Các kết quả đạt được trong việc mô phỏng hai trận lũ năm 1999 và 2004 cho thấy mô hình đã thể hiện lưu vực khá phù hợp so với thực tế. Các tính toán mô phỏng ban đầu đã cho những hình ảnh tổng quan về tình hình lũ và ngập lụt trên lưu vực.
Như đã nêu ở phần trên, trận lũ diễn ra từ ngày 01 07/11/1999 do ảnh hưởng kết hợp của gió mùa Đông Bắc và đới gió Đông phát triển từ thấp đến trên 5000 m với dải thấp hoạt động ở phía Nam vĩ tuyến 13 và áp thấp nhiệt đới (ngày 5, 6/11) nên hầu hết từ Quảng Trị đến Quảng Ngãi có mưa to đến rất to. Đặc biệt trong các ngày 02, 04 và 11 khu vực từ Quảng Trị đến Quảng Nam mưa rất to, cường độ lớn nhất trong vòng hơn 100 năm nay. Tại Thừa Thiên Huế, trận mưa lịch sử xảy ra khắp tỉnh (Bảng 3.6.1).
Do mưa rất to, lũ lên rất nhanh, bất ngờ, cường suất lũ sông rất mạnh. Ngập lụt diễn ra hầu hết diện tích đồng bằng. Hơn 90% khu dân cư bị ngập lụt nghiêm trọng. Mức ngập nặng phổ biến 1 2 m (Hình 3.6.5). Có những vùng ngập sâu 2
3 m như vùng dọc sông Lợi Nông giáp ranh 2 huyện Hương Thủy và Phú Vang,
khu vực Lăng Đồng Khánh, vùng xã Hương Hồ, xã Thủy Biều và dọc theo vùng bãi sông Hương.
Nói chung, lũ tràn qua toàn vùng đồng bằng, song luồng chảy mạnh nhất chủ yếu vẫn trên các trục sông, nơi lòng dẫn có khả năng chuyển nước tốt nhất. Hướng chảy của sông Hương thay đổi theo từng đoạn, kể từ ngã ba Tuần xuống biển có 7 đoạn cong. Đáng lưu ý nhất là 2 đoạn cong cuối cùng từ các xã Hương Phong, Phú Thanh ra đến cửa biển Thuận An. Trong đoạn này, dòng chảy qua đập Thảo Long theo hướng Tây - Đông, trùng với hướng chung của lũ (Hình 3.6.4). Dòng chảy lũ đã phá chỗ xung yếu nhất tạo ra cửa biển mới Hòa Duân.
Kết luận
Với các kết quả đã đạt được trong quá trình nghiên cứu, mô phỏng lũ và ngập lụt trên hệ thống sông Hương tỉnh Thừa Thiên Huế, một số kết luận cơ bản được đưa ra như sau:
- Những kết quả đã đạt được:
+ So sánh với một số mô hình thủy văn, thủy lực thông dụng đã cho thấy bộ mô hình MIKE gồm các mô đun thủy văn, thủy lực cho phép thực hiện tính toán đồng thời một hệ thống với đầy đủ các thuộc tính đặc trưng của lưu vực. Mô hình mưa rào - dòng chảy (MIKE NAM) là một dạng mô hình dòng chảy 3 tầng (mặt - sát mặt - ngầm) thể hiện khá chính xác hiện tượng hình thành dòng chảy trên lưu vực. Tính năng tự hiệu chỉnh thông số và kết nối trực tiếp vào mô hình thủy lực làm biên lưu lượng là một cải tiến rất đáng kể của các chuyên gia lập mô hình.
+ Mô hình MIKE FLOOD là một công cụ ghép nối mô hình một chiều MIKE 11 và hai chiều MIKE 21. Các kết nối khá linh động đã giúp cho mô hình trở thành một công cụ tính toán khá hoàn chỉnh đối với một lưu vực bao gồm cả vùng đồi núi, đồng bằng và cửa sông ven biển. Mô hình cho phép mô tả những hệ thống phức tạp bằng việc tận dụng kết hợp các tính năng mô phỏng của hai loại mô hình.
+ Từ tổng quan các nghiên cứu trước đây về mô phỏng lũ trên lưu vực cho thấy việc mô phỏng lưu vực sông Hương chủ yếu là sử dụng mô hình một chiều phục vụ tính toán từng mục đích riêng lẻ. Nghiên cứu lưu vực bằng mô hình một chiều chủ yếu chỉ dừng lại ở việc mô phỏng dòng chảy của sông và lũ tràn đồng ra đến đầm phá bằng mô hình giả hai chiều, biên dưới các mô hình thường kết thúc tại đê bao đầm phá. Cũng đã có những đề tài thực hiện việc tính toán cho lưu vực bằng mô hình hai chiều nhưng chỉ xét dòng chảy trên hệ đầm phá và cửa biển. Các nghiên cứu độc lập đó đã chưa thể đề cập đến một cách hoàn chỉnh về tình hình lũ lụt trên hệ thống.
+ Nghiên cứu lưu vực sông Hương từ trước đến nay đã được rất nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước với nhiều dự án cải tạo, nâng cấp hệ thống đã được thực hiện. Cho đến nay đã có nhiều dự án thành công và đi vào thực tế.
Với phương pháp nghiên cứu ban đầu đặt ra là phân tích tổng hợp tài liệu và sử dụng các mô đun trong bộ mô hình MIKE của các chuyên gia DHI gồm mô đun MIKE NAM, MIKE 11, MIKE 21 và MIKE FLOOD, kết quả bước đầu đã đạt được là mô phỏng dòng chảy lũ trên toàn hệ thống.
+ Qua nghiên cứu tổng quan về lưu vực sông Hương cho thấy hệ thống sông Hương thuộc phần lớn tỉnh Thừa Thiên Huế và một phần phía Nam tỉnh Quảng Trị, kéo dài từ sông Ô Lâu cho đến hết đầm Cầu Hai chảy qua những vùng đồi núi và đồng bằng rồi đổ vào hệ thống đầm phá Tam Giang - Cầu Hai sau đó chảy ra biển thông qua hai cửa Thuận An và Tư Hiền. Lưu vực sông Hương hẹp, có địa hình đa dạng nên chế độ thủy văn, thủy lực ở đây là rất phức tạp. Vì vậy quá trình thực hiện tính toán mô phỏng lũ tràn đồng trên hệ thống gặp rất nhiều khó khăn.
+ Thông qua quá trình thực hiện mô phỏng và hiệu chỉnh mô hình với trận lũ tháng 11/2004 dựa vào chuỗi số liệu khí tượng, thủy văn thu thập được đã cho thấy được mô hình mô tả khá chính xác các hiện tượng thủy lực và quá trình dòng chảy lũ trên hệ thống sông Hương. Việc mô phỏng thành công trận lũ tháng 11/2004 đã làm cơ sở cho việc chọn bộ thông số cho mô hình thủy văn MIKE NAM và thủy lực MIKE 11, MIKE 21 và MIKE FLOOD. + Từ các kết quả điều tra vết lũ thu thập được cùng các nghiên cứu trước đây,
có thể nhận thấy rằng trận lũ lịch sử trong vòng 100 năm trở lại đây diễn ra từ ngày 01 đến ngày 07/11/1999 đã được mô phỏng lại khá chi tiết trên toàn hệ thống. Kết quả tính toán được phù hợp với tài liệu điều tra lũ và ảnh chụp từ vệ tinh.
+ Như đã nêu ở trên, địa hình lưu vực sông Hương bao gồm núi đồi và đồng bằng, không có vùng trung du chuyển tiếp, nên lũ ở thượng lưu tập trung rất nhanh, cường suất lớn, thời gian truyền lũ ngắn. Do đó, lũ ở hạ lưu thường rất lớn. Khả năng thoát lũ của hệ thống rất chậm vì chỉ thoát ra được từ hai cửa biển Thuận An và Tư Hiền. Do chế độ thủy triều ở vùng cửa Thuận An - Hòa Duân là bán nhật triều đều với biên độ triều trung bình kỳ cường nhỏ, khoảng 0,4 0,5 m nên mực nước trong sông chịu tác động chính của dòng chảy lũ, ảnh hưởng của thủy triều là không đáng kể với những trận lũ lớn. + Trên hệ thống, pha lũ sông Hương và sông Bồ gần trùng nhau và nhập lưu
ngập lụt tại đây nghiêm trọng hơn, thời gian ngập lũ kéo dài. Hiện tượng ngập úng kéo dài khiến cho hầu hết diện tích gieo trồng vụ Đông Xuân ở đồng bằng cần phải được tiêu úng gây thiệt hại lớn về kinh tế.
+ Trong hệ thống cũng đã mô phỏng được lũ trên sông Ô Lâu tỉnh Quảng Trị và những ảnh hưởng của nó đến tình hình ngập lụt ở hạ lưu đồng bằng sông Hương thông qua khả năng vận chuyển dòng lũ của hệ thống đầm phá. - Những hạn chế còn tồn tại trong nghiên cứu:
+ Không có điều kiện tham gia nghiên cứu điều tra thực địa. Chưa đưa ra được các kịch bản phân tích đánh giá khả năng thoát lũ của hệ thống.
+ Do thời gian có hạn nên trận lũ tính toán còn ít, vì vậy các kết luận nhận xét chưa thể mang tính tổng quát, quy luật truyền lũ trên sông Hương chưa được nghiên cứu sâu sắc. Thực tế, cần phải được tính toán với nhiều trận lũ có các mức độ khác nhau cũng như các tổ hợp lũ khác nhau đối với các nhánh sông chính của lưu vực, khi đó mới có những kết luận mang tính khách quan. + Để thực hiện một lần mô phỏng phương án 07 ngày lũ bằng mô hình MIKE
FLOOD với công cụ máy tính có được là gồm Chip 3,4G, bộ nhớ RAM 1,0G phải tốn hết khoảng 38 42 giờ vận hành. Do đó, quỹ thời gian không cho phép thực hiện các phương án giả định với các trận lũ khác nhau nhằm đề ra các biện pháp chống lũ có hiệu quả cao và bền vững cho toàn lưu vực sông Hương.
Tài liệu tham khảo Tiếng Việt
1. Hoàng Tư An, Thủy lực công trình, NXB. Nông nghiệp, 2005.
2. Hoàng Tư An, Mai Văn Đăng, Mô phỏng cân bằng nước sông Hương và phương án khai thác, Tuyển tập Hội nghị khoa học Cơ thủy khí và Môi trường, Đà Nẵng, 1998.
3. Lê Duy Bách, nnk., Nghiên cứu thiết lập cơ sở khoa học - kỹ thuật phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai lũ lụt các tỉnh Bắc Trung bộ, Báo cáo khoa học tổng kết của đề án: "Nghiên cứu thiết lập cơ sở khoa học - kỹ thuật phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai lũ lụt các tỉnh Bắc Trung bộ (1997 - 1999)".
4. Báo cáo tóm tắt Quy hoạch Tổng thể kinh tế - xã hội tỉnh Thừa Thiên Huế thời kỳ 1996 - 2010.
5. Hoàng Nam Bình, Nghiên cứu ứng dụng mô hình VRSAP trong tính toán truyền lũ trên hệ thống sông, Đại học Khoa học Tự nhiên, 4/2002.
6. Hoàng Nam Bình, Nghiên cứu ứng dụng mô hình thủy động lực học hai chiều
ngang FEUDX, Đại học Khoa học Tự nhiên, 11/2003.
7. Nguyễn Cảnh Cầm, Thủy lực dòng hở, NXB. Xây dựng, 2006.
8. Công ty tư vấn xây dựng Thủy lợi I, Công trình hồ Tả Trạch, tỉnh Thừa Thiên
Huế, NCKT, 8/2000.
9. Cục Địa chất, Bản đồ địa chất tỷ lệ 1 : 200.000 loạt tờ Huế - Quảng Ngãi, Hà Nội, 1996.
10. Cục thống kê Thừa Thiên Huế, Niên giám thống kê 1998 - 1999, Thừa Thiên Huế, 1999.
11. Cục thống kê Thừa Thiên Huế, Niên giám thống kê 2005, Thừa Thiên Huế, 2006.
12. Nguyễn Văn Cư, nnk., Nghiên cứu thiết lập cơ sở khoa học kỹ thuật phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai lũ lụt các tỉnh Nam Trung bộ, Báo cáo khoa học tổng kết của đề án: “Nghiên cứu thiết lập cơ sở khoa học kỹ thuật phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai lũ lụt các tỉnh Nam Trung bộ” (1997 - 1999).
13. Cao Đăng Dư, Điều tra, nghiên cứu và cảnh báo lũ lụt phục vụ phòng tránh
thiên tai ở các lưu vực sông miền Trung, Đề tài cấp nhà nước, Hà Nội, 2001.
14. Nguyễn Tất Đắc, Mô hình toán dòng không dừng một chiều về truyền triều
và xâm nhập mặn trên hệ thống sông kênh, Luận án PTS. Toán Lý, Hà Nội, 1996.
15. Nguyễn Văn Hải, Nghiên cứu tác động của cửa biển đến dòng chảy lũ và ngập lụt đồng bằng sông Hương tỉnh Thừa Thiên Huế, Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật, Đà Nẵng 2004.
16. Trần Đình Hợi, nnk., Nghiên cứu phương án phục hồi thích nghi cho vùng cửa sông ven biển Thuận An - Tư Hiền và đầm phá Tam Giang - Cầu Hai, Hà Nội, 2001.
17. Hà Học Kanh, Những luận cứ khoa học làm cơ sở cho việc khai thác nguồn
nước hệ thống sông Hương, Tạp chí Thông tin KH và CN Thừa Thiên Huế, No 2,1993.
18. Nguyễn Hữu Khải, Nguyễn Thanh Sơn, Mô hình toán thủy văn, NXB. Đại học Quốc gia, 2003.
19. Nguyễn Như Khuê, Xây dựng mô hình toán dòng chảy lũ và chất hòa tan, Hà
Nội, 1994.
20. Phạm Văn Lượng, nnk., Đặc điểm thủy lý, thủy hóa và chất lượng môi trường đầm phá Tam Giang - Cầu Hai, tỉnh Thừa Thiên Huế, Báo cáo chuyên đề thuộc đề tài KT-ĐL - 95.09, 1996.
21. Lê Thị Thu Nga, ảnh hưởng của điều tiết hồ Dương Hòa đến đặc trưng truyền lũ trên hệ thống sông Hương - tỉnh Thừa Thiên Huế, Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật, Hà Nội 2004.
22. Lê Văn Nghị, nnk., ứng dụng mô hình MIKE mô phỏng dòng chảy hệ thống
sông Hương - Đầm phá, Hà Nội, 2005.
23. Đỗ Ngọc, Quản lý tổng hợp lưu vực sông Hương - Dự án chiến lược về giữ
gìn và bảo vệ dòng sông, Huế, 2004.
24. Nguyễn − n Niên và nnk., Giới thiệu bộ chương trình KOD - WQPS tính lũ tràn đồng, thành phần nguồn nước và lắng đọng phù sa, Tuyển tập Hội nghị khoa học Cơ học thủy khí toàn quốc, Hạ Long, 7/2005.
25. Lê Khắc Phò, Khí hậu đồng bằng khu vực Huế, Sở văn hóa thông tin và thể
thao Thừa Thiên Huế, 1993.
26. Hồ Ngọc Phú, Nước và vấn đề quản lý tổng hợp lưu vực sông Hương tỉnh Thừa Thiên Huế, Ban Quản lý dự án sông Hương, 2004.
27. Nguyễn Thanh Sơn, Tính toán thủy văn, NXB. Đại học Quốc gia, 2003.
28. Trần Đức Thạnh, nnk., Một số vấn đề cơ bản về hệ sinh thái đầm phá Tam
Giang - Cầu Hai, Tuyển tập Tài nguyên và Môi trường biển - Tập III, NXB. KH và KT, Hà Nội, 1996.
29. Lê Văn Thắng - Bùi Thắng, Tác động của hoạt động nhân sinh đến môi trường nước sông Hương ở Thừa Thiên Huế, Huế, 2001.
30. Lê Văn Thắng - Nguyễn Đình Huy, Mạng lưới quan trắc môi trường nước trên lưu vực sông Hương, Huế, 2006.
31. Phạm Huy Thông, nnk., Bản đồ địa chất tỉ lệ 1:50.000 nhóm tờ Huế, Liên đoàn Bản đồ Địa chất, Hà Nội 1995.
32. Đặng Trung Thuận, nnk., Nghiên cứu vùng đất ngập nước đầm Trà ổ nhằm
khôi phục nguồn lợi thủy sản và phát triển bền vững vùng ven đầm, NXB. Nông Nghiệp, Hà Nội, 2000.
33. Ngô Đình Tuấn, nnk., Đánh giá tác động môi trường hồ chứa Tả Trạch, 5/2000.
34. Ngô Đình Tuấn, Lũ lụt sông Hương và vấn đề ổn định cửa biển, Hội thảo khoa học tại Huế, Hà Nội, 2001.
35. Nguyễn Văn Tuần và nnk., Dự báo thủy văn, NXB. Đại học Quốc gia, 2001.
36. Trung tâm dự báo khí tượng thủy văn Thừa Thiên Huế, Đặc điểm khí hậu Thừa Thiên Huế, Thừa Thiên Huế, 1998.
37. Trung tâm dự báo khí tượng thủy văn Thừa Thiên Huế, Tập số liệu khí tượng thủy văn, Thừa Thiên Huế, 2005.
38. Trường Đại học Thủy lợi, Thuyết minh tổng hợp Điều tra khảo sát lũ lịch sử hệ thống sông Hương - Tỉnh Thừa Thiên Huế, Hà Nội, 02/2000.
39. Viện Khoa học Thủy lợi, Kết quả Điều tra khảo sát cửa biển vùng cửa Tư Hiền, 1998.
40. Nguyễn Việt, Khí hậu trong địa chí tự nhiên Thừa Thiên Huế, Huế 2000.
Tiếng Anh
41. DHI, A Modelling System for Rivers and Channels, Reference Manual Mike
11, 2007.
42. Nghiem Tien Lam, A preliminary study on hydrodynamics of the Tam Giang
- Cau Hai lagoon and tidal inlet system in Thua Thien Hue province,
Vietnam, M.Sc. Thesis, Netherlands, April 2002.
43. Netherlands climate assistance programme, Climate change impacts in Huong river basin and adaptation in its coastal district Phu Vang, Ha Noi, December 2005.
44. Nguyen Khac Tien Phuoc, Flood hazard modeling in Thua Thien Hue province, Vietnam, M.Sc. Thesis, Netherlands, April 2007.
45. Piero Villegas, Flood modelling in perfume river basin, Hue province, Vietnam, Netherlands, March 2004.