Lưu vực có khả năng ngập lụt
Lưu vực khơng bị
Hình 3.14. Vị trí các biên dạng điểm trong mơ hình MIKE 21 Bảng 3.6. Kết quả phân chia lưu vực của các kết nối bên STT Ký hiệu lưu vực Diện tích (km2)
1 VUNG NGAP NHUE_ DAY 2233
2 VUNG NGAP LONG BIEN 996
3 A1 303 4 A2 269 5 A3 134 6 B1 203 7 B2 104 8 B3 51
Do các lưu vực của các kết nối bên khơng có trạm quan trắc lưu lượng, vì vậy để tính tốn lượng nước đến từ các lưu vực của các kết nối bên đã sử dụng lưu vực Lâm Sơn làm lưu vực tương tự. Đây là lưu vực có diện tích, điều kiện tự nhiên và độ dốc lưu vực khá tương đồng với các lưu vực cần tính tốn. Qua đó, lưu lượng của các lưu vực kết nối bên được tính tốn thơng qua bộ thông số của mô hình NAM cho lưu vực khống chế tại trạm thủy văn tương tự Lâm Sơn.
Chuỗi số liệu lưu lượng giờ từ ngày 24/VIII/1975 đến ngày 31/VIII/1975 được sử dụng để hiệu chỉnh bộ thơng số mơ hình và số liệu lưu lượng giờ từ ngày
07/VIII/1976 đến ngày 14/VIII/1976 được sử dụng để kiểm định bộ thơng số của mơ hình. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình được trình bày trong Hình 3.15, Hình 3.16 và Bảng 3.6.
Hình 3.15. Kết quả hiệu chỉnh mơ hình NAM cho lưu vực Lâm Sơn từ 24/VIII/1975 – 31/VIII/1975
Bảng 3.7. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình NAM cho lưu vực Lâm Sơn
Kết quả Hiệu chỉnh Kiểm định
Chỉ số Nash (%) 87.1% 90.8%
Hình 3.16. Kết quả kiểm định mơ hình NAM cho lưu vực Lâm Sơn từ 07/VIII/1976– 14/VIII/1976
Từ kết quả hiệu chỉnh và kiểm định đã xác định được bộ thông số của mơ hình NAM. Sử dụng bộ thơng số tìm được để tính lưu lượng tại các cửa ra của các lưu vực bộ phận, kết quả tính lưu lượng dòng chảy của các lưu vực bộ phận cho trận lũ từ ngày 31/X/2008 đến 04/XI/2008 được thể hiện trong Hình 3.17.
Hình 3.17. Kết quả tính lưu lượng gia nhập vùng có nguy cơ ngập lụt của các lưu vực kết nối bên trận mưa lũ từ 30/X-04/XI năm 2008 3.4. Hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình MIKE FLOOD
3.4.1. Hiệu chỉnh mơ hình
Để hiệu chỉnh mơ hình MIKE FLOOD, đã sử dụng trận lũ từ ngày 30/X/2008 đến ngày 09/XI/2008 cùng với bản đồ ngập lụt được thành lập dựa trên ảnh radar của vệ tinh ALOSPALSAR, độ phân giải 12.5m được thu nhận vào ngày 5 và ngày 7 tháng XI năm 2008. Kết quả hiệu chỉnh được thể hiện trong Hình 3.18, Hình 3.19 và Hình 3.21.
Hình 18. Kết quả hiệu chỉnh mực nước tại Ba Thá (từ 30/X đến 09/XI năm 2008) (từ 30/X đến 09/XI năm 2008)
Kết quả tính tốn đối với đường q trình mực nước trong sơng tại Ba Thá cho thấy có sự phù hợp tốt giữa tính tốn và thực đo với chỉ số Nash đạt 87.5%, tuy còn một số thời điểm khi lũ thấp, mực nước tính tốn và thực đo có sự khác biệt đáng kể.
Hình 3.19. Kết quả mô phỏng ngập lụt ngày 05/XI/2008 ngày 05/XI/2008 Hình 3.20. Ngập lụt chụp từ ảnh vệ tinh ngày 05/XI/2008 Hình 3.21. Kết quả mơ phỏng ngập lụt ngày 07/XI/2008 Hình 3.22. Ngập lụt chụp từ ảnh vệ tinh ngày 07/XI/2008
Đối với diện ngập, tại hai thời điểm có tư liệu ngập từ ảnh vệ tinh cho thấy kết quả mơ phỏng về diện có sự phù hợp khá tốt về ranh giới ngập lụt. Cụ thể đối với thời điểm ngày 05 tháng XI thì tổng diện tích ngập được xác định qua ảnh vệ tinh là 1260.9 km2, trong khi kết quả mơ phỏng từ mơ hình là 1286.9 km2, nơi có sai số lớn nhất là huyện Chương Mỹ 9.3 km2 (Bảng 3.8).
Bảng 3.8. Kết quả tính tốn diện tích ngập các vùng ứng với trận mưa lũ tháng XI năm 2008
Tên Huyện Diện tích (km2) Diện tích ngập từ ảnh vệ tinh ngày 05/XI/2008 (km2) Diện tích ngập tính từ mơ hình ngày 05/XI/2008 (km2) Sai số (km2) H. ứng Hoà 183.7 128.1 128.4 0.3 H. Phú Xuyên 171.1 119.1 119.5 0.4 H. Thanh Oai 129.6 81.8 82.1 0.3 H. Thường Tín 127.7 68.5 68.5 0 H. Mỹ Đức 230.0 123.4 123.3 0.1 H. Chương Mỹ 232.9 118.8 128.1 9.3 H. Quốc Oai 147.0 58.3 58.6 0.3 H. Đan Phượng 76.6 31.4 31.7 0.3 H. Thạch Thất 202.5 49.4 49.8 0.4 H. Phúc Thọ 117.1 39.5 39.2 0.3 H. Hoài Đức 88.2 28.9 29.1 0.2 TX. Hà Đông 33.3 10.4 10.3 0.1 H. Ba Vì 428.0 96.1 101.2 5.1 TX. Sơn Tây 113.5 28.2 28.0 0.2 H. Thanh Trì 63.2 28.2 28.5 0.3 Quận Tây Hồ 24.0 10.5 10.7 0.2 H. Từ Liêm 75.3 18.3 18.7 0.4
Quận Hoàn Kiếm 5.3 1.2 1.4 0.2
H. Đông Anh 182.3 42.5 43.7 1.2
Q. Long Biên 60.4 13.8 14.1 0.3
Quận Hai Bà Trưng 9.6 1.5 1.9 0.4
Quận Ba Đình 9.3 0.7 1.0 0.3
H. Gia Lâm 108.5 60.6 67.0 6.4
Quận Cầu Giấy 12.0 4.5 5.7 1.2
Quân Đống Đa 10.0 2.6 3.4 0.8
Quận Thanh Xuân 9.1 2.2 3.1 0.9
Hoàng Mai 41.0 25.9 25.1 0.8
Mê Linh 141.0 37.7 35.4 2.3
3.4.2. Kiểm định mơ hình
Để kiểm định bộ tham số của mơ hình, đã sử dụng số liệu trận mưa lũ từ ngày 16 đến 20 tháng VIII/2006 làm đầu vào cho các mơ hình thành phần.
Do khơng có số liệu vết lũ, ảnh vệ tinh trong các vùng có nguy cơ bị ngập lụt năm 2006 nên bộ thơng số của mơ hình được kiểm định thơng qua kết quả tính tốn mực nước sông tại trạm thủy văn Ba Thá.
Kết quả kiểm định mơ hình được thể hiện trong hình 3.23 cho thấy, mực nước tính tốn tại trạm thủy văn Ba Thá có xu thế bám sát với quá trình mực nước thực đo. Sự phù hợp giữa tính tốn và thực đo qua chỉ số NASH đạt 89.2%.
3.5. Khoanh vùng nguy cơ ngập lụt khu vực Hà Nội
Để khoanh vùng nguy cơ ngập lụt, đã tiến hành tính tốn tần suất mưa thiết kế cho các trận mưa gây lũ ứng với tần suất P=1% tại các trạm khí tượng trong khu vực nghiên cứu gồm trạm Láng, Hà Đông, Sơn Tây, Phủ Lý. Kết quả tính tốn lượng mưa ứng với các tần suất được thể hiện trong Bảng 3.9.
Bảng 3.9. Tổng lượng mưa 3 ngày lớn nhất tại các trạm (mm) Tần suất Láng Hà Đông Sơn Tây Phủ Lý
P(%) X(P%) X(P%) X(P%) X(P%) 90 123 115 123 148 85 131 123 133 159 80 139 130 143 168 70 153 144 160 185 60 168 159 178 202 50 184 176 196 219 40 203 197 218 238 30 226 224 245 261 20 259 263 282 292 10 318 338 347 343 5 383 426 415 394 2 478 566 514 464 1 560 694 597 519
Theo kết quả tính tốn thì trận mưa xảy ra từ ngày 30/X đến ngày 04/XI năm 2008 là trận mưa điển hình ứng với tần suất thiết kế 1%. Dạng phân phối mưa này sẽ được thu phóng cho phù hợp với tổng lượng mưa thiết kế ứng với tần suất P=1%.
Dựa trên quá trình mưa ứng với tần suất P=1%, tiến hành mơ phỏng thủy văn bằng mơ hình NAM để làm đầu vào cho mơ hình MIKE FLOOD. Kết quả mô phỏng thủy văn, thủy lực và ngập lụt toàn bộ hệ thống bao gồm các quá trình lưu lượng, mực nước,…
Kết quả mơ phỏng ngập lụt được tính từ mơ hình MIKE FLOOD sẽ làm đầu vào để phân vùng ngập lụt cho TP. Hà Nội, các dữ liệu về không gian của vùng ngập lụt sẽ được chuyển qua định dạng lưới (GRID) trong ArcView hoặc ArcGIS
để xử lý và khoanh vùng ngập lụt. Kết quả khoanh vùng ngập lụt được thể hiện trong Bảng 3.10 và Hình 3.24.
Bảng 3.10. Kết quả tính tốn diện tích ngập các vùng ứng với mưa thiết kế 1%
Tên Huyện Diện tích (km2) Diện tích ngập lớn nhất tính từ mơ hình (km2) Phần trăm ngập (%) H. ứng Hoà 183.7 141.2 76.9 H. Phú Xuyên 171.1 152.1 88.9 H. Thanh Oai 129.6 103.4 79.8 H. Thường Tín 127.7 89.3 69.9 H. Mỹ Đức 230.0 167.9 73.0 H. Chương Mỹ 232.9 147.8 63.5 H. Quốc Oai 147.0 75.3 51.2 H. Đan Phượng 76.6 46.7 61.0 H. Thạch Thất 202.5 91.7 45.3 H. Phúc Thọ 117.1 67.3 57.5 H. Hoài Đức 88.2 41.7 47.3 TX. Hà Đông 33.3 21.8 65.5 H. Ba Vì 428.0 121.6 28.4 TX. Sơn Tây 113.5 55.4 48.8 H. Thanh Trì 63.2 41.2 65.2 Quận Tây Hồ 24.0 15.3 63.8 H. Từ Liêm 75.3 26.5 35.2
Quận Hoàn Kiếm 5.3 1.7 32.1
H. Đông Anh 182.3 52.6 28.9
Q. Long Biên 60.4 31.2 51.7
Quận Hai Bà Trưng 9.6 2.7 28.1
H. Sóc Sơn 306.5 42.2 13.8
Quận Ba Đình 9.3 1.7 18.3
H. Gia Lâm 108.5 78.4 72.3
Quận Cầu Giấy 12.0 5.4 45.0
Quân Đống Đa 10.0 4.2 42.0
Quận Thanh Xuân 9.1 3.7 40.7
Hoàng Mai 41.0 36.9 90.0
Mê Linh 141.0 71.8 50.9
Hình 3.24. Bản đồ khoanh vùng nguy cơ ngập lụt địa bàn thành phố Hà Nội ứng với mưa thiết kế 1%
Kết quả khoanh vùng nguy cơ ngập cho địa bàn thành phố Hà Nội ứng với tần suất mưa thiết kế 1%:
- Tổng diện tích vùng có nguy cơ ngập lụt là 1738.7 km2, chiếm 52% tổng diện tích TP. Hà Nội;
- Huyện có tỉ lệ diện tích ngập lớn nhất là quận Hồng Mai với 90% diện tích quận bị ngập, tiếp đó là huyện Phú Xuyên 88.9%, Thanh Oai 79.8%, Ứng Hịa 76.9%....
- Huyện có tỉ lệ diện tích ngập nhỏ nhất là huyện Sóc Sơn với tỉ lệ 13.8%, tiếp đó là quận Ba Đình 18.3%, huyện Đơng Anh 28.9%.
KẾT LUẬN
Từ các kết quả nghiên cứu của luận văn có thể đưa ra những kết luận sau:
Luận văn đã khái quát được đặc điểm tự nhiên, mạng lưới sơng ngịi và các cơng trình có liên quan đến tiêu, thoát nước khu vực Hà Nội; Phân tích được 3 nguyên nhân chính gây ngập lụt trên địa bàn Hà Nội gồm: ngập lụt do vỡ đê, ngập lụt do mưa lớn nội đồng, ngập lụt do úng nội đồng kết hợp với lũ lớn trên sông gây vỡ đê bối.
Trên cơ sở phân tích một số phương pháp khoanh vùng nguy cơ ngập lụt, đã lựa chọn được phương pháp mơ hình trong đó sử dụng mơ hình MIKE FLOOD để khoanh vùng nguy cơ ngập lụt cho địa bàn thành phố Hà Nội.
Để khoanh vùng nguy cơ ngập lụt cho địa bàn thành phố Hà Nội. Hai trận mưa- lũ tháng XI/2008 và tháng VIII/2006 được sử dụng để hiệu chỉnh và kiểm định bộ thơng số của mơ hình và cho kết quả khá tốt.
Từ kết quả bộ thông số mơ hình, đã xây dựng được bản đồ khoanh vùng nguy cơ ngập lụt cho khu vực Hà Nội trên cơ sở tần suất mưa thiết kế 1%, trong đó xác định rõ các khu vực có khả năng ngập lụt và diện tích ngập lụt.
Kết quả của luận văn sẽ là nguồn tài liệu giúp các nhà hoạch định chính sách, các nhà quản lý có thể xác định 1 cách trực quan những khu vực thường xuyên ngập lụt, từ đó có thể đưa ra các biện pháp, kế hoạch phù hợp hơn nhằm giải quyết vấn đề ngập lụt trên địa bàn thành phố Hà Nội.
Trong quá trình nghiên cứu, luận văn đã thu thập được các tài liệu địa hình, tài liệu mặt cắt các sơng trên địa bàn Hà Nội, số liệu khí tượng thủy văn, các tài liệu về hiện trạng các cơng trình thủy lợi trên địa bàn Hà Nội và các tài liệu về điều tra vết lũ. Đây là nguồn tài liệu vô cùng quý giá cho các nghiên cứu tiếp theo.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Ban chỉ đạo phịng chống lụt bão Trung ương, “Quy trình sử dụng hệ thống cơng trình phân lũ sơng Đáy”. Hà Nội tháng 10 năm 1999.
2. Nghị định số 62/1999/NĐ-CP ngày 31/7/1999 của Chính phủ về việc Ban hành Quy chế về phân lũ, chậm lũ thuộc hệ thống sông Hồng để bảo vệ an tồn cho Thủ đơ Hà Nội.
3. Nguyễn Tiền Giang, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên-ĐHQGHN, “Tổng hợp, phân tích các tài liệu hiện có về lũ lụt thành phố Hà Nội”, năm 2011.
4. Quyết định số 105/2002/QĐ-BNN ngày 19/11/2002 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thơn về việc ban hành Quy trình vận hành hệ thống cơng trình thủy lợi sơng Nhuệ.
5. Quyết định số 80/2007/QĐ-TTg ngày 01/06/2007 của Thủ tướng chính phủ về: Việc ban hành Quy trình vận hành liên hồ chứa thuỷ điện Hồ Bình, Tun Quang, Thác Bà trong mùa lũ hàng năm.
6. Quyết định số 92/2007/QĐ-TTg ngày 31/7/2007 của Thủ tướng chính phủ về việc phê duyệt Quy hoạch phòng, chống lũ hệ thống sơng Hồng, sơng Thái Bình, năm 2007.
7. Quyết định số 937/QĐ-TTg ngày 1/7/2009 của Thủ tướng chính phủ về việc phê duyệt Quy hoạch tiêu nước hệ thống sông Nhuệ.
8. Quyết định số 198QĐ-TTg ngày 10/02/2011 của Thủ tướng chính phủ về: Việc ban hành Quy trình vận hành liên hồ chứa thuỷ điện Sơn La, Hồ Bình, Tuyên Quang, Thác Bà trong mùa lũ hàng năm.
9. Viện Nghiên cứu Thủy lợi, “Xây dựng quy trình vận hành liên hồ chứa trên sơng Đà, sơng Lơ đảm bảo an tồn chống lũ đồng bằng Bắc Bộ và an tồn cơng trình khi có các hồ Thác Bà, Hịa Bình, Tun Quang”, Báo cáo tổng hợp dự án, năm 2007.
10. Viện Quy hoạch Thủy lợi, “Tính tốn thủy lực cân bằng nước mùa lũ và mùa kiệt hệ thống sông Hồng – sơng Thái Bình”, Báo cáo chuyên đề khoa học đề tài KC-DL-94-15 năm 1996.
11. Viện Quy hoach thủy lợi, “Quy hoach phòng chống lũ đồng bằng sông Hồng”, Báo cáo tóm tắt dự án năm 2001.
12. Viện Quy hoạch Thủy lợi, “Quy hoạch thủy lợi lưu vực sơng Đáy, giai đoạn 1998 – 2010”, Báo cáo tóm tắt, năm 2002.
13. Viện Quy hoạch Thủy lợi, “Quy hoạch thủy lợi hệ thống thủy lợi sông Nhuệ”, báo cáo tổng hợp năm 2007.
14. Viện Quy hoạch Thủy lợi, “Tính tốn quy hoạch tiêu”, Báo cáo Dự án Quy hoạch thủy lợi hệ thống sông Nhuệ năm 2007.
15. Viện Quy hoạch Thủy lợi, “Tính tốn thủy lực”, Báo cáo Dự án Rà soát quy hoạch thủy lợi sông Nhuệ năm 2007.
16. Viện Quy hoạch Thủy lợi, “Nghiên cứu quy hoạch hành lang thoát lũ tồn tuyến sơng Hồng”, Báo cáo tổng hợp năm 2007.
17. Viện Quy hoạch Thủy lợi, “Quy hoạch phòng, chống lũ chi tiết của từng tuyến sơng có đê trên địa bàn thành phố Hà Nội”, Báo cáo tổng hợp dự án năm 2008.
18. Viện Quy hoạch Thủy lợi, “Quy hoạch chống lũ chi tiết của từng tuyến sơng có đê trên địa bàn thành phố Hà Nội đến năm 2020” , báo cáo dự án năm 2010
19. Vụ Tài Chính Kế tốn – Thống kê – Bộ Thủy Lợi, “Phòng chống lụt bão ở Việt Nam 1890-1990”. Nhà xuất bản thế giới, Hà Nội 1994.