Mô Phỏng Ngập Lụt Hạ Du Sông Ba Khi Xét Đến Tác Động Của Biến Đổi Khí Hậu Và Mực Nước Biển Dâng.pdf

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

NGUYỄN VĂN LƯU

TÊN ĐỀ TÀI:
MÔ PHỎNG NGẬP LỤT HẠ DU SÔNG BA
KHI XÉT ĐẾN TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ
MỰC NƯỚC BIỂN DÂNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY

Đà Nẵng – Năm 2018


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

NGUYỄN VĂN LƯU

TÊN ĐỀ TÀI:
MÔ PHỎNG NGẬP LỤT HẠ DU SÔNG BA
KHI XÉT ĐẾN TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ
MỰC NƯỚC BIỂN DÂNG

Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy
Mã số: 60.58.02.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. Lê Hùng

Đà Nẵng – Năm 2018


i

CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan:
1. Những nội dung trong đồ án tốt nghiệp này là do tôi tự thực hiện dưới sự hướng
dẫn trực tiếp của giáo viên hướng dẫn;
2. Các số liệu sử dụng trong đồ án có nguồn gốc rõ ràng. Các kết quả nghiên cứu
trong đồ án do tơi tự tìm hiểu, phân tích một cách trung thực, khách quan;
3. Mọi tham khảo dùng trong đồ án đều được trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên
cơng trình.
Học viên thực hiện

Nguyễn Văn Lưu


ii

MỤC LỤC
CAM ĐOAN ............................................................................................................................... i
MỤC LỤC .................................................................................................................................ii
TÓM TẮT LUẬN VĂN .......................................................................................................... iv

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ................................................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG....................................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH .................................................................................................... viii
MỞ ĐẦU.................................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ....................................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................................. 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ....................................................................................... 2

3.1. Đối tượng nghiên cứu .............................................................................................2
3.2. Phạm vi nghiên cứu.................................................................................................2
4. Phương pháp nghiên cứu ..................................................................................................... 2
5. Ý nghĩa thực tiễn đề tài ........................................................................................................ 3
Chương 1 – TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU LŨ LỤT ..................................... 4
1.1. Tình hình ngập lụt sơng Ba............................................................................................... 4

1.1.1. Tình hình ngập lụt sông Ba .................................................................................4
1.1.2. Thiệt hại do ngập lụt ............................................................................................4
1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước ..................................................................... 5

1.2.1. Các nghiên cứu ở nước ngoài ..............................................................................5
1.2.2. Các nghiên cứu ở trong nước ..............................................................................7
1.2.3. Các nghiên cứu liên quan đến sông Ba...............................................................8
Chương 2 – ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, XÃ HỘI LƯU VỰC SÔNG BA............................. 10
2.1. Đặc điểm tự nhiên ............................................................................................................ 10

2.1.1. Vị trí địa lý ...........................................................................................................10
2.1.2. Đặc điểm địa hình...............................................................................................11
2.1.3. Mạng lưới sơng ngịi ..........................................................................................11
2.1.4. Khí hậu ................................................................................................................12
2.1.5. Thủy văn..............................................................................................................14

2.2. Đặc điểm xã hội ................................................................................................................ 19

2.2.1. Đặc điểm dân sinh kinh tế ..................................................................................19
2.2.2. Đặc điểm kinh tế .................................................................................................19
2.3. Tác động của biến đổi khí hậu........................................................................................ 20
2.4. Các hồ chứa trên lưu vực sông ba .................................................................................. 20


iii

Chương 3 – THIẾT LẬP MƠ HÌNH THỦY VĂN - THỦY LỰC MÔ PHỎNG NGẬP
LỤT LƯU VỰC SÔNG BA ................................................................................................... 23
3.1. Trình tự các bước thiết lập mơ hình thủy lực ............................................................... 23
3.2. Tính tốn dịng chảy lũ.................................................................................................... 23

3.2.1. Tính tốn dịng chảy lũ đến các hồ chứa ..........................................................23
3.2.2. Tính tốn điều tiết lũ hồ chứa............................................................................25
3.2.3. Tính tốn lũ nhập lưu hạ du sông Ba và lũ sông Bàn Thạch ..........................27
3.2.4. Tính tốn lũ khi kể đến BĐKH ..........................................................................31
3.3. Tính tốn mực nước triều ............................................................................................... 35
3.4. Xây dựng mơ hình thủy lực ............................................................................................ 36

3.4.1. Mơ hình MIKE 11 ..............................................................................................36
3.4.2. Mơ hình MIKE 21 ..............................................................................................37
3.4.3. Mơ hình MIKE Flood.........................................................................................39
3.4.4. Hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình: ....................................................................41
3.4.5. Đánh giá chung ..................................................................................................46
Chương 4 – MÔ PHỎNG CÁC KỊCH BẢN NGẬP LỤT HẠ LƯU SÔNG BA KHI XÉT
ĐẾN TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU.................................................................... 47
4.1. Xây dựng các kịch bản mơ phỏng .................................................................................. 47

4.2. Mô phỏng các kịch bản ................................................................................................... 47

4.2.1. Các bước mô phỏng kịch bản ............................................................................47
4.2.2. Các điều kiện biên ..............................................................................................48
4.2.3. Thông số thủy lực, thời gian mô phỏng ............................................................49
4.3. Phân tích, đánh giá kết quả và đề xuất giải pháp giảm ngập ...................................... 50

4.3.1. Kết quả mô phỏng: .............................................................................................50
4.3.2. Phân tích, đánh giá kết quả: ..............................................................................59
4.3.3. Đề xuất giải pháp giảm ngập: ............................................................................60
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................................ 61
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 62
PHỤ LỤC 1 – TÍNH TỐN DÕNG CHẢY LŨ ĐẾN CÁC HỒ CHỨA ........................... 64
PHỤ LỤC 2 – TÍNH TỐN LŨ NHẬP LƯU ...................................................................... 68
PHỤ LỤC 3 – TÍNH TỐN MỰC NƯỚC TRIỀU ............................................................. 78


iv

TĨM TẮT LUẬN VĂN
MƠ PHỎNG NGẬP LỤT HẠ DU SƠNG BA KHI XÉT ĐẾN TÁC
ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ MỰC NƯỚC BIỂN DÂNG
Học viên: Nguyễn Văn Lưu. Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy.
Mã số: 60.58.02.02. Khóa: K33. Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN
Tóm tắt - Sông Ba (thượng lưu gọi là Eapa và ở hạ lưu là sông Đà Rằng), là một
trong những con sơng lớn nhất miền Trung. Hiện nay, tình hình biến đổi khí hậu
diễn ra rất phưc tạp. Dưới tác động của biến đổi khí hậu, thiên tai lũ lụt ở Việt
Nam đã và đang tác động rất xấu đến hoạt động phát triển kinh tế, xã hội và môi
trường, cản trở không nhỏ đến sự phát triển bền vững của đất nước. Những năm
gần đây lũ lụt ở các tỉnh ven biển Miền Trung nói chung và lưu vực sơng Ba nói

riêng ln là vấn đề nóng trong cơng tác quản lý tài nguyên nước. Từ việc mô
phỏng các trận lũ thực tế, tác giả đã xây dựng các kịch bản xét đến biến đổi khí
hậu và mực nước biển dâng để đánh giá tác hại, hậu quả do biến đổi khí hậu gây
ra. Kết quả của nghiên cứu có thể làm cơ sở ban đầu để các cơ quan chính quyền
hoạch định các chính sách liên quan tới biến đổi khí hậu và cho các hoạt động quy
hoạch, quản lý, xây dựng cơ sở hạ tầng.
Từ khóa – Biến đổi khí hậu, ngập lụt sơng Ba
FLOOD SIMULATION IN THE LOWLAND OF BA RIVER
UPON IMPACTS OF CLIMATE CHANGE AND SEA RISING LEVEL.

Abstract - Ba River (The upstream is called Eapa and the downstream is Da Rang
River), is one of the largest rivers in The Central Vietnam. At present, the situation of
climate change is very complicated. Affected by the impact of climate change, natural
disasters and floods in Vietnam have been seriously impacting on the development of
economy, society and environment. It has been also obstructing the sustainable
development of the country. In recent years, floods in coastal provinces of Central
Vietnam in general and in Ba river basin in particular have always been a hot issue in
the management of water resource. From the simulation of actual floods, the author
has developed assumptions of climate change and sea rising level to evaluate
consequences caused by climate change. The result of the study may serve as the
initial foundation for authorities to form policies related to climate change and
infrastructure planning, management and development.
Key words – Climate change, Flood on Ba River.


v

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

 CÁC KÝ HIỆU

X: Lượng mưa, (mm);
P: Tần suất, (%);
: Hệ số dòng chảy trận lũ;
H0 : Lượng tổn thất ban đầu, (mm)
HTP : Lượng mưa lớn nhất trong thời gian tính tốn T tương ứng với tần suất thiết kế P,
(mm)
1: Hệ số triết giảm đỉnh do ảnh hưởng điều tiết của ao hồ đầm lầy trên lưu vực;
2: Hệ số triết giảm đỉnh do ảnh hưởng điều tiết của lớp phủ thực vật;
3: Hệ số triết giảm đỉnh do ảnh hưởng điều tiết của lịng sơng;
Qng: Lưu lượng nước ngầm trước khi có lũ, (m3/s)
f : Hệ số hình dạng lũ, là đại lượng khơng thứ ngun;
F: Diện tích lưu vực (km2);
QmaxP : Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế theo tần suất P, (m3/s);
Ls: Chiều dài sơng chính, (km);
Js: Độ dốc bình quân sườn dốc;
Z: Cao trình mực nước, (m);
V: Dung tích hồ, (m3);
H: Mực nước (m);
 CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BĐKH: Biến đổi khí hậu;
RCP: Representative Concentration Pathways, đường nồng độ khí nhà kính đại diện;
GIS: Geographic Information System , hệ thống thông tin địa lý;
GDP: Gross Domestic Product, tổng sản phẩm quốc nội;
WB: Ngân hang thế giới;
Bộ TNMT: Bộ Tài nguyên và Môi trường.


vi

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Lượng mưa lớn nhất ứng với tần suất p% tại các trạm trên lưu vực sông Ba ........ 16
Bảng 2.2. Mực nước lớn nhất trạm Phú Lâm ........................................................................... 18
Bảng 2.3. Khả năng xuất hiện các cấp lũ ................................................................................. 18
Bảng 2.4: Thông số cơ bản các hồ trên lưu vực sông Ba ......................................................... 22
Bảng 3.1: Kết quả tính tốn lưu lượng lũ của các hồ chứa ..................................................... 24
Bảng 3.2: Tổng hợp thơng số chính lưu vực nhập lưu. ............................................................ 29
Bảng 3.3: Thơng số chính lưu vực sông Bàn Thạch ................................................................. 29
Bảng 3.4: Tung độ đường đơn vị không thứ nguyên SCS (qs~ts).............................................. 30
Bảng 3.5: Kết quả tính tốn mưa theo tần suất trạm Tuy Hịa ................................................ 31
Bảng 3.6: Kết quả tính tốn mưa theo tần suất trạm Củng Sơn .............................................. 31
Bảng 3.7: Kết quả tính tốn lũ nhập lưu hạ du sông Ba .......................................................... 31
Bảng 3.8: Kết quả tính tốn lũ sơng Bàn Thạch ...................................................................... 31
Bảng 3.9: Biến đổi lượng mưa mùa đông so với thời kỳ cơ sở theo kịch bản BĐKH của Bộ
TNMT năm 2016 tại Phú Yên ................................................................................................... 31
Bảng 3.10: Kết quả tính toán lưu lượng đến các hồ chứa khi xét đến BĐKH ......................... 32
Bảng 3.11: Kết quả tính tốn lưu lượng các lưu vực hạ du sông Ba khi xét đến BĐKH ......... 34
Bảng 3.12: Kết quả tính tốn lưu lượng các lưu vực sông Bàn Thạch khi xét đến BĐKH ...... 35
Bảng 3.13: Mực nước biển dâng theo kịch bản BĐKH của Bộ TNMT năm 2016 tại Phú Yên 36
Bảng 3.14: Kết quả tính tốn tần suất mực nước triều lớn nhất .............................................. 36
Bảng 3.15: Thông số chia lưới ................................................................................................. 38
Bảng 3.16: Đánh giá sai số kết quả mô phỏng trận lũ năm 2009 ............................................ 42
Bảng 3.17: Kết quả thực đo và tính tốn độ sâu ngập lụt trận lũ năm 2009 ........................... 43
Bảng 3.18: Đánh giá sai số kết quả mô phỏng trận lũ năm 1993 ............................................ 45
Bảng 3.19: Kết quả thực đo và tính tốn độ sâu ngập lụt trận lũ năm 1993 ........................... 46
Bảng 4.1: Các kịch bản mô phỏng ........................................................................................... 47
Bảng 4.2: Biến đổi lượng mưa mùa đông so với thời kỳ cơ sở theo kịch bản BĐKH của Bộ
TNMT năm 2016 tại Phú Yên ................................................................................................... 47
Bảng 4.3: Mực nước biển dâng theo kịch bản BĐKH của Bộ TNMT năm 2016 tại Phú Yên . 47
Bảng 4.4: Hệ số nhám trên mơ hình MIKE 11. ........................................................................ 49

Bảng 4.5: Diện tích ngập ứng với các kịch bản 1, 2, 3 ............................................................ 58
Bảng 4.6: Diện tích ngập ứng với các kịch bản 4, 5, 6 ............................................................ 59
Bảng PL1.1: Tỷ số diện tích của các khu vực so với lưu vực ................................................... 64
Bảng PL1.2: Kết quả tính tốn mưa ngày theo tần suất lưu vực sông Ba Hạ ......................... 65


vii

Bảng PL1.3: Bảng tính lưu lượng lũ hồ sơng Ba Hạ ............................................................... 65
Bảng PL1.4: Kết quả tính tốn mưa ngày theo tần suất lưu vực sông Hinh ............................ 66
Bảng PL1.5: Bảng tính lưu lượng lũ hồ sơng Hinh .................................................................. 66
Bảng PL2.1: Số liệu đo mưa 6h năm 2009 ............................................................................... 68
Bảng PL2.2: Số liệu đo mưa 6h năm 1993 ............................................................................... 69
Bảng PL2.3: Kết quả tính tốn mưa 5 ngày theo tần suất trạm Củng Sơn .............................. 72
Bảng PL2.4: Kết quả tính tốn mưa 5 ngày theo tần suất trạm Tuy Hịa ................................ 73
Bảng PL2.5: Kết quả phân phối mưa thiết kế 6 giờ theo mơ hình mưa Củng Sơn năm 1993 . 73
Bảng PL2.6: Kết quả phân phối mưa thiết kế 6 giờ theo mơ hình mưa Tuy Hịa năm 1993 ... 73
Bảng PL3.1: Kết quả tính tốn tần suất mực nước triều lớn nhất ........................................... 79


viii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1: Sơ đồ lưu vực sơng Ba ................................................................................................... 2
Hình 2.1: Bản đồ lưu vực sơng Ba [13] ................................................................................... 10
Hình 2.2: Bản đồ lưu vực sơng Ba Hạ, Sông Hinh, Krông H’năng, Ayun Hạ và An Khê –Ka
Nak [14] .................................................................................................................................... 21
Hình 3.1: Đường q trình lũ sơng Ba Hạ ............................................................................... 24
Hình 3.2: Đường q trình lũ sơng Hinh ................................................................................. 25

Hình 3.3: Quá trình lũ đến và lưu lượng xả tại tuyến hồ chứa ................................................ 26
Hình 3.4: Đường q trình điều tiết lũ P = 5% hồ sơng Ba Hạ .............................................. 27
Hình 3.5: Đường quá trình điều tiết lũ P = 5% hồ sơng Hinh ................................................. 27
Hình 3.6: Bản đồ phân chia lưu vực hạ du sông Ba [11] ........................................................ 28
Hình 3.7: Bản đồ phân chia lưu vực sơng Bàn Thạch [11] ..................................................... 28
Hình 3.8: Đường q trình lũ P = 5% hồ sơng Ba Hạ ............................................................ 32
Hình 3.9: Đường q trình lũ P = 10% hồ sơng Ba Hạ .......................................................... 33
Hình 3.10: Đường quá trình lũ P = 5% hồ sơng sơng Hinh .................................................... 33
Hình 3.11: Đường q trình lũ P = 10% hồ sơng sơng Hinh .................................................. 34
Hình 3.12: Đường quá trình triều điển hình ............................................................................ 36
Hình 3.13: Thiết lập sơ đồ thủy lực mạng lưới sơng Ba mơ hình MIKE 11 ............................. 37
Hình 3.14: Điều kiện biên mơ hình MIKE 11 và vị trí các lưu vực nhập lưu .......................... 37
Hình 3.15: Các thơng số lưới thơ vùng tính tốn ..................................................................... 38
Hình 3.16: Các thơng số lưới mịn vùng tính tốn .................................................................... 38
Hình 3.17: Kết quả nội suy cao độ ........................................................................................... 39
Hình 3.18: Mơ hình thủy lực 2 chiều, phạm vi từ hạ lưu hồ sơng Ba Hạ đến cửa sơng Đà
Rằng .......................................................................................................................................... 39
Hình 3.19: Dạng kết nối bên theo hình thức đập tràn từ mơ hình MIKE 11 liên kết với mơ
hình MIKE 21 ........................................................................................................................... 40
Hình 3.20: Mơ hình MIKE FLood kết nối mơ hình MIKE 11 với mơ hình MIKE 21............... 40
Hình 3.21: Biểu đồ so sánh q trình mực nước tính tốn và thực đo trạm Củng Sơn trận lũ
tháng 11/2009 ........................................................................................................................... 42
Hình 3.22: Biểu đồ so sánh quá trình mực nước tính tốn và thực đo trạm Phú Lâm trận lũ
tháng 11/2009 ........................................................................................................................... 42
Hình 3.23: Kết quả mơ phỏng cao độ ngập trận lũ tháng 11/2009.......................................... 43
Hình 3.24: Biểu đồ so sánh q trình mực nước tính tốn và thực đo trạm Củng Sơn trận lũ
tháng 10/1993 ........................................................................................................................... 44
Hình 3.25: Biểu đồ so sánh q trình mực nước tính tốn và thực đo trạm Phú Lâm trận lũ
tháng 10/1993 ........................................................................................................................... 45

ix

Hình 3.26: Kết quả mơ phỏng cao độ ngập trận lũ tháng 10/1993.......................................... 45
Hình 4.1: Biên lưu lượng xả 2 hồ kịch bản 1 ........................................................................... 48
Hình 4.2: Biên lưu lượng nhập lưu hạ du sông Ba kịch bản 1 ................................................. 48
Hình 4.3: Biên lưu lượng nhập lưu sơng Bàn Thạch kịch bản 1 .............................................. 49
Hình 4.4: Biên triều kịch bản 1 ................................................................................................ 49
Hình 4.5: Mực nước tại trạm Củng Sơn theo kịch bản 1, 2, 3 ................................................. 50
Hình 4.6: Mực nước tại trạm Củng Sơn theo kịch bản 4, 5, 6 ................................................. 51
Hình 4.7: Mực nước tại trạm Phú Lâm theo kịch bản 1, 2, 3................................................... 51
Hình 4.8: Mực nước tại trạm Phú Lâm theo kịch bản 4, 5, 6................................................... 52
Hình 4.9: Kết quả mơ phỏng cao độ ngập kịch bản 1 .............................................................. 52
Hình 4.10: Kết quả mơ phỏng cao độ ngập kịch bản 2 ............................................................ 53
Hình 4.11: Kết quả mơ phỏng cao độ ngập kịch bản 3 ............................................................ 53
Hình 4.12: Kết quả mô phỏng cao độ ngập kịch bản 4 ............................................................ 54
Hình 4.13: Kết quả mơ phỏng cao độ ngập kịch bản 5 ............................................................ 54
Hình 4.14: Kết quả mơ phỏng cao độ ngập kịch bản 6 ............................................................ 55
Hình 4.15: Mơ phỏng cao độ ngập kịch bản 1 ......................................................................... 55
Hình 4.16: Mô phỏng cao độ ngập kịch bản 2 ......................................................................... 56
Hình 4.17: Mơ phỏng cao độ ngập kịch bản 3 ......................................................................... 56
Hình 4.18: Mơ phỏng cao độ ngập kịch bản 4 ......................................................................... 57
Hình 4.19: Mơ phỏng cao độ ngập kịch bản 5 ......................................................................... 57
Hình 4.20: Mơ phỏng cao độ ngập kịch bản 6 ......................................................................... 58
Hình PL1.1: Bản đồ phân chia vùng theo đa giác Thiessen lưu vực sông Ba Hạ ................... 64
Hình PL1.2: Đường tần suất lượng mưa ngày lớn nhất lưu vực sơng Ba Hạ .......................... 65
Hình PL1.3: Đường tần suất lượng mưa ngày lớn nhất lưu vực sông Hinh ............................ 66
Hình PL2.1: Kết quả tính tốn lũ nhập lưu hạ du sơng Ba năm 2009 ..................................... 70
Hình PL2.2: Kết quả tính tốn lũ nhập lưu sơng Bàn Thạch năm 2009 .................................. 70
Hình PL2.3: Kết quả tính tốn lũ nhập lưu hạ du sơng Ba năm 1993 ..................................... 71

Hình PL2.4: Kết quả tính tốn lũ nhập lưu sơng Bàn Thạch năm 1993 .................................. 71
Hình PL2.5: Đường tần suất lượng mưa 5 ngày lớn nhất trạm Củng Sơn .............................. 72
Hình PL2.6: Đường tần suất lượng mưa 5 ngày lớn nhất trạm Tuy Hịa ................................ 72
Hình PL2.7: Dịng chảy lũ tại các lưu vực nhập lưu hạ du sông Ba P = 1% .......................... 74
Hình PL2.8: Dịng chảy lũ tại các lưu vực nhập lưu hạ du sông Ba P = 5% .......................... 75
Hình PL2.9: Dịng chảy lũ tại các lưu vực nhập lưu hạ du sông Ba P = 10% ........................ 75
Hình PL2.10: Dịng chảy lũ tại các lưu vực nhập lưu sơng Bàn Thạch P = 1% ..................... 76
Hình PL2.11: Dòng chảy lũ tại các lưu vực nhập lưu sơng Bàn Thạch P = 5% ..................... 76
Hình PL2.12: Dịng chảy lũ tại các lưu vực nhập lưu sông Bàn Thạch P = 10% ................... 77
Hình PL3.1: Đường quá trình triều năm 2009 ......................................................................... 78


x

Hình PL3.2: Đường quá trình triều năm 1993 ......................................................................... 78
Hình PL3.3: Đường tần suất mực nước triều ........................................................................... 79


1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Sơng Ba (thượng lưu gọi là Eapa và ở hạ lưu là sông Đà Rằng), là một trong
những con sông lớn nhất miền Trung. Diện tích lưu vực là 13.900 km2 chủ yếu tập
trung ở các tỉnh Gia Lai, Kon Tum, Đăk Lăk, phần diện tích lưu vực thuộc tỉnh Phú
n chỉ có 2.420km2 chiếm 18,3%.
Sông Ba bắt nguồn từ dãy núi Ngọc Rô cao trên 1500m, thuộc địa phận tỉnh
Kon Tum. Từ thượng nguồn tới gần An Khê sông chảy theo hướng Tây Bắc Đơng
Nam, sơng chính và sơng nhánh chảy qua địa hình núi non hiểm trở, chia cắt mạnh,

lịng sơng hẹp, nhiều thác ghềnh, độ dốc lịng sơng lớn hơn 20%.
Dưới tác động của biến đổi khí hậu cho thấy tại nhiều khu vực lượng mưa sẽ
tập trung hơn vào mùa mưa và giảm vào mùa khô. Mưa lớn tập trung sẽ làm tăng
lượng dòng chảy mặt, giảm lượng nước ngấm xuống các tầng chứa nước dưới đất.
Điều này làm gia tăng lũ lụt vào mùa mưa. Nhìn lại năm 2016 sẽ thấy tính bất thường
của thời tiết ngày càng gay gắt, xảy ra trên khắp cả nước, đặc biệt ở các tỉnh Quảng
Ngãi, Bình Định, Phú Yên mưa lũ đến muộn nhưng lại dồn dập, lũ chồng lũ kéo dài
nhiều ngày, vào những tháng cuối năm 2016 đã xảy ra 5 trận lũ liên tiếp gây thiệt hại
lớn về tài sản và người trong khu vực.
Theo kịch bản biến đối khí hậu và nước biển dâng năm 2016 của Bộ tài ngun
và mơi trường:
- Lượng mưa năm có xu thế tăng: Đáng chú ý là vào cuối thế kỷ mức tăng
lượng mưa nhiều nhất có thể trên 20% ở hầu hết Bắc Bộ, Trung Trung Bộ, một phần
Nam Bộ và Tây Nguyên. Lượng mưa 1 ngày lớn nhất và 5 ngày lớn nhất trung bình có
xu thế tăng từ 40 ÷ 70% so với trung bình thời kỳ cơ sở ở phía tây của Tây Bắc, Đơng
Bắc, đồng bằng Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Thừa Thiên - Huế đến Quảng Nam, phía đơng
Nam Bộ, nam Tây Ngun. Các khu vực khác có mức tăng phổ biến từ 10 ÷ 30%;
- Mực nước biển dâng: Kịch bản mực nước biển dâng trung bình ven biển Việt
Nam có khả năng cao hơn mực nước biển trung bình tồn cầu. Đến cuối thế kỷ 21,
mực nước biển dâng trung bình cho tồn dải ven biển Việt Nam theo kịch bản RCP2.6
là 44 cm (27 cm ÷ 66 cm), theo RCP4.5 là 53 cm (32 cm ÷ 76 cm), theo RCP6.0 là 56
cm (37 cm ÷ 81 cm) và theo RCP8.5 là 73 cm (49 cm ÷ 103 cm).
Với các điều kiện về tự nhiên của vùng hạ lưu sông Ba nêu trên và những diễn
biến bất thường về thời tiết do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, nước biển dâng thì
việc nghiên cứu ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đối và mực nước biển dâng đối với
ngập lụt vùng hạ lưu sơng Ba là cần thiết giúp chính quyền địa phương xây dựng kế
hoạch hành động cũng như đề ra các giải pháp quy hoạch, quản lý xây dựng cơ sở hạ
tầng cho phù hợp. Do đó, tơi chọn đề tài ―MÔ PHỎNG NGẬP LỤT VÙNG HẠ DU
SÔNG BA KHI XÉT ĐẾN TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ MỰC
NƯỚC BIỂN DÂNG‖.

2

Hình 1: Sơ đồ lưu vực sơng Ba
2. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là:
- Đề tài này nghiên cứu mô phỏng ngập lụt vùng hạ du sơng Ba khi xét đến biến đổi
khí hậu theo kịch bản Biến đổi khí hậu và nước biển dâng cho Việt Nam của bộ Tài
Nguyên Môi Trường năm 2016;
- Trên cơ sở đó đề xuất được các định hướng ứng phó với BĐKH cho thành phố Tuy
Hịa, góp phần thực hiện Kế hoạch hành động của tỉnh Phú Yên.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Ngập lụt hạ du sông Ba – Phú yên
3.2. Phạm vi nghiên cứu
- Ngập lụt vùng hạ du sông Ba (từ Hồ sông Ba hạ đến cửa sông);
- Ngập lụt ứng với các kịch bản BĐKH 2030, 2050.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp điều tra, khảo sát thực tế;
- Phương pháp xử lý thống kê, phân tích tổng thể;


3

- Phương pháp nghiên cứu lý luận;
- Sử dụng phương pháp mơ hình tốn: ứng dụng mơ hình MIKE phục vụ cho công tác
nghiên cứu.
5. Ý nghĩa thực tiễn đề tài
Các kết quả của Luận văn có thể được sử dụng như cơ sở khoa học và thực tiễn

cho việc hoạch định các chính sách liên quan tới BĐKH và cho các hoạt động quy
hoạch, quản lý xây dựng cơ sở hạ tầng cho phù hợp với BĐKH của chính quyền và
cộng đồng địa phương.


4

Chương 1 – TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU LŨ LỤT

1.1. Tình hình ngập lụt sơng Ba
1.1.1. Tình hình ngập lụt sông Ba
Trên lưu vực sông Ba, lũ lớn hàng năm luôn là mối đe dọa đối với dân cư và
kinh tế xã hội của một số khu vực. Hai khu vực thường bị tác động và thiệt hại đó là:
- Khu vực trung lưu sông Ba từ thung lũng Cheo Reo tới Phú Túc;
- Khu vực đồng bằng hạ du sơng Ba nằm trên địa phận hành chính của 6 huyện
thuộc tỉnh Phú n là: Sơn Hồ, sơng Hinh, Phú Hịa, Tây Hịa, Đơng Hịa và thành
phố Tuy Hồ.
Tuy nhiên, trong hai khu vực nêu trên, lũ lụt và thiệt hại do lũ trên vùng đồng
bằng hạ du sông Ba thường xuyên xảy ra và đây là khu vực được yêu cầu xây dựng
bản đồ vùng ngập.
Do tác động của biến đổi khí hậu, thay đổi địa hình, việc xây dựng các cơng
trình giao thơng, cơng trình thủy, q trình đơ thị hóa… đã làm ảnh hưởng đến dịng
chảy và khả năng tiêu thoát lũ ở hạ du là nguyên nhân làm tăng thêm ngập lũ ở hạ du
Sông Ba.
Ở cuối lưu vực sông Ba, chủ yếu trên địa bàn tỉnh Phú n, có địa hình thấp và
mưa lớn từ biển vào, nên ngập lụt xảy ra thường xuyên hơn so với phần thượng nguồn.
Khu vực trung tâm thành phố Tuy Hịa có thể bị ngập úng 0,3-0,5 m từ 5 đến 10 ngày
bởi nước lũ của sông Ba
Theo số liệu điều tra trong những năm gần đây lũ lụt và tình hình ngập úng vùng
hạ lưu sơng Ba thường xuyên xảy ra hàng năm ngày càng trở nên nghiêm trọng hơn.

Thí dụ mưa lũ đã gây nên tình trạng ngập úng trên diện rông trong khu vực liên tục
trong các năm 1981, 1986, 1988, 1992, 1993, 1996, 1999, 2005, 2007, 2009, 2013,
2016 gây nhiều thiệt hại. Trong khu vực thành phố Tuy Hòa mỗi năm một vài lần khi
có lũ lớn ngồi sơng nước sơng Đà Rằng tràn vào gây ngập úng 0,3 - 0,5 m tại khu vực
Trung tâm từ 5 đến 10 ngày. Năm 2004, thành phố Tuy Hòa đã xây dựng tuyến kè
Bạch Đằng, theo thiết kế có thể ngăn lũ lớn trên sơng Ba với tần suất lũ 5% không tràn
vào khu vực bên trong thành phố. Tuyến đê đã hạn chế được lũ lớn ngồi sơng Đà
Rằng tràn vào bên trong thành phố, hạn chế được một phần tình trạng ngập úng và cần
cập nhật vào mơ hình tính ngập lụt.
1.1.2. Thiệt hại do ngập lụt
Mỗi năm khi mùa mưa bão về, lũ đã gây ngập lụt, thiệt hại khá lớn về người và
tài sản trên lưu vực. Mưa lũ gây chết người, nhà cửa bị ngập, bị sập, các cơng trình hạ
tầng cơ sở như trường học, bệnh viện bị hư hỏng, đường sá cầu cống, cơng trình thuỷ
lợi bị sạt lở, bị vỡ và bồi lấp. Diện tích đất trồng trọt bị ngập lâu ngày làm cho lúa, hoa
màu và các loại cây trồng khác bị thất thu.
Lũ tháng 10/1993 là lũ lớn nhất đã từng xảy ra trên lưu vực sông Ba từ năm 1976
tới nay. Theo báo cáo thiệt hại do lũ gây ra của các huyện Tây Hòa, Đơng Hịa, Phú


5

Hòa và thành phố Tuy Hòa, đã làm 72 người chết, 4 người mất tích, 464 người bị
thương, 10.902 ngơi nhà bị sập đổ hồn tồn trơi đi mất, 138 kho tàng, trụ sở cơ quan,
264 trường học bị sụp đổ hồn tồn, gần 20.000 ha diện tích cây trồng các loại bị ngập
và hư hại. Gia súc gia cầm bị chết trơi khoảng 370 nghìn con. Ngồi ra các thiệt hại về
giao thông, thuỷ lợi cũng rất lớn, tới 105 cầu cống bị sập trôi, các tuyến đường giao
thông bị sạt lở và ngập tới hàng trăm km. Ước tính tổng thiệt hại của trận lũ này lên tới
394 tỷ đồng.
1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước
1.2.1. Các nghiên cứu ở nước ngoài

Trái đất hiện nay đang ở trong thời kỳ biến đổi khí hậu, những trận lũ lớn xuất
hiện ngày càng nhiều (Ấn Độ, Trung Quốc, Philippin, Nhật Bản, Mỹ,...) đã gây thiệt
hại nghiêm trọng về người và của. Thiên tai lũ lụt đang có xu thế gia tăng cả về tần
suất lẫn cường độ. Nhiều nhà khoa học, nhiều tổ chức quốc tế đã tập trung nghiên cứu
nhằm tìm ra các giải pháp phịng chống và phòng tránh hữu hiệu giảm thiệt hại do lũ
lụt gây ra. Đối với các nước phát triển các nghiên cứu về lũ lụt thường gắn với quản lý
tài nguyên, môi trường theo lưu vực sông. Đối với các nước đang phát triển việc dự
báo, cảnh báo lũ lụt còn gặp nhiều khó khăn, các nghiên cứu này chủ yếu phục vụ cho
cơng tác phịng tránh, giảm nhẹ thiên tai.
Hiện nay đã có rất nhiều nghiên cứu về điều tiết vận hành hồ chứa, nhằm cắt lũ,
chống ngập cho hạ du. Bước đầu là các phương pháp tính tốn điều tiết hồ chứa, chủ
yếu dựa vào phương trình cân bằng nước. Ở Liên Xô cũ việc nghiên cứu này được
nhiều nhà khoa học quan tâm như Kritski-Menkel, Xvanhidze, Pleskov, Gugly,
Potapov, Matiski, Ratkovich; họ đã nghiên cứu các phương pháp điều tiết cho các mục
đích khác nhau. Phương trình cân bằng nước có thể được áp dụng cho bất kỳ thời
khoảng tính tốn nào.
Tổng quan một số mơ hình thủy văn, thủy lực tính tốn ngập lụt trên thế giới:
 Mơ hình thủy văn
- Mơ hình Ltank: do PGS.TS Nguyễn Văn Lai đề xuất năm 1986 và ThS
Nghiêm Tiến Lâm chuyển về giao diện máy vi tính trên ngơn ngữ VisualBasic, là một
phiên bản cải tiến từ mơ hình Tank gốc của tác giả Sugawara (1956). Mơ hình tốn
mưa rào dịng chảy dựa trên quá trình trao đổi lượng ẩm giữa các tầng mặt, ngầm lưu
vực, và bốc hơi ứng dụng tốt cho lưu vực vừa và nhỏ.
- Mơ hình Hec-HMS: là mơ hình mưa dịng chảy của Trung tâm Thủy văn kỹ
thuật quân đội Hoa Kỳ được phát triển từ mơ hình HEC-1, mơ hình có những cải tiến
đáng kể cả về kỹ thuật tính tốn và khoa học thủy văn thích hợp với các lưu vực sơng
vừa và nhỏ. Là dạng mơ hình tính tốn thủy văn được dùng để tính dịng chảy từ số
liệu đo mưa trên lưu vực. Trong đó các thành phần mơ tả lưu vực sơng gồm các cơng
trình thủy lợi, các nhánh sơng.
Kết quả của Hec-HMS được biểu diễn dưới dạng sơ đồ, biểu bảng tường minh rất

thuận tiện cho người sử dụng. Ngoài ra, chương trình có thể liên kết với cơ sở dữ liệu
dạng DSS của mơ hình thủy lực Hec-RAS.


6

- Mơ hình NAM: được xây dựng 1982 tại khoa thủy văn viện kỹ thuật thủy động
lực và thủy lực thuộc đại học kỹ thuật Đan Mạch. Mơ hình dựa trên nguyên tắc các bể
chứa theo chiều thẳng đứng và hồ chứa tuyến tính. Mơ hình tính q trình mưa - dịng
chảy theo cách tính liên tục hàm lượng ẩm trong năm bể chứa riêng biệt tương tác lẫn
nhau. Các mơ hình thủy văn trên đây cho kết quả là các q trình dịng chảy tại các
điểm khống chế (cửa ra lưu vực) vì vậy tự thân chúng đứng độc lập chưa đủ khả năng
để đưa ra các thông tin về diện tích và mức độ ngập lụt mà phải kết hợp với một số các
công cụ khác như GIS, hoặc là biên cho các mơ hình thủy động lực 1-2 chiều khác.
 Mơ hình thủy lực
- Mơ hình Hec-RAS: do Trung tâm Thủy văn kỹ thuật quân đội Hoa Kỳ xây
dựng được áp dụng để tính tốn thủy lực cho hệ thống sông. Phiên bản mới hiện nay
đã được bổ sung thêm modul tính vận chuyển bùn cát và tải khuếch tán. Mơ hình
HEC-RAS được xây dựng để tính tốn dịng chảy trong hệ thống sơng có sự tương tác
2 chiều giữa dịng chảy trong sơng và dịng chảy vùng đồng bằng lũ. Khi mực nước
trong sông dâng cao, nước sẽ tràn qua bãi gây ngập vùng đồng bằng, khi mực nước
trong sông hạ thấp nước sẽ chảy lại vào trong sơng.
- Họ mơ hình MIKE: do Viện thủy lực Đan mạch (DHI) xây dựng được tích
hợp rất nhiều các cơng cụ mạnh, có thể giải quyết các bài toán cơ bản trong lĩnh vực
tài nguyên nước. Tuy nhiên đây là mơ hình thương mại, phí bản quyền rất cao nên
khơng phải cơ quan nào cũng có điều kiện sử dụng.
+ MIKE 11: là mơ hình một chiều trên kênh hở, bãi ven sông, vùng ngập lũ, trên
sông kênh có kết hợp mơ phỏng các ơ ruộng mà kết quả thủy lực trong các ô ruộng là
"giả 2 chiều". MIKE11 có một số ưu điểm nổi trội so với các mơ hình khác như:
(i) Liên kết với GIS

(ii) Kết nối với các mơ hình thành phần khác của bộ MIKE ví dụ như mơ hình
mưa rào - dịng chảy NAM, mơ hình thủy động lực học 2 chiều MIKE 21, mơ hình
dịng chảy nước dưới đất, dịng chảy tràn bề mặt và dịng bốc thốt hơi thảm phủ
(MIKE-SHE)
(iii) Tính tốn chuyển tải chất khuếch tán
(iv) Vận hành cơng trình
(v) Tính tốn q trình phú dưỡng
Hệ phương trình sử dụng trong mơ hình là hệ phương trình Saint-Venant khơng
gian một chiều, với mục đích tìm quy luật diễn biến của mực nước và lưu lượng dọc
theo chiều dài sông hoặc kênh dẫn và theo thời gian.
Mơ hình MIKE 11 đã được ứng dụng tính tốn rộng rãi tại Việt Nam và trên
phạm vi toàn thế giới. Tuy nhiên, MIKE 11 lại khơng có khả năng mơ phỏng tràn bãi
nên trong các bài tốn ngập lụt MIKE 11 chưa mơ phỏng một cách đầy đủ q trình
nước dâng từ sơng tràn bãi vào ruộng và ngược lại. Để cải thiện vấn đề này bộ mơ
hình MIKE có thêm mơ hình thủy lực hai chiều MIKE 21 và bộ kết nối MIKE-Flood.
+ MIKE 21: Là mơ hình thủy động lực học dịng chảy 2 chiều trên vùng ngập lũ
đã được ứng dụng tính tốn rộng rãi tại Việt Nam và trên phạm vi tồn thế giới. Mơ
hình MIKE21 HD là mơ hình thủy động lực học mơ phỏng mực nước và dịng chảy


7

trên sông, vùng cửa sông, vịnh và ven biển. Mô hình mơ phỏng dịng chảy khơng ổn
định hai chiều ngang đối với một lớp dịng chảy.
MIKE 21 HD có thể mơ hình hóa dịng chảy tràn với nhiều điều kiện được tính
đến, bao gồm:
(i) Ngập và tiêu nước cho vùng tràn
(ii) Tràn bờ
(iii) Dịng qua cơng trình thủy lợi
(iv) Thủy triều

(v) Nước dâng do mưa bão.
Phương trình mơ phỏng bao gồm phương trình liên tục kết hợp với phương trình
động lượng mô tả sự biến đổi của mực nước và lưu lượng. Lưới tính tốn sử dụng
trong mơ hình là lưới hình chữ nhật.
Tuy nhiên, MIKE 21 nếu độc lập cũng khó có thể mơ phỏng tốt q trình ngập
lụt tại một lưu vực sông với các điều kiện ngập thấp. Để có thể tận dụng tốt các ưu
điểm và hạn chế những khuyết điểm của cả hai mơ hình một chiều và hai chiều trên,
DHI đã cho ra đời một cơng cụ nhằm tích hợp (coupling) cả hai mơ hình trên; đó là
cơng cụ MIKE-Flood.
+ MIKE-Flood: là một cơng cụ tổng hợp cho việc nghiên cứu các ứng dụng về
vùng bãi tràn và các nghiên cứu về dâng nước do mưa bão. Ngồi ra, MIKE-Flood cịn
có thể nghiên cứu về tiêu thốt nước đơ thị, các hiện tượng vỡ đập, thiết kế cơng trình
thủy lợi và ứng dụng tính tốn cho các vùng cửa sơng lớn.
MIKE-Flood được sử dụng khi cần có sự mơ tả hai chiều ở một số khu vực
(MIKE 21) và tại những nơi cần kết hợp mơ hình một chiều (MIKE 11). Trường hợp
cần kết nối một chiều và hai chiều là khi cần có một mơ hình vận tốc chi tiết cục bộ
(MIKE 21) trong khi sự thay đổi dịng chảy của sơng được điều tiết bởi các cơng trình
phức tạp (cửa van, cống điều tiết, các cơng trình thủy lợi đặc biệt...) mơ phỏng theo
mơ hình MIKE 11. Khi đó mơ hình một chiều MIKE 11 có thể cung cấp đều kiện biên
cho mơ hình MIKE 21 (và ngược lại).
- Mơ hình MIKE-SHE: Mơ hình tốn vật lý thơng số phân bổ mơ phỏng hệ
thống tổng hợp dòng chảy mặt- dòng chảy ngầm lưu vực sông. Mô phỏng biến đổi về
lượng và chất hệ thống tài nguyên nước. Bao gồm dòng chảy trong lòng dẫn, dòng
chảy tràn bề mặt, dòng chảy ngầm tầng khơng áp, dịng chảy ngầm tầng có áp, dịng
chảy tầng ngầm chuyển tiếp giữa tầng có áp và tầng khơng áp, bốc thoát hơi từ tầng
thảm phủ, truyền chất, vận chuyển bùn cát. ứng dụng thực tiễn: Đã được ứng dụng tính
tốn rộng rãi trên phạm vi tồn thế giới. Ở Việt Nam MIKE-SHE được ứng dụng mơ
phỏng dịng hệ thống dòng chảy ngầm mặt lưu vực.
1.2.2. Các nghiên cứu ở trong nước
Cùng với sự phát triển về mạnh về cơng nghệ máy tính, khoảng 15 năm trở lại

đây các mơ hình về thủy văn, thủy lực đã được ứng dụng mạnh mẽ trên các lưu vực
sông trong các nước, đặc biệt trong khoảng 5 năm trở lại đậy việc xây dựng các bản đồ


8

ngập lụt phục vụ cơng tác phịng chống lụt bão cho địa phương đã được nhiều tỉnh
triển khai, có thể nêu ra các cơng trình tiêu biểu sau:
Một số cơng trình và đề tài nghiên cứu của các tác giả trong nước:
Công ty cổ phần sông Ba (2013) [11], đã xây dựng bản đồ ngập lụt sơng Ba,
trong đó xây dựng được bản đồ ngập lụt hạ lưu sông Ba cho địa bàn tỉnh Phú Yên. Dự
án đã xây dựng bản đồ ngập lụt chi tiết ứng với 8 mức báo động, và các bản đồ.
Năm 2010, Hà Văn Khối [4], trình bày một số ý kiến cũng như kết quả tính tốn
sơ bộ về vai trị chống lũ hạ du của hồ chứa A Vương và xem xét khả năng giao thêm
nhiệm vụ chống lũ hạ du cho các hồ chứa trên sông Vu Gia – Thu Bồn.
Năm 2011, Nguyễn Lan Châu và Bùi Đình Lập [1], đã sử dụng các mơ hình mưa
rào dịng chảy TANK và diễn tốn Muskingum - Cunge dự báo dịng chảy thượng lưu
hệ thống sơng Đà, Thao, Lơ và Thái Bình.
Năm 2011, Ngơ Lê Long đã áp dụng mơ hình MIKE 11 [7], mô phỏng hệ thống
liên hồ chứa sông Srêpook với mục đích cắt giảm lũ cho hạ du, tác giả đã ứng dụng kết
hợp với mơ đun vận hành cơng trình (SO) mơ phỏng vận hành các cơng trình cửa van.
Năm 2011, Nguyễn Hữu Khải [3], đã nghiên cứu tính tốn điều hành hệ thống
hồ chứa trên lưu vực sông Ba trong mùa lũ và mùa cạn, tác giả đã áp dụng mơ hình
HEC-RESSIM, MIKE 11 để mơ phỏng tính tốn thủy văn, điều tiết hồ chứa, thủy lực,
các kết quả nghiên cứu làm cơ sở để tác giả đề xuất Quy trình vận hành liên hồ chứa
trên lưu vực sơng Ba.
Năm 2012, Tô Thúy Nga, Lê Hùng [12], đã nghiên cứu áp dụng mơ hình MIKE
FLOOD mơ phỏng lại trận lũ năm 2009 và đánh giá ảnh hưởng của việc xả lũ hồ A
Vương đến ngập lụt hạ du.
Năm 2013, Đặng Thanh Mai, Vũ Đức Long, Vũ Văn Hiếu [8], đã trình bày các

kết quả xây dựng cơng nghệ giám sát, cảnh báo, dự báo lũ, ngập lụt và điều tiết hồ
chứa cho hệ thống sông Ba dựa trên việc tích hợp các mơ hình thủy văn, thủy lực và
điều tiết hồ.
Nhìn chung các cơng trình nghiên cứu ở Việt Nam sử dụng mơ hình mơ phỏng
là cơng cụ chủ yếu để vận hành quản lý hồ chứa, cũng như dự báo lũ lụt.
1.2.3. Các nghiên cứu liên quan đến sông Ba
Sông Ba là sông lớn nhất khu vực Nam Trung Bộ, thành phố Tuy Hòa của tỉnh
Phú Yên nằm ngay cửa Đà Rằng của sông này. Những năm gần đây để phục vụ phát
triển kinh tế, xã hội vùng hạ lưu sơng Ba, đã có một số nghiên cứu khá sâu liên quan
đến cơng tác phịng chống lũ lụt khu vực hạ lưu sông Ba như:
Nghiên cứu luận cứ khoa học cho các giải pháp phòng tránh, hạn chế hậu quả lũ
lụt lưu vực sông Ba, hay ―Nghiên cứu giải pháp tổng thể sử dụng hợp lý tài nguyên và
bảo vệ môi trường lưu vực sông Ba – sông Côn‖. Báo cáo đề tài cấp Bộ ―Quy hoạch
chỉnh trị sông Ba đoạn từ đập Đồng Cam đến cửa Đà Rằng‖ đã nghiên cứu đánh giá
diễn biến sông Ba từ đập Đồng Cam tới cửa sơng, từ đó đưa ra những cơng trình chỉnh
trị nhằm đảm bảo ổn định bờ sông. Luận án Tiến sĩ kỹ thuật ―Nghiên cứu diễn biến
cửa sông ven biển miền Trung và ảnh hưởng của nó đến vấn đề thốt lũ‖của Nguyễn
Bá n đã tập trung nghiên cứu dịng chảy sơng Ba và khả năng thoát lũ của cửa Đà


9

Rằng. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Nhà nước KC08-07/06-10 ―Nghiên cứu đề xuất
giải pháp ổn định các cửa sông ven biển miền Trung‖. Các kết quả nghiên cứu đã đạt
thêm một bước khi sử dụng cách tiếp cận tổng hợp kết hợp với đo đạc khảo sát diễn
biến và sử dụng các công cụ hiện đại như mô hình tốn Delft3D, cơng nghệ thơng tin
địa lý nên đã nghiên cứu xác định các nguyên nhân cơ bản và diễn biến vùng cửa Đà
Rằng một cách có cơ sở khoa học, từ đó đề xuất giải pháp khoa học công nghệ tổng
thể để ổn định vùng cửa sông. Năm 2010, Viện Khoa học khí tượng thủy văn và Mơi
trường, ―Báo cáo Lập quy trình vận hành hệ thống liên hồ trên lưu vực sông Ba‖. Gần

đây nhất là Công ty cổ phần sông Ba (2013), ―Báo cáo lập bản đồ ngập lụt sơng Ba‖,
trong đó xây dựng được bản đồ ngập lụt hạ lưu sông Ba cho địa bàn tỉnh Phú n.
Ngồi ra cịn có nhiều nghiên cứu liên quan khác thuộc lưu vực sơng Ba, ví dụ
như: Báo cáo đề tài nhánh thuộc đề tài KC-09-05 ―Dự báo hiện tượng xói lở, bồi tụ bờ
biển cửa Đà Rằng‖, tác giả Nguyễn Thọ Sáo đã dựa trên những thông tin về lịch sử
diễn biến, phát hiện xu thế để đưa ra những kết quả dự báo hiện tượng xói lở, bồi tụ bờ
biển cửa Đà Rằng. Bằng các tư liệu ảnh vệ tinh và không ảnh, Phạm Quang Sơn đã
phân tích tình hình biến động cửa Đà Rằng bằng công nghệ GIS để chồng ghép ảnh
theo thời gian trong nghiên cứu: ―Đánh giá tình hình biến động lịng dẫn hạ lưu sông
Ba (Đà Rằng) qua các tư liệu viễn thám giai đoạn 1965-1995‖. ―Nghiên cứu cơ sở
khoa học để xác định cơ chế bồi lấp, sạt lở và đề xuất giải pháp ổn định các cửa sông
Đà Diễn và Đà Nông tỉnh Phú Yên phục vụ phát triển bền vững cơ sở hạ tầng và kinh
tế xã hội‖ ĐTĐL.CN 15/15 do PGS.TS. Nguyễn Tiền Giang đã làm chủ nhiệm đề tài
Một số cơng trình xây dựng cụ thể đã hồn thành, nhằm nạo vét thốt lũ sơng
Ba, chống sạt lở như: Kè Lạc Mỹ và kè Thạch Bàn, huyện Tây Hòa; kè Phú Lộc huyện
Phú Hòa; Kè bờ Nam, thành phố Tuy Hòa, và dự án nạo vét, khơi thông luồng lạch
cửa sông Đà Rằng ....


10

Chương 2 – ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, XÃ HỘI LƯU VỰC SƠNG BA
2.1. Đặc điểm tự nhiên
2.1.1. Vị trí địa lý
Lưu vực sơng Ba có hình dạng chữ L, nằm ở khu vực Tây nguyên và Nam
Trung Bộ. Tọa độ địa lý ở 1235’-1438’ vĩ độ Bắc; 10800’-10955’ kinh độ Đơng.
Diện tích tự nhiên tồn lưu vực là 13900 km2 nằm trên địa phận của 21 huyện, thị,
thành phố thuộc ba tỉnh Gia Lai, Đăk Lăk, Phú Yên và một phần nhỏ tỉnh Kon Tum.
- Phía Bắc giáp thượng nguồn sơng Trà Khúc (tỉnh Quảng Ngãi);
- Phía Bắc và tây bắc giáp lưu vực sông Sê San (tỉnh Kon Tum);

- Phía Tây và tây nam giáp lưu vực sơng Sêrêpok (tỉnh Gia Lai);
- Phía Nam giáp sơng Bàn Thạch và dãy Đèo Cả (Nam Phú n);
- Phía Đơng giáp lưu vực sơng Kơn (tỉnh Bình Định) và lưu vực sơng Kỳ Lộ
(Bắc Phú Yên).
Sông Ba đổ ra Biển Đông tại cửa Đà Rằng - thành phố Tuy Hoà, tỉnh Phú n.

Hình 2.1: Bản đồ lưu vực sơng Ba [13]


11

2.1.2. Đặc điểm địa hình
Địa hình lưu vực sơng Ba biến đổi khá phức tạp, bị chia cắt mạnh mẽ bởi sự chi
phối của dãy Trường Sơn. Đường phân thuỷ lưu vực gồm các dải núi có độ cao từ
+500m ÷ +2.000m bao bọc 3 phía Bắc – Đơng – Nam và chỉ được mở rộng về phía tây
với cao nguyên rộng lớn: Pleiku, Mang Yang, Chư Sê. Khi đổ về hạ du ra biển Đông
qua vùng đồng bằng Tuy Hồ rộng trên 20.000 ha. Đường phân thủy phía Đơng Bắc
thuộc dải Đơng Trường Sơn có cao độ từ +600 m ÷ +1300 m (đỉnh Chư Trung Ari
+1.331 m), chạy theo hướng tây bắc - đông nam đến đèo An Khê, sau đó chuyển
hướng kết thúc ở thượng nguồn sơng Cà Lúi, sơng Con ở độ cao + 700m. Phía nam là
dãy núi Phượng Hoàng chạy sát ra biển theo hướng đông bắc - tây nam kết thúc tại đèo
Cả (cao độ +600 m ÷ +2.000m (đỉnh Chư Hơmu + 2.051 m). Hai dãy núi phía đơng và
nam lưu vực tạo bức tường chắn gió, cản trở việc hoạt động của hướng gió đơng và
đơng nam. Phía tây bắc có các đỉnh núi cao hơn phía đơng (đỉnh Ngọc Rơ +1.549 m,
Kon Ka Kinh + 1.761 m, Chư Rơ Pan +1.571m) chạy theo hướng bắc nam nhưng bị
chia cắt nhiều, không liên tục. Đến Cheo Reo, độ cao các đỉnh núi thấp dần (+300 m ÷
+400 m), sau đó lại được nâng lên từ +700 m ÷1.200m, chuyển hướng tây bắc - đông
nam cho đến thượng nguồn sông Krông H’năng (đỉnh Chư Tun +1.215 m). Do các dãy
núi phía tây bị chia cắt mạnh và khơng liên tục đã hình thành trên lưu vực các thung
lũng: An Khê, Cheo Reo, Phú Túc và vùng hạ du là đồng bằng Tuy Hịa.

Với các yếu tố địa hình phức tạp như trên, có thể chia lưu vực sơng Ba thành 5
tiểu vùng địa hình sau:
- Vùng núi cao: Chiếm 60% diện tích lưu vực. Độ cao bình qn +600 m ÷ +
800m, độ dốc địa hình từ thoải đến rất dốc.
- Vùng thung lũng: Từ An Khê đến Phú Túc. Cao độ phổ biến ở thung lũng An
Khê +400 m ÷ +500m, ở thung lũng Cheo Reo + 150 m÷ +200m và ở Phú Túc +100 m
÷ +150 m. Địa hình bằng phẳng thành những cánh đồng lớn dọc theo hai bờ sơng.
- Vùng cao ngun: có cao độ phổ biến từ +300 m÷ +500m.
- Vùng gị đồi: Chủ yếu là vùng An Khê, Sơn Hồ, hạ du sơng Hinh, sơng
Krơng H’năng.
- Vùng đồng bằng: Tập trung ở hạ du sông Ba, chủ yếu là khu vực sau hồ thủy
điện Sông Ba Hạ đến Tuy Hịa có cao độ +5 m ÷ +10 m.
2.1.3. Mạng lưới sơng ngịi
Hệ thống sơng Ba có mật độ lưới sông là 0,22 km/km2 và được phân bố đều
khắp trong vùng. Chiều rộng bình quân lưu vực 48,6 km, có nơi rộng 80 km.
Dịng chính sơng Ba bắt nguồn từ đỉnh Ngọc Rô (tỉnh Kon Tum) + 1.544 m,
chảy qua địa phận các tỉnh KonTum, Gia lai, ĐakLak và Phú Yên có tổng chiều dài
372 km:
Từ thượng nguồn tới gần An Khê, chảy theo hướng tây bắc - đơng nam qua địa
hình hiểm trở, chia cắt mạnh, lịng sơng hẹp, nhiều thác ghềnh, độ dốc lịng sơng 20%,
có 36 phụ lưu cấp I, 54 phụ lưu cấp II, 14 phụ lưu cấp III đổ vào, đáng kể nhất là sông
Ia Yun.


12

Từ Cheo Reo đến thị trấn Củng Sơn, sông chảy theo hướng Tây Bắc - Đông
Nam, nhận thêm nước của 2 phụ lưu lớn là sông Krông H’năng và sông Hinh. Trên
sơng Krơng H’năng (diện tích lưu vực 1.840 km2, chiều dài sơng 175km) có cơng
trình thủy điện Krơng H’năng đã chặn dịng tích nước vào ngày 16/10/2009. Sơng

Hinh (diện tích lưu vực 1.040 km2, dài 88km, bắt nguồn từ dãy núi Chư Mu cao
2051m) đổ vào Sông Ba tại xã Đức Bình Đơng, huyện Sơng Hinh, đây là khu vực có
mưa lớn nhất so với tồn lưu vực sơng Ba. Cơng trình thủy điện Sơng Hinh, đã tích
nước phát điện vào năm 2000.
Từ Củng Sơn đến thành phố Tuy Hịa, sơng Ba chảy theo hướng tây - đơng đổ
nước ra cửa Đà Rằng. Đoạn sơng này cịn nhận thêm nước một số phụ lưu nhỏ: sông
Con, Cái, sông Đồng Bị (hữu ngạn). Khu vực này, lịng sơng Ba khá rộng, độ dốc nhỏ
khoảng 1‰. Dọc theo hai bên bờ sông là các cánh đồng sản suất nông nghiệp.
Các sông nhánh lớn nhất là: Ia Yun, Krông H’năng và sông Hinh đều nằm bên
ở hữu ngạn:
a. Sông Ia Yun
Ia Yun là một phụ lưu lớn nhất của sơng Ba có diện tích lưu vực là 2.950 km2,
chiều dài 175 km, bắt nguồn từ vùng núi cao từ +1.500 m, chảy theo hướng Bắc Nam
đến Chư Sê và Tây Bắc - Đơng Nam. Lượng mưa năm trung bình 1.600 mm, mơ duyn
dịng chảy trung bình nhiều năm 18 l/s-km2 và chiếm khoảng 17,5% tổng lượng nước
đến của lưu vực sông Ba.
b. Sông Krông H’Năng
Krông H’năng là phụ lưu lớn thứ hai của sơng Ba có diện tích lưu vực là 1.840
km2, chiều dài 130 km, bắt nguồn ở vùng núi cao trên +1.000 m thuộc huyện Krông
Hnăng và Ea H’Leo - tỉnh Đăk Lăk. Do địa hình phức tạp nên hướng chảy của sơng
gần như hình vịng cung: Đoạn đầu theo hướng Bắc Nam, sau đó chuyển sang hướng
Tây Bắc- Đơng Nam rồi lại chảy ngược lên gần như hướng Nam Bắc để nhập vào sông
Ba, chiếm khoảng 12,5% tổng lượng nước đến của lưu vực sông Ba.
c. Sông Hinh
Sông Hinh là phụ lưu lớn thứ ba của sơng Ba có diện tích lưu vực 1.040 km2,
chiều dài 88 km, bắt nguồn từ đỉnh núi Chư Hmú cao +2.051 m, chảy theo hướng tây
nam - đông bắc, đến xã Sơn Thành thì nhập vào sơng Ba. Do có địa hình núi cao chắn
gió nên sơng Hinh có lượng mưa tương đối lớn hơn các nhánh sông khác với lượng
mưa năm trung bình khoảng 2.600 mm, mơ đun dịng chảy trung bình nhiều năm là
khoảng 53 l/s km2, chiếm khoảng 17,4% tổng lượng nước của tồn lưu vực sơng Ba.

2.1.4. Khí hậu
a. Chế độ khí hậu
Lưu vực sơng Ba đại bộ phận nằm ở phía Tây dải Trường Sơn, chỉ có phần nhỏ
ở hạ lưu nằm phía sườn Đơng Trường Sơn. Do tác dụng của dãy Trường Sơn mà lưu
vực sông Ba chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của hai kiểu khí hậu gió mùa Đơng Trường Sơn
và Tây Trường Sơn khá rõ rệt.
Khí hậu Tây Trường Sơn: Đặc điểm của kiểu khí hậu này là do gió mùa tây
nam hàng năm từ tháng V đến tháng X với các trận mưa giông với một lượng mưa khá


13

phong phú tạo cho phần lớn lưu vực một mùa mưa ẩm dịu mát. Từ tháng XI đến tháng
VI năm sau là mùa khơ ít mưa gây tình trạng thiếu nước nghiêm trọng.
Khí hậu Đơng Trường Sơn: Đặc điểm của kiểu khí hậu này là sự tác động mạnh
mẽ của các nhiễu động thời tiết từ biển Đông kết hợp với gió mùa đơng bắc. Hàng
năm từ tháng IX đến tháng XII các cơn bão muộn từ biển Đông đổ bộ vào đất liền gặp
dải Trường Sơn bị suy yếu tạo thành vùng áp thấp nhiệt đới kết hợp với gió mùa đơng
bắc gây mưa lớn ở phần thượng nguồn sông Ba và ảnh hưởng khá mạnh mẽ cho vùng
hạ du sông Ba, lưu vực sông Hinh và một phần sông Krông H’năng. Về mùa đông,
phần lưu vực từ thượng nguồn đến An Khê và vùng hạ du từ khu vực huyện Sơn Hịa
trở xuống đến cửa ra, gió mùa đông bắc kết hợp bão muộn từ biển Đông hoạt động gây
ra mùa mưa lũ chính vụ.
b. Bão
Hằng năm, bão xuất hiện từ biển Đông nhưng do tác động chắn gió của dải
Đơng Trường Sơn làm tốc độ gió, tốc độ di chuyển của bão chậm lại nên phần thượng
du và trung du thường không bị ảnh hưởng bão nhưng trở thành vùng áp thấp, gió
mạnh mưa lớn cho tồn lưu vực sông Ba. Riêng phần hạ du lưu vực sơng Ba địa hình
mở ra theo hướng đơng tây nên thuận tiện cho bão tràn vào gây gió mạnh, mưa lớn.
c. Mưa

Do đặc điểm địa hình và điều kiện khí hậu mà chế độ mưa của lưu vực sông Ba
khá phức tạp so với các lưu vực lân cận. Khi vùng thượng và trung du lưu vực đã vào
mùa mưa rồi (tháng V đến tháng X) thì hạ du lại đang cịn ở thời kỳ khơ hạn. Khi
thượng và trung du đã kết thúc mùa mưa (tháng X, XI) nhưng hạ du vẫn trong mùa
mưa lũ (tháng IX đến tháng XII).
Do sự chi phối mạnh mẽ của hai kiểu khí hậu Tây, Đơng Trường Sơn và đặc
điểm địa hình lưu vực, sự phân bố mưa trong năm trên lưu vực sông Ba như sau:
Khu vực Tây Trường Sơn:
- Mùa mưa từ tháng V đến tháng X trùng với mùa gió mùa Tây Nam hoạt động
với tổng lượng mưa gần 90% lượng mưa cả năm. Tháng VIII, IX thường có lượng
mưa tháng lớn nhất và đạt trên 200 mm/tháng ở nơi ít mưa, từ 350 đến 470 mm/tháng
ở nơi nhiều mưa.
- Mùa khô từ tháng XI đến tháng IV năm sau. Giữa mùa khơ (tháng I đến tháng
III) có nhiều năm khơng mưa hoặc có khơng đáng kể (2-10 mm/tháng) trong một vài
ngày.
Đại diện cho khu vực này là trạm Pleiku, Pơ Mơ Rê, Chư Sê…
Khu vực Đông Trường Sơn.
- Mùa mưa từ tháng IX đến tháng XI, XII hàng năm cùng với thời kỳ hoạt động
của gió mùa đơng bắc và bão muộn trên biển Đông. Lượng mưa trong mùa mưa ở đây
chiếm 65%÷75% lượng mưa cả năm. Mưa lớn thường xảy ra vào tháng X, XI với
lượng mưa lớn có thể đạt trên 600 mm/tháng, có năm đạt tới 1920 mm (tháng XI1981- Trạm Sông Hinh hoặc 1310 mm tháng XI-1990 - Trạm Tuy Hòa. Số ngày mưa
trong tháng từ 20÷25 ngày/tháng.