Thạc Sĩ Xây dựng bản đồ ngập lụt vùng hạ lưu lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn.

LUẬN VĂN THẠC SỸ
NĂM 2013

MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH iv
DANH MỤC BẢNG . vi
MỞ ĐẦU 1
1. Đặt vấn đề 1
2. Mục tiêu và phương pháp . 2
3. Bố cục của luận văn . 3
Chương 1 - ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN VẤN ĐỀ NGẬP LỤT 4
1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn 4
1.1.1. Vị trí địa lý 4
1.1.2. Địa hình . 5
1.1.3. Địa chất . 6
1.1.4. Thổ nhưỡng . 7
1.1.5. Thực vật . 8
1.1.6. Mạng lưới sông suối . 8
1.2. Đặc điểm Khí tượng Thủy văn . 11
1.2.1. Điều kiện khí hậu . 11
1.2.2 Đặc điểm mưa và hình thế thời tiết gây mưa 15
1.2.3 Đặc điểm thủy văn . 18
1.2.4 Đặc điểm ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn . 22
1.2.5 Mạng lưới trạm Khí tượng Thủy văn và điện báo trên lưu vực hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn [10] . 28
1.3. Điều kiện kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu . 31

Chương 2 - CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT . 35
2.1. Tổng quan chung 35
2.1.1. Khái niệm về bản đồ ngập lụt 35
2.1.2 Các phương pháp xây dựng bản đồ ngập lụt . 36
2.1.3 Nguyên tắc xây dựng bản đồ ngập lụt . 37
2.2. Tổng quan về các mô hình thủy văn, thủy lực tính toán ngập lụt . 37
2.2.1. Các mô hình mưa – dòng chảy . 37
2.2.2. Các mô hình thủy lực[4] 39
2.3 Cơ sở lý thuyết bộ mô hình HEC 43
2.3.1 Mô hình HEC-HMS [17] 43
2.3.2 Mô hình HEC-RAS [18][19][20] . 53
2.4 Giới thiệu quy trình xây dựng bản đồ ngập lụt 58
2.4.1 Giới thiệu quy trình bài toán xây dựng bản đồ ngập lụt . 58
2.4.2 Giới thiệu hệ thống thông tin địa lý . 61
2.4.2 Các phương pháp GIS xây dựng bản đồ ngập lụt [4] . 62

Chương 3 - XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU . 64
3.1 Xây dựng cơ sở dữ liệu 64
3.1.1 Tài liệu địa hình . 64
3.1.2 Tài liệu Khí tượng Thủy văn 66
3.1.3 Tài liệu điều tra vết lũ 67
3.2 Ứng dụng mô hình thủy lực tính toán ngập lụt khu vực nghiên cứu . 68
3.2.1 Ứng dụng mô hình HEC-HMS mô phỏng dòng chảy từ mưa đến khu giữa trên 2 lưu vực sông Vu Gia và Thu Bồn 68
3.2.2 Nghiên cứu ứng dụng mô hình thủy lực HEC-RAS diễn toán quá trình lũ tại hạ lưu hệ thống sông 82
3.2.3 Nghiên cứu ứng dụng mô hình HEC-GEORAS mô phỏng ngập lụt vùng hạ lưu hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn 89
3.3 Tính toán ngập lụt theo kịch bản ứng với tần suất 1%, 5% và 10% . 95
3.4 Xây dựng bản đồ ngập lụt . 96
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 105
TÀI LIỆU THAM KHẢO 107

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề -hệ thống sông lớn ở vùng Duyên Hải Miền Trung, Thành ph Cửa Đại và Cửa Hàn. Thành phố Đà Nẵng và tỉnh Quảng Nam là hai tỉnh nằm trong vùng kinh tế trọng điểm Miền Trung, được Đảng và Nhà Nước quan tâm, tập trung đầu tư cao nhằm tạo điều kiện đẩy nhanh quá trình phát triển kinh tế- xã hội. Lưu vực nằm ở trung độ của đất nước, là đầu mối quan trọng của vùng có mạng lưới giao thông hàng không, đường sắt, đường bộ Bắc – Nam, lên Tây Nguyên, sang Lào, có cảng biển thuận tiện giao lưu quốc tế. Trong vùng có nhiều danh lam thắng cảnh, các khu công nghiệp đã và đang đi vào sử dụng và khai thác thu hút đầu tư trong, ngoài nước là những thuận lợi và cơ hội rất lớn cho phát triển nền kinh tế lưu vực. Tuy nhiên, do những đặc thù chung của Miền Trung, địa hình khá phức tạp, phần lớn là núi cao, bị chia cắt mạnh, độ dốc lớn, thời tiết khắc nghiệt, mưa lũ lớn tập trung trong thời gian ngắn, chất lượng thảm thực vật bị suy giảm, thiên tai bão lũ luôn xảy ra và có xu hướng ngày càng ác liệt với đặc trưng lũ cơ bản: Tần suất lớn, trung bình hàng năm có khoảng 3 – 4 trận lũ xuất hiện trên các sông, thời gian truyền lũ rất nhanh, ngập lụt xảy ra khi có mưa lớn chỉ sau từ 2 đến 8 giờ, cường suất lũ rất lớn và rất bất ổn định, thay đổi theo từng đoạn sông và từng trận lũ, biên độ lũ cao, trung bình từ 2 – 3 m, trong một số trận lũ đặc biệt lớn biên độ lũ có thể lên tới 4 – 5m, thời gian lũ lên rất ngắn từ 1 đến 3 ngày gây ra ngập lụt nghiêm trọng vùng hạ lưu. Lũ lụt miền Trung nói chung và lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn nói riêng là một trong những tai biến tự nhiên, thường xuyên đe dọa cuộc sống của người dân và sự phát triển kinh tế xã hội trong vùng. Trong những năm qua, thiên tai lũ lụt đã liên tiếp xảy ra ở lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn đã làm chết nhiều người và thiệt hại nhiều tỷ đồng . Hàng ngàn hộ dân phải di dời khỏi các vùng sạt lở, ngập lụt, hệ sinh thái môi trường các vùng cửa sông ven biển bị hủy hoại nghiêm trọng.
Nhằm mục tiêu giảm thiểu các thiệt hại do lũ lụt gây ra, đề xuất các phương án phòng tránh thông qua các cảnh báo về khả năng và diện tích ngập lụt ứng với các trận lũ khác nhau, nghiên cứu này tiến hành “Xây dựng bản đồ ngập lụt vùng hạ lưu lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn”. Kết quả của nghiên cứu sẽ là cơ sở quy hoạch phòng chống lũ cho lưu vực cũng như là tài liệu tham khảo tốt cho các nhà hoạch định chính sách và ra quyết định ở địa phương.
2. Mục tiêu và phương pháp Mục tiêu:
Xây dựng bản đồ ngập lụt vùng hạ lưu hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn ứng với các tần suất lũ thiết kế 1%, 5%, 10%. Phương pháp nghiên cứu: Thu thập bổ sung, xử lý số liệu thực đo Khí tượng Thủy văn, số liệu điều tra ngập lụt thực địa. Thống kê, phân tích hiện trạng lũ trong những năm lũ lớn để thiết lập bài toán xây dựng bản đồ ngập lụt. Phương pháp kế thừa nghiên cứu: Trong quá trình thực hiện, luận văn có, kết quả có liên quan đã được nghiên cứu trước đây của các tác giả, cơ quan và tổ chức khác. Những tài liệu và kết quả này là đặc biệt quan trọng trong việc định hướng, hiệu chỉnh và đánh giá trong quá trình nghiên cứu. Phương pháp ứng dụng mô hình toán: Dựa trên khả năng ứng dụng và sự phổ cập của các mô hình, trong đề tài này tác giả đề xuất sử dụng Bộ mô hình HEC do Trung tâm Thủy văn kỹ thuật quân đội Hoa Kỳ xây dựng. Bảng 1: Bộ mô hình được lựa chọn cho hệ thống