Đà Rằng Hình 3.34 Nạo vét sơng Ba đoạn chảy qua xã Hịa Phú Hình 3.35 Nạo vét sơng Ba đoạn chảy qua xã Hịa Định Đơng 92 Hình 3.36 Nạo vét sơng Ba đoạn chảy qua xã Bình Ngọc Hình 3.37 Nạo vét sông mở rộng, ổn định cửa Đà Rằng Xây dựng tuyến đê bao kết hợp đường bê tông phía Bắc phía Nam thành phố Tuy Hịa  Tuyến đê bờ Bắc sơng Ba: Vị trí từ cầu đường tránh Tuy Hòa đến cửa biển chiều dài: 5.550 m; cao trình đỉnh đê: +5,75 ÷ +4,2 m Nhiệm vụ: Bảo vệ khu thị Thành phố Tuy Hịa  Tuyến đê bờ Nam sơng Ba: Vị trí từ cầu đường tránh Tuy Hòa đến cửa biển chiều dài: 6.850 m; cao trình đỉnh đê: +5,75 ÷ +4,2 m Nhiệm vụ: Bảo vệ khu thị, dân cư phía Nam thành phố Tuy Hịa Cao trình đỉnh đê thiết kế sau: 93 Bảng 3.17 Cao độ thiết kế đê bao TT Hạng mục Đê Bắc sông Ba Đê Nam Sông Ba Chiều dài (km) 10,23 6,912 Cao trình đỉnh đê (m) 4,2÷5,75 4,2÷5,75 Hình 3.38 Xây dựng tuyến đê, lắp đặt cống điều tiết 3.4.2 Tính toán hiệu giảm ngập lụt phương án đề xuất Phương án nạo vét mở rộng dòng chảy đoạn sơng Ba từ xã Hịa Phú đến cửa Đà Rằng Khu vực hạ lưu sông Ba, từ hạ lưu đập Đồng Cam đến cửa Đà Rằng, nhiều bãi sông hình thành với chiều rộng lớn gấp nhiều lịng sơng mùa khơ, ảnh hưởng lớn tới khả lũ Việc cải tạo lịng dẫn đoạn hạ lưu sơng Ba từ xã Hòa Phú đến cửa biển làm gia tăng lớn khả thoát lũ cho khu vực hạ lưu sông Ba, cụ thể: Bảng 3.18 Mực nước lớn số vị trí TT Vị trí Sơng Địa danh 219.915 Sơng Ba TTV Củng Sơn - TT Củng Sơn 37,20 37,19 242.368 Sông Ba Phú Sen Hạ - Xã Hòa Định Tây 17,09 17,09 257.741 Sông Ba Thôn Định Thọ - Xã Hịa Định Đơng 10,06 9,83 264.709 Sơng Ba Thơn Vĩnh Phú - Xã Hòa An 6,01 5,75 268.050 Sơng Ba TTV Phú Lâm - TP Tuy Hịa 4,55 4,22 94 10% 10%_NV Mực nước lũ sông Ba đoạn từ khu vực xã Hịa Định Đơng xã Phú Hòa đến cửa Đà Rằng giảm từ 0,23 đến 0,33m Đồng thời, hiệu giải pháp đem lại khả làm giảm 2.190 diện tích cho vùng đồng Tuy Hòa Phương án xây dựng tuyến đê bao phía Bắc phía Nam thành phố Tuy Hịa Hiệu phương án xây dựng tuyến đê bao làm giảm diện tích ngập lũ cho khu vực hạ lưu Sông Ba thuộc tỉnh Phú Yên khoảng 1.896 đảm bảo cho sở hạ tầng vùng thành phố Tuy Hịa khơng chịu tổn thương rủi ro ngập lũ Mặc dù, giải pháp làm gia tăng cục mực nước sông Ba đoạn chảy qua thành phố Tuy Hòa từ đến 15 cm giải pháp đảm bảo cho khu vực không gian lũ khu vực hạ lưu sơng Ba đoạn chảy qua thành phố Tuy Hòa ổn định giới hạn phạm vi hai tuyến đê bao Mặt khác, việc tạo khơng gian lũ ổn định dịng chảy lũ sơng Ba đoạn qua thành phố Tuy Hịa khơng bị tác động gia tăng mực nước lũ thêm ảnh hưởng cản trở dòng chảy lũ phát sinh từ trình phát triển kết cấu hạ tầng đô thị khu vực nội thị Thành phố Tuy Hòa Bảng 3.19 Mực nước lớn số vị trí – Phương án xây dựng đê bao TT Vị trí Sơng Địa danh 219.915 Sông Ba TTV Củng Sơn - TT Củng Sơn 37,20 37,20 242.368 Sông Ba Phú Sen Hạ - Xã Hịa Định Tây 17,09 17,09 257.741 Sơng Ba Thơn Định Thọ - Xã Hịa Định Đơng 10,06 10,10 264.709 Sơng Ba Thơn Vĩnh Phú - Xã Hịa An 6,01 6,07 268.050 Sông Ba TTV Phú Lâm - TP Tuy Hòa 4,55 4,70 10% 10%_ĐÊ Tuy nhiên, việc thực giải pháp theo phương án mặt có tác động làm gia tăng mực nước cục khu vực tuyến cơng trình, mặt khác làm ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt người dân khu vực tuyến cơng trình Ngồi ra, việc thực giải pháp điều kiện nguồn lực địa phương hạn chế gặp nhiều khó khăn Vì vậy, đề xuất cần nghiên cứu đánh giá tác động hiệu phương án giai đoạn 3.4.3 Lựa chọn phương án giảm ngập lụt hiệu Căn kết tính tốn phương án đề xuất cho thấy phương án nạo vét, mở rộng dịng chảy đoạn sơng Ba chảy qua xã Hịa Phú, Hịa Định Đơng, Bình Ngọc mở rộng 95 cửa Đà Rằng có hiệu giảm thiểu phạm vi mức độ ngập lớn Đồng thời, phương án nạo vét đem lại khả thoát lũ ổn định cho vùng hạ du lưu vực sông Ba Căn điều kiện thực tế lưu vực sông Ba cho thấy chưa thể chống lũ triệt vùng hạ du lưu vực sông Ba tương ứng trận lũ tần suất 5% hiệu đem lại khả thoát lũ ổn định phương án nạo vét cần thiết Đối với phương án xây dựng tuyến đê bao phía Bắc phía Nam thành phố Tuy Hịa, ngồi hiệu đem lại khả chống lũ triệt vùng thủ phủ tỉnh Phú n thành phố Tuy Hịa phương án làm gia tăng mực nước cục khu vực lân cận tuyến cơng trình Ngồi ra, phương án có tác động tới đời sống sinh hoạt người dân khu vực tuyến cơng trình Chính vậy, phạm vi luận văn tác giả lựa chọn phương án giảm ngập lụt phương án nạo vét, mở rộng dịng chảy đoạn sơng Ba chảy qua xã Hịa Phú, Hịa Định Đơng, Bình Ngọc mở rộng cửa Đà Rằng 96 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Do đặc điểm thủy văn dịng chảy lũ lưu vực có biên độ cao, cường suất lũ lớn, thời gian lũ lên ngắn đặc điểm địa hình vùng hạ lưu lưu vực sơng Ba vùng đồng rộng lớn có độ chênh lệch cao độ tự nhiên lịng sơng mặt ruộng không lớn (khoảng 1,5m) nên xảy trận lũ vùng hạ lưu lưu vực sơng Ba thường xuyên xảy trình trạng bị ngập lụt diện rộng Nghiên cứu lựa chọn cơng cụ diễn tốn lũ áp dụng thành công phần mềm MIKE (MIKE NAM, MIKE 11, MIKE 21, MIKE FLOOD) để tính tốn ngập lụt xây dựng đồ ngập lũ hạ lưu lưu vực sông Ba Kết nghiên cứu cho thấy khả mơ hình hóa, diễn tốn q trình dịng chảy lũ xác trực quan cơng cụ cho vùng hạ lưu lưu vực sông Ba Cơ sở liệu thu thập, tổng hợp phục vụ cho nghiên cứu tính tốn ngập lụt xây dựng đồ ngập lụt hạ lưu sông Ba tương đối đầy đủ chi tiết bao gồm tài liệu khí tượng thủy văn, tài liệu đồ địa hình tài liệu khảo sát địa hình sơng, tài liệu điều tra khảo sát vết lũ (trận lũ tháng 10/1993, tháng 11/2009) Căn sở liệu thu thập, học viên tiến hành thiết lập mơ hình thủy văn, thủy lực chiều, chiều kết hợp chiều chiều cho vùng ngập lũ hạ lưu sông Ba thuộc tỉnh Phú n đó:  Mơ hình thủy lực chiều MIKE 11 thiết lập với phạm vi từ trạm thủy văn Củng Sơn đến cửa Đà Rằng  Mơ hình thủy lực chiều thiết lập cho phạm vi vùng ngập lũ từ trạm thủy văn Củng Sơn đến cửa Đà Rằng thuộc phạm vi huyện Sơn Hịa, Sơng Hinh, Đơng Hịa, Tây Hịa, Phú Hịa Thành phố Tuy Hòa tỉnh Phú Yên Bộ mơ hình thủy văn, thủy lực hiệu chỉnh kiểm định dựa số liệu đo đạc thực tế trận lũ lớn xảy lưu vực trận lũ tháng 10/1993, trận lũ tháng 11/2009 vết lũ đo đạc nên đáp ứng độ tin cậy, xác để diễn tốn diễn biến ngập lụt vùng hạ lưu lưu vực sông Ba 97 Căn mơ hình thủy văn, thủy lực, người thực tính tốn diễn biến ngập lũ tương ứng với trận lũ tần suất 5% tần suất 10% ứng dụng phần mềm quản lý thơng tin GIS để trích xuất xây dựng đồ ngập lũ tương ứng với trận lũ 10/1993, trận lũ tần suất 5%, trận lũ tần suất 10% Đồng thời, người nghiên cứu áp dụng phần mềm quản lý sở liệu GIS để phân tích không gian xác định mức độ ngập theo phạm vi không gian chi tiết cho xã, phường tương ứng trận lũ tháng 10/1993, trận lũ tần suất 5% trận lũ tần suất 10% Qua phân tích kết tính tốn ngập lụt cho thấy vùng mức độ ngập lũ vùng hạ lưu lưu vực sông Ba nghiêm trọng, diện tích ngập lũ vùng hạ lưu lớn: Tổng diện tích ngập lũ vùng hạ lưu lưu vực sông Ba tương ứng với trận lũ tháng 10/1993 25.860 ha, tương ứng với trận lũ tần suất 5% 19.313 ha, tương ứng với trận lũ tần suất 10% 17.758 Trong khuôn khổ luận văn, người nghiên cứu đề xuất sơ giải pháp giảm thiểu mức độ ngập lụt vùng hạ du lưu vực sông Ba phương án nạo vét lịng dẫn, mở rộng cửa sơng xây dựng tuyên đê bao bờ Bắc bờ Nam thành phố Tuy Hịa Trong đó, phương án nạo vét lịng dẫn phương án có hiệu giảm ngập lụt đáng kể, giảm mực nước lũ từ 23 đến 33 cm giảm khoảng 2.190 diện tích ngập lụt khu vực hạ lưu lưu vực sông Ba Tuy nhiên, cơng tác nghiên cứu cịn số hạn chế định như:  Số liệu khảo sát vùng ngập lũ hạn chế  Số liệu khảo sát sở hạ tầng vùng ngập lũ hạn chế  Các số liệu cao độ địa hình vùng ngập lũ đồ 1/10.000 vùng hạ lưu vực sông Ba thực từ năm 2013 mà chưa có số liệu cập nhật  Các kết luận đánh giá cịn mang tính chất tổng quát, chưa đáp ứng mức độ chi tiết  Bộ thơng số mơ hình chưa kiểm định với trận lũ có lưu lượng nhỏ nên việc áp dụng mơ hình thủy lực để tính tốn cho trận lũ với tần suất lớn cịn hạn chế mức độ xác 98 KIẾN NGHỊ Cần điều tra, tổng hợp thu thập thêm hệ thống sở liệu vùng bãi ngập, sở hạ tầng vùng ngập lũ Cần nghiên cứu kiểm định mơ hình với nhiều trận lũ khác để thơng số mơ hình có thểm đảm bảo khả tính tốn xác tương ứng với nhiều phương án, kịch lũ khác Cần nghiên cứu mở rộng phạm vi mơ hình thủy lực chiều chiều cho toàn lưu vực sơng để đáp ứng mục tiêu, u cầu tính tốn khác phạm vi lưu vực sông Ba 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO A Các nguồn tài liệu in [1] Bộ Nông nghiệp Phát triển Nơng thơn “Cơng trình thủy lợi – Hướng dẫn xây dựng đồ ngập lụt hạ du hồ chứa nước tình xả lũ khẩn cấp vỡ đập”, Việt Nam, SEP 04, 2015 B Các nguồn tài liệu điện tử [2] Lê Văn Nghinh nnk (2006 MAY 24) Giáo trình cao học thủy lợi mơ hình tốn thủy văn [Offline] http://www.tailieumoitruong.org/2018/01/giao-trinh-cao-hoc-mohinh-tinh-toan-thuy-van.html C Các nguồn tài liệu khác [3] Trần Văn Tình “Xây dựng đồ ngập lụt vùng hạ lưu lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn” Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội, 2013 [4] Bùi Minh Hóa “Nghiên cứu xây dựng đồ ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Ba” Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội, 2012 [5] DHI Water & Environment “MIKE 11 A Modelling System for Rivers and Channels - Reference Manual“, 2012 [6] DHI Water & Environment “MIKE 11 A Modelling System for Rivers and Channels - User Guide“, 2012 [7] DHI Water & Environment “MIKE 21 Flow Model FM - User Guide”, 2012 [8] DHI Water & Environment “MIKE 21 Flow Model FM Reference Manual“, 2012 [9] DHI Water & Environment “MIKE FLOOD 1D 2D Modelling – User Manual“, 2012 [10] Đặng Thị Kim Nhung “Điều chỉnh Quy hoạch Thủy lợi lưu vực sông Ba vùng phụ cận đến 2025 tầm nhìn đến 2035“, Báo cáo tổng hợp dự án, Viện Quy hoạch Thủy lợi, 2018 100 [11] Đặng Thị Kim Nhung “Rà sốt phịng chống lũ miền Trung từ Quảng Bình đến Bình Thuận“, Báo cáo tổng hợp dự án, Viện Quy hoạch Thủy lợi, 2011 101 ... XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LŨ VÀ VÙNG HẠ LƯU SÔNG BA 1.1Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu xây dựng đồ ngập lũ 1.1.1 Khái niệm đồ ngập lũ 1.1.2 Các phương pháp xây dựng đồ ngập lũ... thuyết mơ hình 47 2.3 Nguyên lý xây dựng đồ ngập lụt 54 CHƯƠNG TÍNH TOÁN MỨC ĐỘ NGẬP LỤT VÀ XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT VÙNG HẠ LƯU SÔNG BA 56 3.1 Cơ sở liệu ... Bản đồ ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Ba – Trận lũ 10/1993 86 Hình 3.31 Bản đồ ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Ba – Trận lũ tần suất 5%, trạm thủy văn Củng Sơn 87 Hình 3.32 Bản đồ