CHƯƠNG 3. ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BĐKH ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT TỈNH QUẢNG NGÃI
3.1. PHƯƠNG PHÁP VÀ MÔ HÌNH TOÁN SỬ DỤNG ĐỂ ĐÁNH GIÁ
3.1.3. Mô hình MIKE 11 –GIS
3.1.3.1.Giới thiệu chung
MIKE 11 GIS là một công cụ trình diễn và phân tích không gian kết quả tính toán của mô hình thủy lực 1 chiều sử dụng trong công tác quản lý lũ. Hệ thống MIKE 11 GIS tích hợp các công nghệ mô hình hóa hệ thống sông của MIKE 11 với khả năng phân tích không gian của ArcView GIS. MIKE 11 GIS là công cụ hỗ trợ ra quyết định lý tưởng trong công tác quản lý lũ bằng cách cung cấp một cách trực quan các tác động của lũ lên công đồng dân cư, hệ thống cơ sở hạ tầng, nông nghiệp, thủy sản và môi trường.
MIKE 11 GIS được xây dựng dựa trên việc trao đổi dữ liệu 2 chiều giữa MIKE 11 và ArcView:
MIKE 11 GIS xác định các hệ thống sông, profile mặt cắt ngang và quan hệ diện tích – cao độ của các khu chứa từ bản đồ địa hình DEM và xuất các kết quả này làm đầu vào cho mô hình MIKE 11.
MIKE 11 GIS lấy các kết quả tính toán mực nước và lưu lượng từ file kết quả của MIKE 11. Dựa trên những thông tin này, MIKE 11 GIS xây dựng bản đồ mực nước dạng grid và so sánh dữ liệu này với DEM địa hình lưu vực để xây dựng các bản đồ ngập lụt sau:
1. Bản đồ độ sâu ngập lụt (.FIM): Là các bản đồ mô tả độ sâu ngập lụt tại mỗi ô lưới ứng với 1 profile mực nước xác định
2. Bản đồ khoảng thời gian ngập lụt (.FCM): Là các bản đồ cho phép xác định tại mỗi ô lưới thời gian bị ngập sâu trong nước là bao nhiêu thời gian.
3. Bản đồ so sánh (.FDM): Là các bản đồ minh họa sự khác nhau giữa 2 bản đồ độ sâu ngập lụt ứng với 1 profile mực nước xác định
Các bản đồ ngập lụt sử dụng các kết quả mô phỏng của mô hình thủy lực MIKE 11. Chúng có thể được thể hiện tức thời tại từng thời điểm hoặc giá trị lớn nhất của trận lũ. Dựa trên kết quả phân tích các giá trị cực hạn của kết quả mô phỏng của MIKE 11, các bản đồ nguy cơ ngập lụt với các tần xuất 10, 100, 500 năm và lũ cực hạn có thể được thiết lập.
Dưới đây sẽ trình bày cụ thể đầu vào và đầu ra của MIKE 11 GIS (Hình 3.5).
Hình 3.5. Sơ đồ xây dựng bản đồ chuyên đề dựa trên sự kết hợp hai mô hình MIKE 11 và MIKE 11 GIS
3.1.3.2.Áp dụng mô hình MIKE 11 GIS xây dựng bản đồ ngập lụt Dữ liệu đầu vào của mô hình Mike 11 GIS bao gồm:
1) Bản đồ số hóa độ cao (DEM): Được xây dựng từ bản đồ địa hình tỉ lệ 1: 50 000 được Trung tâm thông tin (nay là Cục Thông tin) bộ Tài nguyên Môi trường cung cấp.
Từ bản đồ trên qua phần mềm GIS mà cụ thể là phần mềm Microstation, Mapinfo, Arcview, ArcGis tiến hành gắn thuộc tính, chuẩn hóa hệ tọa độ, ghép nối lớp thông tin và tiến hành thành lập bản đồ cao độ số (DEM).
2) Kết quả tính toán thủy lực từ mô hình Mike 11 cho dưới dạng file *.res11 thể hiện cao độ mực nước tại các mặt cắt theo thời gian. Kết quả này sẽ nhập tự động vào cơ sở dữ liệu trong MIKE 11GIS và thông qua một số thao tác tiến hành
Bản đồ ngập lụt
Bản đồ nguy cơ
Bản đồ thời gian
Thiệt hại ngập lụt
Thiết kế công trình Mạng sông MIKE
+ +
MIKE 11 GIS
+
Kết quả tính MIKE 11 Địa hình lưu vực
thành lập bản đồ ngập lụt theo thời gian hoặc lớn nhất tùy theo người sử dụng lựa chọn.
Các bước xây dựng bản đồ ngập lụt được thực hiện theo sơ đồ khốiHình 3.6.
Hình 3.6. Sơ đồ các bước xây dựng BĐNL bằng mô hình MIKE 11 và MIKE 11 GIS
Từcác số liệu đầu vào ở bên trên và sử dụng bản đồ DEM địa hình lưu vực nghiên cứu (Tỉnh Quảng Ngãi) và kết quả tính toán đầu ra của mô hình MIKE 11 ứng vớitrận lũ năm 1999, mô hình Mike 11 GIS đã tính toán và đưa ra diện tíchngập lớn nhất ứng với các kịch bản nước biển dâng như Bảng 3.5và các bản đồ ngập lụt cho tỉnh Quảng NgãinhưHình 3.7
• Tạo một Project mới.
• Nhận số liệu từ MIKE 11 GIS.
• Bổ sung thông tin về các công trình và số liệu về dòng chảy.
• Tính toán thuỷ văn, thuỷ lực.
Chạy MIKE 11 Tạo file đầu vào cho mô
hình MIKE 11
No Giảm kích
th−ớc ô l−ới Yes
Yes Khởi động MIKE 11 GIS
DEM Module
• Nhập dữ liệu về địa hình.
• Nhập dữ liệu mặt cắt ngang.
• Xác định tham số của các ô lưới.
• Tạo các lớp đường hoặc vùng để xác
định các ô chứa, đê hoặc đường giao thông…
• Điều chỉnh cao độ phù hợp cho của các lớp vừa tạo.
TD Module (Mô dun địa hình)
• Tạo và xuất số liệu mặt cắt.
• Tạo và xuất quan hệ diện tích - cao độ của các khu chứa.
Có đủ mặt cắt không
? No
Yes FM Module
• Nhập file kết quả của MIKE 11.
• Tạo lưới bản đồ ngập lụt.
Diện tích ngập lụt có đúng ko?
Yes
Bản đồ có chi tiết không?
Bản đồ ngập Có đủ mặt lụt
cắt không No
No
Bảng 3.5. Diện tích ngập lớn nhất ứng với các kịch bản NBD Kịch bản Diện tích ngập
toàn bộ (ha)
Diện tích bị ngập sâu (ha)
>=1m >=2m >=3m >=4m >=5m
1999 59366 52508 44346 36388 28695 21955
1999+25cm 59461 53290 44455 36360 28705 21970 1999+50cm 59597 53260 44484 36362 28725 21985 1999+75cm 59724 53447 44466 36383 28787 22003 1999+100cm 59821 53225 44456 36369 28797 22015
Hình 3.7. Bản đồ ngập lụt lớn nhất tỉnh Quảng Ngãi năm 1999