Theo thống kê năm 2003, dân số toàn tỉnh là khoảng 1,1 triệu người. Dân cư trong vùng tập trung chủ yếu ở vùng đồng bằng ven bờ sông Hương và đông nhất ở thành phố Huế khoảng 300.000 người. [21]
Kinh tế công nghiệp tập trung chủ yếu ở thành phố Huế, các ngành kinh tế chủ yếu như sản xuất vật liệu xây dựng, hàng tiêu dùng, sửa chữa cơ khí, chế biến nông sản thực phẩm, xây dựng và đặc biệt dịch vụ du lịch phát triển rất mạnh. Cố đô Huế và sông Hương hàng năm thu hút một số lượng lớn khách du lịch trong và ngoài nước đến tham quan.
Nông nghiệp phát triển chủ yếu ở các huyện đồng bằng sông Hương, với tổng diện tích canh tác 64.362 ha trong đó 50.457 ha lúa 2 vụ Đông Xuân và H’ Thu, 13.905 ha cây lương thực khác.
Tuy nhiên, vùng đồng bằng sông Hương thường xuyên bị thiên tai uy hiếp như úng ngập, mặn và hạn hán là những trở ngại lớn cho sản xuất và đời sống nhân dân. Đặc biệt do địa hình trong vùng thường xuyên phải chịu các trận lũ lớn, gây ngập lụt, diện tích cần tiêu úng hàng năm khoảng 7.000 ha. Hàng năm vào vụ Đông Xuân, bình quân diện tích trồng lúa bị hạn mất trắng 120 ha, diện tích bị hạn làm ảnh hưởng đến năng suất gần 4.000 ha. Vào những tháng mùa h’ , do nắng hạn nên dòng chảy trên các nhánh sông giảm dẫn đến hiện tượng xâm nhập mặn sâu vào các dòng sông. Triều mặn dâng cao, nhân dân thành phố Huế và ở hai bên bờ sông Hương thiếu nước ngọt dùng trong sinh hoạt đã gây dịch bệnh, ô nhiễm môi trường, sản xuất nông nghiệp bị thiệt hại nặng nề.
Do điều kiện khắc nghiệt của khí hậu, thời tiết và yêu cầu cấp bách của sản xuất trong vùng, nhà nước và địa phương đã xây dựng một số công trình thủy lợi. Tuy nhiên công tác thủy lợi vẫn chưa được quan tâm đúng mức, mới chỉ là chống hạn, ngăn mặn để đảm bảo cho sản xuất hai vụ được ổn định trong điều kiện bình thường, chưa có điều kiện quan tâm nhiều đến vấn đề cấp nước cho các yêu cầu khác như sinh hoạt, nuôi trồng thủy sản và các ngành dùng nước khác. Công tác chống hạn vẫn còn phụ thuộc nhiều vào thiên nhiên.
Đối với vùng cửa sông ven biển và đầm phá là vùng có mật độ dân cư đông nhất tỉnh Thừa Thiên Huế. Đến nay, ven đầm phá có gần 30 vạn dân cư, chiếm 30% dân số tỉnh. Trong đó có khoảng 88.500 người sống bằng nghề thủy sản. Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên là 2,61%.
Vấn đề dân cư tại đây còn nhiều bất cập, nhức nhối nhất là dân thủy cư trên đầm phá. Cuộc sống lênh đênh sông nước của tầng lớp dân cư này vô cùng khó khăn, nhất là vào những ngày bão lũ. Trình độ dân trí rất thấp, tỷ lệ thất học của trẻ trong độ tuổi đến trường là cao. Họ sống chủ yếu bằng nghề đánh bắt tự nhiên với các nghề đăng, sáo... thu nhập rất thấp.
Sau cơn bão số 8, năm 1985, ủy ban nhân dân tỉnh Bình Trị Thiên đã tổ chức 41 điểm định cư ven đầm phá, với 2.814 hộ, 17.889 nhân khẩu phân bố ở 5 huyện. Cho đến tháng 12/1994, ven đầm phá vẫn còn 41 điểm định cư dân thủy diện, với 2.539 hộ và 13.958 nhân khẩu. Việc tồn tại 100% số điểm định cư đã thể hiện ý nguyện định cư trên cạn của những người dân thủy diện. Song hiện vẫn còn tồn tại 1.405 hộ thủy diện bằng 53% với 7.754 nhân khẩu lấy thuyền làm nhà, mặt nước làm quê hương. Hiện thực ấy phản ánh thực tiễn bức xúc trong cuộc sống kinh tế, xã hội ven đầm phá tỉnh Thừa Thiên Huế. Những hộ bỏ đất xuống nước với những lý do: đông con, khi tách hộ không có đất làm nhà, một phần cuộc sống sông nước đã đi vào máu thịt họ với truyền thống truyền đời, kinh nghiệm khoảng 100 200 năm sông nước và sau đó là vấn đề mưu sinh kiếm sống. Họ không có nghề nghiệp hoặc thu nhập ổn định khi ở trên cạn.
Diện tích đất nông nghiệp ven đầm phá là 17.700 ha, chiếm 37,9% diện tích đất nông nghiệp toàn tỉnh, trong đó đất trồng lúa là 11.448 ha, chiếm 64,67%. Sản xuất lúa là một ngành kinh tế chủ yếu. Nhưng đây là vùng ít thích hợp và khó khăn nhất đối với canh tác lúa: đất bị nhiễm mặn; vào vụ mùa, đất thường bị ngập
lụt và vụ đông xuân lại bị hạn; hệ thống thủy nông kém phát triển. Vì thế, sản xuất lúa được tập trung chủ yếu vào vụ đông xuân, còn vụ mùa đại bộ phận đất bị ngập lụt, phần còn lại chưa đầy 40% diện tích được gieo trồng. Năng suất lúa rất thấp, vụ mùa là 10 tạ/ha, vụ đông xuân đạt trên dưới 30 tạ/ha.
Tổng sản lượng các cây lương thực ngoài lúa chiếm trên 10%. Lương thực quy thóc trên đầu người chỉ đạt 200 kg/người/năm, trong đó lúa đạt 170 kg/người/năm. So sánh với cả nước là quá ngh’ o, làm không đủ ăn.
Thủy sản là ngành kinh tế chủ lực, có 25.000 lao động hoạt động thủy sản vùng ven biển và đầm phá Tam Giang - Cầu Hai chiếm 78% lao động thủy sản toàn tỉnh. Trong đó, số hộ khai thác chiếm 88% (11.902 hộ: khai thác khoảng 10.480 hộ, khai thác biển 1.422 hộ).
2.5. Nhận xét
Tóm lại, lưu vực sông Hương tỉnh Thừa Thiên Huế có một đặc điểm nổi bật là không gian hẹp. Thượng lưu là vùng đồi núi chiếm hơn 70% diện tích toàn tỉnh, vùng hạ lưu là đồng bằng nhỏ hẹp, bề rộng không quá 20 km. Địa hình núi chuyển bậc khá đột ngột, độ dốc có xu hướng tăng cao ở các vùng núi làm cho gradient địa hình dao động rất lớn. Ngoài ra, do việc suy giảm diện tích rừng giàu gây suy thoái môi trường đất khiến khả năng thấm và trữ nước của đất bị giảm.
Lưu vực thường xuyên chịu ảnh hưởng của các trận bão, áp thấp nhiệt đới gây mưa lớn, kết hợp với địa hình ngắn và dốc nên vào thời kỳ này lũ trên các sông ở thượng lưu tập trung rất nhanh. Lưu vực có khá nhiều sông và nhánh sông trong khi đó lại chỉ có hai cửa biển là Thuận An và Tư Hiền nên nếu lũ trên các sông thượng nguồn có pha trùng nhau thì toàn bộ đồng bằng hạ lưu sông Hương bị ngập sâu trên diện rộng gây khó khăn cho cuộc sống của hơn 300.000 người dân thành phố Huế.
Từ đó có thể thấy rằng, lưu vực sông Hương có chế độ thủy văn, thủy lực rất phức tạp. Chính điều này đã gây nên rất nhiều khó khăn trong việc thực hiện các mô phỏng điều kiện tự nhiên trong các mô hình tính toán thủy văn, thủy lực.
Chương 3
Tính toán thủy lực hệ thống sông Hương bằng mô hình kết hợp 1 và 2 chiều 3.1. Tình hình tài liệu
3.1.1. Tài liệu chuỗi thời gian
Số liệu chuỗi thời gian được sử dụng trong mô phỏng gồm số liệu bốc hơi, số liệu mưa (dùng cho mô hình thủy văn), số liệu mực nước và số liệu lưu lượng.
Lưu vực sông Hương có đặc điểm khí tượng thủy văn khá phức tạp. Mặt khác đây lại là vùng tranh chấp trong chiến tranh chống Pháp, chống Mỹ và cũng là vùng rất khó khăn về kinh tế nên mạng lưới trạm quan trắc khá thưa, tài liệu khí tượng thủy văn ít, gián đoạn và không đồng bộ, khó sử dụng. Đặc biệt là tài liệu quan trắc trước năm 1975.
Trên toàn vùng nghiên cứu và lân cận có 4 trạm khí tượng: Huế (đồng bằng), Nam Đông, A Lưới (miền núi), Đông Hà (đồng bằng - Quảng Trị), có 11 trạm đo mưa hàng ngày (Bảng 3.1.1). Tuy nhiên hiện chỉ còn 4 trạm đo mưa ngày đang hoạt động là Thượng Nhật, Bình Điền, Tà Lương, Phú ốc và 4 trạm cơ bản:
Thượng Nhật, Cổ Bi đo mực nước, lưu lượng; Phú ốc và Kim Long đo mực nước,
do Tổng cục khí tượng Thủy văn quản lý (Bảng 3.1.2).
Bảng 3.1.1. Các trạm quan trắc khí tượng
Tên trạm Lưu vực sông Yếu tố quan trắc Thời gian quan trắc
Thượng Nhật Tả Trạch X, T, S, Z, W 1979 - đến nay
Bình Điền Hữu Trạch X 1979 - 1985
Cổ Bi Bồ X 1979 - 1985
Kim Long (Huế) Hương X, T, S, Z, W 1975 - đến nay
A Lưới Hữu Trạch X, Z 1977 - đến nay (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nam Đông Tả Trạch X, T, S, Z, W 1977 - đến nay
Đông Hà Hiếu (Quảng Trị) X, Z 1977 - đến nay
Tà Lương Bồ X, Z 1977 - đến nay
Tên trạm Lưu vực sông Yếu tố quan trắc Thời gian quan trắc
Khe Tre Tả Trạch X 1977 - đến nay
A Roàng Hữu Trạch X 1977 - đến nay
Ghi chú: X - Mưa; T - Nhiệt độ; S - Độ ẩm, Z - Bốc hơi; W - Gió.
Bảng 3.1.2. Các trạm quan trắc thủy văn
Tên trạm Lưu vực sông Yếu tố Thời gian đo đạc
Thượng Nhật Tả Trạch H, Q 1977 - đến nay
Cổ Bi Bồ H, Q 1977 - 1985
Kim Long (Huế) Hương H 1975 - đến nay
Phú ốc Bồ H 1977 - đến nay
Ghi chú: H - Mực nước; Q - Lưu lượng.
Không có trạm đo bùn cát, đo mực nước biển. Lưu vực sông Ô Lâu, con sông lớn thứ 2 có liên quan đến sông Hương và đầm phá Tam Giang - Cầu Hai lại không có cả trạm đo mưa và trạm thủy văn (Hình 3.1.1).
Hình 3.1.1. Vị trí các trạm khí tượng - thủy văn
Ngoài các trạm khí tượng - thủy văn đã liệt kê ở trên, trong mùa bão lũ, để phục vụ cho công tác Phòng chống lụt bão và Giảm nhẹ thiên tai, người ta đã đặt các trạm đo mực nước, lưu lượng trong các tháng mùa lũ. Nhưng số liệu không đầy đủ và đồng bộ. Ngoài ra, trong các đề tài dự án cũng tiến hành đo đạc mực nước tại các vị trí trên đầm phá.
Các dữ liệu này được xử lý và chuyển thành dạng file (*.dfs0) của MIKE để sử dụng trong các mô phỏng. Riêng số liệu về mực nước qua các thời kỳ được chuyển về cùng hệ cao độ VN 2000.
3.1.2. Dữ liệu địa hình và không gian
Dữ liệu địa hình và không gian bao gồm các mặt cắt, các bản đồ số và bản đồ địa hình và bình đồ địa hình.
+ Mô hình cao độ số (DEM) với các độ phân giải 90 m 90 m (Hình 3.1.2).
Hình 3.1.2. Mô hình cao độ số (DEM) độ phân giải 90 m 90 m
+ Dữ liệu mặt cắt của các sông thuộc vùng nghiên cứu chủ yếu là đo tháng 9/1999, có bổ sung một số dữ liệu mặt cắt đo những năm gần đây. Các số liệu mặt cắt có được từ Viện Khoa học Thủy lợi, Công ty Tư vấn Xây dựng Thủy lợi 1, Công ty cổ phần Xây dựng Huế, Trường Đại học Thủy lợi, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Thừa Thiên Huế (Hình 3.1.3).
+ Bản đồ số tỷ lệ 1:1.000 vùng đồng bằng sông Hương (Hình 3.1.4).
+ Bình đồ đầm phá Tam Giang - Cầu Hai tỷ lệ 1:10.000, cửa biển Thuận An, Hòa Duân và Tư Hiền tỷ lệ 1:5.000 đo tháng 4/2000 của Viện Khoa học Thủy lợi (Hình 3.1.5).
Hình 3.1.3. Số liệu mặt cắt năm 1999 trên sông Bồ tại vị trí 2.010
Hình 3.1.4. Địa hình vùng đồng bằng sông Hương
Hình 3.1.5. Bình đồ đầm phá
+ Số liệu mô hình mạng của mô hình VRSAP (Hình 3.1.7). [5]
Hình 3.1.7. Sơ đồ thủy lực hệ thống sông Hương trong mô hình VRSAP (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Atlat sông ngòi tỉnh Thừa Thiên Huế.
Các số liệu địa hình được xử lý và chuyển về cùng hệ cao độ VN 2000. Số liệu mặt cắt được số hóa và chuyển thành dữ liệu mặt cắt dưới dạng file (*.xns).
3.2. Thiết lập mô hình một chiều MIKE 11 3.2.1. Phạm vi mô phỏng MIKE 11 3.2.1. Phạm vi mô phỏng MIKE 11
Phạm vi xây dựng mô hình là toàn bộ các nhánh sông chính vùng đồng bằng Thừa Thiên Huế bao gồm cả sông Nông và sông Ô Lâu từ thượng nguồn ra đến đê đầm phá (Hình 3.2.1).
Mạng sông tính toán bao gồm (Hình 3.2.2):
- Các sông bắt nguồn từ phía Đông dãy Trường Sơn có: Ô Lâu, Bồ, Hữu Trạch, Tả Trạch, Nông, Truồi;
- Các sông đổ ra đầm phá: Diên Hồng, An Xuân, Quán Cửa, Hương, La ỷ, Cầu Long;
- Các sông phân lũ: Lợi Nông, Nham Biều, Đập Đá;
- Các sông quanh thành nội Huế: An Hòa, Kẻ Vạn, Đông Ba, Bạch Yến.
Hình 3.2.1. Phạm vi mô phỏng của mô hình
Toàn bộ mạng sông mô hình gồm 19 sông và nhánh sông khác nhau, có tổng chiều dài là: 235.859 m.
Vị trí bắt đầu mô phỏng của các sông trong hệ thống bắt nguồn từ sườn Đông dãy Trường Sơn:
- Sông Ô Lâu cách cầu Vân Trình về thượng lưu 8 km; - Sông Bồ cách trạm thủy văn Phú ốc về thượng lưu 7,5 km; - Sông Hữu Trạch bắt đầu từ tuyến thủy điện Bình Điền; - Sông Tả Trạch bắt đầu từ Dương Hòa;
- Sông Truồi bắt đầu từ hồ Truồi;
- Sông Nông bắt đầu từ vị trí cách cầu đường sắt 6 km.
3.2.2. Thiết lập mô hình thủy lực mạng sông
1. Mạng sông mô phỏng
Mạng sông được thiết lập dựa trên bản đồ số vùng đồng bằng sông Hương và cơ sở mạng sông của mô hình VRSAP. Mạng sông được thiết lập mô phỏng gồm 19 sông chính như đã nêu ở phần trên. Thông số của 19 sông được thể hiện trong bảng 3.2.1.
Bảng 3.2.1. Thông số mạng lưới sông tính toán
Bắt đầu từ Kết thúc tại
Tên sông Năm
đo Chiều dài (m) Sông Vị trị (m) Sông Vị trí (m) An Hòa 1998 2.800 Hương 21.259 An Xuân 1999 10.300 Bồ 15.300
Bạch Yến 1998 5.400 Nham Biều 730 Kẻ Vạn 1.600
Đập Đá 1999 14.600 Hương 17.464 Lợi Nông 10.150
Đông Ba 1998 2.600 Hương 17.464 Hương 21.259
Hữu Trạch 1999 7.700 Hương 0
Kẻ Vạn 1998 2.400 Hương 13.990 An Hòa 0
La ỷ 1999 7.000 Hương 20.000
Lợi Nông 1999 28.100 Hương 13.990
Bắt đầu từ Kết thúc tại (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tên sông Năm
đo Chiều dài (m) Sông Vị trị (m) Sông Vị trí (m) Ô Lâu 2001 32.100 Quán Cửa 1999 5.300 Bồ 29.900 Bồ 1999 30.233 Hương 24.660 Hương 2004 31.100
Nông 1999 8.800 Lợi Nông 24.100
Truồi 1999 9.750
Tả Trạch 1999 12.776 Hương 0
Cầu Long 1999 5.800 Đập Đá 8.651
Diên Hồng 1999 5.700 An Xuân 5.000
2. Mặtcắt sông
Các sông trong hệ thống được đưa vào mô hình dưới dạng cơ sở dữ liệu mặt cắt. Trên các mặt cắt được đánh dấu các điểm đê phía bờ trài, bờ phải, điểm sâu nhất (Hình 3.1.3; 3.2.3). Số liệu mặt cắt có nguồn gốc như đã nêu trong mục 3.1.
Toàn bộ hệ thống 19 con sông được thiết lập với 224 mặt cắt (Bảng 3.2.2).
Bảng 3.2.2. Thống kê mặt cắt trên hệ thống
TT Tên sông Số mặt cắt TT Tên sông Số mặt cắt
1 An Hòa 4 11 Ô Lâu 27
2 An Xuân 16 12 Quán Cửa 16
3 Bạch Yến 7 13 Bồ 10 4 Đập Đá 7 14 Hương 6 5 Đông Ba 29 15 Nông 37 6 Hữu Trạch 5 16 Truồi 33 7 Kẻ Vạn 5 17 Tả Trạch 5 8 La ỷ 8 18 Cầu Long 7
9 Lợi Nông 4 19 Diên Hồng 12
10 Nham Biều 6
3. Các công trình trên hệ thống
Các công trình trên hệ thống bao gồm các cống điều tiết như: cống Cửa Lác tại hạ lưu sông Ô Lâu trên phá Tam Giang, cống An Xuân tại hạ lưu sông An Xuân trên phá Tam Giang, cống Cầu Long tại hạ lưu sông Cầu Long trên đầm Hà Trung; cống Quan tại hạ lưu sông Lợi Nông trên đầm Cầu Hai. Toàn bộ hệ thống đã mô phỏng 16 công trình trên các sông và kênh chính (Hình 3.2.4).
4. Điều kiện biên của mô hình
Biên thủy lực của mô hình bao gồm biên mực nước và biên lưu lượng. Biên lưu lượng sử dụng số liệu tính toán từ mô hình NAM (trình bày ở mục 3.3). Biên mực nước được đặt tại hạ lưu các nhánh sông đổ vào đầm phá.