Nghiên cứu diễn biến lũ, lụt lưu vực sông Lam và giải pháp khắc phục

MỤC LỤC

Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thống kê, xử lý số liệu: Thu thập và xử lý số liệu, các tài liệu liên quan cần thiết đến lĩnh vực nghiên cứu cũng như các nội dung tính. - Phương pháp kế thừa: Tham khảo và kế thừa các tài liệu, kết quả của các công trình nghiên cứu trước đây có liên quan đến hướng nghiên cứu của.

TONG QUAN NGHIÊN CỨU VE LŨ, LUT

21/VIIU/1973 14047 5/XI2007 S019

LU LUT TREN LƯU VỰC SONG LAM 2.1 Khai quát vé lưu vực sông Lam

Sông chính bắt nguồn từ Lào, chảy qua địa phận tỉnh Nghệ An, được gọi là sông.

BIỂN ĐÔNG

    Với độ đốc bình quân lưu vực lớn hơn cộng với lượng mưa lũ nhiều hơn mà chiều dài sông La lại ngắn hơn, dẫn đến lũ lớn diễn ra trên sông La thường nguy hiểm hơn so với sông Cả và sông Hiếu. Cấu trúc địa hình của lưu vực sông Lam như một mái nhà nghiêng có đỉnh là dãy núi Trường Sơn phía Tây và phía Đông là dải đồng bằng hẹp, thấp ven biên rất thuận lợi cho dong chảy lũ tập trung về phía hạ lưu nhanh và tao. Lưu vực sông Lam thuộc khối địa chất Bắc Trung Bộ, là phần lớn cấu trỳc nếp lừm cựng tờn và một phần của đới phức nếp lồi Phu Hoạt và vừng Sam Nua.

    Nhìn chung cấu trúc phát triển chủ đạo theo hướng Tây Bắc — Đông Nam với hàng loạt đứt gãy phát triển, chia cấu trúc của lưu vực sông thành nhiều bộ phận khác nhau. Sự đa dạng về thành phần đá gốc đã tạo ra những nét khác biệt về đặc điểm thổ những với 4 nhóm đất (đất phù sa, đất feralit vàng đỏ, đất ngập mặn ven biển). Do vậy khi mưa xuống khả năng giữ nước ở các sườn dốc kém đi đồng thời làm gia tăng tập trung nước nhanh xuống các dòng sông và tạo nên dong chảy lũ có cường độ lớn.

    Khối áp cao Thái Bình Dương lớn mạnh lên, hoạt động mạnh ở vùng ria vịnh Bac Bộ lấn at dần khối áp thấp Sibéri dịch dần vào bờ biển phía bắc Việt Nam gây ra bão hoặc áp thấp nhiệt đới kèm theo mưa to vùng ven biển phía bắc trong đó có lưu vực sông Lam.

    BĐD

    Trận lũ lịch sw tháng IX/ 1978

    Đây là đợt lũ kép với đỉnh lũ sau cao hơn đỉnh lũ trước và kéo dai nhiều ngày ở trung và hạ lưu hệ thống sông Ca. Điều bất lợi của đợt lũ này là trong thời gian lũ lên vào lúc đúng thời kỳ triều cường đã làm cho tiêu thoát lũ kém. Lũ kéo dài và xuống rất chậm đã phá hỏng toàn hệ thống đê hữu ngạn và một phần quan trong đê sông Cả từ Đô Lương đến Nam Đàn, gây ngập lụt sâu (1-2 m, nhiều nơi trên 3-5 m) trên diện rộng trong nhiều ngày (trên 4 — 5 ngày), thiệt hại nghiệm trọng về người, tài sản và sự ảnh hưởng của nó còn kéo dài sau khi kết thúc lũ.

    1200 1000 ZTM

      Đặc trưng lũ IX/2002 sông Ngàn Phố và các sông lân cận

        Qua bảng 2-9 ta thấy, trận lũ năm 2011 với cường suất lũ lên nhanh, biên độ lũ dao động nhanh, kết hợp với điều kiện địa hình dốc, bị chia cắt mạnh. ~ Die điểm địa lý tư nhiên cũng như về đặc điểm địa hình, mặt đệm và những hệ lụy do hoạt động kinh tế xã hội tạo ra trên lưu vực sông Lam có ảnh. - __ Lũ lớn trên lưu vue sông Lam có thường có dạng là lũ kép, đường quá.

        Để mô phỏng quá trình lũ của trận lũ điển hình và lượng hóa những ảnh hưởng của lũ lụt, luận văn đã sử dung tổng hợp các phương pháp. Đó là hướng nghiên cứu tiếp theo của luận văn sẽ trình bay trong chương 3.

        THIET LẬP MÔ HÌNH MÔ PHONG LŨ LUT LƯU VỰC SONG LAM

        Bên cạnh đó để có thể mô tả và diễn toán được dòng chảy lũ trong sông, dòng chảy trần trên bài, đồng thời xây dựng được bản đỏ ngập lụt hạ lưu sông Lam. Quá trình sử dụng cho thấy MIKE FLOOD có giao điện thân thiện va tinh én định cao, ngoài ra trong đó lại có các mô đun di kèm thích hợp cho các mục dich ứng dụng khác nhau. Mô hình MIKE 11- mô đun HD — được ứng dụng trong luận văn để diễn toán dong chảy lũ trên các sông nhánh và sông chính từ thượng nguồn về ha.

        Trong chương trình MIKE II hệ phương trình trên được biến đổi thành hệ phương trình sai phân hữu hạn ân và được giải cho các lưới điểm (tại mỗi nút. Phuong pháp giải an luân hướng với thuật toán quyét kép đối với ma trận của từng hướng được sử dụng để giải số hệ phương trình liên tục và bảo toàn. MIKE FLOOD là một hệ thống mô hình thủy lực kết nối giữa mô hình một chiều MIKE I1 và mô hình 2 chiều MIKE 21 lưới chữ nhật hoặc MIKE, 21 EM lưới phi cấu trúc,.

        "Với mục tiêu của bài toán đặt ra là nghiên cứu diễn biến lũ, lụt lưu vực xông Lam và đặc biệt là xem xét khả năng phòng chống lũ của các công trình trên lưu vực sông mà cụ thé là hệ thống đê dọc hạ lưu sông Lam. - Số liệu kiểm định trong mô hình MIKE - NAM: Lưu lượng trung bình ngày năm 2005 tại các tram Dita, Yên Thượng, Nghĩa Khánh, Hoa Duyệt và Sơn Diệm. Luận vì inh MIKE-NAM để phân chia thành các lưuđã sử dụng mô vực bộ phận dé hiệu chình, kiểm định bộ thông số cho các lưu vực: Nghĩa Khánh - Dừa, Mường Xén — Cửa Rao, hồ Bản Vẽ - Cửa Rao, Cửa Rao — Dita,.

        Từ kết qua bảng 3-4 và 3-5 về chi đánh giá chất lượng kiểm định và hiệu chỉnh mô hình MIKE_ NAM cho thấy: Thời gian xuất hiện đinh lũ tại c trạm là không giống nhau. 'Với mang sông tính toán đã được xác định ở trên, biên trên, biên đưới của mô hình là quá trình lưu lượng, mực nước theo thời gian Q(t), HD tai các vị trí được minh họa ở bảng 3-7 dưới đây. Đối với mô hình hai chiều, thiết lập địa hình cho sự hoạt động của mô hình là một khâu quan trọng, quyết định đến độ chính xác của việc mô phỏng.

        Do MIKE FLOOD có nhiệm vụ l indi mô hình MIKE 11 và MIKE 21 lại với nhau nên công đoạn cl h MIKE FLOOD chính là xây dựng mô hình thủy lực 1 chiều MIKE 11 và mô hình thủy lực 2 chiều MIKE 21. (số hóa mạng lưới sông, nhập. dữ liệu cho từng mặt cắt trên các sông nghiên cứu cho mô hình MIKE 11 và thiết kế hệ thống lưới tính toán cho mô hình MIKE 21).

        Hình 3-2; Đường quá trình lưu lượng thực do và tinh toán tại tram Dừa trận lũ 2007 (Hiệu chỉnh)
        Hình 3-2; Đường quá trình lưu lượng thực do và tinh toán tại tram Dừa trận lũ 2007 (Hiệu chỉnh)

        PPP GE PEM

        Với giữ cố định bộ thông số đã tìm được trong phần hiệu chỉnh mô hình với trận lũ năm 2010, kết quả tính toán kiểm định trong mô hình MIKE. Căn cứ vào kết quả tính toán kiểm định thuỷ lực với trận lũ các năm khác nhau cho thấy kết quả tính toán đạt yêu cầu, sai số Nash đều nằm trong giới hạn cho phép. ~ __ Kết quả từ mô hình MIKE FLOOD đã mô phỏng tràn lũ cho hạ lưu sông Lam là phù hợp.

        Đó là cơ sở để đánh giá khả năng phòng chống lũ, lụt của hệ thống đê dọc sông Lam ứng với lũ hiện trạng năm 1978 và lũ tin suất 1%. Hiện nay trên lưu vực sông Lam đã xây dựng nhiều công trình phòng, chống lũ và giảm nhẹ thiên tai. Những công trình lớn đã và đang được xây dựng như: đập Đô Lương, hệ thống đê Tả Lam, hồ Sông Sao, hỗ Ban Vẽ và.

        Trong phương án thực hiện, tiếp tục nghiên cứu xây dựng hd Bản Mông trên sông Hiếu, hồ Thác Muối trên sông Giăng. Tuy nhiên, hiện nay trên lưu vực mới chỉ có hồ Bản Vẽ (có dung tích phòng lũ 300 triệu m`) đã hoạt động từ năm 2010, các hồ còn lại chưa hoàn thành nên khả năng điều tiết lũ cho hạ du côn rất hạn chế. Theo quyết định số 2068/QĐ-TTg năm 2009 của Thủ tướng chính phủ về việc “Phê duyét chương trình nang cấp hệ thing dé sông đến 2020”{14] thì chương trình nâng cấp đê sông của lưu vực sông Lam gồm: tại Nghệ An, tuyến đê Tả Lam: Đồng Văn và một số tuyến đê dưới cấp III với.

        Lũ năm 1978 là trận lũ lịch sử xây ra đồng thời trên các sông nhánh và xông chính của lưu vực sông Lam. Mô phỏng tràn lũ từ mô hình MIKE FLOOD ứng với lũ năm 1978 để xem xét khả năng tràn để. "Với kết quả như bảng 4-3 theo như phương ấn 2 khi nâng cao trình đê tại một số vị tí đọc dé cho thấy diện tích ngập và độ sâu ngập đã giảm đáng kể.

        Do vậy hưởng nghiên cứu tiếp theo của luận văn là sẽ xem xét khả năng chống lũ của hệ thống đê sau khi đã được nâng cấp với lũ tan suất 1%. Biên mô phỏng của mồ hình vẫn là tại các vị ti như bảng 4-1, nhưng giá trị lưu lượng và mực nước trong trường hợp ứng với lũ tin suất 1%.

        Hình 4 - 1: Sơ đồ hệ thống dé dọc sông Lam
        Hình 4 - 1: Sơ đồ hệ thống dé dọc sông Lam

        IIIIIIIIIIIIIIIII

        KET QUÁ HIỆU CHÍNH VÀ KIEM ĐỊNH MÔ HÌNH MIKEI1 .1 Kết quả hiệu chỉnh mô hình

        Ghi chú: Đường màu xanh là sổ liệu tính toán; Duong màu đỏ là số liệu thực đo.

        Hình 2: Đường quá trình mực nước thực do và tính toán tại trạm Yên Thượng, trận lũ 2002
        Hình 2: Đường quá trình mực nước thực do và tính toán tại trạm Yên Thượng, trận lũ 2002