LUẬN VĂN THẠC SĨ: XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT HẠ DU HỒ CHỨA NƯỚC ĐỊNH BÌNH, TỈNH BÌNH ĐỊNH TRONG TÌNH HUỐNG XẢ LŨ KHẨN CẤP

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------------------

HUỲNH TỰ HIẾU

XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT HẠ DU HỒ CHỨA NƯỚC
ĐỊNH BÌNH, TỈNH BÌNH ĐỊNH TRONG TÌNH HUỐNG
XẢ LŨ KHẨN CẤP

LUẬN VĂN THẠC SỸ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY

Đà Nẵng- Năm 2017-


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------------------

HUỲNH TỰ HIẾU

XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT HẠ DU HỒ CHỨA NƯỚC
ĐỊNH BÌNH, TỈNH BÌNH ĐỊNH TRONG TÌNH HUỐNG
XẢ LŨ KHẨN CẤP

Chuyên ngành: Xây dựng cơng trình thủy
Mã số: 60.58.02.02

LUẬN VĂN THẠC SỸ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY

Người hướng dẫn khoa học: TS. Võ Ngọc Dương

Đà Nẵng - Năm 2017-


i

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng
bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.

Tác giả luận văn

Huỳnh Tự Hiếu


ii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN................................................................................................I
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................VIII
MỞ ĐẦU..............................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VẤN ĐỀ
NGẬP LỤT Ở HẠ DU HỒ CHỨA NƯỚC ĐỊNH BÌNH.................................4
1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên khu vực nghiên cứu...........................................4
1.1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên:...........................................................................4
1.1.2. Điều kiện khí tượng, thủy văn:....................................................................6
1.1.3. Tài nguyên thiên nhiên.............................................................................11

1.2. Điều kiện kinh tế xã hội..........................................................................12
1.2.1. Tình hình dân sinh kinh tế........................................................................12
1.2.2. Tình hình sản xuất nông nghiệp...............................................................15
1.2.3. Cơ sở hạ tầng:...........................................................................................19
1.3. Vấn đề ngập lụt ở khu vực nghiên cứu....................................................20
1.3.1. Hiện trạng ngập lụt và thiệt hại:...............................................................20
1.3.2. Các trận lụt lịch sử:...................................................................................22
1.4. Hồ chứa nước Định Bình........................................................................23
1.4.1 Tổng quan:.................................................................................................23
1.4.2. Vai trị của Hồ chứa nước Định Bình trong điều tiết dịng chảy lũ ở hạ lưu
sông Kôn:.............................................................................................................24
CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG CÁC KỊCH BẢN XẢ LŨ KHẨN CẤP.............25
2.1. Xây dựng các tình huống xả lũ khẩn cấp................................................25
2.2. Mơ hình thủy văn....................................................................................26
2.2.1. Tổng quan:................................................................................................26
2.2.2. Hiện trạng cơ sở dữ liệu phục vụ tính tốn..............................................30
2.2.3. Xây dựng và hiệu chỉnh mơ hình:............................................................34
2.2.4. Mơ phỏng dịng chảy tương ứng với các kịch bản xả lũ khẩn cấp...........38


iii

2.3. Phân tích kết quả - Xác định dịng chảy tương ứng với các tình huống xả lũ
khẩn cấp...........................................................................................................40
CHƯƠNG 3 : MƠ PHỎNG NGẬP LỤT TRONG TÌNH HUỐNG XẢ LŨ
KHẨN CẤP........................................................................................................44
3.1. Mơ hình thủy lực:....................................................................................44
3.1.1. Mơ hình một chiều ( mike 11)..................................................................44
3.2. Hiện trạng cơ sở dữ liệu phục vụ tính tốn.............................................48
3.3. Xây dựng mơ hình...................................................................................50

3.3.1. Xây dựng mơ hình một chiều...................................................................50
3.4. Mô phỏng ngập lụt ứng với các kịch bản xả lũ khẩn cấp........................56
3.5. Phân tích kết quả.....................................................................................57
CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT KHU VỰC.....................66
NGHIÊN CỨU..................................................................................................66
4.1.Giới thiệu quy trình xây dựng bản đồ ngập lụt kết hợp công cụ GIS......66
4.1.1. Khái niệm hệ thống thông tin địa lý (GIS):..............................................66
4.1.2.Các phương pháp GIS xây dựng bản đồ ngập lụt:.....................................66
4.1.3. Xây dựng, quản lý cơ sở dữ liệu:..............................................................66
4.2. Xây dựng bản đồ ngập lụt bằng công nghệ GIS......................................67
4.2.1. Bản đồ ngập lụt:........................................................................................67
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..........................................................................70
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................72
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN..................................................73
PHẦN MỞ RỘNG LUẬN VĂN......................................................................80
PHẦN MỞ RỘNG 1: XÂY DỰNG CÁC KỊCH BẢN VỠ ĐẬP..................80
1.1. Xây dựng các tình huống vỡ đập:............................................................80
1.2. Mơ phỏng dịng chảy tương ứng với các kịch bản xả lũ vỡ đập:................85
1.3. Phân tích kết quả - Xác định dịng chảy tương ứng với các tình huống vỡ
đập

86


iv

PHẦN MỞ RỘNG 2 : PHÂN TÍCH LỰA CHỌN VẾT VỠ TƯƠNG ỨNG
VỚI CÁC TÌNH HUỐNG VỠ ĐẬP.................................................................87
2.1. Kết cấu đập dâng hồ chứa nước Định Bình :..........................................87
2.1.1. Tiêu chuẩn, quy phạm áp dụng.................................................................87

2.1.2. Mục đích...................................................................................................88
2.1.3. Các tài liệu phục vụ tính tốn...................................................................88
2.2. Các trường hợp tính.................................................................................88
2.3. Phân tích kết quả và lựa chọn vết vỡ:....................................................101
PHẦN MỞ RỘNG 3 : MƠ PHỎNG NGẬP LỤT TRONG TÌNH HUỐNG
VÀ VỠ ĐẬP.....................................................................................................103
3.1. Hiện trạng cơ sở dữ liệu phục vụ tính tốn...........................................103
3.3. Xây dựng mơ hình.................................................................................104
3.3.1. Xây dựng mơ hình một chiều.................................................................104
3.4. Mơ phỏng ngập lụt ứng với các kịch bản vỡ đập:.................................105
4.5. Phân tích kết quả...................................................................................106
PHẦN MỞ RỘNG 4: XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT KHU VỰC
NGHIÊN CỨU ỨNG VỚI TRƯỜNG HỢP VỠ ĐẬP..................................114
4.1.Giới thiệu quy trình xây dựng bản đồ ngập lụt kết hợp công cụ GIS.....114
4.1.1. Khái niệm hệ thống thông tin địa lý (GIS):............................................114
4.1.2.Các phương pháp GIS xây dựng bản đồ ngập lụt:...................................114
4.1.3. Xây dựng, quản lý cơ sở dữ liệu:............................................................114
4.2. Xây dựng bản đồ ngập lụt bằng công nghệ GIS....................................115
4.2.1. Bản đồ ngập lụt:......................................................................................115


v

TÓM TẮT LUẬN VĂN
XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT HẠ DU HỒ CHỨA NƯỚC ĐỊNH BÌNH,
TỈNH BÌNH ĐỊNH TRONG TÌNH HUỐNG XẢ LŨ KHẨN CẤP.
Học viên:Huỳnh Tự Hiếu. Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng cơng trình thủy
Mã số: 60.58.02.02. Khóa:2015-2017. Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN.
Tóm tắt - Hồ Định Bình là hồ chứa nhân tạo lớn nhất Bình định- một vùng
duyên hải của VN. Với chiều dài 612m và cao 54m, cấu trúc này có thể chứa đến

226.106 m3 nước. Nó cung cấp nguồn nước tưới tiêu cho hơn 30.000ha và cung cấp
nước cho 800000 người. Tuy nhiên, nằm ở thượng nguồn hệ thống sông kôn, nơi thiên
tai lũ lụt thường xuyên xảy ra và nghiêm trọng, hoạt động của hồ Định Bình chứa
nhiều rủi ro tiềm ẩn đối với hạ lưu. Với mục đích đánh giá các rủi ro tiềm ẩn, nghiên
cứu được thực hiện bằng cách mô phỏng các giả thiết khác nhau của vấn đề đập tràn
cũng như các hiện tượng xả lũ khẩn cấp và vỡ đập. Mơ hình hóa dựa trên mơ hình
MIKE và ArcGis được hy vọng cung cấp những điều cơ bản hữu ích cho chính quyền
địa phương để giảm thiểu các tác động bất ngờ từ xây dựng hồ Định Bình.
Từ khóa – hồ Định Bình, mơ phỏng xả lũ, mơ phỏng vỡ đập, mơ hình Mike, mơ hình
ArcGis.

BUILDING OF OF FLOOD MAPPING IN THE DOWNSTREAM OF
THE DINH BINH RESERVOIR, BINH DINH PROVINECE IN CASE
OF EMERGENCY FLOODING
Abstract- Dinh Binh is the largest artificial reservoir of Binh Dinh Province
- a Vietnam coastal area. With 612m in length and 54m in height, this structure has a
capacity to store up to 226.106 m3 of water. It is expected to provide irrigation for
more than 30.000 ha and supply water for 800.000 people. However, due to located in
upstream of Kon river system where flood disaster occurs frequently and severely, the
Dinh Binh dam operation contains many potential risks for downstream. With the aim
of evaluating potential risks, the study is carried out by simulating different spillway
operated scenarios as well as emergency flooding and dambreak phenomena. The
modeling realized based on MIKE (DHI) and ARCGIS model is hoped to provide
useful basics for local authority to mitigate unexpected impacts from Dinh Binh
construction.
Key words - Dinh Binh reservoir, flood simulation, dambreak simulation,
MIKE model, ARCGIS model.


vi

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CÁC CHỮ VIẾT TẮT
TCKT

:Tiêu chuẩn kỹ thuật

TCTL

:Tiêu chuẩn thủy lợi

GDP

: Cơ cấu sản phẩm

KTTV

: Khí tượng thủy văn

MNDBT

: Mực nước dâng bình thường

MNLTK

: Mực nước lũ thiết kế

MNC

: Mực nước chết

MNLKT

: Mực nước lũ kiểm tra

MNHL

: Mực nước hạ lưu

BNN

: Bộ Nông nghiệp

TT

: Thứ tự

TCN

: Tiêu chuẩn ngành

KB

: Kịch bản

PTHH

: Phần tử hữu hạn

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

PMF

: Lũ cực hạn

QL

: Quốc lộ

THTT

: Trường hợp tính tốn

RCC

: Bê tơng đầm lăng


vii

CÁC KÝ HIỆU
F

: Diện tích lưu vực (Km2)

P%

: Tần suất

Q

: Lưu lượng

t

: Thời gian

Qp%

: Lưu lượng tương ứng với từng tần suất

Vc

: Thể tích chết

VMNDBT

: Thể tích mực nước dâng bình thường

X

: Lượng mưa năm

Znc

: Lượng bốc hơi đo bằng mực nước

Z

: Mực nước

U

: Lượng ẩm

Wtb

: Dung tích tồn bộ.

Qđh

: Lưu lượng điển hình

R

: Hệ số NASH

RMSE

: Sai số tuyệt đối từng cặp giá trị

E

: Sai số tương quan về từng cặp


viii

DANH MỤC CÁC BẢNG
LỜI CAM ĐOAN................................................................................................I
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................VIII
MỞ ĐẦU..............................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VẤN ĐỀ
NGẬP LỤT Ở HẠ DU HỒ CHỨA NƯỚC ĐỊNH BÌNH.................................4
1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên khu vực nghiên cứu...........................................4
1.1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên:...........................................................................4
1.1.2. Điều kiện khí tượng, thủy văn:....................................................................6
1.1.3. Tài nguyên thiên nhiên.............................................................................11
1.2. Điều kiện kinh tế xã hội..........................................................................12
1.2.1. Tình hình dân sinh kinh tế........................................................................12
1.2.2. Tình hình sản xuất nông nghiệp...............................................................15
1.2.3. Cơ sở hạ tầng:...........................................................................................19
1.3. Vấn đề ngập lụt ở khu vực nghiên cứu....................................................20
1.3.1. Hiện trạng ngập lụt và thiệt hại:...............................................................20
1.3.2. Các trận lụt lịch sử:...................................................................................22
1.4. Hồ chứa nước Định Bình........................................................................23
1.4.1 Tổng quan:.................................................................................................23
1.4.2. Vai trị của Hồ chứa nước Định Bình trong điều tiết dịng chảy lũ ở hạ lưu
sông Kôn:.............................................................................................................24
CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG CÁC KỊCH BẢN XẢ LŨ KHẨN CẤP.............25
2.1. Xây dựng các tình huống xả lũ khẩn cấp................................................25
2.2. Mơ hình thủy văn....................................................................................26
2.2.1. Tổng quan:................................................................................................26
2.2.2. Hiện trạng cơ sở dữ liệu phục vụ tính tốn..............................................30
2.2.3. Xây dựng và hiệu chỉnh mơ hình:............................................................34


ix

2.2.4. Mơ phỏng dịng chảy tương ứng với các kịch bản xả lũ khẩn cấp...........38
2.3. Phân tích kết quả - Xác định dịng chảy tương ứng với các tình huống xả lũ
khẩn cấp...........................................................................................................40
CHƯƠNG 3 : MÔ PHỎNG NGẬP LỤT TRONG TÌNH HUỐNG XẢ LŨ
KHẨN CẤP........................................................................................................44
3.1. Mơ hình thủy lực:....................................................................................44
3.1.1. Mơ hình một chiều ( mike 11)..................................................................44
3.2. Hiện trạng cơ sở dữ liệu phục vụ tính tốn.............................................48
3.3. Xây dựng mơ hình...................................................................................50
3.3.1. Xây dựng mơ hình một chiều...................................................................50
3.4. Mơ phỏng ngập lụt ứng với các kịch bản xả lũ khẩn cấp........................56
3.5. Phân tích kết quả.....................................................................................57
CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT KHU VỰC.....................66
NGHIÊN CỨU..................................................................................................66
4.1.Giới thiệu quy trình xây dựng bản đồ ngập lụt kết hợp công cụ GIS......66
4.1.1. Khái niệm hệ thống thông tin địa lý (GIS):..............................................66
4.1.2.Các phương pháp GIS xây dựng bản đồ ngập lụt:.....................................66
4.1.3. Xây dựng, quản lý cơ sở dữ liệu:..............................................................66
4.2. Xây dựng bản đồ ngập lụt bằng công nghệ GIS......................................67
4.2.1. Bản đồ ngập lụt:........................................................................................67
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..........................................................................70
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................72
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN..................................................73
PHẦN MỞ RỘNG LUẬN VĂN......................................................................80
PHẦN MỞ RỘNG 1: XÂY DỰNG CÁC KỊCH BẢN VỠ ĐẬP..................80
1.1. Xây dựng các tình huống vỡ đập:............................................................80
1.2. Mơ phỏng dịng chảy tương ứng với các kịch bản xả lũ vỡ đập:................85
1.3. Phân tích kết quả - Xác định dịng chảy tương ứng với các tình huống vỡ
đập

86


x

PHẦN MỞ RỘNG 2 : PHÂN TÍCH LỰA CHỌN VẾT VỠ TƯƠNG ỨNG
VỚI CÁC TÌNH HUỐNG VỠ ĐẬP.................................................................87
2.1. Kết cấu đập dâng hồ chứa nước Định Bình :..........................................87
2.1.1. Tiêu chuẩn, quy phạm áp dụng.................................................................87
2.1.2. Mục đích...................................................................................................88
2.1.3. Các tài liệu phục vụ tính tốn...................................................................88
2.2. Các trường hợp tính.................................................................................88
2.3. Phân tích kết quả và lựa chọn vết vỡ:....................................................101
PHẦN MỞ RỘNG 3 : MƠ PHỎNG NGẬP LỤT TRONG TÌNH HUỐNG
VÀ VỠ ĐẬP.....................................................................................................103
3.1. Hiện trạng cơ sở dữ liệu phục vụ tính tốn...........................................103
3.3. Xây dựng mơ hình.................................................................................104
3.3.1. Xây dựng mơ hình một chiều.................................................................104
3.4. Mơ phỏng ngập lụt ứng với các kịch bản vỡ đập:.................................105
4.5. Phân tích kết quả...................................................................................106
PHẦN MỞ RỘNG 4: XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT KHU VỰC
NGHIÊN CỨU ỨNG VỚI TRƯỜNG HỢP VỠ ĐẬP..................................114
4.1.Giới thiệu quy trình xây dựng bản đồ ngập lụt kết hợp công cụ GIS.....114
4.1.1. Khái niệm hệ thống thông tin địa lý (GIS):............................................114
4.1.2.Các phương pháp GIS xây dựng bản đồ ngập lụt:...................................114
4.1.3. Xây dựng, quản lý cơ sở dữ liệu:............................................................114
4.2. Xây dựng bản đồ ngập lụt bằng công nghệ GIS....................................115
4.2.1. Bản đồ ngập lụt:......................................................................................115

xi


xii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
LỜI CAM ĐOAN................................................................................................I
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................VIII
MỞ ĐẦU..............................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VẤN ĐỀ
NGẬP LỤT Ở HẠ DU HỒ CHỨA NƯỚC ĐỊNH BÌNH.................................4
1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên khu vực nghiên cứu...........................................4
1.1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên:...........................................................................4
1.1.2. Điều kiện khí tượng, thủy văn:....................................................................6
1.1.3. Tài nguyên thiên nhiên.............................................................................11
1.2. Điều kiện kinh tế xã hội..........................................................................12
1.2.1. Tình hình dân sinh kinh tế........................................................................12
1.2.2. Tình hình sản xuất nơng nghiệp...............................................................15
1.2.3. Cơ sở hạ tầng:...........................................................................................19
1.3. Vấn đề ngập lụt ở khu vực nghiên cứu....................................................20
1.3.1. Hiện trạng ngập lụt và thiệt hại:...............................................................20
1.3.2. Các trận lụt lịch sử:...................................................................................22
1.4. Hồ chứa nước Định Bình........................................................................23
1.4.1 Tổng quan:.................................................................................................23
1.4.2. Vai trị của Hồ chứa nước Định Bình trong điều tiết dịng chảy lũ ở hạ lưu
sông Kôn:.............................................................................................................24
CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG CÁC KỊCH BẢN XẢ LŨ KHẨN CẤP.............25
2.1. Xây dựng các tình huống xả lũ khẩn cấp................................................25
2.2. Mơ hình thủy văn....................................................................................26

2.2.1. Tổng quan:................................................................................................26
Hình2.2 : Q trình thủy văn của mơ hình SWAT.......................................................30

2.2.2. Hiện trạng cơ sở dữ liệu phục vụ tính tốn..............................................30
2.2.3. Xây dựng và hiệu chỉnh mơ hình:............................................................34
2.2.4. Mơ phỏng dịng chảy tương ứng với các kịch bản xả lũ khẩn cấp...........38


xiii

2.3. Phân tích kết quả - Xác định dịng chảy tương ứng với các tình huống xả lũ
khẩn cấp...........................................................................................................40
CHƯƠNG 3 : MƠ PHỎNG NGẬP LỤT TRONG TÌNH HUỐNG XẢ LŨ
KHẨN CẤP........................................................................................................44
3.1. Mơ hình thủy lực:....................................................................................44
3.1.1. Mơ hình một chiều ( mike 11)..................................................................44
3.2. Hiện trạng cơ sở dữ liệu phục vụ tính tốn.............................................48
3.3. Xây dựng mơ hình...................................................................................50
3.3.1. Xây dựng mơ hình một chiều...................................................................50
3.4. Mô phỏng ngập lụt ứng với các kịch bản xả lũ khẩn cấp........................56
3.5. Phân tích kết quả.....................................................................................57
CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT KHU VỰC.....................66
NGHIÊN CỨU..................................................................................................66
4.1.Giới thiệu quy trình xây dựng bản đồ ngập lụt kết hợp công cụ GIS......66
4.1.1. Khái niệm hệ thống thông tin địa lý (GIS):..............................................66
4.1.2.Các phương pháp GIS xây dựng bản đồ ngập lụt:.....................................66
4.1.3. Xây dựng, quản lý cơ sở dữ liệu:..............................................................66
4.2. Xây dựng bản đồ ngập lụt bằng công nghệ GIS......................................67
4.2.1. Bản đồ ngập lụt:........................................................................................67
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..........................................................................70

TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................72
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN..................................................73
PHẦN MỞ RỘNG LUẬN VĂN......................................................................80
PHẦN MỞ RỘNG 1: XÂY DỰNG CÁC KỊCH BẢN VỠ ĐẬP..................80
1.1. Xây dựng các tình huống vỡ đập:............................................................80
1.2. Mơ phỏng dịng chảy tương ứng với các kịch bản xả lũ vỡ đập:................85
1.3. Phân tích kết quả - Xác định dịng chảy tương ứng với các tình huống vỡ
đập

86


xiv

PHẦN MỞ RỘNG 2 : PHÂN TÍCH LỰA CHỌN VẾT VỠ TƯƠNG ỨNG
VỚI CÁC TÌNH HUỐNG VỠ ĐẬP.................................................................87
2.1. Kết cấu đập dâng hồ chứa nước Định Bình :..........................................87
2.1.1. Tiêu chuẩn, quy phạm áp dụng.................................................................87
2.1.2. Mục đích...................................................................................................88
2.1.3. Các tài liệu phục vụ tính tốn...................................................................88
2.2. Các trường hợp tính.................................................................................88
2.3. Phân tích kết quả và lựa chọn vết vỡ:....................................................101
PHẦN MỞ RỘNG 3 : MƠ PHỎNG NGẬP LỤT TRONG TÌNH HUỐNG
VÀ VỠ ĐẬP.....................................................................................................103
3.1. Hiện trạng cơ sở dữ liệu phục vụ tính tốn...........................................103
3.3. Xây dựng mơ hình.................................................................................104
3.3.1. Xây dựng mơ hình một chiều.................................................................104
3.4. Mơ phỏng ngập lụt ứng với các kịch bản vỡ đập:.................................105
4.5. Phân tích kết quả...................................................................................106
PHẦN MỞ RỘNG 4: XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT KHU VỰC

NGHIÊN CỨU ỨNG VỚI TRƯỜNG HỢP VỠ ĐẬP..................................114
4.1.Giới thiệu quy trình xây dựng bản đồ ngập lụt kết hợp công cụ GIS.....114
4.1.1. Khái niệm hệ thống thông tin địa lý (GIS):............................................114
4.1.2.Các phương pháp GIS xây dựng bản đồ ngập lụt:...................................114
4.1.3. Xây dựng, quản lý cơ sở dữ liệu:............................................................114
4.2. Xây dựng bản đồ ngập lụt bằng công nghệ GIS....................................115
4.2.1. Bản đồ ngập lụt:......................................................................................115


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài:
Trong những năm gần đây, tình hình thời tiết có những diễn biết bất thường,
bão lụt xảy ra thường xuyên hơn và cấp độ ngày cành mạnh hơn. Các hiện tượng
xói lở, sạt trượt đất diễn biến phức tạp, đặc biệt là ở vùng đồi núi, hồ tích nước gây
nguy hiểm cho sự an toàn đập.... Đầu tháng 11 năm 2016, mưa lũ lớn trên địa bàn
các tỉnh Bình Định, Phú Yên đã gây nhiều thiệt hại; vai trò của các hồ đập trên địa
bàn trở thành vấn đề tranh luận gay gắt. Các nghiên cứu về an toàn hồ chứa trở
thành vấn đề cấp thiết và ưu tiên đầu tư.
Chính vì thế, việc nghiên cứu xây dựng bản đồ ngập lụt cho hạ du hồ chứa
nước trong tình huống xả lũ khẩn cấp các cơng trình chứa nước đã được đưa vào
chủ trương bắt buộc thực hiện đối với các dự án nhằm nâng cao khả năng phòng
chống thiên tai và đánh giá mức độ thiệt hại khi sự cố xảy ra. Bộ nông nghiệp và
phát triển nông thôn cũng đã công bố Tiêu chuẩn kỹ thuật TCKT 03:2015 liên quan
đến lĩnh vực này. Hồ chứa nước Định Bình có dung tích là 226,21.10 6( m3) ,được
xây dựng trên sông Kôn, là con sơng lớn nhất tỉnh Bình Định. Đây là cơng trình hồ
chứa có lợi ích tổng hợp, sử dụng đa mục tiêu. Nó khơng chỉ hạn chế tác hại của lũ
lụt, đáp ứng yêu cầu sản xuất nông nghiệp mà cịn góp phần cải tạo mơi trường sinh
thái phục vụ cơng tác du lịch, giao lưu văn hóa, nghỉ ngơi thư giản, phục hồi sức

khỏe cho người lao động, cải tạo giao thông thủy, nuôi trồng thủy sản và kết hợp
phát điện. Vì vậy, hồ chứa nước Định Bình là cơ sở vật chất kỹ thuật quan trọng
của tỉnh Bình Định, góp phần làm tích cực cho việc phát triển kinh tế xã hội của
tỉnh Bình Định. Tuy nhiên, do dung tích chứa tương đối lớn – là hồ chứa nước lớn
nhất trên địa bàn Bình Định- và nằm trên dịng sơng chính nên vấn đề an tồn đập
và vận hành hồ chứa nước Định Bình được cho là ảnh hưởng to lớn đến tình trạng
ngập lụt khu vực hạ du, tác động trực tiếp đến đời sống nhân dân trong khu vực và
sự phát triển kinh tế xã hội của địa phương.
Tuy hồ chứa nước Định Bình, tỉnh Bình Định được thiết kế, vận hành và bảo
trì theo các tiêu chuẩn an toàn do Nhà nước ban hành. Các chỉ tiêu thiết kế thể hiện
yêu cầu tổng hòa giữa điều kiện kinh tế, kỹ thuật, quy mô, đặc điểm và tầm quan
trọng của cơng trình. Nhưng trong q trình vận hành, khai thác, có thể có những
biến cố, rủi ro không thể lường hết được như các hư hỏng, lũ lớn bất thường, động
đất quá tiêu chuẩn, sai sót trong vận hành, biến đổi các điều kiện tự nhiên,…dẫn đến
xảy ra các trường hợp khẩn cấp. Do đó việc xây dựng các kịch bản ngập lụt tương
ứng với các tình huống xả lũ khẩn cấp là hết sức cần thiết. Đây chính là động lực
giúp tác giả thực hiện đề tài : Xây dựng bản đồ ngập lụt hạ du hồ chứa nước Định
Bình, tỉnh Bình Định trong tình huống xả lũ khẩn cấp.
Kết quả nghiên cứu hy vọng cung cấp cho chính quyền địa phương và các cơ
quan quản lý thiên tai trên địa bàn những thông tin cần thiết để giúp chủ động đối


2
phó cũng như giảm thiểu thiệt hại do các tình huống xả lũ khẩn cấp của hồ chứa
nước Đinh Bình gây ra.
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:
- Ứng dụng bộ phần mềm MIKE (DHI) và công nghệ GIS để thiết lập mô
phỏng ngập lụt do xả lũ trong các tình huống khẩn cấp ở hạ du hồ chứa nước Định
Bình, tỉnh Bình Định
- Xây dựng các bản đồ ngập lụt tương ứng với các tình huống xả lũ trong

tình huống khẩn cấp.
- Cung cấp thơng tin và đưa ra các kiến nghị cần thiết cho các cơ quan quản
lý nhà nước và phòng chống thiên tai giúp ứng phó kịp thời và giảm nhẹ thiệt hại
cho khu vực hạ du hồ chứa nước Định Bình trong các tình huống nêu trên.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Chế độ thủy văn của lưu vực sông Kôn.
- Quy trình vận hành hồ chứa nước Định Bình.
- Kết cấu đập Định Bình và các khả năng bị phá hoại.
- Các phần mềm mô phỏng ng phổ biến hiện nay, tập trung bộ phần mềm
MIKE của DHI.
- Phần mềm ArcGIS và phương thức thể hiện kết quả ngập lụt.
4. Phạm vi nghiên cứu của đề tài:
Lưu vực sông Côn đoạn từ thượng nguồn đến đập dâng Văn Phong, xã Bình
Tường, huyện Tây Sơn, Bình Định.
5. Nội dung nghiên cứu:
- Mơ phỏng quá trình ngập lụt ở hạ du hồ chứa nước Định Bình trong các tình
huống xả lũ khẩn cấp.
- Xây dựng các bản đồ ngập lụt tương ứng với các kịch bản đã giả định.
6. Phương pháp nghiên cứu:
Đề tài sẽ sử dụng các phương pháp nghiên cứu :
-Phương pháp phân tích tài liệu;
-Phương pháp kế thừa các kết quả nghiên cứu liên quan;
-Phương pháp mơ hình hóa;
-Phương pháp nghiên cứu trường hợp điển hình;
-Phương pháp thống kê khách quan.
7. Ý nghĩa thực tiễn đề tài:
Đề tài nghiên cứu sẽ đưa ra được các kết quả sau:
- Xây dựng được bản đồ ngập lụt của khu vực nghiên cứu, trong đó cung cấp
được các thơng tin cần thiết về diện tích ngập, độ sâu ngập, khu vực ngập lụt.
- Xây dựng đường q trình mơ phỏng thời gian ngập lụt hạ lưu ứng với kịch

bản bất lợi nhất.


3
Từ các kết quả trên, việc nghiên cứu các tình huống ngập lụt do vỡ đập và xả
lũ khẩn cấp ở hồ chứa nước Định Bình sẽ giúp cung cấp thông tin và đưa ra các
kiến nghị cần thiết cho các cơ quan quản lý nhà nước và phòng chống thiên tai trên
địa bàn. Kết quả này được hy vọng góp một phần quan trọng giúp ứng phó kịp thời
và giảm nhẹ thiệt hại do ngập lụt gây ra cho khu vực hạ du hồ chứa nước Định Bình
trong các tình huống nêu trên.
8. Bố cục và nội dung luận văn.
Luận văn gồm phần Mở đầu, 04 chương và phần kết luận và kiến nghị.
Mở đầu
Chương 1: Tổng quan về khu vực nghiên cứu và vấn đề ngập lụt ở hạ du hồ
chứa nước Định Bình.
Chương 2: Xây dựng các kịch bản xả lũ khẩn cấp và vỡ đập.
Chương 3: Mơ phỏng ngập lụt trong tình huống xả lũ khẩn cấp và vỡ đập
Chương 4: Xây dựng bản đồ ngập lụt khu vực nghiên cứu.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ


4

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VẤN ĐỀ
NGẬP LỤT Ở HẠ DU HỒ CHỨA NƯỚC ĐỊNH BÌNH
1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên khu vực nghiên cứu
1.1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên:
a. Vị trí địa lý
Bình Định là một tỉnh thuộc duyên hải miền Trung Việt Nam, Bắc giáp tỉnh

Quảng Ngãi, Nam giáp tỉnh Phú Yên, Tây giáp 2 tỉnh Gia Lai, Kon Tum, Đông giáp
biển Đông. Giới hạn bỡi hệ toạ độ địa lý như sau:
- Cực Bắc : 140 42′ 10″ độ vĩ bắc, 1080 55′ 42″ độ kinh Đông.
- Cực Nam : 130 30′ 10″ độ vĩ bắc, 1080 54′ 00″ độ kinh Đông.
- Cực Đông : 130 36′ 33″ độ vĩ bắc, 1090 22′ 00″ độ kinh Đông.
- Cực Tây : 140 25′ 00″ độ vĩ bắc, 1080 37′ 30″ độ kinh Đơng. .
Diện tích tự nhiên: 5996 km2, gồm thành phố Quy Nhơn và 10 huyện: An Lão,
Hoài Ân, Hoài Nhơn, Phù Mỹ, Phù Cát, Vĩnh Thạnh, Tây Sơn, An Nhơn, Tuy
Phước, Vân Canh.
Dân số trong tồn tỉnh, tính đến 1998 là 1,522 triệu người, phân bố ở 126 xã, 26
phường và thị trấn. Số dân cư sống ở thành thị chiếm 23,70%. Cịn lại 76,30% sống
ở nơng thơn.
Mật độ bình qn 253,8 người/ km2.
Đại bộ phận dân cư sơng bằng nghề nông - lâm – ngư nghiệp. Một bộ phận hoạt
động trong các ngành công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, khai thác chế biến lâm
sản, thủy sản, xây dựng, thương nghiệp dịch vụ y tế, giáo dục v.v…
Khu vực nghiên cứu thuộc phía Nam tỉnh Bình Định, nằm gọn trong 3 lưu vực
của các sông La Tinh, sông Kôn và sông Hà Thanh, bao gồm đất đai của 5 huyện:
Vĩnh Thạnh, Tây Sơn, Phù Cát, An Nhơn, Tuy Phước và thành phố Qui Nhơn.
- Cơng trình đầu mối hồ chứa nước Định Bình có vị trí tuyến áp lực tại xã Vĩnh
Hảo, huyện Vĩnh Thạnh, tỉnh Bình Định trên sơng Kơn. Vĩnh Thạnh ở phía
Tây của tỉnh Bình Định, cách thành phố Quy Nhơn 80 km. Phía Bắc giáp huyện An
Lão, phía Đơng giáp huyện Phù Cát, phía Nam giáp huyện Tây Sơn và phía Tây
giáp thị xã An Khê (tỉnh Gia Lai).
- Cơng trình đập dâng Văn Phong nằm xã Bình Tường, thuộc huyện Tây Sơn,
ngay tại trạm thủy văn Cây Muồng sát quốc lộ 19 thuộc huyện Tây Sơn.
- Khu tưới Văn Phong nằm trên phần đất của 18 xã thuộc 3 huyện Tây Sơn, Phù
Cát, An Nhơn.
Phía Bắc giáp sơng La Tinh.
Phía Nam giáp sơng Kơn.

Phía Đơng giáp núi Bà.
Phía Tây giáp đồi núi các xã Bình Thành, Bình Thuận, Cát Hiệp.
- Khu tưới Vĩnh Thạnh nằm trên phần đất của 2 xã thuộc huyện Vĩnh Thạnh.


5
Phía Bắc giáp đập Định Bình.
Phía Nam giáp xã Tây Thuận, huyện Tây Sơn.
Phía Đơng giáp sơng Cơn.
Phía Tây giáp sườn Đơng dãy Trường Sơn.
Hồ chứa nước Định Bình xây dựng trên sông Kôn. Khu vực đầu mối hồ
thuộc địa bàn xã Vĩnh Hảo, huyện Vĩnh Thạnh, tỉnh Bình Định. Diện tích lưu vực
tính đến tuyến cơng trình F=1.040 km2.
Bảng1.1: Các đặc trưng lưu vực hồ Định Bình
Các đặc trưng lưu vực
Giá trị
Diện tích lưu vực

F (Km2)

1.040

Chiều dài sơng chính

Lsc(Km)

83

Độ dốc lịng suối chính

Js (%0)

40

Độ dốc sườn khu vực
MNDBT
MNC
Vc
VMNDBT

Jd (%0)
(m)
(m)
6
(10 m3)
(106 m3)

150
91,93
65
16,28
226,21

Hình1.1: Sơ đồ vị trị Hồ Định Bình.
b. Đặc điểm địa hình
Khu vực nghiên cứu nằm trong vùng có địa hình đồi núi cao, các dãy núi phát
triển theo hướng Bắc Nam, các đỉnh núi có cao độ 800 – 900m và bị phân cách bới
các nhánh suối nhỏ của sông Kôn.
Địa mạo khu vực đặc trưng bởi dạng thung lũng mở rộng, với các sườn đồi
hai bên khá thoải, kết quả của một q trình bào mịn, phát triển mạnh cả về chiều

thẳng đứng và chiều nằm ngang trên một nền địa chất tương đối tương đối đồng


6
nhất, khơng có tính phân lớp. Q trình bào mịn phát triển mạnh dọc theo các hệ
thống đứt gãy chính trong vùng. Lớp phủ tàn tích, sản phẩm của quá trình phong
hố đá gốc thường có bề dày lớn từ 5 ÷ 15 m, hoặc hơn. Dạng địa hình tích tụ chỉ
gặp ở dọc sơng, các thềm sơng thường có bề rộng 50 ÷ 60 m kéo dài hàng trăm mét,
Từ phía đập Định Bình về phía phía hạ lưu địa hình tích tụ phát triển mạnh, tạo
thành cánh đồng rộng vài km thuộc xã Vĩnh Thịnh.
c. Đặc điểm địa chất
Theo các kết quả nghiên cứu địa chất, cấu tạo và kiến tạo mới nhất, nền đá biến
chất của địa khối Kon Tum trong vùng cơng trình bị phân cách bởi hệ thống đứt
gãy cấp III chạy dọc theo hướng Bắc- Nam. Đứt gãy lớn nhất gọi là đứt gãy sơng
Kơn chạy phía bên phải và gần song song với hướng chảy của sông Kôn. Do tác
động của đứt gãy này đã kéo theo sự hình thành của một loại đứt gãy nhỏ khác theo
hướng tương tự.
Hệ thông đứt gãy thứ hai cáo hướng Tây Bắc – Đông Nam. Dọc theo các đứt
gãy thuộc hệ thống này đã hình thành các khối xâm nhập Granit nhỏ như đã nêu
trên. Một đứt gãy thuộc hệ thống này chạy ngang phía hạ lưu vị trí đầu mối Định
Bình, và có thể là ngun nhân chính làm thay đổi hướng chảy của sơng Cơn ngay
phía hạ lưu vị trí dự định xây dựng đập.
Do nền địa chất là các lớp đất đá kết tinh và đá xâm nhập liền khối, có tính thấm
nước và trữ nước nhỏ, do đó nước ngầm chỉ gặp ở phần trên cùng của nề đá gốc
trong đới đá phong hố nứt nẻ. Nước ngầm có nguồn bù cấp chính là nước mưa và
có hướng vận động về phía sơng Kơn và các nhánh của nó. Do lượng mưa trong
vùng tương đối cao, khoảng 1700 ÷ 1800 mm/ năm, nên nước ngầm khá dồi dào.
Mực nước ngầm tại các sườn đồi nói chung nằm sâu từ 7÷ 15m.
Nước mặt tập trung chủ yếu ở sông Kôn và các chi lưu chính như Đắc Sem,
Kriêng- Tin. Dịng chảy hiện tại của sông Kôn phụ thuộc một mặt vào sự làm việc

của hồ chứa Vĩnh Sơn, cách vị trí dự định xây dựng đập Định Bình khoảng 20 km
về thượng lưu, và vào lưu lượng của các chi lưu nhỏ nằm dưới thuỷ điện Vĩnh Sơn.
1.1.2. Điều kiện khí tượng, thủy văn:
Bình Định thuộc vùng nhiệt đới ẩm gió mùa. Nhiệt độ trung bình 270C.
Lượng mưa trung bình hàng năm trong 5 năm gần đây là 2.185 mm. Mùa mưa (từ
tháng 8 đến tháng 12) tập trung 70 - 80% lượng mưa cả năm. Mùa mưa trùng với
mùa bão nên thường gây ra lũ lụt. Ngược lại mùa nắng kéo dài nên gây hạn hán ở
nhiều nơi. Độ ẩm trung bình là 80%.
a.Khí Tượng:
- Mạng lưới các yếu tố và thời gian quan trắc khí tượng khu vực và vùng liên quan:
Công tác nghiên cứu KTTV trên lưu vực sông Kôn đã được quan tâm từ lâu.
Cho đến nay, tài liệu đo đạc từ mạng lưới trạm trên lưu vực sông Kôn khá đầy đủ,
tuy nhiên việc phân bố trạm lại chưa thật hợp lý.


7
Mạng lưới trạm đo mưa trên lưu vực sông Kôn, nhất là vùng hạ du khá dày,
nhưng trạm đo thủy văn thì thưa thớt, tài liệu thiếu đồng bộ và đây là một hạn chế
trong việc đánh giá nguồn nước của dịng chính sơng Kơn.
Bảng1.2:Mạng lưới trạm quan trắc các yếu tố khí tượng - thủy văn
TT
Tên trạm
Thời kỳ đo Số năm đo Yếu tố đo
Ghi chú
1
Vĩnh Kim
1983-2008
25
X(mm)
X(mm): Điểm đo

2
Vĩnh Sơn
1983-2008
25
X(mm)
mưa
3
Định Bình
1983-2008
25
X(mm)
Trạm thuỷ văn
4
Kbang
1983-2008
25
X(mm)
5
Krong
1983-2008
25
X(mm)
6
An Tồn
1983-2008
25
X(mm)
7
Hồi Ân
1983-2008

25
X(mm)
8
An Khê
1983-2008
25
X(mm)
9
Bình Tường
1983-2008
25
X(H,Q)
10 Quy Nhơn
1983-2008
25
X,V,Z,U
Trạm khí tượng
-Nhiệt độ khơng khí (ToC):
Nhiệt độ khơng khí bình quân, cao nhất, thấp nhất các tháng trong năm ghi ở
bảng sau.
Bảng1.3: Các đặc trưng nhiệt độ của khu vực nghiên cứu.
Nhiệt độ bình quân
Nhiệt độ cao nhất
Nhiệt độ thấp
Tháng
( Tmax)
nhất( Tmin)
( T oC )
1
23,1

33,0
15,2
2
23,9
35,4
15,7
3
25,4
38,3
16,4
4
27,3
36,6
19,4
5
28,9
39,7
19,1
6
29,7
40,9
21,7
7
29,8
42,1
20,6
8
29,8
40,9
20,7

9
28,4
39,0
20,5
10
26,8
37,3
17,9
11
25,4
32,9
15,0
12
23,7
31,5
16,1
Năm
26,9
42,1
15,0


8
- Độ ẩm khơng khí, (u%):
Bảng1.4: Các đặc trưng độ ẩm khơng khí trung bình của khu vực dự án.
Tháng 1
2
3
4
5

6
7
8
9
10
11 12 Năm
74 71 71 78 83 84 83 2008
u (%) 84 82 83 83 80
- Số giờ nắng, n (giờ/ ngày):
Bảng1.5:Số giờ nắng bình quân ngày các tháng trong năm.
Tháng
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 Năm
n ( giờ/ ngày) 5,3 7,2 8,2 8,8 8,9 8,0 8,7 7,6 6,7 5,8 4,2 4,2 7,0
-Vận tốc gió, v ( m/s).
Bảng1.6: Vận tốc gió bình quân các tháng trong năm.
Tháng
1
2
3
4
5
6

7
8
9
10 11 12 Năm
v (m/s) 2,3 2,0 2,2 2,0 1,7 2,0 1,8 2,0 1,5 2,2 2,8 2,7 2,1
Bảng 1.7: Vận tốc gió mạnh theo các hướng theo tần xuất Pi (%).
Pi (%)
Trị số VP ( m/s)

2

4

10

Ghi chú

Hướng
(B), Bắc
26,5
23,6
19,8
(ĐB), Đông -Bắc
20,7
18,8
16,2
(Đ), Đông
16,8
14,3
11,1

(ĐN), Đông Nam
16,2
15,1
13,5
(N), Nam
25,1
21,0
15,8
(TN), Tây – Nam.
14,6
12,9
10,6
(T), Tây
44,1
37,0
28,0
(TB), Tây- Bắc
41,8
33,1
23,1
-Lượng bốc hơi và tổn thất bốc hơi mặt nước, Z (mm):
Bảng1.8:Lượng bốc hơi đo bằng ống Piche Zpic (mm)
Thán
g
Zpic
(mm)
Tháng

Kh.c
Zn.c

1
1,27
86,8

1

2

68,
4

63,
4

2
1,20
75,9

3

10

11

12

Năm

80, 81, 96, 109,

124, 78, 67,
117,8
4
2
2
3
8
5
8
Bảng1.9: Lượng bốc hơi mặt nước Znc (mm)

64,
8

69,
8

1022,3

3
1,10
88,4

4

4
1,08
87,9

5

5
1,20
114,5

6

6
1,32
143,9

7

7
1,28
150,3

8

8
1,37
170,8

9

9
1,42
111,4

10

11
1,34 1,31
91,0 85,0

12
1,25
87,2

- Mưa:
Lượng mưa trung bình năm trong vùng vào khoảng 1700 ÷ 1800 mm, phân bố
thành 2 mùa rõ rệt. Mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12, mùa khô từtháng 1 đến tháng
8. Trong mùa mưa, cường độ mưa lớn thường tập trung vào tháng 10 và tháng 11,

Năm
1,26
1293


9
chiếm tới 80% lượng mưa cả năm, thường gây lũ lụt. Mùa khô kéo dài khoảng 8
tháng, lượng mưa chỉ chiếm 20% cả năm, bốc hơi lớn, thường gây ra hạn hán thiếu
nước nghiêm trọng.

Hình1.2: Bản đồ đẳng trị mưa của tỉnh Bình Định
- Tình hình gió, bão trong vùng
* Gió:
Vùng lãnh thổ Bình Định chịu ảnh hưởng của hai hướng gió chính, gió mùa mùa
Đơng và gió mùa mùa Hạ có thời gian thịnh hành tương ứng là tháng 1 và tháng 7
hàng năm.
Vận tốc gió trung bình là 2,1 m/s, trung bình tháng lớn nhất là 2,8 m/s và nhỏ

nhất là 1,5 m/s.
* Bão.
Là một lồi hình thời tiết nguy hiểm thường gây ra thiệt hại nghiêm trọng về
người và tài sản. Thời gian bão xuất hiện tập trung chủ yếu trong 3 tháng, từ tháng 9
đến tháng 11, trong đó bão trong tháng 10 chiếm đến 40%, tháng 11 chiếm khoảng
20% trong tổng số các cơn bão đổ bộ vào từ tháng 6 đến tháng 12.