Nghiên cứu ứng dụng mô hình WETSPA và HECRAS mô phỏng, dự báo quá trình lũ trên hệ thống sông thu bồn vu gia báo cáo tổng kết các chuyên đề nghiên cứu

BỘ TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG
TRUNG TÂM KHÍ TƯỢNG THUỶ VĂN QUỐC GIA
Số 4 – Đặng Thái Thân – Hoàn Kiếm – Hà Nội
------------------***-----------------

BÁO CÁO TỔNG KẾT
CÁC CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU
THUỘC ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MƠ HÌNH WETSPA VÀ HECRAS
MƠ PHỎNG, DỰ BÁOQ TRÌNH LŨ
TRÊN HỆ THỐNG SƠNG THU BỒN – VU GIA

CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: Ths. Đặng Thanh Mai

Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Trung ương

7517-1
15/10/2009
Hà Nội, 3 – 2009


BỘ TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG
TRUNG TÂM KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN QUỐC GIA
Số 4 - Đặng Thái Thân – Hoàn Kiếm – Hà Nội

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MƠ HÌNH WETSPA VÀ
HECRAS MƠ PHỎNG, DỰ BÁO Q TRÌNH LŨ

TRÊN HỆ THỐNG SÔNG THU BỒN – VU GIA
Chỉ số phân loại:
Chỉ số đăng ký:
Chỉ số lưu trữ:
Các cơ quan và các cộng tác viên chính tham gia thực hiện đề tài:

1. Ks. Bùi Đức Long
2. Ths. Vũ Đức Long
3. Ths. Nguyễn Thị Thu Trang
4. Ths. Võ Văn Hòa
5. Ts. Nguyễn Thanh Long
6. Ts. Lê Quốc Hùng
7. Ths. Phạm Văn Chiến
8. Ks. Nguyễn Hữu Thiêm
9. Ks. Phùng Hồng Long
Ngày
tháng năm 2009
CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI

Ngày
tháng năm 2009
CƠ QUAN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

Bùi Minh Tăng

Ths. Đặng Thanh Mai
Hà Nội, ngày

tháng

Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương
Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương
Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương
Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương
Viện Nghiên cứu Địa chất và khoáng sản
Viện Nghiên cứu Địa chất và khoáng sản
Đài KTTV khu vực Trung Trung bộ
Đài KTTV khu vực Trung Trung bộ
Đài KTTV khu vực Trung Trung bộ

năm 2009

HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ CHÍNH THỨC
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

Hà Nội, ngày

Ngày
tháng năm 2009 .
CƠ QUAN CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI

Trần Văn Sáp
tháng

năm 2009

CƠ QUAN QUẢN LÝ ĐỀ TÀI
TL. BỘ TRƯỞNG
KT.VỤ TRƯỞNG
VỤ KHOA HỌC CƠNG NGHỆ

PHĨ VỤ TRƯỞNG


Đề tài:
Nghiên cứu ứng dụng mơ hình WETSPA
và HECRAS mơ phỏng, dự báo q trình
lũ trên hệ thống sơng Thu Bồn – Vu Gia

Chun đề 1:
Nghiên cứu, tính tốn và xử lý sản phẩm mưa 2A12 từ
ảnh vệ tinh TRMM kết hợp với số liệu mưa mặt đất của
các trận lũ lớn từ 1998-2005 trên lưu vực hệ thống sông
để phù hợp với u cầu đầu vào của mơ hình


Trong nghiệp vụ dự báo lũ, vấn đề xử lý lượng mưa xảy ra trên lưu vực
bởi các hình thế thời tiết gây ra rất phức tạp, do mưa phân bố không đều theo
không gian và thời gian.
Đối với chế độ thủy văn trên hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia, tổng
lượng mưa, cường độ mưa, thời gian mưa và phân bố mưa quyết định q trình
hình thành dịng chảy lũ trên lưu vực. Mưa lớn tập trung vùng núi có thể sinh ra
lũ lớn mặc dù vùng đồng bằng mưa lớn hay mưa nhỏ. Nhưng nếu mưa lớn chỉ
tập trung vùng đồng bằng, vùng núi mưa nhỏ thì sẽ khơng gây ra lũ lớn trên
sơng mà chỉ có thể gây ra úng ngập cục bộ tại một số khu vực. Trong những đợt
mưa lớn mà lượng mưa tập trung đều trên khắp lưu vực cả vùng núi và vùng
đồng bằng sẽ rất nguy hiểm - vùng núi tốc độ dòng chảy lũ rất lớn và vùng đồng
bằng xảy ra ngập lụt nghiêm trọng.
Việc xác định một cách định lượng và chính xác sự phân bố mưa của các
hình thế thời tiết trên lưu vực sơng là rất khó trong điều kiện hiện nay bởi mưa là
một yếu tố ngẫu nhiên và chịu tác động tổ hợp của rất nhiều q trình phức tạp

mang tính ngẫu nhiên. Tuy nhiên, việc xác định một cách định tính sự phân bố
mưa theo khơng gian và thời gian của các hình thế thời tiết gây mưa có thể được
thực hiện một phần dựa vào việc nghiên cứu, phân tích các đợt mưa sinh lũ đã
xảy ra trong quá khứ để đưa ra các đặc điểm chung nhất. Đây là một phần rất
quan trọng trong quá trình cảnh báo và dự báo lũ trên lưu vực. Mặt khác, do yêu
cầu đầu vào của bộ mơ hình cũng như u cầu cải tiến chất lượng của mơ hình
trong dự báo nghiệp vụ, cần thiết phải xét đến sự khác biệt trong phân bố mưa
của các trận lũ do các hình thế thời tiết gây ra. Để giải quyết các vấn đề này Đề
tài sẽ tập trung Nghiên cứu, phân tách, chuyển đổi sản phẩm mưa 2A12 của ảnh
vệ tinh TRMM thành dạng bản đồ RASTER
1 Đặc điểm mưa của các hình thế thời tiết gây lũ lớn
1.1 Các hình thế thời tiết gây mưa lớn
Việc phân tích ngun nhân hình thành các trận lũ lớn đã xảy ra trên hệ
thống sông Vu Gia – Thu Bồn từ 1976 đến 2007 (bảng 5.2) cho thấy, các hình
thế thời tiết chính gây ra mưa lũ trên lưu vực là: Bão, ATNĐ, KKL, dải HTNĐ,
đới gió đơng và tổ hợp của chúng.


a/ Bão, áp thấp nhiệt đới (ATNĐ)
Theo số liệu thống kê nhiều năm, khu vực Quảng Nam – Đà Nẵng là một
trong những vùng chịu ảnh hưởng nhiều của bão và ATNĐ, chiếm tới 20% số
bão, ATNĐ ảnh hưởng đến Việt Nam. Trung bình hàng năm có 1 cơn bão và 1
ATNĐ ảnh hưởng đến khu vực. Thông thường, bão đổ bộ vào khu vực Quảng
Nam – Đà Nẵng nhiều nhất trong các tháng IX - XI (chiếm 70%).
Đáng lưu ý, tuy bão không đổ bộ trực tiếp vào lưu vực, song chịu ảnh
hưởng gián tiếp cũng gây thiệt hại khá nặng nề do mưa, lũ gây ra. Có những
trường hợp bão mạnh hoặc bão đổ bộ liên tiếp trong thời gian ngắn. Như tháng
IX/1964, IX/1978, chỉ trong khoảng 15 ngày, 3 cơn bão mạnh đổ bộ liên tiếp
vào miền Trung gây ra lũ lụt lịch sử hoặc lũ lụt đặc biệt lớn trên tồn miền,
trong đó có khu vực Quảng Nam - Đà Nẵng, gây thiệt hại rất lớn. Trường hợp 2

cơn bão hoặc bão và ATNĐ đổ bộ liên tiếp vào khu vực cũng gây ra thiên tai
nghiêm trọng.
Các loại hình thời tiết này khi ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đều gây
mưa rất lớn và diện mưa rộng, thời gian mưa kéo dài, gây lũ lớn và đều khắp ở
các sông trong hệ thống sông.
b/ Không khí lạnh (KKL)
Áp cao lạnh ảnh hưởng gây mưa lớn đối với các tỉnh miền Trung bao gồm
hình thế áp cao lạnh tác động đơn thuần hoặc áp cao lạnh kết hợp với các hình
thế khác như rãnh áp thấp bị nén, tín phong và các nhiễu động nhiệt đới khác
như dải hội tụ nhiệt đới, xoáy thuận nhiệt đới (XTNĐ) hay nhiễu động sóng
trong đới gió đơng trên cao. Trong các loại hình thế synop đặc trưng gây mưa
lớn đối với các tỉnh miền Trung thì loại hình áp cao lạnh kết hợp với dải hội tụ
nhiệt đới hoặc XTNĐ gây mưa mãnh liệt nhất. Thực tế cho thấy, khi áp cao lạnh
ảnh hưởng thì thường mưa đối với miền Trung nhưng không phải đợt nào cũng
gây mưa lớn mà nó hồn tồn phụ thuộc hồn lưu trên cao ở lớp dưới của tầng
đối lưu tiêu biểu ở mực 1500m. Thời gian bắt đầu và kết thúc mưa, cường độ
mưa, thời gian duy trì mưa lớn, phạm vi mưa... khơng đồng nhất giữa các đợt
xâm nhập của KKL. Nó khơng chỉ phụ thuộc vào sự tác động bởi rìa phía nam
hay tây nam của áp cao lạnh ở khu vực đơng nam Trung Quốc mà cịn phụ thuộc
vào điều kiện mặt đệm, địa hình. Thời gian hoạt động của KKL gây mưa cho lưu
vực thường vào các tháng X, XI, XII.


c/ Ảnh hưởng kết hợp của các loại hình thế gây mưa lớn
Nhìn chung, mưa - lũ trên lưu vực do nhiều loại hình thời tiết gây ra và
những trận lũ lớn thường do nhiều loại hình thời tiết hoạt động kết hợp với nhau.
Diễn biến mưa lũ thường rất phức tạp, do đó gây nhiều khó khăn cho cơng tác
dự báo và phịng chống.
Tùy theo vị trí đổ bộ của bão hoặc ATNĐ, cũng như tổ hợp của chúng với
KKL mà mưa trên lưu vực cũng khác nhau. Mưa trên lưu vực thường lớn, cường

độ cao và là một trong những vùng mưa lớn nhất của cả nước. Đặc điểm riêng
biệt là các trận lũ lụt lớn, lũ lụt lịch sử chỉ xảy ra khi có tác động tổ hợp của
hồn lưu bão, ATNĐ, đới gió đơng hoặc dải HTNĐ với KKL. Lũ lụt lớn do mưa
bão, ATNĐ hoặc bão, ATNĐ kết hợp với KKL chiếm 61%; do KKL kết hợp với
các dạng hoàn lưu khác - 39% tổng số trận.
Đặc biệt, do điều kiện địa hình, quy luật chung của khí hậu và cơ chế
hồn lưu khí quyển, các tháng nhiều bão ở miền Trung cũng như khu vực Quảng
Nam – Đà Nẵng trùng với thời kỳ đầu hoạt động của các đợt khơng khí lạnh từ
phía bắc tràn xuống. Bão, ATNĐ hoặc dải HTNĐ có tác động của KKL thường
gây mưa to, diện rộng, cường độ mưa rất lớn, thời gian mưa kéo dài hơn, gây lũ
lụt nghiêm trọng trên phạm vi rộng.
Bảng 5.2: Thống kê các trận lũ từ mức báo động II trở lên (1976-2007)
sông Thu Bồn - Trạm Câu Lâu
Bắt đầu

Kết
thúc

Hđỉnh

DH

T N G

T N G

cm

cm

1

1976 11 13 08

11 15 17

314

237

KKL

102

2

1980 11 14 12

11 17 21

454

382

Bão vào Khánh Hoà (16/11) + KKL

369

3

1981 10 13 06

10 15 12

390

304

Bão vào Khánh Hồ (20/09) + KKL

356

TT

Năm

Hình thế thời tiết

Xtblv
mm

4

-

10 26 13

10 29 07

383

274

ATNĐ + KKL

536

5

-

10 31 18

11 01 13

371

128

Bão vào Phú Yên (01/11)

173

6

-

11 07 13

11 09 12

365

273

KKL

201

1983 10 28 12

10 31 03

436

425

Bão vào Khánh Hoà (30/10) + KKL

503

11 14 13

11 17 05

325

285

KKL

275

1984 10 12 13

10 14 02

397

372

Bão vào Thuận Hải (12/10) + KKL

314

7
8
9

-


Năm

Kết
thúc

Hđỉnh

DH

T N G

TT

Bắt đầu

T N G

cm

cm

Hình thế thời tiết

Xtblv
mm

10

-

11 01 13

11 04 14

315

288

Bão vào Khánh Hoà (02/11)

292

11

-

11 07 19

11 08 20

316

219

Bão vào Bình Định (07/11)

114

12

1985 11 30 05

12 01 08

384

273

KKL

292

13

1986 10 20 07

10 23 05

330

272

Bão vào Quảng Ngãi (22/10)

126

12 02 07

12 04 06

419

330

Bão vào Thuận Hải (03/12)

296

1988 10 09 07

10 11 08

374

323

Bão vào Bình Định (24/07)

237

10 15 19

10 16 19

324

197

Bão vào Phú Yên (15/10)

123

1990 10 13 14

10 16 17

439

431

ATNĐ vào Phú Yên - K. Hoà + KKL

320

11 12 01

11 13 21

437

342

Bão vào NhaTrang-Tuy Hoà (12/11)

272

19

1991 10 20 13

10 25 06

335

307

KKL

441

20

1992 10 21 13

10 25 06

395

363

Bão vào Tuy Hoà (23/10)

339

10 28 07

10 29 13

358

182

Bão vào Qui Nhơn (28/11)

144

22

1993 10 23 19

10 25 02

329

193

HTNĐ + Gió mùa đơng bắc

225

23

1994 10 18 07

10 21 12

355

367

KKL

248

24

1995 10 05 13

10 09 01

345

368

HTNĐ + KKL

423

14
15
16
17
18

21

-

-

-

-

25

-

10 26 07

10 27 16

386

283

Bão vào Tp Qui Nhơn ( 26/10 )

246

26

-

10 28 07

10 30 07

342

65

KKL

125

27

-

11 01 13

11 02 11

372

207

Bão vào Quảng Ngãi (01/11)

179

28

-

11 08 07

11 11 09

368

279

KKL

170

1996 10 21 16

10 23 09

363

294

ATNĐ vào Phú Khánh (22/10)

155

29
30

-

10 24 13

10 26 07

361

36

HTNĐ + KKL

163

31

-

10 27 19

10 30 07

420

168

HTNĐ + KKL

295

32

-

11 16 07

11 19 03

401

304

HTNĐ + KKL

406

33

-

11 30 13

12 01 20

351

181

ATNĐ + KKL

198

1997 09 20 07

09 23 01

381

389

HTNĐ + KKL

356

34

35

-

09 24 24

09 26 11

343

233

Bão vào Quảng Nam - Đà Nẵng
(25/09)

183

36

-

11 02 07

11 04 17

366

298

HTNĐ + KKL

264


37

Kết
thúc

Hđỉnh

DH

T N G

TT

Bắt đầu

T N G

cm

cm

1998 11 13 13

11 15 15

339

301

Bão vào N.Thuận - B.Thuận
(14/11)+KKL

216

Năm

Hình thế thời tiết

Xtblv
mm

38

-

11 19 07

11 21 05

509

416

Bão vào P.Yên - K.Hoà (20/11) +
KKL

248

39

-

11 26 06

11 27 03

386

180

Bão vào Bình Định (26/11)

109

1999 11 01 12

11 03 13

523

452

KKL + HTNĐ

587

12 01 13

12 04 16

454

344

ATNĐ + KKL

488

2000 08 21 07

08 23 08

310

306

Bão vào Quảng Nam - Đà Nẵng
(22/8)

179

40
41
42

-

43

-

10 08 16

10 11 04

370

383

Hai ATNĐ di chuyển dọc bờ biển

449

44

-

10 27 19

10 29 10

378

301

KKL + Đới gió đơng

157

45

-

11 16 07

11 18 04

383

202

KKL + Đới gió đơng

322

46

2001 10 21 15

10 22 18

415

174

ATNĐ vào Phú Khánh ( 21/10 )

276

47

2003 10 15 07

10 16 18

324

362

HTNĐ + KKL

235

11 12 07

11 14 20

378

346

HTNĐ + KKL

207

49

2004 11 25 07

11 27 23

459

438

Bão + KKL

423

50

2005 10 10 11

10 11 17

345

292

Áp cao lục địa + HTND

166

48

-

51

-

10 23 10

10 25 11

356

334

HTNĐ + KKL

282

52

-

10 31 16

11 02 09

315

219

Bão dọc bờ biển Quảng Nam-Hà

Tĩnh

207

2006 09 30 16

10 02 06

365

331

Bão vào Đà Nẵng (1/10)

234

12 05 07

12 06 19

364

317

Bão + KKL

250

2007 10 14 07

10 17 05

325

254

Bão vào đèo Ngang

272

53
54
55

-

56

-

10 30 10

10 31 07

373

323

ATNĐ vào Bình Định + KKL

186

57

-

11 01 19

11 02 24

382

228

KKL

115

58

-

11 10 07

11 12 11

539

476

Bão vào Khánh Hòa

530

59

-

11 17 07

11 19 12

356

209

Áp cao lục địa + đới gió đơng trên
cao

145


1.2 Đặc điểm và phân bố mưa của các hình thế thời tiết gây mưa lớn
a) Bão
Đây là loại hình thế bão, ATNĐ ảnh hưởng gây mưa lớn mà không có sự
đóng góp trực tiếp của các hệ thống synop khác. Với loại hình thế này phạm vi
vùng mưa lớn thường hẹp và phân bố tương đối đối xứng chỉ phụ thuộc vào cấu
trúc của XTNĐ mà thể hiện là sự phân bố trường mây.
ATNĐ đổ bộ vào miền Trung mưa lớn thường ác liệt hơn khi bão, ATNĐ
đổ bộ vào các nơi khác, đồng thời địa hình chia cắt đã tạo nên sự phân hoá lớn

trong phân bố mưa giữa các địa phương.
Đối với lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn, do điều kiện hướng bờ biển và địa
hình dãy Trường Sơn mà tình hình mưa xảy ra khốc liệt hơn. Mưa bão thường
xảy ra khoảng 2-4 ngày tùy thuộc tốc độ bão di chuyển nhanh hay chậm, hướng di
chuyển, hệ thống synop xung quanh, khả năng tồn tại của xoáy trên khu vực ảnh
hưởng. Cường độ của XTNĐ có liên quan đến mưa do q trình phát triển đối lưu
mạnh hay yếu nên khơng thể nói mưa bão sẽ lớn hơn mưa do ATNĐ.
Nhìn chung dạng hình thế thời tiết này gây mưa không kéo dài. Tổng
lượng mưa của bão, ATNĐ thường rất lớn và tập trung 1 - 2 ngày, trung bình
300 - 400mm. Lượng mưa do bão trong 24h ở mức 150mm - 400mm, trong đó
lượng mưa 200 - 300mm khá phổ biến chiếm gần 1/2 số bão, ATNĐ ảnh hưởng.
Rất ít có các cơn bão nào cho tổng lượng mưa trên 500mm và dưới 150mm.
Mưa sau khi bão, ATNĐ đổ bộ thường kéo dài và có cường độ lớn hơn trước khi
đổ bộ. Phân bố lượng mưa trận trung bình của các trạm trên lưu vực sông Vu
Gia – Thu Bồn do bão gây ra được trình bày trong hình 5.2. Biểu đồ phân bố
mưa theo không gian và thời gian của một số trận mưa do bão gây ra được trình
bày trong hình 5.1 - 5.8 - Phụ lục chương 5.


X (mm)

Lượng mưa trung bình do ảnh hưởng mưa của ATNĐ hoặc bão

600

500

400

300

200

100

0
Hiên

Khâm Thành
Hội
Đức
Mỹ
Khách

Ái
Trà My
Nghĩa

Hiệp
Đức

Tiên
Phước

Nơng
Sơn

Giao
Thủy

Câu
Lâu

Hội An Cẩm Lệ

Tam
Kỳ

Đà Trạm
Nẵng

Hình 5.2: Lượng mưa trung bình các trạm trên hệ thống sơng Thu Bồn –
Vu Gia do bão gây ra
ATNĐ nằm trong dải hội tụ nhiệt đới thường bền vững hơn các XTNĐ
hoạt động đơn lẻ. Đôi khi, sự xuất hiện XTNĐ ảnh hưởng liên tiếp trong một
thời gian ngắn đối với một khu vực hẹp làm kéo dài thời gian mưa cũng như
tổng lượng mưa, gây hậu quả nghiêm trọng. Bão hoặc bão và ATNĐ đổ bộ liên
tiếp vào miền Trung rất thường gặp và là loại thiên tai rất nguy hiểm thường gây
lũ lụt lớn.. Từ năm 1964 đến nay, có 15 đợt bão hoặc bão và ATNĐ đổ bộ liên
tiếp vào miền Trung, trong đó có lưu vực sơng Vu Gia–Thu Bồn. Đặc điểm
chính của dạng thiên tai này là: Mưa thường rất to, cường độ rất lớn, diện rộng,
kéo dài nhiều ngày (7 – 10 ngày), tâm mưa có thể đạt từ 800 - 1.000mm, hoặc
trên dưới 1.500mm khi có tác động của KKL.
b) Khơng Khí lạnh ảnh hưởng độc lập
Hình thế này chỉ quá trình xâm nhập của áp cao lạnh xuống phía nam khi
khơng kết hợp với những hệ thống thời tiết khác. Mưa do hình thế thời tiết này
thường không lớn chủ yếu là do tác động của KKL dưới tác động địa hình cịn
những nguyên nhân khác chỉ là những nguyên nhân phụ.
Một đợt mưa lớn do gió mùa đơng bắc đơn thuần gây ra thường kéo dài 23 ngày, có đợt kéo dài 4-5 ngày. Tổng lượng mưa trong 1 đợt trung bình từ 100200mm. (hình 5.3)
Hình 5.9 trong phụ lục chương 5 thể hiện phân bố lượng mưa theo không

gian do không khí lạnh đơn thuần gây ra. Như vậy lượng mưa do hình thế thời


tiết này gây ra phân bố tương đối đồng đều theo không gian. Cường độ mưa nhỏ
hơn cường độ mưa do bão gây ra.
X (mm)

Lượng mưa trung bình do ảnh hưởng mưa của khơng khí lạnh

600

500

400

300

200

100

0
Hiên

Khâm Thành
Hội
Ái
Trà My
Đức
Mỹ

Khách Nghĩa

Hiệp
Đức

Tiên
Phước

Nơng
Sơn

Giao
Thủy

Câu
Lâu

Hội An Cẩm Lệ Tam
Kỳ

Đà Trạm
Nẵng

Hình 5.3: Lượng mưa trung bình các trạm trên hệ thống sông Thu Bồn –
Vu Gia do khơng khí lạnh gây ra
c - Bão hoặc ATNĐ kết hợp với KKL
Dạng hình thế bão hoặc ATNĐ kết hợp với KKL thường rất hay xảy ra
trên lưu vực, gây thiên tai mưa, lũ lụt nghiêm trọng. Đây là loại hình thế synop
gây mưa lớn đối với Trung Bộ rõ rệt nhất, bởi hình thế synop khá rõ ràng. Loại
hình thế này phụ thuộc khá nhiều sự duy trì và tồn tại của XTNĐ.

Xét đến sự tác động, kết hợp giữa hệ thống bão và KKL là vấn đề khá
rộng và phức tạp, trên lưu vực, khi KKL và hoàn lưu bão tác động đồng thời
hoặc trước hoặc sau sẽ có các hiệu ứng thời tiết khác nhau. Q trình diễn biến
mưa lớn phụ thuộc vào mối tương quan giữa XTNĐ và KKL. Theo các nghiên
cứu, mối tương quan giữa XTNĐ và KKL thể chia làm 3 pha với mức độ ảnh
hưởng khác nhau:
- Áp cao lạnh ảnh hưởng đồng thời với XTNĐ, quá trình mưa xảy ra
mãnh liệt nhất, lượng mưa phổ biến 300 - 500mm hoặc lớn hơn, khi có bão, hay
ATNĐ ảnh hưởng liên tục cùng với q trình áp cao lạnh xâm nhập, có thể xảy
ra mưa lịch sử ở một số nơi, lượng mưa có thể đạt tới trên 1000mm.
- Áp cao lạnh ảnh hưởng sau XTNĐ, quá trình mưa lớn xảy ra cũng khá
mãnh liệt và phụ thuộc vào sự tồn tại của XTNĐ và cường độ áp cao lạnh.


Lượng mưa phổ biến vài trăm mm đến cỡ nghìn mm. Quá trình mưa thường kéo
dài tùy thuộc cường độ và tốc độ di chuyển về phía nam của áp cao lạnh. Đối
với những áp cao lạnh mạnh di chuyển xuống phía nam nhanh làm cho XTNĐ
yếu đi nhanh hơn và quá trình mưa thường kết thúc sớm hơn những áp cao lạnh
có cường độ trung bình, di chuyển chậm.
- Áp cao lạnh xâm nhập trước khi XTNĐ ảnh hưởng. Do áp cao lạnh ảnh
hưởng nhiệt độ khơng khí làm cho bề mặt đệm lạnh đi nhanh chóng, đặc biệt
những đợt KKL mạnh, khối khơng khí lạnh khơ làm cản trở sự tồn tại của
XTNĐ và quá trình mưa lớn xảy ra kém mãnh liệt hơn so với hai loại hình thế
synop đã nêu ở trên.
Khi bão phối hợp với KKL, nếu bão nằm trên dải thấp đi qua Trung Bộ
sau mạnh lên thành dải hội tụ nhiệt đới thì mưa lũ sẽ rất lớn. Các cơn bão,
ATNĐ nằm trong dải hội tụ nhiệt đới thường bền vững hơn các XTNĐ hoạt
động đơn lẻ.
Hình 5.4 cho thấy bức tranh chung về phân bố mưa do hình thế thời tiết
này gây ra. Biểu đồ phân bố mưa theo không gian và thời gian của một số trận

mưa do bão/ATNDĐ kết hợp với KKL gây ra được trình bày trong hình 5.10
đến 5.16 phụ lục chương 5.
X (mm)

Lượng mưa trung bình do ảnh hưởng mưa của
bão kết hợp với khơng khí lạnh

600

500

400

300

200

100

0
Hiên

Khâm Thành
Hội
Đức
Mỹ
Khách

Ái
Trà My

Nghĩa

Hiệp
Đức

Tiên
Phước

Nơng
Sơn

Giao
Thủy

Câu
Lâu

Hội An Cẩm Lệ

Tam
Kỳ

Đà Trạm
Nẵng

Hình 5.4: Lượng mưa trung bình các trạm trên hệ thống sơng Vu Gia –
Thu Bồn do Bão/ATNĐ kết hợp với KKL gây ra


Nhìn chung, mưa do loại hình thế thời tiết này gây ra thường kéo dài 2-4

ngày, tổng lượng mưa toàn đợt rất lớn từ 400-800mm. Cường độ mưa phụ thuộc vào
mức độ tác động giữa KKL và bão, ngoài ra cịn phụ thuộc vào vị trí đổ bộ của bão.
Phân bố mưa theo khơng gian của hình thế thời tiết này không đồng đều,
mưa chủ yếu tập trung ở vùng núi như Khâm đức, Hiệp đức, Tiên Phước, Trà
My, Nông Sơn, vùng hạ lưu và lưu vực sông Vu Gia lượng mưa thấp hơn.
d - KKL tác động tới rìa phía bắc dải HTNĐ.
Loại hình thế này thường xảy ra vào những tháng đầu mùa gió mùa mùa
đơng (thời kỳ cuối tháng X đến đầu tháng XII) và thường xảy ra đối với các tỉnh
Trung Trung Bộ trở vào. Vào thời kỳ này, dải hội tụ nhiệt đới hoạt động mạnh
trong khu vực vĩ tuyến khoảng từ 10 - 15 độ vĩ bắc và cũng là thời kỳ hoạt động
tương đối mạnh của áp cao lạnh phía bắc. Ở Trung Trung Bộ và Nam Trung Bộ,
khoảng thời gian tập trung mưa lớn có khác nhau song đây là loại hình thế
thường gây mưa lớn nhất và kéo dài nhiều ngày. Bản thân dải hội tụ nhiệt đới,
khi hoạt động độc lập cũng đã gây mưa nên khi có kết hợp với áp cao lạnh, q
trình mưa tăng lên và khơng có sự đột biến mang tính chất chuyển thời tiết một
cách rõ rệt. Phân bố mưa lớn do loại hình thế synop này thường khá rộng, kéo
dài về cả hai phía của dải hội tụ nhiệt đới nhưng tập trung nhiều nhất ở phía bắc
của dải hội tụ nhiệt đới. Mưa giảm hoặc kết thúc khi áp cao cận nhiệt đới suy
yếu, đới gió đơng hoặc đơng nam thu hẹp, tốc độ gió giảm đi rõ rệt.
+ Mưa rất to đến đặc biệt to, thường trên 300 - 500mm, có nơi mưa trên
1.500 -2.000mm;
+ Diện mưa thường rộng, có khi bao trùm toàn Trung Bộ;
+ Đợt mưa thường kéo dài 3 - 5 ngày;
+ Mưa gây lũ lớn trên BĐIII, nhiều khi gây lũ lụt lịch sử trên lưu vực.
Hình 5.5 trình bày thống kê lượng mưa phân bố theo thời gian và khơng
gian của các trận mưa điển hình do ảnh hưởng của KKL kết hợp với hội tụ nhiệt
đới hoặc dải thấp xích đạo. Phân bố mưa tương đối đồng đều theo không gian.
tuy nhiên vùng Trà My, Tiên Phước, Khâm Đức thường mưa lớn hơn. Mưa lớn
tập trung chủ yếu vào 3 ngày đầu. Biểu đồ phân bố mưa theo không gian và thời
gian của một số trận mưa do KKL kết hợp với DHTNĐ gây ra được trình bày

trong hình 5.17 đến 5.23 phụ lục chương 5.


X (mm)

Lượng mưa trung bình do ảnh hưởng mưa của
khơng khí lạnh kết hợp với dải hội tụ nhiệt đới

600

500

400

300

200

100

0
Hiên

Khâm Thành Hội
Ái
Đức
Mỹ Khách Nghĩa

Trà
My

Hiệp
Đức

Tiên Nơng
Phước Sơn

Giao
Thủy

Câu
Lâu

Hội An Cẩm
Lệ

Tam
Kỳ

Đà Trạm
Nẵng

Hình 5.5: Lượng mưa trung bình các trạm trên hệ thống sơng Vu Gia –
Thu Bồn do KKL kết hợp với dải HTNĐ gây ra
e - Khơng khí lạnh kết hợp với đới gió đơng

Trong lớp khí quyển trên cao của tầng đối lưu từ 5000m trở lên luôn luôn
tồn tại hai đới gió ngược chiều nhau: Đới gió tây cận nhiệt đới và đới gió đơng
nhiệt đới. Thực chất, hai đới gió có hướng trái ngược nhau này là hai đới gió ở
rìa phía bắc và phía nam của áp cao cận nhiệt đới. Tuỳ thuộc vào vị trí và hoạt

động của áp cao cận nhiệt đới mà vị trí, phạm vi của các đới gió này thay đổi
một cách tương đối và có tương quan khá mật thiết với nhau.
Trong những tháng mùa đơng, vị trí áp cao cận nhiệt đới nằm gần sát
vùng xích đạo, đới gió tây cận nhiệt đới hạ xuống vĩ độ thấp. Tuy nhiên trong
những tháng gần cuối mùa đông, đôi khi áp cao cận nhiệt đới cũng dao động
dịch lên phía bắc với đới tín phong dày ở tầng thấp và đới gió đơng nhiệt đới
trên cao. Các tỉnh Trung và Nam Trung Bộ lại chịu nhiều nhiễu động dạng sóng
trong đới gió đơng nhiệt đới (Sóng đơng). Loại nhiễu động này, khi kết hợp với
KKL thường làm gia tăng q trình mưa. (Ví dụ điển hình cho q tring mưa
dạng này có thể thấy ở các đợt mưa xảy ra ở các tỉnh Trung Trung Bộ tháng
X/2007).


Hình 5.6 cho thấy bức tranh chung về phân bố mưa do hình thế thời tiết
này gây ra. Biểu đồ phân bố mưa theo không gian và thời gian của một số trận
mưa do KKL kết hợp với đới gió đơng gây ra được trình bày trong hình 5.23 đến
5.27 phụ lục chương 5.
X (mm)

Lượng mưa trung bình do ảnh hưởng mưa của
đới gió đơng kết hợp với khơng khí lạnh

600

500

400

300

200

100

0
Hiên

Khâm Thành
Hội
Đức
Mỹ
Khách

Ái
Trà My
Nghĩa

Hiệp
Đức

Tiên
Phước

Nơng
Sơn

Giao
Thủy

Câu

Lâu

Hội An Cẩm Lệ

Tam
Kỳ

Đà Trạm
Nẵng

Hình 5.6: Lượng mưa trung bình các trạm trên hệ thống sơng Vu Gia –
Thu Bồn do KKL kết hợp với đới gió đơng gây ra
Qua phân tích diễn biến các đợt mưa lớn do các hình thế thời tiết gây ra
cho thấy, sự phân bố mưa trên lưu vực diễn biến rất phức tạp - cả không gian và
thời gian, không theo một quy luật nhất định. Mưa với cường độ rất lớn, phân bố
phức tạp như trên đã tạo nên một chế độ dịng chảy vơ cùng phức tạp.
3 Xây dựng phân bố mưa theo khơng gian cho các hình thế thời tiết điển
hình gây mưa lớn dựa trên việc Nghiên cứu, phân tách, chuyển đổi sản
phẩm mưa 2A12 của ảnh vệ tinh TRMM thành dạng bản đồ RASTER
Số liệu vệ tinh khí tượng có rất nhiều ưu điểm so với các loại số liệu
truyền thống khác vì nó bao phủ trên vùng rộng lớn với quy mơ tồn cầu, liên
tục và chứa nhiều thông tin vật lý quan trọng mà nhiều loại số liệu khác khơng
có được. Số liệu vệ tinh đóng vai trị đặc biệt quan trọng trong giám sát và cảnh
báo các hiện tượng thời tiết đặc biệt nguy hiểm như bão, mưa lớn, gió mùa... Nó
cũng có ý nghĩa hết sức quan trọng trong việc xác định số liệu mưa, nhằm bổ


sung cho những nơi thiếu lưới trạm đo mưa, hỗ trợ cho cơng tác phân tích và dự
báo thuỷ văn.
Lượng mưa và trường mưa là một trong những thông tin đầu vào quan

trọng đối với các mơ hình thuỷ văn. Do mạng lưới đo mưa hiện nay quá thưa và
phân bố khơng đều, đặc biệt ở vùng núi có nơi hầu như khơng có, dẫn đến số
liệu mưa đầu vào cho các mơ hình thuỷ văn khơng đại biểu và khơng phản ánh
đúng lượng mưa gây lũ. Đó là một trong những lý do chính làm giảm đáng kể độ
chính xác trong các dự báo thuỷ văn. Để đáp ứng u cầu của các mơ hình thuỷ
văn, các nhà khí tượng đã kết hợp sử dụng các phương pháp xác định lượng
mưa, phân bố mưa hiện tại và quá khứ từ ảnh vệ tinh để bù đắp những thiếu hụt
về lưới trạm mưa trong các khu vực miền núi, góp phần tăng cường thông tin về
mưa, đặc biệt là thông tin phân bố mưa theo không gian. Sử dụng khả năng đánh
giá mưa trên diện rộng và liên tục về trường mưa từ các ảnh vệ tinh khí tượng có
thể cải tiến cách tính và có thêm thơng tin về lượng mưa trạm, tổng lượng mưa
hoặc lượng mưa bình quân lưu vực và phân bố mưa theo không gian.
Để cung cấp thêm thông tin về phân bố mưa, đề tài sử dụng thêm lượng
mưa được xác định thông qua ảnh vệ tinh. Trong đề tài này, chúng tôi sử dụng
lượng mưa tính tóan từ tổ hợp của nhiều loại số liệu vệ tinh được biết đến dưới
tên gọi TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission).
TRMM là dự án phối hợp giữa cơ quan hàng không và vũ trụ Mỹ NASA
với cơ quan thăm dò vũ trụ Nhật Bản JAXA, đánh giá lượng mưa tại vùng nhiệt
đới từ vệ tinh thời tiết.
Vệ tinh này gồm 3 đầu đo: Ra da đo mưa, đầu chụp ảnh sóng ngắn
TRMM và máy quét hồng ngoại (VIRS). Có một vài mức dữ liệu sản phẩm phụ
thuộc vào mức độ xử lý với các thuật tốn để tính toán lượng mưa. Hầu hết các
sản phẩm TRMM sử dụng định dạng Hierarchical (HDF). Trong nghiên cứu này
sử dụng sản phẩm 2A12.
Các quan trắc TRMM có độ phân giải 0.25° tương đương với 28km. Số liệu
này có thể tải về miễn phí từ trang web
/>Để tính tốn sự phân bố mưa bằng ảnh mây vệ tinh, đã sử dụng các phần
mềm GIS gồm Mapinfor 8.0, Arcview3.2, Ildwish và phần mềm hiển thị ảnh vệ
tinh Orbit Viewer. Orbit Viewer là một công cụ dùng để hiển thị các sản phảm
của TRMM. Phần mềm này có thể tải về miễn phí từ website

. Số liệu thu thập được từ DAAC được sử dụng, bao
gồm tất cả file 2A12 của vệ tinh đã chụp được ở các trận lũ lớn điển hình.
Các bước thực hiện thành lập bản đồ phân bố mưa như sau:
1 - Hiển thị các file 2A12 bằng phần mềm Orbit Viewer (hình 5.7).
2 - Xuất các file số liệu này dưới dạng ASCII như là các bảng biểu thị cường độ
mưa và vị trí kinh vĩ độ tương ứng. Các tọa độ này sau đó được chuyển sang hệ
chiếu UTM.
3 - Nhập các số liệu này sang ILWIS để tạo ra bản đồ điểm. Sau đó áp dụng một
phương thức nội suy đơn giản (Moving average) cho bản đổ các điểm thu được
một bản đồ dạng raster với giá trị là cường độ mưa tại mỗi ô lưới .
4 - Bản đồ phân bố mưa thu được bằng cách chia bản đồ này cho giá trị mưa
trung bình của các ơ lưới. Ta sẽ có bản đồ phân bố mưa cho các ô lưới.
5 - Ứng dụng các bản đồ phân bố mưa trong dự báo: Khi có lượng mưa trung
bình lưu vực được dự báo cho các thời đọan 6, 12, 18, 24. Nhân giá trị này với
bản đồ phân bố mưa sẽ thu được bản đồ lượng mưa dự báo tương ứng với mỗi
thời đoạn.
Kết quả tính tốn xác định phân bố mưa cho các hình thế thời tiết gây mưa được
trình bày trong hình 1 đến 11.

Hình 1: Phân bố mưa theo khơng gian tính từ ảnh vệ tinh TRMM
(Trận lũ từ ngày 13/11/1998 đến 15/11/1998)


Hình 2: Phân bố mưa theo khơng gian tính từ ảnh vệ tinh TRMM
(Trận lũ từ ngày 19/11/1998 đến 21/11/1998)

Hình 3: Phân bố mưa theo khơng gian tính từ ảnh vệ tinh TRMM
(Trận lũ từ ngày 1/11/1999 đến 03/11/1999)

Hình 4: Phân bố mưa theo khơng gian tính từ ảnh vệ tinh TRMM
(Trận lũ từ ngày 21/08/2000 đến 23/08/2000)

Hình 5: Phân bố mưa theo khơng gian tính từ ảnh vệ tinh TRMM
(Trận lũ từ ngày 27/10/2000 đến 29/10/2000)


Hình 6: Phân bố mưa theo khơng gian tính từ ảnh vệ tinh TRMM
(Trận lũ từ ngày 21/10/2001 đến 22/10/2001)

Hình 7: Phân bố mưa theo khơng gian tính từ ảnh vệ tinh TRMM
(Trận lũ từ ngày 25/11/2004 đến 27/11/2004)


Hình 8 Phân bố mưa theo khơng gian tính từ ảnh vệ tinh TRMM
(Trận lũ từ ngày 10/10/2005 đến 11/10/2005)

Hình 9 Phân bố mưa theo khơng gian tính từ ảnh vệ tinh TRMM
(Trận lũ từ ngày 23/10/2005 đến 25/11/2005)


Hình 10: Phân bố mưa theo khơng gian tính từ ảnh vệ tinh TRMM
(Trận lũ từ ngày 30/09/2006 đến 02/10/2006)

Hình 11: Phân bố mưa theo khơng gian tính từ ảnh vệ tinh TRMM
(Trận lũ từ ngày 01/11/2007 đến 02/11/2007)

Hình 12: Phân bố mưa theo khơng gian tính từ ảnh vệ tinh TRMM
(Trận lũ từ ngày 10/11/2007 đến 12/11/2007)

Hình 13: Phân bố mưa theo khơng gian tính từ ảnh vệ tinh TRMM
(Trận lũ từ ngày 17/11/2007 đến 19/11/2007)


Đề tài
Nghiên cứu ứng dụng mơ hình WETSPA
và HECRAS mơ phỏng, dự báo q trình
lũ trên hệ thống sơng Thu Bồn – Vu Gia

Chuyên đề 2:
Nghiên cứu, xử lý và chuyển đổi bản đồ số độ cao thành
bản đồ DEM dạng raster, ơ lưới vng có độ phân giải
50 x 50m để phù hợp với yêu cầu đầu vào của mơ hình.


1 Khái quát điều kiện địa lý tự nhiên lưu vực sông Thu Bồn – Vu Gia
Hệ thống sông Thu Bồn – Vu Gia là một trong 9 hệ thống sông lớn ở
nước ta và là hệ thống sông lớn nhất ở khu vực Trung Trung Bộ. Lưu vực sông
Thu Bồn – Vu Gia được giới hạn ở phía bắc bởi dãy núi Bạch Mã - một nhánh
núi đâm ra biển ở phần cuối dãy Trường Sơn Bắc, phía tây là khối núi Nam Ngãi - Định thuộc phần đầu của dãy Trường Sơn Nam với những đỉnh núi cao
trên 2000m, phía tây nam là khối núi Kon Tum với đỉnh Ngọc Linh cao 2598m,
phía nam là dãy núi Nam Ngãi và phía đơng là biển. Những dãy núi trên chính là
đường phân nước giữa hệ thống sơng Thu Bồn với sơng Hương thuộc tỉnh Thừa
Thiên Huế ở phía bắc, sơng Sê Cơng (thuộc Lào) ở phía tây, sơng Sê San thuộc
địa phận tỉnh Kon Tum ở phía tây nam, các sông Tam Kỳ (tỉnh Quảng Nam),
sông Trà Bồng, Trà Khúc (tỉnh Quảng Ngãi) ở phía nam [11].
Với diện tích 11.390 km2, hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia bao trùm hầu

hết lãnh thổ thành phố Đà Nẵng và tỉnh Quảng Nam, trong đó có khoảng 500
km2 ở thượng nguồn sơng Cái nằm ở tỉnh Kon Tum.
Địa hình
Địa hình trong lưu vực hệ thống sông Thu Bồn - Vu Gia gồm có dạng địa
hình núi, trung du và đồng bằng. Vùng núi là thượng nguồn các dịng sơng nằm
ở sườn phía đơng dãy Trường Sơn Nam. Địa hình khơng những cao mà còn dốc
và bị chia cắt mạnh. Độ cao địa hình từ 1000m trở lên với những đỉnh núi cao
trên 1000m như: Núi Mang (1768m), Bà Nà (1467m), A Tuất (2500m), Lum
Heo (2045m), núi Tiên (2032m) ở thượng nguồn sơng Vu Gia, Ngọc Linh
(2598m), Hịn Ba (1358m) ở thượng nguồn sông Tranh… Vùng trung du là
vùng chuyển tiếp từ vùng núi đến đồng bằng có độ cao từ 100m đến dưới 800m.
Ở trung lưu sơng Thu Bồn có các dãy núi chạy theo hướng bắc nam ở các
huyện: Tiên Phước, Hiệp Đức, Quế Sơn với những đỉnh núi cao từ 500-800m.
Các dải núi ở trung lưu chạy theo hướng bắc - nam cho nên độ dốc địa hình thấp
dần theo hướng bắc-nam bắt đầu từ địa phận bắc huyện Trà My đến giáp phía
tây huyện Duy Xuyên. Đây là nơi hợp lưu của các sông nhánh tương đối lớn của
dịng chính sơng Thu Bồn như các sơng: Tranh, Trường, Tiên, Lân, Ngọn Thu
Bồn, Khe Diên, Khe Le. Địa hình vùng đồng bằng hệ thống sơng Thu Bồn - Vu
Gia thấp dưới 30m, tương đối bằng phẳng, gồm địa phận các huyện: Đại Lộc,
Duy Xuyên, Điện Bàn, Thăng Bình, thị xã Hội An, thị xã Tam Kỳ và huyện Hoà