3.1. Xác định bộ chỉ số hiểm họa lũ
3.1.2. Xác định năm lũ điển hình
Để xác định xem những trận lũ có giá trị đỉnh lũ là bao nhiêu sẽ thuộc là lũ lơn, lũ nhỏ hay lũ trung bình. Trên cơ sở số liệu thu thập thực đo ở các trạm đặc trƣng nhƣ Tân Châu và Châu Đốc, luận văn sẽ tiến hành sử dụng các phƣơng pháp tính tốn và phân tích tần suất đỉnh lũ để tìm ra những trận lũ điển hình, đặc trƣng phục vụ mơ phỏng.
Bảng 3.1: Mực nƣớc (Hmax) và lƣu lƣợng đỉnh lũ (Qmax) tại trạm thủy văn Tân Châu và Châu Đốc
Năm
Châu Đốc Tân Châu Tổng
Hmax cm Ngày Qmax (m3/s) Ngày Hmax cm Ngày Qmax (m3/s) Ngày Qmax (m3/s) 1961 477 14/X 7.840 512 12/X 28.900 36.740 1978 433 09/X 7.160 03/IX 478 09/X 25.900 23/VIII 33.060 1991 427 16/IX 7.590 13/IX 464 15/IX 24.300 10/IX 31.890 1994 409 03/X 7.097 03/X 450 03/X 23.243 14/IX 30.340 1996 454 06/X 8.150 04/X 487 05/X 23.600 01/X 31.750 2000 490 23/IX 7.660 22/IX 506 23/IX 25.500 25/IX 33.160 2001 448 23/IX 7.160 20/IX 478 20/IX 23.800 18/IX 30.960 2002 442 01/X 6.950 30/IX 482 30/IX 24.500 28/IX 31.450 2003 350 29/IX 5.270 27/IX 406 28/IX 18.600 25/IX 23.870 2004 401 30/ IX 6.750 28/IX 440 29/IX 20.250 27/IX 27.000 2005 390 21/IX 6.560 18/IX 435 20/IX 21.990 17/IX 28.550 2006 370 19/X 6.350 18/X 417 18/X 20.670 14/X 27.020 2007 356 24/X 6.470 24/X 406 23/X 21.100 15/X 27.557 2008 320 02/X 5.980 30/IX 377 02/X 19.900 29/IX 25.880
Năm
Châu Đốc Tân Châu Tổng
Hmax cm Ngày Qmax (m3/s) Ngày Hmax cm Ngày Qmax (m3/s) Ngày Qmax (m3/s) 2009 352 16/X 6.640 10/X 409 12/X 21.700 09/X 28.340 2010 278 27/X 5.560 23/X 320 24/X 19.100 23/X 24.660 2011 427 12/X 8.370 29/IX 486 29/IX 26.100 29/IX 34.470 2012 290 17/X 5.610 30/IX 325 02/X 20.300 30/IX 25.910 2013 383 08/X 7.450 03/X 435 03/X 26.800 06/X 34.250 2014 296 11/X 6.160 10/X 328 10/X 22.100 19/X 28.260 2015 235 28/X 4.560 08/X 255 15/X 20.090 20/X 24.650 2016 284 17/X 5.340 23/X 307 16/X 19.800 23/X 25.140
(Nguồn: Đài Khí tƣợng Thủy văn khu vực Nam Bộ, [11]) Trên cơ sở phân tích tần suất của từng trạm và tổng lƣợng dòng chảy lũ lớn nhất về Tân Châu và Châu Đốc, luận văn lựa chọn giá trị ứng với tổng lƣợng dòng chảy lũ về là: P = 10%, Tổng Qmax 34.400 m3/s, lũ lớn ứng với năm 2011.
3.1.3. Thiết lập, hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình thủy lực MIKE 11 mơ phỏng ngập lụt ở An Giang
a - Thiết lập mơ hình mơ phỏng Tài liệu địa hình
Bộ dữ liệu địa hình nhƣ bản đồ độ cao, hệ thống mặt cắt trắc dọc, trắc ngang các kênh rạch vùng ĐBSCL đƣợc thu thập từ các dự án, các nghiên cứu đƣợc thực hiện tới năm 2014.
Mặt cắt các kênh rạch nội đồng, đƣợc bổ sung từ các dự án điều tra khảo sát và qui hoạch ở ĐBSCL, các dự án khả thi, nhƣ khu vực Tứ Giác Long Xuyên, dự án nạo vét Cái Cỏ - Long Khốt, Dự án Nam Măng Thít, vùng Quản Lộ - Phụng Hiệp….
Các đê bao, bờ bao đƣợc thu thập từ dự án “Điều tra hiện trạng hệ thống đê bao, bờ bao và các cơng trình dƣới bờ bao vùng ngập lũ đồng bằng sông Cửu Long (Các tỉnh Long An, Đồng Tháp, An Giang và Kiên Giang)” đƣợc viện Khoa học Thủy lợi miền Nam thực hiện năm 2010-2011.
Các công trình ngăn mặn, trữ ngọt và vận hành các cơng trình lấy theo hồ sơ thiết kế các cơng trình, qui trình vận hành các cơng trình, từ nguồn của các ban quản lý cơng trình, chi cục thủy lợi của các tỉnh trong ĐBSCL.
Tài liệu khí tƣợng thủy văn
+ Trạm khí tượng: Sử dụng tài liệu mƣa các trạm: Tân Châu, Long Xuyên,
Châu Đốc, Chợ Mới (trong tỉnh) và Hà Tiên, Rạch Giá, Cần Thơ, Sóc Trăng, Mộc Hóa, Mỹ Tho, Càng Long, Tân Sơn Hịa (trong vùng ĐBSCL) và Vũng Tàu (ngồi vùng nghiên cứu).
+ Trạm thủy văn: Phân bố trạm đo cho từng sông và vùng nhƣ sau: Sông Vàm Cỏ Đơng: 6 trạm (Gị Dầu Hạ, Hiệp Hòa, Xuân Khánh, Bến Lức, Cầu Nổi); Sơng Vàm Cỏ Tây: 3 trạm (Mộc Hóa, Tun Nhơn, Tân An.); Sông Tiền: 8 trạm (Tân Châu, Chợ Mới, Cao Lãnh, Sa Đéc, Mỹ Thuận, Mỹ Tho, Hịa Bình, Vàm Kênh); Sơng Hàm Lng: 2 trạm (Mỹ Hóa, Tân Thủy/An Thuận); Sơng Cổ Chiên: 3 trạm (Chợ Lách, Trà Vinh, Bến Trại); Sông Vàm Nao: 1 trạm (Vàm Nao); Sông Hậu: 4 trạm (Châu Đốc, Long Xuyên, Cần Thơ, Đại Ngãi); Ven biển: 2 trạm (Vũng Tàu, Bình Đại);
Sơ đồ tính: Sơ đồ tính đƣợc thiết lập cho cả ĐBSCL và một phần của Campuchia với hơn 2500 nhánh sông, kênh và khoảng 12.500 mặt cắt. Các cơng trình cũng đƣợc cập nhật với hơn 7.500 cơng trình bao gồm các cống và các trạm bơm tiêu thoát nƣớc. Các vùng đê bao triệt để, đê bao tháng 8 của các tỉnh An Giang, Đồng Tháp, Long An, Kiên Giang … đƣợc cập nhật đến năm 2011 để mô phỏng, mơ hình hóa.
Biên của sơ đồ tính
- Tính tốn mơ hình theo lũ năm 2000 - tài liệu thực đo do TTKTTV phía Nam cung cấp: Biên lƣu lƣợng gồm ba biên tại Karatie, Biển hồ và Vàm Cỏ Đông; Biên mực nƣớc gồm 32 biên, kéo dài từ cửa Soài Rạp đến cửa ra của kênh Vĩnh Tế.
- Mƣa đƣợc tính tại các ơ ruộng. Tính tốn dịng chảy do mƣa.
Sơ đồ tính đƣợc thiết lập cho cả ĐBSCL và một phần của Campuchia với 1224 lƣu vực để tính tốn mƣa dịng chảy. Các trạm mƣa đƣợc tính đại diện mỗi khu vực. Phân bố mƣa đƣợc tính tốn theo đa giác Thieson.
Do đã hình thành hệ thống ơ bao nên dịng chảy sẽ chảy từ trong ô bao ra kênh theo các cống dự kiến.
Dựa vào dịng chảy này, mơ hình mƣa rào dịng chảy có thể tính tốn ra lƣợng dịng chảy cho từng ơ bao.
Căn cứ tài liệu mực nƣớc thực đo của các trạm trên sơng chính và một số trạm trong nội đồng, đã tính tốn và hiệu chỉnh các thơng số mơ hình theo tài liệu này (thời gian tính tốn từ 1/VII/2011 đến 30/XI/2011). Kết quả hiệu chỉnh mơ hình xác định các kết quả mơ phỏng mực nƣớc 1 tại các trạm cơ bản đều tƣơng đối phù hợp với số liệu thực đo. Tuy cịn một số sai khác giữa kết quả tính tốn và tài liệu thực đo ở một số khu vực, nhƣng qua xem xét, kiểm tra cho toàn đồng bằng nhận thấy sự sai khác là khơng nhiều, bộ thơng số mơ hình đƣợc hiệu chỉnh là khá tốt và đáp ứng đƣợc u cầu tính tốn.
Hình 3.2: Mơ phỏng mực nƣớc lũ tại trạm Nek Lng
Hình 3.4: Mơ phỏng mực nƣớc lũ tại trạm Châu Đốc
Hình 3.5: Mơ phỏng mực nƣớc lũ tại trạm Vàm Nao
Hình 3.6: Mơ phỏng mực nƣớc lũ tại trạm Xuân Tô
Kết quả tính tốn trên cho thấy, mơ hình khá ổn định và cho các hệ số hiệu chỉnh khá cao. Mực nƣớc tính tốn và mực nƣớc thực đo khơng sai lệch nhiều phù hợp giữa thực đo và tính tốn.
Bảng 3.2: Kết quả tính các trị số tƣơng quan, sai số tại một số vị trí
Loại Tên trạm Tên sông Hệ số tƣơng quan (R2) Sai số đỉnh %
H Châu Đốc Hậu 0.984 -0.003 H Tân Châu Tiền 0.989 -0.005 H Xuân Tô Vĩnh Tế 0.976 0.011 H Vàm Nao Hậu 0.992 0.013 H Long Xuyên Hậu 0.965 -0.009 H Cao Lãnh Tiền 0.983 -0.033 H Cần Thơ Hậu 0.952 -0.030 H Mỹ Thuận Tiền 0.989 -0.075
c - Kết quả kiểm định mơ hình
Lũ năm 2000 là trận lũ có đỉnh nguồn tại Kratie rất lớn, bao gồm hai đỉnh, đỉnh thứ nhất đạt 58400 m3/s vào ngày 21/VII/2000, sau đó giảm dần xuống 32400 m3/s; đỉnh thứ hai xuất hiện khoảng trung tuần tháng IX, trong đó đỉnh cao nhất là ngày 17/IX/2000 với lƣu lƣợng đạt 64500 m3/s.
Sau khi hiệu chỉnh với lũ năm 2011, cập nhật mơ hình với địa hình năm 2011 và dùng bộ thông số hiệu chỉnh để mô phỏng với lũ năm 2000. Kết quả nhƣ sau: Mực nƣớc biên giới tăng lên rất nhiều so với năm 2000, mực nƣớc tại Xuân Tô đạt 5,14 tăng lên 46 cm so với năm 2000. Mực nƣớc này còn tăng lên cao hơn so với mực nƣớc tại Châu Đốc. Nguyên nhân là do hệ thống kiểm soát lũ biên giới hình thành nên lũ khơng thể thốt qua TGLX nên làm mực nƣớc biên giới tăng mạnh.
Trong điều kiện hiện trạng năm 2000, tổng lƣợng lũ vào ĐBSCL từ tháng VII đến tháng XI/2000 khoảng 404 tỷ m3. Trong đó, phân bổ qua Tân Châu khoảng 241 tỷ m3 chiểm 59,6%, qua Châu Đốc khoảng 66 tỷ m3 chiếm 16,3%, qua biên giới ĐTM khoảng 73,6 tỷ m3
chiếm 18,2%, qua biên giới TGLX khoảng 23,8 tỷ m3 chiếm 5,9 % tổng lƣợng nƣớc vào ĐBSCL. Sự phân bố trên cho thấy, lƣu lƣợng thoát trƣớc đây chủ yếu qua các sơng chính và rút qua biên giới do các cơng trình đê bao lúc đó cịn thấp, cịn nhiều chỗ chƣa đƣợc xây dựng.
Bảng 3.3: Mực nƣớc mô phỏng và thực đo năm 2000 tại một số trạm
Stt Tên trạm Hiện trạng năm 2000
Hmax thực đo Hmax mô phỏng Chênh lệch
1 Châu Đốc 4,90 4,94 0,04 2 Tân Châu 5,06 5,40 0,34 3 Xuân Tô 4,68 5,14 0,46 4 Vàm Nao 3,73 4,01 0,28 5 Long Xuyên 2,63 3,14 0,51 6 Cao Lãnh 2,61 2,71 0,10 7 Cần Thơ 1,79 2,18 0,39 8 Mỹ Thuận 1,80 2,06 0,26 9 Núi Sập 2,76 2,82 0,06 10 Vọng Thê 2,71 2,77 0,06 11 Cô Tô 2,76 2,82 0,06 12 Vĩnh Hanh 3,22 3,63 0,41 13 Tân Hiệp 1,78 1,83 0,05 14 Tri Tôn 2,98 3,25 0,27 15 Rạch Giá 0,87 0,88 0,01
Kết quả kiểm định về mực nƣớc của một số trạm trong vùng ĐBSCL:
Hình 3.7: Biểu đồ so sánh mực nƣớc tính tốn và thực đo trạm Tân Châu năm 2000 trạm Tân Châu năm 2000
Hình 3.8: Biểu đồ so sánh mực nƣớc tính tốn và thực đo trạm Châu Đốc 2000
Hình 3.9: Biểu đồ so sánh mực nƣớc tính tốn và thực đo trạm Vàm Nao 2000
Từ kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình, sử dụng bộ thơng số để mô phỏng trận lũ điển hình cho năm lũ lớn để xác lập trị số các biến của tiêu chí hiểm họa lũ.
3.1.4. Chuẩn hóa dữ liệu biến
Tính tốn này đã sử dụng phƣơng pháp trong đánh giá chỉ số phát triển con ngƣời (HDI) của UNDP (2006) để chuẩn hóa bằng cách qui đồng nhất giá trị từ 0-1. Các giá trị chuẩn hóa của các biến thu đƣợc sẽ nằm trong khoảng từ 0 1. Trên cơ sở bộ dữ liệu mức độ ngập lụt và thời gian ngập lụt ứng với từng trận lũ. Dựa vào cơ sở phƣơng pháp để chuẩn hóa bộ dữ liệu này phục vụ các bƣớc tính tốn tiếp theo.
Bảng 3.4: Minh họa kết quả chuẩn hóa dữ liệu thời gian ngập năm 2011
Stt Tên xã Thời gian ngập (h) ứng với độ sâu ngập (m) Ghi
chú <0.5 0.5 – 1.0 1.0 – 1.5 1.5 – 2.0 >2.0 1 AP - Khánh An 0.12 0.08 0.21 0.21 3.40 2 AP - Long Bình 0.12 0.08 0.21 0.21 3.40 3 AP - Khánh Bình 0.14 0.15 0.12 0.26 2.93 4 AP - Nhơn Hội 0.22 0.12 0.38 0.58 0.00 5 AP - Quốc Thái 0.14 0.15 0.12 0.26 2.93 : :
Bảng 3.5: Trọng số của các thành phần thuộc tiêu chí hiểm họa lũ
Stt Biến/Tiêu chí Chú thích Trọng số Phân hạng
1 Độ sâu ngập 34.20% 1
2 Thời gian ứng với độ ngập < 0,5m 4.30% 6
3 Thời gian ứng với độ ngập 0,5m ÷ 1,0m 5.90% 5
4 Thời gian ứng với độ ngập 1,0m ÷ 1,5m 10.10% 4
5 Thời gian ứng với độ ngập 1,5m ÷ 2,0m 18.10% 3
6 Thời gian ứng với độ ngập > 2,0m 27.40% 2
= 6.2 CR = 3.0%
Bảng 3.6. Ma trận quan hệ giữa các biến thuộc tiêu chí hiểm họa lũ lụt
Độ sâu ngập Thời gian ứng với độ ngập < 0,5m Thời gian ứng với độ ngập 0,5m ÷ 1,0m Thời gian ứng với độ ngập 1,0m ÷ 1,5m Thời gian ứng với độ ngập 1,5m ÷ 2,0m Thời gian ứng với độ ngập > 2,0m 1 2 3 4 5 6 Độ sâu ngập 1 5 9/2 4 5/2 7/4
Thời gian ứng với độ
ngập < 0,5m 2 1/5 1/2 1/3 1/4 1/5
Thời gian ứng với độ
ngập 0,5m ÷ 1,0m 3 2/9 2 2/5 1/4 1/5
Thời gian ứng với độ
ngập 1,0m ÷ 1,5m 4 1/4 3 5/2 2/5 2/7
Thời gian ứng với độ
ngập 1,5m ÷ 2,0m 5 2/5 4 4 5/2 1/2
Thời gian ứng với độ
Trị số Hiểm họa đƣợc tính theo 06 biến với cơng thức dƣới đây: Hti i i Tw H H 4 1
Trong đó: HT –Các biến trong tiêu chí hiểm họa lũ lụt
wHTi – Trọng số của mỗi thời gian ngập theo từng cấp với. Trọng số ở đây đƣợc tính theo phƣơng pháp AHP.
Bảng 3.7: Kết quả tính tốn chỉ số hiểm họa lũ cho các xã thuộc tỉnh An Giang trận lũ lớn năm 2011 TT Huyện-Xã Độ sâu ngập Thời gian ứng với độ ngập < 0,5m Thời gian ứng với độ ngập 0,5m ÷ 1,0m Thời gian ứng với độ ngập 1,0m ÷ 1,5m Thời gian ứng với độ ngập 1,5m ÷ 2,0m Thời gian ứng với độ ngập > 2,0m Chỉ số H 1 AP - Vĩnh Lộc 0.78 0.24 0.10 0.14 0.55 1.00 0.671 2 AP - An Phú 0.61 0.27 0.15 0.38 0.31 0.00 0.324 3 AP - Long Bình 0.97 0.12 0.08 0.21 0.21 1.00 0.676 4 AP - Đa Phƣớc 0.54 0.29 0.22 0.40 0.01 0.00 0.251 5 AP - Phú Hữu 0.90 0.15 0.16 0.13 0.25 1.00 0.655 : :
Nhƣ vậy, trên cơ sở cơng thức tính tốn và trọng số của các biến, luận văn đã tính tốn đƣợc trị số hiểm họa lũ lụt cho tất cả 155 xã/phƣờng/thị trấn thuộc 11 huyện tỉnh An Giang (giá trị chi tiết đƣợc thể hiện trong PHỤ LỤC 1).
3.2. Tính tốn chỉ số độ phơi nhiễm
3.2.1. Thiết lập và chuẩn hóa dữ liệu
Thu thập và biên tập dữ liệu tiêu chí độ phơi nhiễm: Ngoại trừ biến nhóm đất hiện trạng, các biến còn lại thuộc thành phần tài sản trên đất (3 biến) và dân cƣ-dân tộc (1 biến) sẽ đƣợc xác định thông quan tài liệu thu thập là niên giám thống kê và phiếu điều tra ngƣời dân, phiếu điều tra cán bộ quản lý địa phƣơng theo phƣơng pháp điều tra xã hội học.
Hiện trạng sử dụng đất:
Đối với biến nhóm đất hiện trạng đƣợc thiết lập dựa trên những loại đất hiện trạng của tỉnh An Giang, trên cơ sở các nhóm đất đó luận văn tiến hành phân loại/nhóm những loại đất có tính chất tƣơng đồng về mức độ rủi ro khi có ngập lụt. Tùy vào mục đích và yêu cầu của từng bài toán mà hƣớng tiếp cận có thể phân thành nhiều nhóm hay ít nhóm khác nhau với thành phần từng nhóm khác nhau.
Theo danh mục các loại đất đã thu thập ở trên, xem xét sự tƣơng đồng và mức độ quan trọng của từng loại đất thông qua việc tham khảo ý kiến chuyên gia, các nhà quản lý để phân nhóm các loại đất này thành 5 nhóm chính: Đất nơng nghiệp (đất sản xuất nông nghiệp, đất làm muối, đất nông nghiệp khác); Đất nuôi trồng thủy sản; Đất ở (thành thị, nông thôn); Đất chuyên dùng – Công cộng (Đất trụ
sở cơ quan, cơng trình, sự nghiệp; Đất quốc phòng, An ninh; Đất sản xuất, kinh doanh phi nông nghiệp; Đất có mục đích cơng cộng; Đất chuyên dùng khác (tơn giáo tín ngƣỡng, nghĩa trang), Đất phi nơng nghiệp khác (sông suối, bờ biển)) và
Đất rừng – trống – Chưa sử dụng (+ Đất lâm nghiệp có rừng (rừng sản xuất, rừng
phịng hộ, rừng đặc dụng); Đất chƣa sử dụng (đất đồng bằng, đất đồi núi, núi đá)). - Chỉ số hiện trạng đất đƣợc lấy theo bản đồ hiện trạng sử dụng đất và đƣợc quy thành 05 nhóm đất nhƣ trên. Mỗi loại đất đƣợc gán giá trị từ 1-5 ứng với mức độ rủi ro do lũ, lụt từ thấp đến cao. Cụ thể:
+ Đất Công cộng – Chuyên dùng = 5;