Nghiên cứu ứng dụng mô hình dự báo lũ cho sông Vu gia – Thu bồn

Lũ lụt xảy ra hàng năm ở miền Trung Việt Nam và thường xuyên gây tổn thất lớn về
người và của. Các lưu vực sông ở Miền Trung thường có hình tròn và địa hình rất dốc nên lũ thường lên xuống nhanh, quá trình lũ phức tạp nên việc dự báo lũ gặp rất nhiều khó khăn.

Trong nghiên cứu này tác giả đã sử dụng mô hình thủy văn HEC-HMS và mô hình thủy lực HEC- RAS để mô phỏng dự báo lũ cho sông Vu Gia – Thu Bồn thuộc tính Quảng Nam và Thành phố Đà Nẵng. Mô hình HEC-RAS được dùng để tính toán thủy lực hệ thống sông bao gồm hai nhánh sông chính là Thu Bồn từ trạm Nông Sơn ra đến cửa Đại tại Hội An và Vu Gia từ trạm Thành Mỹ ra đến cửa Hàn tai Đà Nẵng. Kết quả tính toán thủy lực sẽ được kết hợp với dữ liệu GIS bằng phần mềm HEC-GEORAS chạy trên nền Arcview GIS để tính toán xây dựng bản đồ ngập lụt.

Vùng hạ lưu được chia làm 15 ô chứa còn vùng không có trạm đo lưu lượng phía hạ lưu được chia làm 12 lưu vực phụ. Dòng chảy từ 12 lưu vực con này được tính toán bằng mô hình HEC-HMS. 12 lưu vực này cũng là 12 biên nhập lưu vào mô hình thủy lực HEC-RAS. Kết quả đầu ra của mô hình HEC-HMS là đầu vào của mô hình HEC-RAS và nó được kết nối tự động bằng file *.DSS.

Kết quả tính toán cho thấy, kết quả tối ưu mô hình HEC-HMS cho trận lũ năm 1998,1999 tại Nông Sơn và Thành Mỹ với EI đạt từ 0.85 đến 0.99. Kết quả tối ưu mô hình HEC-RAS tại Giao Thủy với EI từ 0.7 đến 0.95, và tại Ái Nghĩa với EI từ 0.72 đến 0.9. Kết quả này được áp dụng để tính toán cho trận lũ năm 2004 với kết quả EI đạt 0.88 tại Giao Thủy và tại Ái Nghĩa EI=0.92. Kết quả vùng ngập lụt dự đoán rất phù hợp với vùng ngập được xác định từ ảnh vệ tinh Landsat và kết quả điều tra tình hình ngập lụt năm 1999.

1. Giới thiệu chung nghiên cứu ứng dụng mô hình dự báo lũ cho sông Vu gia – Thu bồn

Miền Trung Việt Nam với 1200 km bờ biển trải dài từ Thanh Hóa đến Bình Thuận. Sông Vu Gia – Thu Bồn thuộc miền Trung Việt Nam có diện tích 10,350 km2 từ 107o 12’40’’, 14o57’07’’ to 108o44’18’’, 16o04’03’’ bao gồm thành phố Đà Nẵng, tỉnh Quảng Nam và một phần tỉnh Kom Tum. Hầu hết các sông suối thuộc hệ thống sông Vu Gia Thu Bồn đều ngắn và dốc nên lũ ở khu vực này lên xuống rất nhanh.

Một trong những nguyên nhân chính gây nên lũ lụt ở miền Trung là do mưa lớn ở thượng nguồn và vùng đồng bằng. Nguyên nhân gây mưa thường là do gió mùa Đông bắc hoặc bão, hoặc do gió mùa Đông bắc kết hợp với bão. Ngoài ra, lũ lớn kết hợp với triều cường cũng là một trong những nguyên nhân làm tình trạng ngập lũ ở vùng đồng bằng nghiêm trọng hơn. Đường quốc lộ 1A từ bắc vào Nam đi theo dọc ven biển miền Trung như một con đê ngăn nước lũ thoát ra biển cũng làm tình hình ngập lụt ở vùng đồng bằng trở lên nghiêm trọng hơn.

Công tác dự báo và cảnh báo lũ ở địa phương còn nhiều hạn chế, phương pháp dự báo theo xu thế vẫn là phổ biến nhất. Trong khi đó các sông suối miền Trung gần biển nên vùng hạ lưu ảnh hưởng của thủy triều. Ngoài ra sông Vu Gia – Thu Bồn được nối bởi nhánh sông Quảng Huế và nhiều nhánh sông suối nhỏ phía hạ lưu, nước thường xuyên trao đổi giữa hai sông này nên nên dự báo theo xu thế là rất khó chính xác.

Lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn
Lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn

Trong nghiên cứu này, tác giả tập trung nghiên cứu áp dụng một số mô hình thủy văn thủy lực có sẵn để dự báo lũ và cảnh báo ngập lụt cho vùng hạ lưu sông Vu Gia – Thu Bồn. Sơ đồ dưới đây sẽ trình bày tóm tắt về phương pháp nghiên cứu.

Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu

Trong nghiên cứu này, đầu tiên tất cả các dữ liệu như mưa, dòng chảy, mực nước, tài liệu địa hình…… sẽ được thu thập. Sau đó các tài liệu này sẽ được phân tích xử lý, lựa chọn để đưa vào mô hình toán. Đầu ra của mô hình thủy văn sẽ được liên kết tự động với các biên đầu vào của mô hình thủy lực HEC-RAS. Đầu ra của mô hình HEC-RAS cũng được liên kết với các phần mềm GIS để xây dựng bản đồ ngập lụt. Tất cả các mô hình đều được liên kết chặt chẽ với nhau, thuận tiện khi sử dụng.

2. Thiết lập mô hình dự báo

HEC-HMS sử dụng phương pháp chia nhỏ lưu vực đại biểu cho mỗi thành phần dòng chảy.Đối với mỗi thành phần dòng chảy, mô hình thấm ban đầu và thấm ổn định sẽ được sử dụng để tính tổn thất. Mô hình này gồm ba thông số, thấm ban đầu, thấm ổn định và phần trăm diện tích không thấm. Mô hình lũ đơn vị Snyder được sử dụng để tính toán thành phần dòng chảy mặt. Mô hình lũ đơn vị Snyder bao gồm hai thông số là Tp có ý nghĩa như là thời gian trễ của đỉnh mưa và đỉnh lũ,

Xem thêm tại đây:

Nguồn: Ths. Nguyễn Hoàng Sơn – Nghiên cứu ứng dụng mô hình dự báo lũ cho sông Vu gia – Thu bồn

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here