Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám trong việc giám sát tài nguyên nước đập thủy điện nhỏ, thực nghiệm tại thủy điện sông bung 2, tỉnh quảng nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT KIỀU THỊ THANH TÂM NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM TRONG VIỆC GIÁM SÁT TÀI NGUYÊN NƯỚC ĐẬP THỦY ĐIỆN NHỎ, THỰC NGHIỆM TẠI THỦY ĐIỆN SÔNG BUNG 2, TỈNH QUẢNG NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Hà Nội - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT KIỀU THỊ THANH TÂM NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM TRONG VIỆC GIÁM SÁT TÀI NGUYÊN NƯỚC ĐẬP THỦY ĐIỆN NHỎ, THỰC NGHIỆM TẠI THỦY ĐIỆN SÔNG BUNG 2, TỈNH QUẢNG NAM Ngành : Kỹ thuật trắc địa đồ Mã số : 60520503 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Lê Quốc Hưng Hà Nội - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Kiều Thị Thanh Tâm MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu kỹ thuật sử dụng 4.1 Cách tiếp cận 4.2 Phương pháp nghiên cứu kỹ thuật sử dụng 4.2.1 Phương pháp nghiên cứu: 4.2.2 Kỹ thuật sử dụng: Nội dung nghiên cứu thực nghiệm 5.1 Nội dung nghiên cứu 5.2 Triển khai thực nghiệm Ý nghĩa khoa học thực tiễn Cấu trúc luận văn Chương – TỔNG QUAN MỘT SỐ CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƯỚC LIÊN QUAN TỚI GIÁM SÁT TÀI NGUYÊN NƯỚC THƯỢNG LƯU 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu nước 10 1.2.Tổng quan tình hình nghiên cứu nước 19 Chương – NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CỦA CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ MƠ HÌNH THỦY VĂN THỦY LỰC TRONG GIÁM SÁT TÀI NGUYÊN NƯỚC 22 2.1 Mơ hình số độ cao làm đầu vào cho mơ hình thủy văn thủy lực: 22 2.1.1 Dữ liệu DEM ASTER 22 2.1.2 Mơ hình số thành lập từ đồ địa hình 25 2.2 Ảnh viễn thám SPOT – khả thông tin việc thành lập đồ lớp phủ mặt đất 27 2.2.1 Nghiên cứu khả chiết tách liệu giao thông từ ảnh viễn thám 28 2.2.2 Chiết xuất yếu tố thủy lợi bao gồm đập chắn ảnh viễn thám 29 2.2.3 Chiết xuất thông tin khu dân cư ảnh viễn thám 31 2.2.4 Chiết xuất thông tin thực phủ ảnh viễn thám 32 2.5 Lớp phủ rừng 34 2.3 Mơ hình số trị phục vụ tốn diễn tốn dịng chảy tài ngun nước 35 2.3.1 Một số mơ hình thuỷ văn thủy lực 35 2.3.2 Lựa chọn mơ hình 37 2.3.3 Hệ mô hình số trị MIKE phục vụ tốn diễn tốn dòng chảy tài nguyên nước 38 2.3.3.1 Mơ hình NAM 38 2.3.3.2 Mơ hình MIKE 11 41 2.3.3.3 Thuật toán mơ hình MIKE 21 43 2.3.3.4 Mơ hình MIKE FLOOD 45 2.3.3.5 Thuật toán việc xử lý đồ (ArcGIS) 47 2.4 Điều kiện cần đủ để phục vụ diễn toán kịch tài nguyên nước 48 2.4.1 Điều kiện cần 48 2.4.2 Điều kiện đủ 50 2.4.3 Chiết tách thông tin đầu vào cho hệ mơ hình số trị 51 2.5 Đề xuất quy trình kết hợp cơng nghệ viễn thám với mơ hình thủy lực để xây dựng kịch tài nguyên nước hồ chứa đánh giá sơ thiệt hại số đối tượng trường hợp cố 52 2.5.1 Xử lý liệu DEM làm đầu vào cho hệ mơ hình MIKE: 55 2.5.2 Thành lập đồ lớp phủ mặt đất làm đầu vào cho hệ mơ hình MIKE: 56 2.5.3 Xử lý liệu hệ mơ hình MIKE: 57 2.5.3.1 Hiệu chỉnh kiểm định mơ hình 57 2.5.3.2 Xây dựng mơ hình mưa - dịng chảy MIKE-NAM 57 2.5.3.3 Xây dựng mơ hình thủy lực chiều MIKE11 58 2.5.3.4 Xử lý mô đun DAM BREAK mơ hình MIKE 11 58 2.5.3.5 Xây dựng mơ hình liên kết mơ hình thủy lực chiều MIKE FLOOD 59 2.5.3.6 Xử lý thơng tin diện tích ngập lụt 60 2.5.3.7 Xây dựng đồ tổn thương lũ gây vùng hạ lưu sông 60 2.5.3.8 Đánh giá thiệt hại vỡ đập 62 2.5.4 Diễn toán kịch tài nguyên nước co sở hệ thống sở liệu GIS 63 Chương – THỰC NGHIỆM MÔ PHỎNG KỊCH BẢN TÀI NGUYÊN NƯỚC TẠI LƯU VỰC SÔNG BUNG 2, TỈNH QUẢNG NAM 65 3.1 Khu vực nghiên cứu thử nghiệm 65 3.1.1 Vị trí địa lý 65 3.1.2 Đặc điểm địa hình 65 67 3.1.3 Thổ nhưỡng 68 3.1.4 Thực vật 68 3.1.5 Đặc điểm lượng mưa lưu vực nghiên cứu 68 3.1.6 Đặc điểm thủy văn lưu vực nghiên cứu 72 3.1.6.1 Đặc điểm nước mặt 72 3.1.6.2.Dòng chảy năm 73 3.1.6.3.Chế độ dòng chảy 73 3.1.7 Tiềm thủy điện lưu vực 76 3.2 Tư liệu sử dụng 77 3.3 Kết áp dụng quy trình đề xuất, xây dựng kịch tài nguyên nước trường hợp cố 78 3.3.1 Mơ hình số độ cao đồ lớp phủ 78 3.3.2 Thiết lập tính tốn trước diễn tốn dịng chảy lưu vực 80 3.3.2.1 Thiết lập lưới tính tốn 80 3.3.2.2 Tạo hệ số nhám phân bố lưu vực 81 3.3.2.3 Kết hiệu chỉnh kiểm định mơ hình số trị lưu vực sơng BUNG 82 3.3.2.4 Kết hợp mơ hình 1D 2D mơ hình MIKE Flood 87 3.3.3 Dịng chảy tương ứng trường hợp khơng có đập 88 3.3.4 Trường hợp vỡ đập thủy điện 89 3.3.5 Nhận xét độ tin cậy phương pháp 97 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 99 * KẾT LUẬN 99 * KIẾN NGHỊ 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO 101 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Q trình mơ vỡ đập mơ hình KAZGEOCOSMOS JSC 11 Hình 1.2 Cấu trúc hệ thống IFAS 12 Hình 1.3 Sơ đồ phương pháp mô lũ lụt vỡ đập 14 Hình 1.4 Sơ đồ quy trình tích hợp cho cơng tác dự báo lũ vỡ đập THE THA DAN 16 Hình 1.5 Các trường hợp vỡ đập đập THE THA DAN 17 Hình 1.6 Vị trí đập Attabad (Pakistan) ảnh Landsat 18 Hình 2.2 DEM vùng núi miền Trung Việt Nam 24 Hình 2.3 Thành lập mơ hình số địa hình từ đồ địa hình 26 Hình 2.4 Mơ hình số địa hình thành lập từ đồ địa hình tỉ lệ 1:10000 27 Hình 2.5 Một số yếu tố giao thơng có dạng hình tuyến ảnh viễn thám 29 Hình 2.6 Khu vực hồ chứa nước phục vụ thủy lợi 30 Hình 2.7 Khu dân cư nông thôn vùng đồi núi trung du 31 Hình 2.8 Vùng trồng lúa khu vực đồi núi 33 Hình 2.9 Rừng rộng thường xanh 35 Hình 2.10 Mơ tả hệ phương trình Saint-Vernant 42 Hình 2.11 Các thành phần theo phương x y 44 Hình 2.12 Các ứng dụng kết nối tiêu chuẩn 45 Hình 2.13 Một ứng dụng kết nối bên 46 Hình 2.14 Một ví dơ kết nối cơng trình 47 Hình 2.15 Mơ q trình vỡ đập MIKE 11 53 Hình 2.16 Quy trình cơng nghệ kết hợp cơng nghệ viễn thám với mơ hình thủy lực để xây dựng kịch tài nguyên nước hồ chứa 55 Hình 2.17 Sơ đồ mạng thủy lực chiều MIKE11 58 Hình 2.18 Cơng cụ Dam Break mơ hình thủy lực MIKE 11 58 Hình 2.19 Mơ hình MIKEFLOOD liên kết mơ hình thủy lực chiều 59 Hình 3.1 Bản đồ địa hình lưu vực sơng Vu Gia - Thu Bồn 67 Hình 3.2 Bản đồ lượng mưa trung bình nhiều năm sơng Vu Gia - Thu Bồn 70 Hình 3.3 Sơ đồ phân phối lượng mưa trung bình tháng, năm số vị trí hệ thống sơng Vu Gia - Thu Bồn 72 Hình 3.4 Bản đồ mơ đun dịng chảy năm trung bình nhiều năm lưu vực sông Thu Bồn Vu Gia 74 Hình 3.5 Phân phối năm lưu lượng trung bình tháng số trạm thuỷ văn hệ thống sông Thu Bồn 75 Hình 3.6 Hệ thống thủy điện lưu vực sông Bung- Vũ Gia Thu Bồn 77 Tỉnh Quảng Nam 77 Hình 3.7 Cơ sở liệu địa hình từ mơ hình số DEM 78 Hình 3.8 Bình đồ ảnh khu vực nghiên cứu 79 Hình 3.9 Bản đồ lớp phủ mặt đất khu vực nghiên cứu 80 Hình 3.10 Thiết lập địa hình cho vùng nghiên cứu 81 Hình 3.11 Mực nước tính tốn thực đo trạm Hội Khách (2009) 83 Hình 3.12 Mực nước tính tốn thực đo trạm Ái Nghĩa (2009) 83 Hình 3.13.Mực nước tính tốn thực đo trạm Cẩm Lệ (2009) 83 Hình 3.14 Mực nước tính tốn thực đo trạm Giao Thủy (2009) 84 Hình 3.15 Mực nước tính toán thực đo trạm Câu Lâu (2009) 84 Hình 3.16 Mực nước tính tốn thực đo trạm Hội An (2009) 85 Hình 3.17 Mực nước tính tốn thực đo trạm Hội Khách (1999) 85 Hình 3.18 Mực nước tính tốn thực đo trạm Ái Nghĩa (1999) 86 Hình 3.19 Hình ảnh ALOS PALAR trận lũ ngày 20/11/2010 86 Hình 3.20 Hình ảnh ALOS PALAR trận lũ ngày 17/10/2011 87 Hinh 3.21 Qúa trính mực nước đo tram thủy văn Hội An 88 Hình 3.22 Quá trính mực nước đo tram thủy văn Cẩm Lệ 88 Hình 3.23 Q trính mực nước đo tram thủy văn Ái Nghĩa 89 Hình 3.24 Q trính mực nước đo tram thủy văn Vĩnh Diện 89 Hình 3.25 Qúa trình mực nước trạm thủy văn Thanh Mỹ 89 Hình 3.26 Qúa trình mực nước trạm thủy văn Hội Khách 89 Hình 3.27 Mơ trình vỡ đập chắn 91 Hình 3.28 Bản đồ ngập lụt mưa tần suất 0.1% trường hợp vỡ đập sông Bung 93 Hình 3.29 Bản đồ vận tốc dòng chảy trường hợp vỡ đập sông Bung mưa tần suất 0.1% 93 89 Hình 3.23 Q trính mực nước đo Hình 3.24 Q trính mực nước đo tại tram thủy văn Ái Nghĩa tram thủy văn Vĩnh Diện Hình 3.25 Qúa trình mực nước Hình 3.26 Qúa trình mực nước trạm thủy văn Thanh Mỹ trạm thủy văn Hội Khách Từ trình vị trí cho thấy với mưa với tần suất 0.1% lượng mưa lớn gây lên trình mực nước vị trí trạm thủy văn dâng cao điển hỉnh trạm Ái Nghĩa mực nước lên đến 15.5 m, Vĩnh Diện 10.2 m, Thành Mỹ 20.7 m, Hỗi Khách 21.8m.Với trường hợp đập làm cho dịng chảy tập trung nhanh thường gây tổ hợp lũ q trình điều tiết trình thủy điện gây mối đe dọa lớn cho người dân Qua đó, thấy ý nghĩa việc xây dựng cơng trình thủy lợi to lớn 3.3.4 Trường hợp vỡ đập thủy điện Khu vực miền trung Quảng Nam - Đà Nẵng khu vực nóng vấn đề ngập lụt nước hàng năm xuất nhiều trận mưa lũ gây ngập úng Đặc biệt trường hợp xả vỡ đập gây nhiều mối nguy hại cho khu vực hạ lưu hồ Mô vỡ đập thực mơ hình MIKE 11 với cơng cụ hỗ trợ tính tốn 90 Phân tích vỡ đập tốn khó phức tạp có nhiều nguyên nhân gây cố vỡ đập, khơng có Cơng thức hay quy tắc tính tốn áp dụng cho hồ chứa, mà hồ phải đặt điều kiện cụ thể điều kiện lưu vực, kết cấu Cơng trình trạng Cơng trình…để từ có dự báo thơng số vỡ đập chiều rộng, chiều cao vết vỡ, lưu lượng lớn Khi phân tích vỡ đập cần xem xét đến hai vấn đề bao gồm : phân tích vết vỡ phân tích q trình truyền sóng Phân tích vết vỡ xem xét đến hình dạng vết vỡ (hình tam giác, hình thang, chiều rộng, chiều cao vết vỡ…) chế vỡ ( mở rộng vết vỡ giới hạn lớn mà vết vỡ đạt được); phân tích q trình truyền sóng lũ xem xét đến việc truyền dòng chảy lũ sinh vỡ đập xuống vùng hạ lưu Để giải hai vấn đề nêu trên, phần sử dụng cấu trúc vỡ đập (Dambreak) mơ hình MIKE11 để nghiên cứu, mơ tốn vỡ đập dựa giả thiết trình bày sau Như trình bày phần mở đầu, Việt Nam chưa xảy cố vỡ đập với đập lớn, xảy số trường hợp song chủ yếu đập đất loại vừa nhỏ Qua phân tích trường hợp rút nguyên nhân gây cố vỡ đập sau: + Nguyên nhân xuất lũ vượt thiết kế lưu vực + Ngun nhân thân Cơng trình Đối với loại đập đất ngâm nước lâu ngày đất trở lên bão hòa, dễ gây sạt lở, trượt mái…Đặc biệt bị nước tràn qua dễ gây xói, moi xâu vào thân đập dẫn đến vỡ đập + Nguyên nhân bảo dưỡng quản lý đập + Nguyên nhân tổng hợp bao gồm tất nguyên nhân Dựa vào kết luận trên, đưa giả thiết trường hợp bất lợi hồ thủy điện vỡ sau mực nước hồ vượt q cao trình đỉnh đập đập vỡ hồn tồn, vị trí vết vỡ xuất đỉnh đập có dạng hình thang Cơ chế phát triển vết vỡ tính tốn thơng qua tham số 91 xói mịn liên quan đến đặc tính vật liệu xây dưng đập lưu lượng lũ chảy qua thân đập (như đường kính hạt, trọng lượng riêng, độ rỗng…) Hình 3.27 Mơ q trình vỡ đập chắn Trong phương án giả thiết mực nước hồ dâng đến cao trình đỉnh đập bắt đầu xảy tượng vỡ đập, mở rộng vết vỡ phô thuộc vào thông số xói mịn thân đập, thơng số liên quan đến lưu lượng chảy qua thân đập đặc tính loại vật liệu xây dựng đập Phương án vỡ đập giả thiết trường hợp lưu vực có xuất trận mưa với tần suất 0.1% Kết diễn biến lưu lượng theo thời gian hình vẽ sau 92 Hình 3.26 Diễn biến mực nước hồ Sông Bung hạ du bắt đầu vỡ Hình 3.27 Diễn biến mực nước hồ Sông Bung hạ du đập vỡ hết Mô cho thấy diễn biến lưu lượng theo thời gian sau xảy cố vỡ đập Lưu lượng lớn đạt 13000 m3/s cường suất lũ sinh vỡ đập lớn Từ trình lưu lượng theo thời gian cho thấy bắt đầu xảy cố vỡ đập lưu lượng giảm nhanh, cụ thể khoảng thời gian 45 phút giảm từ 13109.5 m3/s xuống cịn 1200m3/s Chính có ý nghĩa to lớn việc quản lý kiểm soát lũ xây dựng đồ ngập lụt đồ vận tốc dòng chảy phần hạ du vỡ đập sông Bung với kịch mưa tần suất 0.1%, 0.2%, 1% 2% 93 Hình 3.28 Bản đồ ngập lụt mưa tần suất 0.1% trường hợp vỡ đập sơng Bung Hình 3.29 Bản đồ vận tốc dòng chảy trường hợp vỡ đập sông Bung mưa tần suất 0.1% 94 Diện tích ngập trường hợp vỡ đập sơng Bung thống kê bảng Bảng 3.7 Thống kê diện tích ngập Thống kê diện tích ngập (ha) Phân cấp độ sâu ngập (m) Tần suất (%) 3- 0.5 - 1 - 1.5 1.5 - 2 - 2.5 2.5 - 0.1 7146 7431 8229 7314 3974 2322 1039 1201 38656 0.2 7282 7743 8773 5793 3523 1807 848 1016 36785 8343 8634 6141 3530 2339 1102 648 587 31324 7375 4735 2661 1763 945 789 215 242 18725 3.5 > 3.5 Tổng - 0.5 Nhận xét: Qua bảng thống kê diện tích ngập trường hợp vỡ đập tần suất mưa 0.1% có tổng diện tích ngập 38656 độ sâu ngập khoảng từ - 1.5 m có diện tích ngập 8229 lớn chiếm tới 21% tổng diện tích ngập, khoảng ngập từ 0.5 - 1m chiếm diện tích lớn 7431 ha, phần diện tích bị ngập khoảng từ - 3.5m chiếm khoảng 2,7% Trong trường hợp vỡ đập mưa tần suất 0.2 % có tổng diện tích ngập 36785 ha, mưa tần suất 1% diện tích bị ngập 31324 với trường hợp mưa 2% có tổng diện tích bị ngập 18725 phần diện tích ngập từ 0.5 m 7375 chiếm tới 40% Như vậy, trường hợp vỡ đập sông Bung ảnh hưởng lớn đến q trình dịng chảy lưu vực, gâp ngập lụt cục khu vực hạ lưu lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn Những huyện bị ảnh Điện Bàn, Duy Xuyên, Đại Lộc, Thị xã Hội An, Điện Bàn Đại Lộc huyện có diện tích ngập, độ sâu ngập gây nguy hiểm Mặt khác, với tốc độ dòng chảy hình nguy hiểm vỡ đập, trường hợp mưa tần suất 0.1% có nơi tốc độ dịng chảy lên tới 2m/s Với tốc độ dịng nước có khả phá hủy cối nhà cửa 95 vùng nụng thơn lớn Vì cần chuẩn bị gia cố lại nhà của, thu hoạch mùa màng kịp thời, lựa chọn loại giống trồng có khả chịu nước mùa bão lũ Bảng 3.8 Thống kê diện tích ngập trường hợp vỡ đập sơng Bung đối tượng cần đánh giá thiệt hại Trường hợp vỡ đập sông Bung (ha) Đối tượng Đà Nẵng Dân cư Hoa màu ăn Lúa Quảng Nam 1960.3 7025.6 708.5 5653.9 2919.7 11650.0 Bảng 3.9 Số dân chịu ảnh hưởng lũ xẩy (tính theo mật độ dân số năm 2011) Trường hợp vỡ đập sơng Bung Đà Nẵng Diện tích (Km2) 65.7 Số dân chịu ảnh hưởng (người) 48618 Quảng Nam Số dân diện chịu tích ảnh Km2 hưởng (người) 298.1 12769 Nhận xét: Với trường hợp mưa khác cho đồ ngập khác vào độ lớn trận mưa Điển hình trận mưa với tần suất 0.1% tương ứng 1000 năm xảy lần cho đồ ngập với độ sâu diện tích ngập lớn Trong trường hợp ngập lụt vỡ đập Sơng Bung huyện Duy Xuyên, Điện Bàn, Đại Lộc, Thị xã Hội An huyện bị ảnh hưởng nặng vi huyện có độ sâu ngập lớn đồng thời qua dồ vận tốc dòng chảy cho thấy huyện nơi tập trung vùng có dịng chảy 96 lớn Chính việc giữ an tồn cho Cơng trình thủy điện việc làm cần thiết bao giơ hết trường hợp vỡ đập xảy xây dựng không đảm bảo quy trình vận hành hồ khơng quy định dễ gây thảm họa khó lường Nhận xét chung cho kịch bản: Mực nước: Với trường hợp xảy vỡ đập ảnh hưởng lớn đến trình mực nước hạ du Mỗi kịch vỡ đập tần suất mưa khác cho đường trình giá trị lớn mực nước khác Kết đạt giá trị lớn thống kê qua bảng theo trường hợp Bảng 3.9 cho thấy mực nước lớn giảm dần theo kịch không vỡ đập, vỡ Sơng Bung 2, ngồi với kịch vỡ đập mực nước giảm theo tần suất mưa khác Như trường hợp vỡ Sông Bung mưa với tần suất 0.1 % có mực nước 14.046 m lớn so với mưa tần suất 0.2 % 13.656 m tần suất % 12.63 m Bảng 3.10 Biến động mực nước kịch với suất khác Mực nước lớn (m) KỊCH BẢN Mưa tần suất 0.1% Mưa tần suất 0.2% Mưa tần suất 1% Không vỡ 11.04 11.04 11.04 Vỡ Bung 14.046 13.656 12.63 Qua cho thấy mực nước đo trạm thủy văn Giao Thủy với trường hợp vỡ liên hồn vỡ Sơng Bung lớn so với trường hợp không vỡ đập, với mực nước nhấm chìm nhiều ngơi nhà, phá hủy cơng trình, lúa, hoa màu, Lưu lượng: Cũng giống trình mực nước lưu lượng đo trạm thủy văn Giao Thủy có giá trị lưu lượng lớn khác theo kịch vỡ đập tần suất mưa Gía trị lưu lượng lớn theo trường hợp thông kê 97 Bảng 3.11 Biến động lưu lượng lớn 03 kịch với tần suất khác KỊCH BẢN Lưu lượng lớn (m3/s) Mưa tần suất 0.1% Mưa tần suất 0.2% Mưa tần suất 1% Không vỡ 14258.8 14285.79 14285.79 Vỡ Bung 23590.5 22268.8 18898.01 3.3.5 Nhận xét độ tin cậy phương pháp Giám sát thực chất công tác thu thập thông tin báo cáo sơ tình hình thực theo dõi ngập lụt Trong giám sát, vùng nhỏ khu vực không quan trọng không nhắc đến Đồng thời, đối tượng, mục đích giám sát cịn phơ thuộc vào u cầu Cơng tác giám sát Ví dô, Bộ Tài nguyên Môi trường cần giám sát q trình diễn biến dịng chảy mùa lũ Lúc đó, theo phương pháp thơng thường, cán địa phương cần phải khảo sát khu vực thực tế, xác định có theo mức báo động cho phép hay không Công tác nhiều thời gian Tuy nhiên với đầu vào tư liệu viễn thám, đối tượng cần xác định tài nguyên nước Các đối tượng mặt đất thu chụp thời điểm gần sau thời gian cho phép Đối tượng tài nguyên nước dò tìm xác định ảnh, phạm vi ranh giới xác định nhanh chóng Kết hợp với mơ hình thủy văn thủy lực, đồ kịch trường hợp cố xây dựng Như vậy, đặc điểm giám sát tóm lược số khía cạnh sau: - Giám sát mang tính thời điểm, địi hỏi tốc độ cung cấp thơng tin cao - Số lượng đối tượng giám sát thường đơn lẻ nhóm nhỏ đơn lẻ chủng loại - Yêu cầu độ xác mức trung bình - Khu vực giám sát vùng nhỏ diện rộng tùy ý Phương pháp mơ hình hóa: thời gian gần đây, mơ hình hoặc/và hai chiều thường sử dụng để khoanh vùng nguy ngập lụt có ưu điểm 98 vượt trội việc mơ dịng chảy chiều mạng lưới sơng mơ tranh hai chiều dòng chảy tràn bề mặt đồng ruộng Tuy nhiên chúng số hạn chế việc mô ngập lụt Đối với mơ hình chiều khó khăn để mơ dịng chảy tràn khơng biết trước số khu chứa hướng chảy, không mô tả trường vận tốc mặt ruộng khu chứa Đối với mơ hình hai chiều muốn vừa tính tốn dòng chảy tràn bề mặt ruộng, vừa nghiên cứu dịng chảy lưu kênh dẫn cần phải thu nhỏ bước lưới đến mức thể thay đổi địa hình lịng dẫn mà hệ thời gian tính toán tăng lên theo cấp số nhân Hiện nay, việc ứng dụng mơ hình tốn để tính tốn vỡ đập hệ thống sơng cơng trình sông ngày phổ biến MIKE11 (Mô đun Dam Break), HEC_RAS, DAMBBRK, FLDWAV, BREACK Trong số phần mềm sử dụng cho dự đoán vỡ đập, hệ mơ hình MIKE tính tốn lưu lượng lớn cao 0,167 lần so với giá trị thực đo Như vậy, thấy hệ mơ hình áp dụng thực nghiệm cung cấp nhìn tồn diện kiện vỡ đập mô lũ lụt, kết hợp với đồ họa nâng cao đồ ngập lụt giúp hình dung chuyển động sóng lũ biến đổi thời gian không gian 99 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ * KẾT LUẬN Kết đề tài đạt mục tiêu ban đầu Đó là: - Đưa quy trình kết hợp Cơng nghệ viễn thám mơ hình thủy lực xây dựng kịch tài nguyên nước hồ chứa ước tính thiệt hại vỡ đập; - Dữ liệu DEM thành lập từ BĐĐH, DEM ASTER chuẩn hóa - Bản đồ lớp phủ mặt đất 02 thời kỳ - 03 kịch tài nguyên nước tương ứng với thời điểm: chưa có đập, có đập vỡ đập; - Ước tính sơ ảnh hưởng lan truyền nước đến hạ lưu trường hợp cố đập - Xuất (01) báo khoa học tạp chí khoa học chuyên ngành Bên cạnh đó: - Kết đề tài cịn khẳng định khả hỗ trợ cơng nghệ viễn thám giám sát tài nguyên nước nói chung Quy trình đề quy trình kỹ thuật xử lý thơng tin ảnh viễn thám kết hợp mơ hình thủy văn thủy lực để đưa kịch cảnh báo ngập lụt phù hợp với điều kiện dòng chảy mùa lũ lưu vực sông Đã xây dựng CSDL phục vụ đánh giá thiệt hại ban đầu lũ lụt - Việc tổ chức phòng tránh ảnh hưởng ngập lụt cố đập công việc không quy mô quốc gia mà cần xây dựng với hợp tác nước khu vực giới Quy trình đề xuất kinh nghiệm cho Việt Nam cần tận dụng hội hợp tác quốc tế phòng tránh thiên tai - Các kết nghiên cứu sử dụng phục vụ trực tiếp cho công tác dự báo, cảnh báo lũ, hỗ trợ định ứng phó với trường hợp khẩn cấp lũ lớn xáy công tác qui hoạch phát triển kinh tế xã hội qui hoạch phòng lũ - Học viên tăng cường kinh nghiệm kỹ thuật dịch vụ cung cấp tư liệu ảnh viễn thám, kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám, quy trình kết nối cơng nghệ viễn thám công nghệ thủy văn thủy lực cho trường hợp đặc thù 100 - Việt Nam có có vệ tinh viễn thám riêng, có tiềm việc cung cấp tư liệu ảnh viễn thám phục vụ giám sát tài nguyên nước phòng tránh thiên tai với nhiều thể loại khác ảnh viễn thám quang học ảnh RADAR - Cục Viễn thám quốc gia đã, hồn thành vai trị quan quản lý Nhà nước, đầu mối việc thực nhiệm vụ đào tạo hỗ trợ kinh nghiệm kỹ thuật viễn thám phòng tránh thiên tai * KIẾN NGHỊ Những khó khăn gặp phải cải thiện mang lại kết tốt hơn: - Kiến nghị mở rộng nghiên cứu áp dụng quy trình cho hồ chứa nước lãnh thổ Việt Nam quốc tế có số liệu đo đạc thực tế để đối sánh - Nên phát triển nghiên cứu với việc chiết xuất lượng mưa từ số ảnh viễn thám thời tiết tăng thêm phong phú tham số đầu vào hệ mơ hình MIKE làm tăng độ tin cậy kết đạt - Mở rộng nghiên cứu mô tài nguyên nước trường hợp cố nhánh sông, lưu vực hồ chứa biên giới 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Tài nguyên Môi trường (2005), Quy định kỹ thuật thành lập đồ địa hình tỷ lệ 1:10000, 1:25000 1:50000 Công nghệ ảnh số TS Đỗ Đức Dũng (2009), Nghiên cứu, đánh giá mơ hình vỡ đập Hàm Thuận-Đa Mi đến hạ lưu sơng La Ngà, đề xuất biện pháp phịng tránh, giảm thiểu thiệt hại, Viện Quy hoạch Thủy lợi Miền Nam Lê Quốc Hưng nnk (2011), Nghiên cứu phương pháp kết hợp cơng nghệ viễn thám mơ hình thủy văn thủy lực xác định số thông số hồ chứa nước để phục vụ cho việc giám sát nước biên giới, Đề tài nghiên cứu khoa học Bộ TNMT Lê Quốc Hưng nnk (2014), Nghiên cứu kết hợp cơng nghệ viễn thám mơ hình thủy lực xây dựng kịch tài nguyên nước hồ chứa trường hợp cố, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ Nguyễn Xuân Lâm nnk, (2006), Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ “Nghiên cứu ứng dụng phương pháp viễn thám hệ thống thơng tin địa lý phục vụ mục đích giám sát số thành phần tài nguyên, môi trường khu vực xây dựng Cơng trình thủy điện” Nguyễn Xuân Lâm nnk (2013), Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám để giám sát cảnh báo tác động biến đổi khí hậu nhằm chủ động phòng tránh giảm thiểu thiệt hại tai biến thiên nhiên, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Nhà nước Nguyễn Xuân Lâm nnk (2014), Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám để giám sát cảnh báo tác động biến đổi khí hậu nhằm chủ động phòng tránh giảm thiểu thiệt hại tai biến thiên nhiên, Báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học cấp Nhà nước Tô Trung Nghĩa Lê Hùng Nam (2004), Xây dựng quy trình vận hành hệ thống liên hồ chứa Hịa Bình, Thác Bà, Tuyên Quang phục vụ cấp nước mùa khô cho hạ du lưu vực sơng Hồng – Thái Bình, Viện Quy hoạch Thủy lợi 102 Hoàng Minh Tuyển (2006), Nghiên cứu xây dựng khung hỗ trợ định quản lý tài nguyên nước lưu vực sông Cả, Đề tài khoa học cấp bộ, Viện Khoa học Khí tượng thủy văn Mơi trường, Bộ Tài ngun Mơi trường 10 Ngơ Chí Tuấn, Trần Ngọc Anh, Nguyễn Thanh Sơn (2009), Cân nước hệ thống lưu vực sông Thạch Hãn tỉnh Quảng Trị mô hình MIKE BASIN, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 25, trang 535-541 11 Nguyễn Thanh Sơn (2005), Đánh giá tài nguyên nước Việt Nam, Nxb Giáo dục 12 Hoàng Dương Tùng (2008), Nghiên cứu xây dựng hệ thống thông tin địa lý phục vụ quản lý môi trường lưu vực sông”, Đề tài Cục Bảo vệ môi trường 13 Trần Minh Ý (2004), Nghiên cứu tích hợp liệu viễn thám mơ hình quản lý tổng hợp môi trường lưu vực sông”, Đề tài Viện Địa Lý, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam 14 Báo cáo Khí tượng thủy văn, Quy hoạch phát triển bảo vệ lưu vực sông Vũ Gia – Thu Bồn 15 Pakorn Petchprayoon (2001), The prediction of flash flood caused by dam failure a case study at the The Tha Dan Dam, Thailand Asia conference on Remote sensing 22nd 16 MIKE NAM 2000 reference 17 MIKE 11 – a modeling system for river and channels 18 MIKE FLOOD User’s Guide 19 HEC HMS, HEC RAS reference 20 Sefercik U.G (2006), Accuracy Assessment of Digital Elevation Models Derived From Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), Master Thesis, Leibniz University of Hannover, Germany 21 METI/ERSDAC, NASA/LPDAAC, USGS/EROS (2009), ASTER Global DEM Validation Summary Report ASTER GDEM Team 22 (2006), SPOT4 AND SPOT5 IMAGES, 103 23 Toutin T (2001), DEM generation from new VIR sensors: IKONOS, ASTER and Landsat-7, IEEE-IGARSS Proceedings, Sydney, Australia 24 X Fan cs (2012), Simulating dam-breach flood scenarios of the Tangjiashan landslide dam induced by the Wenchuan Earthquake Natural Hazards and Earth System Sciences ... CHẤT KIỀU THỊ THANH TÂM NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM TRONG VIỆC GIÁM SÁT TÀI NGUYÊN NƯỚC ĐẬP THỦY ĐIỆN NHỎ, THỰC NGHIỆM TẠI THỦY ĐIỆN SÔNG BUNG 2, TỈNH QUẢNG NAM Ngành : Kỹ thuật trắc... Với ứng dụng to lớn vai trò quan trọng việc ứng dụng công nghệ viễn thám để quản lý tài nguyên thiên nhiên chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám việc giám sát tài nguyên nước đập. .. nguyên nước đập thủy điện nhỏ, thực nghiệm thủy điện sông Bung 2, tỉnh Quảng Nam? ?? Mục tiêu nghiên cứu - Sử dụng thơng tin hữu ích chiết tách từ tư liệu viễn thám việc giám sát tài nguyên nước khu vực