Thạc Sĩ Ứng dụng mô hình thủy lực một và hai chiều kết hợp HDM xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu sông Cái Nha

LUẬN VĂN THẠC SỸ
NĂM 2013

MỞ ĐẦU Trang
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT . 9
1.1 KHÁI NIỆM NGẬP LỤT 9
1.1.1 Khái niềm về ngập lụt . 9
1.1.2 Mục đích xây dựng bản đồ ngập lụt 10
1.2 GIỚI THIỆU MỘT SỐ MÔ HÌNH NGẬP LỤT 10
1.2.1 Mô hình HDM 10
1.2.2 Mô hình MIKE FLOOD WATCH . 11
1.2.3 Mô hình MIKE FLOOD . 12
1.2.4 Mô hình NK-GIAS . 14
CHƯƠNG 2: ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ
HỘI LƯU VỰC SÔNG CÁI NHA TRANG
.

2.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN 15
2.1.1 Vị trí địa lý 15
2.1.2 Địa hình 15
2.1.3 Đặc điểm địa chất, thổ nhưỡng, lớp phủ thực vật 17
2.1.4 Đặc điểm khí hậu, thủy văn 19
2.2. ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI . 21
2.2.1. Tình hình kinh tế 21
2.2.2. Tình hình xã hội 23

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH HDM 24
3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT . 24
3.1.1 Mô hình một chiều trong sông 25
3.1.2 Mô hình hai chiều trong vùng ngập . 27
3.1.3 Ghép nối mô hình một chiều và hai chiều . 28
3.2 YÊU CẦU CỦA MÔ HÌNH . 29
3.2.1 Yêu cầu về mô phỏng . 29
3.2.2 Yêu cầu về số liệu . 30

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH HDM XÂY DỰNG BẢN ĐỒ
NGẬP LỤT HẠ LƯU SÔNG CÁI NHA TRANG 32
4.1 TÍNH TOÁN SỐ LIỆU ĐẦU VÀO . 32
4.1.1 Tính toán số liệu địa hình 32
4.1.2 Tính toán số liệu quan trắc đồng bộ 38
4.1.3 Tính toán số liệu cho các kịch bản ngập 40
4.2 HIỆU CHỈNH MÔ HÌNH . 44
4.2.1 Lựa chọn thông số ban đầu . 45
4.2.2 Mục tiêu hiệu chỉnh . 45
4.2.3 Chạy mô hình toán 46
4.2.4 Kết quả tối ưu hóa mô hình 47
4.3 KIỂM ĐỊNH MÔ HÌNH . 50
4.3.1 Số liệu kiểm định 50
4. 3.2 Kết quả kiểm định 52
4.4 KẾT QUẢ XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT . 55
4.4.1 Đặc điểm ngập lụt hạ lưu sông Cái Nha Trang 55
4.4.2 Ứng dụng bản đồ ngập lụt 58
4.4.3 Chương trình cảnh báo ngập lụt 59
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ . 63
TÀI LIỆU THAM KHẢO 65
PHỤ LỤC . 66

MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây tình hình thủy văn diễn biến phức tạp, các trận lũ
đặc biệt lớn, cường suất lũ lên nhanh xảy ra trên hầu hết các sông khu vực Miền
Trung. Các trận lũ những năm gần đây có xu thế ngày càng gia tăng về số lượng và
mức độ thiệt hại, đặc biệt trong các năm 1993,1999, 2003, 2009 trên nhiều sông khu
vực Miền Trung đã xuất hiện lũ lịch sử gây hậu quả vô cùng nghiêm trọng về tính
mạng, tài sản và môi trường sinh thái. Lũ lụt khu vực Miền Trung thường xuất hiện
bất ngờ, dồn dập, cường suất lũ lên nhanh, rút nhanh gây khó khăn trong công tác
phòng chống và hậu quả rất nghiêm trọng.
Khánh Hòa là một tỉnh thuộc khu vực Nam Trung Bộ, hàng năm cũng chịu
thiệt hại nặng nề do bão lũ gây ra. Trung bình Khánh Hòa chịu ảnh hưởng của 0,4
cơn bão và từ 4 - 5 trận lũ mỗi năm, các hiện tượng thời tiết thủy văn nguy hiểm
này đã gây thiệt hại rất lớn về người và tài sản. Điển hình gần đây nhất là cơn bão
số 11 (đầu tháng 11 năm 2009) đã gây thiệt hại khoảng 450 tỷ đồng và đợt mưa cuối
tháng 10 đầu tháng 11 năm 2010 đã gây hại khoảng gần 300 tỷ đồng.
Sông Cái Nha Trang là con sông lớn nhất của tỉnh Khánh Hòa, với diện tích
lưu vực khoảng 2000 km2, hạ lưu có thành phố Nha Trang là trung tâm kinh tế của
khu vực Nam Trung Bộ và Tây Nguyên. Những thiệt hại do mưa lũ lớn xảy ra trên
địa bàn tỉnh Khánh Hòa phần lớn thuộc về lưu vực sông Cái Nha Trang. Để giảm
nhẹ những thiệt hại do lũ lụt gây ra và đề xuất được những phương án thích hợp cho
từng vùng, từng khu vực trong việc di dời, ứng cứu thì cần phải có thông tin về mức
độ ngập lụt, phạm vi ngập lụt tại từng vùng, từng địa phương cụ thể. Vì vậy đề tài
”Ứng dụng mô hình thủy lực một và hai chiều kết hợp HDM xây dựng bản đồ ngập
lụt hạ lưu sông Cái Nha Trang” sẽ góp phần lớn đáp ứng yêu cầu phòng chống lũ lụt
cho người dân và chính quyền địa phương nhằm giảm thiểu đến mức thấp nhất thiệt
hại do lũ lụt gây ra.
Đề tài nghiên cứu trong luận văn là một phần nội dung trong dự án “Lập bản
đồ ngập lụt lưu vực sông Dinh Ninh Hòa và sông Cái Nha Trang”, các số liệu, dữ
liệu của luận văn được kế thừa từ dự án này. Học viên thực hiện đề tài của luận văn
là thư ký của dự án và trực tiếp chạy mô hình HDM để lập bản đồ ngập lụt. Sản
phẩm của dự án đã được chuyển giao cho BCH PCLB các cấp ở địa phương từ năm
2011 và đến năm 2013 đã được UBND tỉnh Khánh Hòa đồng ý cho cập nhật bổ
sung. Sản phẩm của đề tài đã được sử dụng có hiệu quả ở địa phương không chỉ
trong công tác PCLB mà còn đối với công tác quy hoạch vùng sản xuất, thiết kế thi
công các công trình giao thông, thủy lợi.
Sau một thời gian nghiên cứu và ứng dụng mô hình thủy lực 1 và 2 chiều kết
hợp HDM trong việc xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu sông Cái Nha Trang tỉnh
Khánh Hòa. Học viên báo cáo kết quả đạt được trong luận văn với bố cục gồm 4
chương cùng với phần mở đầu, kết luận, phụ lục và tài liệu tham khảo:
Chương 1: Tổng quan về xây dựng bản đồ ngập lụt
Chương 2: Điều kiện địa lý tự nhiên và kinh tế xã hội lưu vực sông Cái Nha Trang.
Chương 3: Cơ sở lý thuyết mô hình HDM
Chương 4: Ứng dụng mô hình HDM xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu sông
Cái Nha Trang.