Để tiến hành xây dựng bản đồ ngập lụt tại khu vực nghiên cứu theo các tần suất lũ thiết kế 1%, 2%, 5% và 10%, sử dụng chuỗi số liệu lƣu lƣợng max lớn nhất các năm từ năm 1977 đến năm 2009 (hình 35). Để xây dựng đƣờng tần suất bằng phân phối PIII. Kết quả tính toán đƣợc thể hiện trong (bảng 20 và hình 36).
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 22000 24000 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Q m ax (m 3/s) Năm
Giá trị Qmax tại trạm Củng Sơn
Hình 35. Lưu lượng lớn nhất tại trạm Củng Sơn qua các năm Bảng 20: Tần suất lũ thiết kế tại trạm Củng Sơn - Sông Ba
Hình 36. Đường tần suất lũ trạm Củng Sơn
Từ bảng thống kê tần suất lý luận ta chọn đƣợc trận lũ tháng 11/1993 làm trận lũ đại biểu, tiến hành thu phóng theo trận lũ đại biểu để đƣợc các trận lũ ứng với các tần suất trên. Các biên gia nhập khu giữa đƣợc tính bằng cách lấy theo tỉ lệ diện tích với trạm Củng Sơn (bảng 21).
Bảng 21: Diện tích lưu vực tại Củng Sơn và các vị trí nhập lưu
Vị trí Diện tích lƣu vực (Km2 ) Củng Sơn 12224.0 Nhập lƣu 01 132.8 Nhập lƣu 02 388.7 Nhập lƣu 03 61.4 Nhập lƣu 04 210.6 Nhập lƣu 05 60.0 Nhập lƣu 06 162.8 3.4. XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT
3.4.1. Quy trình chuyển kết quả của mô hình EFDC sang GIS và xây dựng bản đồ ngập lụt đồ ngập lụt
Từ kết quả mô hình EFDC xác định thời điểm ngập lớn nhất của khu vực nghiên cứu, sau đó sử dụng công cụ Export Tecplot trích xuất ra kết quả độ sâu ngập lớn nhất từ mô hình EFDC (hình 37). Từ file kết quả tecplot vừa export ở trên
sử dụng công cụ của phầm mềm mapinfo đƣa vào phần mềm Mapinfo version 11.0, Sử dụng phần mềm vertical mapper kết nối với mapinfo để xây dựng lớp thông tin về độ sâu ngập lụt tối đa, sử dụng các công cụ nội - ngoại suy của vertical mapper (hình 38và hình 39) tạo ra nền DEM từ phép nội - ngoại suy này, sau đó sử dụng công Contour Grid (hình 40) để xác định các đƣờng contour và phân cấp độ sâu ngập lụt, sau đó kết hợp với nền địa hình để hiệu chỉnh, loại bỏ sai số trƣớc khi đƣa vào thành lập bản đồ ngập lụt.
Hình 38.Nội-ngoại suy độ sâu ngập lụt lớn nhất bằng công cụ Vertical mapper
Hình 40. Xây đựng đường contour phân cấp ngập lụt từ công cụ của vertical
mappper
Cơ sở dữ liệu về GIS đƣợc thu thập làm bản đồ nền cho khu vực nghiên cứu xây dựng bao gồm các lớp:
Ranh giới: bao gồm ranh giới huyện, xã. Dữ liệu dạng đƣờng, ký hiệu Ranhgioixa.Tab, Ranhgioihuyen.Tab
Giao thông: bao gồm đƣờng quốc lộ, tỉnh lộ, đƣờng liên tỉnh, liên huyện, đƣờng sắt. Dữ liệu dạng đƣờng, ký hiệu: Giaothong.Tab, Duongsat.Tab
Sông ngòi: gồm sông một và hai nét, hồ, đầm lầy. Dữ liệu dạng vùng và đƣờng, ký hiệu: Thuyhe.Tab
Địa danh: bao gồm tên các huyện, xã, phƣờng….Dữ liệu dạng text, ký hiệu: Diadanh.Tab
Đƣờng contour địa hình: dạng đƣờng ký hiệu contour.Tab của bản đồ tỉ lệ 1: 200 000
3.4.2.Kết quả xây dựng bản đồ ngập lụt
Bản đồ ngập lụt khu vực nghiên cứu đƣợc xây dựng cho trận lũ lịch sử tháng 11/2009 và các trận lũ thiết kế 1%, 2%, 5% và 10%.
Kết quả đƣợc chuyển về hệ quy chiến longtitude/latitude (WGS84) và đƣợc biểu diễn trong các hình từ 41 đến hình 46.
Nhận xét:
Các kết quả mô phỏng quá trình lũ trong sông và quá trình ngập lụt khu vực nghiên cứu cho thấy, kết quả tính toán khá phù hợp với thực đo. Mặc dù không có số liệu kiểm chứng về diện tích ngập lụt nhƣng theo kết quả so sánh điều tra vết lũ thực đo và tính toán cho thấy triển vọng và độ tin cậy chấp nhận đƣợc của bộ thông số của mô hình trong việc mô phỏng diện tích ngập lụt, vốn là yếu tố quan trọng trong xây dựng bản đồ ngập lụt. Các tính toán cho thấy mô hình EFDC xây dựng trong luận văn có thể áp dụng cho thực tế cảnh báo lũ cho hạ lƣu lƣu vực sông Ba. Bộ bản đồ xây dựng cho trận lũ năm 2009 và các trận lũ thiết có thể làm cơ sở cho việc quy hoạch phòng chống lũ, quy hoạch sử dụng đất cũng nhƣ quy hoạch phát triển kinh tế xã hội trên khu vực nghiên cứu nói riêng và tỉnh Phú Yên nói chung.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận
So với một số mô hình thủy văn, thủy lực khác cho thấy mô hình EFDC cho phép tính toán đồng thời một hệ thống với đầy đủ các thuộc tính đặc trƣng của lƣu vực.
Qua phân tích tình hình lũ lụt vùng hạ lƣu sông Ba có thể nói lũ ở đây khá trầm trọng. Kết quả tính toán thủy lực cho thấy, khi con lũ chính vụ 10/1993 (là con lũ có lƣu lƣợng lớn nhất tại Củng Sơn đạt 20700 m3/s) xảy ra có khoảng gần 22612 ha đất tự nhiên bị ngập lũ chiếm tới 52% diện tích đất tự nhiên các ô ngập vùng hạ lƣu, trong đó có khoảng 110485 ha bị ngập sâu trong nƣớc từ 2m trở lên, 4178 ha bị ngập sâu hơn 4 m trở lên. Còn đối với con lũ 11/2009 vẫn có khoảng 18300 ha bị ngập lũ. Đặc biệt là khu vực TP.Tuy Hòa luôn bị ngập mỗi khi có lũ
Những năm gần đây, do hoạt động của các hồ chứa phía thƣợng lƣu làm cho tình hình lũ lụt càng trở nên phức tạp và khó kiểm soát hơn nhƣ 10/2010 vừa qua làm TP.Tuy Hòa ngập sâu trong nƣớc.
Với bộ thông số đã hiệu chỉnh và kiểm định, cho ta kết quả tƣơng đối chính xác về lƣợng, dạng lũ và thời gian xuất hiện. Vì vậy có thể sử dụng cho việc mô phỏng, cảnh báo lũ cho vùng hạ lƣu sông Ba.
Vùng nghiên cứu thuộc hạ lƣu sông Ba, là vùng thƣờng xuyên bị ngập úng do tác động của mƣa lớn và bão hàng năm gây ảnh hƣởng và thiệt hại đến đời sống dân sinh kinh tế. Để góp phần giảm thiểu nguy cơ ảnh hƣởng của lũ lụt luận văn đã xây dựng bản đồ cảnh báo ngập lụt bằng mô hình thủy động lực học kết hợp với công cụ GIS là hƣớng tiếp cận hiện đại và cho kết quả khả quan.
Luận văn cũng đã tổng quan đƣợc phƣơng pháp thành lập bản đồ nói chung và phƣơng pháp GIS để xây dựng bản đồ nói riêng. Xây dựng đƣợc quy trình thành lập bản đồ ngập lụt kết hợp giữa các tài liệu GIS và kết quả mô phỏng từ mô hình thủy động lực học EFDC.
Luận văn cũng đã áp dụng thành công mô hình EFDC để tính toán, mô phỏng diện ngập, độ sâu ngập và trƣờng vận tốc tại các vị trí thuộc hạ lƣu lƣu vực sông Ba .
Luận văn đã xây dựng đƣợc các bản đồ cảnh báo cho khu vực nghiên cứu với trận lũ tháng 11/2009 và các trận lũ thiết kế 1%, 2%, 5% và 10% đạt kết quả tốt, là cơ sở khoa học cho các nhà quản lý có kế hoạch phòng chống lũ cũng nhƣ phát triển kinh tế xã hội cho khu vực nghiên cứu.
Những hạn chế
Chƣa có điều kiện tham gia nghiên cứu và điều tra thực địa; Số liệu khảo sát bãi tràn còn hạn chế;
Cao độ trên bản đồ DEM còn chƣa đƣợc hiệu chỉnh thêm chính xác hơn nên việc mô phỏng còn có những sai sót;
Các kết luận và đánh giá còn mang tính tổng quát, chƣa sâu sắc và chi tiết;
Chƣa kiểm định với những con lũ có lƣợng lũ nhỏ để đánh giá bộ thông số đƣợc toàn diện hơn.
Kiến nghị
Cần điều tra, tổng hợp và thu thập thêm những số liệu về bãi ngập, cao độ bản đồ DEM.
Xây dựng mộ quy trình vận hành hồ chứa trên hệ thống một cách hợp lý và có hiệu quả nhằm đảm bảo phòng và tránh lũ cho hạ lƣu.
Tính toán thêm nhiều trận lũ với các phƣơng án khác nhau nhằm tìm ra bộ thông số đảm bảo mô phỏng và dự báo tốt.
Xây dựng mô hình 2 chiều và mô phỏng cho các trận lũ cực lớn nhằm đối phó với khả năng đập có sự cố và chủ động tránh lũ trong nhân dân.
Với sự “có mặt” của các hồ trên hệ thống có khả năng gây thiếu nƣớc trầm trọng trong mùa khô, ngƣợc lại tiềm ẩn nguy cơ gây lũ lụt nặng nề ở hạ lƣu. Vì vậy cần có quy trình vận hành hồ chứa sao cho phục vụ tối ƣu mục đích sử dụng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt
1. Trần Ngọc Anh: xây dựng bản đồ ngập lụt các sông Bến Hải và Thạch Hãn tỉnh Quảng Trị.Tạp chí khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, số 1S (2011).
2. Hoàng Thái Bình (2009), luận văn thạc sĩ: xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu hệ thống sông Nhật Lệ ( Mỹ Trung – Tám Lu – Đồng Hới).
3. Bộ môn tính toán thủy văn – Trƣờng Đại học Thủy Lợi (2004): Bài tập thực hành viễn thám GIS.
4. Nguyễn Hữu Khải, Doãn Kế Ruân: Tổ hợp lũ và điều tiết lũ liên hồ chưa sông Ba. Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội. Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, T.27 số 1S – 2011, tr 151-157. Hà Nội.
5. Tổng cục thống kê tỉnh Phú Yên (2010): Niên giám thống kê tỉnh Phú Yên năm 2009.
6. Cấn Thu Văn (2010), luận văn thạc sĩ: Ứng dụng mô hình MIKE-FLOOD tính toán ngập lụt hạ lưu sông Ba.
Tiếng Anh
1. Craig, P.M., 2009, “Users Manual for EFDC_Explorer: A Pre/Post Processor for the Environmental Fluid Dynamics Code”, Dynamic Solutions, LLC, Hanoi, Vietnam.
2. Craig, P.M., 2010, “Hydrodynamics of the Lower Nam Hinboun Floodplain Hydraulic Model”, Dynamic Solutions, LLC, Hanoi, Vietnam.
3. Hamrick, J.M., 1992a: A Three-Dimensional Environmental Fluid Dynamics Computer Code: Theoretical and Computational Aspects. The College of William and Mary, Virginia Institute of Marine Science. Special Report 317, 63 pp.
4. Hamrick, J.M., 1996: A User's Manual for the Environmental Fluid Dynamics Computer Code (EFDC). The College of William and Mary, Virginia Institute of Marine Science, Special Report 331, 234 pp.