TRẠM THUỶ VĂN: ÁI NGHĨA
Nhóm năm Thời gian duy trì mực nƣớc (ngày) >= Mức báo động
BĐ III BĐ II BĐ I
Lũ cao 3 -10 7 - 14 15 - 28
Lũ trung bình 1 - 2 3 - 5 3 - 14
Lũ nhỏ Khơng có 1 - 2 3 -5
TRẠM THUỶ VĂN: CẨM LỆ
Thời gian duy trì mực nƣớc (ngày) >= Mức báo động
BĐ III BĐ II BĐ I
Lũ cao 5 - 7 7 - 12 15 - 27
Lũ trung bình khơng có 2 - 5 5 - 22
Lũ nhỏ Khơng có khơng có 12 - 15
TRẠM THUỶ VĂN: CÂU LÂU
Thời gian duy trì mực nƣớc (ngày) >= Mức báo động
BĐ III BĐ II BĐ I
Lũ cao 3 - 10 5 - 20 17 - 32
Lũ trung bình 2 - 4 2 - 5 10 -14
Lũ nhỏ Khơng có 2 6 - 10
TRẠM THUỶ VĂN: HỘI AN
Thời gian duy trì mực nƣớc (ngày) >= Mức báo động
BĐ III BĐ II BĐ I
Lũ cao 5 -13 6 - 19 25 - 45
Lũ trung bình 2 - 4 2 -7 22 - 42
Lũ nhỏ Khơng có khơng có 14 - 21
Nguồn: Viện Quy hoạch Thủy lợi
3.1.2. Đặc điểm ngập lụt
Nằm trong vùng sụt võng trung sinh đại, dốc theo hƣớng tây nam - đông bắc, lƣu vực sơng Vu Gia - Thu Bồn có dạng hình nan quạt mở rộng, phát triển 19 phụ lƣu cấp I đến cấp III và phân lƣu có chiều dài lớn hơn 10 km. Phần thƣợng lƣu và trung lƣu dài khoảng 163km chảy trong vùng núi chủ yếu là granit xuống vùng trũng chủ yếu là sa thạch, cuội kết có xen lẫn diệp thạch, đá vơi và có hƣớng chảy bắc - nam. Phần hạ lƣu sông chảy theo hƣớng tây - đông và đổ ra biển qua cửa Hội An. Càng về hạ du lịng sơng
càng mở rộng, độ dốc đáy sông giảm dần, độ uốn khúc tăng lên. Mạng lƣới sông suối vùng hạ du phát triển chằng chịt với 3 phân lƣu lớn là sông Tĩnh Yên đổ vào vịnh Đà Nẵng qua sông Hàn, sông Vĩnh Điền đổ ra biển, sơng Trƣờng Giang đổ vào vịnh An Hồ. Lịng sơng hạ lƣu xuất hiện nhiều bãi bồi ở giữa lịng sơng, liên tục xảy ra hiện tƣợng bồi lấp, xói lở bờ và cửa sơng. Khi có mƣa lớn thì lũ sơng Vu Gia - Thu Bồn tập trung nhanh gây ngập lớn ở hạ du thuộc các huyện Duy Xuyên, Đại Lộc, Điện Bàn.
Lũ sông Vu Gia - Thu Bồn từ BĐ I trở lên đã gây ngập các vùng trũng; từ BĐ II đến BĐ III nhiều vùng dân cƣ, bãi bồi, đồng ruộng, đƣờng giao thông đã bị ngập; từ BĐ III trở lên, hầu hết đồng bằng bị ngập, giao thông bị chia cắt, ách tắc.
Căn cứ vào điều tra vết lũ trên các vùng thuộc các huyện Đại Lộc, Điện Bàn, Hòa Vang, thị xã Hội An, Duy Xuyên, Quế Sơn, diện ngập rộng trên 20.000ha, bao trùm tồn bộ đồng bằng sơng Vu Gia - Thu Bồn. Khác với đồng bằng sông Cả nơi ngập do úng nội đồng là chính, hay ở các sơng Thạch Hãn, Hƣơng, do lũ tràn bờ kết hợp với úng nội đồng. Ở đồng bằng sông Vu Gia - Thu Bồn, ngập chủ yếu do lũ thƣợng nguồn đổ về và lan truyền qua rất nhiều phân lƣu chảy ngang, dọc. Từ BĐ III trở lên, diện ngập không mở rộng thêm nhiều, chủ yếu là tăng độ sâu ngập lụt. Huyện Điện Bàn, tả ngạn sông Thu Bồn, huyện Hịa Vang, hạ lƣu sơng Vu Gia, phía Nam Đà Nẵng, ngập sâu trung bình trên ruộng là 1,4m, lớn nhất là 3,2m. Huyện Duy Xuyên, hữu ngạn sông Thu Bồn, nằm giữa sông Thu Bồn và sơng Bà Rén, ngập sâu trung bình trên ruộng là 1,3m, lớn nhất 3,0m. Huyện Đại Lộc trên sơng Vu Gia, ngập sâu trung bình trên ruộng là 1,1m, lớn nhất là 2,8m. Thị xã Hội An, ngập sâu trung bình 0,8m, lớn nhất là 2,5m. Huyện Quế Sơn, hữu ngạn sông Bà Rén, ngập trung bình trên ruộng là 0,5m, lớn nhất là 1,5m. Huyện Thăng Bình, ven phân lƣu Trƣờng Giang đổ ra cửa Tam Kỳ, ngập trung bình trên ruộng là 0,4m, lớn nhất là 1,2m. Nhà cửa, trƣờng học, trạm xá phần lớn xây trên nền cao nên chỉ ngập khoảng 30 - 130cm. Thời gian ngập ở các vùng dân cƣ thƣờng từ 6h - 48h, ở đồng ruộng có thể kéo dài 2 - 3 ngày, cịn ở vùng ven biển 0,5 - 1 ngày.
Quốc lộ 1A và tuyến đƣờng sắt chạy song song nhau và cắt ngang đồng bằng sông Vu Gia - Thu Bồn. Khi lũ lớn, sông Vu Gia - Thu Bồn gây ngập lụt, 2 tuyến đƣờng trên đã cản trở dòng chảy, cùng với đó là dải cồn cát kéo dài chạy dọc bờ biển hầu nhƣ chỉ bị đục thủng ở vùng cửa sông đã làm cho mức độ, diện ngập lụt và thời gian ngập kéo dài hơn.
Thiên tai bão lũ trong những năm gây đây có chiều hƣớng gia tăng, làm thiệt hại và gây nhiều khó khăn cho phát triển kinh tế - xã hội, đời sống nhân dân ở khu vực nghiên cứu, nhất là các huyện nhƣ Duy Xuyên, Đại Lộc, Hoà Vang, Điện Bàn và phụ cận. Theo số liệu điều tra [13], từ 1981 - 2003 cho thấy hàng năm ngập lụt khoảng 5500 - 6700ha, năm ít nhất cũng ngập 3500ha (1987), độ ngập trung bình từ 1 - 2m, kéo dài 5 - 7 ngày có
thất do ngập lụt nhiều năm đến hơn trăm tỷ đồng, năm 1996 thiệt hại đến 220 tỷ đồng, làm chết 99 ngƣời và nhiều thiệt hại khác. Trong trận lũ lịch sử năm 1964, đồng bằng sông Vu Gia - Thu Bồn ngập trung bình 2 - 2,5m và sâu nhất 3 - 4m.
Nhƣ vậy có thể thấy rằng lũ và ngập lụt trong những năm gần đây thƣờng xuyên hơn và thiệt hại ngày càng nặng nề hơn. Vì vậy, việc xây dựng cơng cụ cảnh báo ngập lụt lƣu vực sông Vu Gia - Thu Bồn thuộc địa phận tỉnh Quảng Nam là hết sức cần thiết nhằm giảm nhẹ thiệt hại và chủ động ứng phó với ngập lụt do lũ gây ra.
3.2. XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 3.2.1. Ứng dụng mơ hình MIKE11 để thành lập bản đồ ngập lụt 3.2.1. Ứng dụng mơ hình MIKE11 để thành lập bản đồ ngập lụt
Lũ lụt là hiện tƣợng phức tạp, các trận lũ khác nhau rất nhiều về bản chất, về đặc điểm ảnh hƣởng của chúng đối với những vùng ngập lụt. Kiểm sốt lũ một cách tuyệt đối là khơng thể thực hiện đƣợc mà mục tiêu phù hợp hơn là dự báo, cảnh báo, quản lý ứng phó và đối phó với lũ lụt để ngăn chặn tổn thất lan rộng và đạt đƣợc kết quả tốt nhất trong mỗi trƣờng hợp. Việc xây dựng bản đồ ngập lụt góp phần cảnh báo và xác định vùng ngập lụt. Hiện nay, có rất nhiều phƣơng pháp xây dựng bản đồ ngập lụt đã đƣợc ứng dụng trong thực tế và mang lại hiệu quả cao. Trong luận văn này, trên cơ sở kế thừa các tài liệu liên quan, tơi sử dụng phƣơng pháp ứng dụng mơ hình thủy văn - thủy lực (Mike 11) kết hợp với công nghệ GIS để xây dựng bản đồ ngập lụt lƣu vực sông Vu Gia - Thu Bồn, giúp xác định độ sâu và diện tích vùng ngập, góp phần cho cơng tác quản lý phịng chống lũ lụt nói chung và ngập lụt nói riêng.
MIKE11 - GIS là bộ cơng cụ rất mạnh trong việc trình bày và biểu diễn về mặt khơng gian các kết quả tính tốn từ mơ hình lũ một chiều (1D) phục vụ quy hoạch quản lý lũ. Hệ thống MIKE11 - GIS tích hợp cơng nghệ mơ hình bãi ngập và sơng của MIKE11 cùng với khả năng phân tích khơng gian của Hệ thống thông tin địa lý trên môi trƣờng ArcGIS 9.1. MIKE11 - GIS phù hợp một cách lý tƣởng nhƣ là một công cụ hỗ trợ quyết định đối với quản lý bãi ngập và sơng qua diễn tốn nâng cao, cung cấp biện pháp hiệu quả và chính xác về lập bản đồ và định lƣợng tác động của lũ đối với cộng đồng, cơ sở hạ tầng, nông nghiệp, thuỷ sản và môi trƣờng.
Các kết quả và phân tích phát triển sử dụng MIKE11 - GIS là đầu vào rất quan trọng cho hàng loạt các biện pháp quản lý bãi ngập bao gồm đánh giá rủi ro lũ, giám sát lũ, dự báo lũ, bảo tồn và duy trì bãi ngập, các dự án cơng trình tiêu thốt và mơ tả kỹ thuật thiết kế các dự án. Hệ thống hỗ trợ quyết định MIKE11 - GIS đƣợc thiết kế để chuyển dữ liệu kỹ thuật khó hiểu sang định dạng mới dễ hiểu và có nghĩa hơn.
1. MIKE11 - GIS lấy các thông số về mạng sông và đƣờng quan hệ độ cao và diện tích từ mơ hình số độ cao (DEM) đƣợc xây dựng trong ArcGIS. Dữ liệu tính tốn trong bƣớc này đƣợc lƣu trữ trong cơ sở dữ liệu mặt cắt của MIKE11.
2. Sau khi xây dựng sơ đồ mô phỏng mạng sông cùng với việc các biên đầu vào, moduyn Mike11 đƣợc sử dụng để xác định các thông số thủy lực: lƣu lƣợng (Q) và mực nƣớc (H)
3. MIKE11 - GIS nhập mức nƣớc và lƣu lƣợng đƣợc mô phỏng từ các file kết quả của MIKE11 xây dựng mức nƣớc dựa trên đƣờng lƣới và so sánh dữ liệu này với DEM đã đƣợc xây dựng nhằm tạo ra bề mặt mô tả độ sâu và thời gian xảy ra lũ.
Nhƣ vậy, tại mức cơ bản nhất, MIKE11 - GIS yêu cầu có các thơng tin từ mơ hình MIKE 11 (mạng sơng), mơ phỏng lũ trong MIKE11 và mơ hình số độ cao (DEM).
Kết quả chính của MIKE11 - GIS là bản đồ lũ đƣợc trình bày nhƣ là một bản đồ mô tả độ sâu, thời gian. Bản đồ độ sâu lũ minh hoạ việc phân bố độ sâu của lũ có thể đƣợc sử dụng cho việc đánh giá thiệt hại lũ, phân tích rủi ro lũ, lập quy hoạch phát triển đô thị... Các bƣớc thành lập bản đồ ngập lụt khu vực nghiên cứu thể hiện ở Hình 3.1.
Hình 3.1: Sơ đồ ứng dụng MIKE 11 GIS xây dựng bản đồ ngập lụt
do cƣờng đô ̣ mƣa lớn kéo dài tƣ̀ tháng 8 đến tháng 12 hàng năm nên thƣờng xuyên gây ra ngập lu ̣t trong vùng. Dựa trên số liệu thu thập đƣợc cùng với các cơng trình nghiên cứu có liên quan tại khu vực, tác giả mô phỏng hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn (Hình 3.2).
bản đồ l - u vùc s« ng Vu Gia - Thu Bå n bản đồ l - u vùc s« ng Vu Gia - Thu Bồ n bản đồ l - u vùc s« ng Vu Gia - Thu Bồ n bản đồ l - u vùc s« ng Vu Gia - Thu Bồ n bản đồ l - u vực sô ng Vu Gia - Thu Bå nbản đồ l - u vùc s« ng Vu Gia - Thu Bồ nb¶n đồ l - u vực sô ng Vu Gia - Thu Bå nbản đồ l - u vùc s« ng Vu Gia - Thu Bå nbản đồ l - u vùc s« ng Vu Gia - Thu B nbản đồ l - u vực sô ng Vu Gia - Thu Bå nbản đồ l - u vùc s« ng Vu Gia - Thu Bå nbản đồ l - u vùc s« ng Vu Gia - Thu Bå nbản đồ l - u vực s« ng Vu Gia - Thu Bå nbản đồ l - u vực sô ng Vu Gia - Thu Bå nbản đồ l - u vực sô ng Vu Gia - Thu Bå nb¶n đồ l - u vực sô ng Vu Gia - Thu Bå nbản đồ l - u vực sô ng Vu Gia - Thu Bå nbản đồ l - u vực sô ng Vu Gia - Thu Bå nbản đồ l - u vực s« ng Vu Gia - Thu Bå nbản đồ l - u vùc s« ng Vu Gia - Thu Bå nbản đồ l - u vùc s« ng Vu Gia - Thu Bå nbản đồ l - u vùc s« ng Vu Gia - Thu Bồ nbản đồ l - u vùc s« ng Vu Gia - Thu Bồ nbản đồ l - u vùc s« ng Vu Gia - Thu Bồ nbản đồ l - u vực sô ng Vu Gia - Thu Bå n
Cöa Sa Kú Sg. Ta m Kỳ Tr-ờng Giang V?ng An Hòa Cụ ơ ng river An B ình river Tiên river Hồ Phú Ninh Suối C ầu Đ i Bỡnh Sơn river Tr -ờng G iang
Bu Xuõn Yờn Ly Ly
Hoi An Ca t
Thu Bn river
Bàu Sen Đ Võng
C ổ L- u r iver M-ơ ng Kh ê G ủ H a Xấu river Bàu Bố Ba Đu river Chỏ Đun river L_ L_ Vĩnh Đin Khê Giàu Tam Giáp river
Vĩnh Trinh Kh ê P hú Lộ c Khê Suối Nôi Duy Lộc Lâu river Khang river Tr in h river Yên river La Thọ river Ba R_n Q uả ng H u? Sg.ái NghÜa Kh ª Le Thạch Bàn Khê Đ á M ài Th u B on R iver Kh ª LË p Kh e G io Kh e Dienne Vu Gia River Kê Tra Ly Khe Ba Na Gia river Tr a N ô r iver Thu Bồn sour ce Sg .Đa k M i Đak cho Khe H oua Lang river Dâng river Ca i River Cá i river C o n r iver Kahum Beu Li en Giang river D a M ang Bung River Ca Hàn Ca i Ca L Biên mực n-ớc Biờn l-u l-ng Mng sơng
Hình 3.2: Sơ đồ mạng sơng tính tốn cho khu vực nghiên cứu
Sơ đồ tính thủy lực cho hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn rất phức tạp. Hệ thống sơng có nhiều nhánh nối với nhau và nhất là khi có lũ lớn tràn về mực nƣớc các nhánh sông chảy qua vùng đồng bằng hạ lƣu đều tràn bờ, nƣớc lũ không chỉ chảy trong các nhánh sông mà cịn chảy tràn qua các ơ ruộng tạo ra nhiều hƣớng thốt lũ. Sơ đồ bắt đầu từ sơng Vu Gia với biên số 1 là quá trình lƣu lƣợng thực đo ở trạm thủy văn Thạnh Mỹ, tuyến sông thứ hai là tuyến sông Thu Bồn với biên vào là trạm thủy văn Nông Sơn. Nhƣ vậy: Sơ đồ tính thủy lực hệ thống Vu Gia - Thu Bồn gồm có 2 biên trên và 3 biên dƣới, trong đó:
Biên trên:
+ Trạm thuỷ văn Nông Sơn + Trạm thủy văn Thạnh Mỹ
Nhập lƣu khu giữa: sông Bàu Lá, sông Tuý Loan, sông Vĩnh Trinh, sông Trà Kiên, sông Ly, sông Bung, sông Kone, sông Trung Phƣớ c, Khe Đá Mài
Biên dƣới: + Cửa Hàn + Cửa Đại + Cửa Lở
Năm 1999 Năm 2007
Hình 3.4: Kết quả tính tốn biên lƣu lƣợng tại Nơng Sơn và Thạch Mỹ
Năm 1999 Năm 2007
Hình 3.5: Kết quả tính tốn biên triều tại Cửu Hàn, Cửa Đại và Cửa Lở 3.2.2. Đánh giá tính chính xác của mơ hình
Trên cơ sở mu ̣c tiêu , căn cƣ́ vào lý thuyết của mô hình , để đảm bảo tính phù hợp của bộ thơng số cho các tính tốn sau này , tác giả đã lƣ̣a chọn 2 trâ ̣n lũ năm 1999 và 2007 để tính tốn và kiểm đi ̣nh tính chính xác của mơ hình (
Năm 1999 Năm 2007
Hình 3.6: Kết quả lƣu lƣợng thực đo và tính tốn tại trạm Câu Lâu
So sánh giá trị thực đo và tính tốn trong các năm 1999 và 2007 tại trạm Câu Lâu đều cho kết quả mô phỏng phù hợp với thực tế. Mức độ chính xác của mơ hình lần lƣợt là 87% và 88% (Bảng 3.4).