Nghiên cứu xây dựng bản đồ ngập lụt và đề xuất các giải pháp phòng chống lũ cho thành phố yên bái

LỜI CÁM ƠN
Sau thời gian học tập tại trường nay em đã kết thúc khố học và hồn thành luận văn tốt
nghiệp, đó là kết quả của sự nỗ lực từ bản thân em và sự tạo điều kiện của các thầy cô
bộ môn Kỹ thuật Tài nguyên nước; Khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước; phòng Đào tạo sau
Đại học – Đại học ThủyLợi.
Em xin chân thành cảm ơn TS.Lê Viết Sơn và thầy giáo PGS.TS.Lê Văn Chín, là người
đã tận tình hướng dẫn; quan tâm, theo dõi trong quá trình thực hiện luận văn.
Trong suốt quá trình thực hiện luận văn, em cũng đã nhận được sự giúp đỡ và tạo điều
kiện thuận lợi từ lãnh đạo Phòng; anh chị cán bộ, nhân viên thuộc Phòng Quy hoạch
Thủy Lợi Bắc Bộ - Viện Quy hoạch Thủy Lợi.
Em xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên, an ủi và gửi gắm ở em.

TP. Hà Nội, ngày…tháng năm 2021
Học viên

Hoàng Đức Hiếu

Trang1


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU.........................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNGQUAN..........................................................................................3
1.1 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀNGỒINƯỚC.................................................... 3
1.1.1 Các nghiên cứungồinước.............................................................................3
1.1.2. Các nghiên cứutrong nước............................................................................5
1.2 TỔNG QUAN VÙNGNGHIÊNCỨU.............................................................................................. 8
1.2.1 Đặc điểmtự nhiên...........................................................................................8
1.2.2 Đặc điểm kinh tế -xã hội..............................................................................11
1.2.3 Tình hình lũ, ngập lụt và thiệt hại dng ngập............................................12
1.2.4 Hiện trạng các cơng trình trên lưu vực sơng, các cơng trình phịngchống

lũ............................................................................................................................13
1.2.5 Đặc điểm mưa lũ, các hình thái gây mưa lũ cho thành phốY ê n Bái............15
1.2.6 Phân tích một số trận mưa lũđiểnhình.........................................................16
1.3 CÁC VẤN ĐỀ ĐẶT RA TRONGNGHIÊNCỨU........................................................................... 21
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁPNGHIÊNCỨU.........................................................23
2.1 CƠ SỞ KHOA HỌC VÀTHỰCTIỄN........................................................................................... 23
2.1.1 Các phương pháp xây dựng bản đồngậplụt.................................................23
2.1.2 Lựa chọn mơhình..........................................................................................24
2.2 CƠ SỞLÝTHUYẾT CỦA CÁCMƠHÌNH................................................................................... 25
2.2.1 Mơ hình MIKE NAM.....................................................................................25
2.2.2 Mơ hình thủy lựcMIKE 11...........................................................................25
2.2.3 Mơ hình thủy lựcMike21..............................................................................29
2.2.4 Mơ hình MIKE FLOOD...............................................................................33
2.2.5 Phương pháp Arc_GIS xây dựngbảnđồ........................................................33
2.3 XỬLÍDỮ LIỆU VÀ THIẾT LẬP MƠ HÌNH CHO VÙNGNGHIÊNCỨU.................................... 35
2.3.1 Thiết lập mạng sơngtính tốn.......................................................................35
2.3.2 Thiết lập tài liệu địa hình tính tốn cập nhật số liệu mặtc ắ t ngang.............37
2.3.3 Tài liệu khí tượng –thủyvăn..........................................................................38
2.4 MƠ PHỎNG VÀ THIẾTLẬPĐIỀUKIỆNBIÊN.......................................................................... 40


2.4.1 Biên củamơhình............................................................................................40
2.4.2 Thiết lập điều kiệnbanđầu............................................................................42
2.4.3 Thiết lập các thơng sốthủylực......................................................................43
2.5. XÂY DỰNG MƠ HÌNH2CHIỀUMIKE 21.................................................................43
2.5.1 Xử lý tài liệu để thiết lập bộ dữ liệu vềđ ị a hình...........................................43
2.5.2 Xây dựngmiềntính........................................................................................44
2.5.3 Thiết lậplướitính...........................................................................................45
2.5.4 Xác định cao độ miền tính tốn từ tài liệuđ ị a hình......................................46
2.5.5 Thiết lập các điềukiệnbiên...........................................................................48

2.5.6 Thiết lập điều kiệnbanđầu............................................................................48
2.5.7 Thiết lập các thông số thủy lực và hình tháic ơ bản......................................48
2.5.8 Thiết lập và mô phỏng các tuyến đê,t u y ế n đường.......................................49
2.5.9 Kết nối mơ hình thủy lực một chiều MIKE11 và haic h i ề u MIKE21..........51
2.5.10 Hiệu chỉnh và xác định bộ thơng số chom ơ hình........................................53
2.6KẾTQUẢTÍNHTỐNMƠPHỎNGVÀKIỂMĐỊNHKỊCHBẢN........................................................ 62
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ TÍNH TỐN NGẬP LỤT THEO CÁC KỊCH BẢN
VÀĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP PHÒNGC H Ố N G LŨ...............................................63
3.1 KẾTQUẢTHEOCÁCKỊCHBẢNTÍNHTỐN................................................................................ 63
3.1.1 Xây dựng các kịch bảntínhtốn...................................................................63
3.1.2 Kết quả mơ phỏng trận lũ tháng 8/2008 TP.Y ê n Bái...................................63
3.1.3 Kết quả tính tốn cho kịch bảnl ũ 10%..........................................................66
3.1.4 Kết quả tính tốn cho kịch bảnl ũ 1%............................................................68
3.1.5 Thời gian ngập các kịch bản tính tốn ngập lũ thành phốY ê n Bái.............71
3.2 NGHIÊNCỨUĐỀCUẤTGIẢIPHÁPPHỊNGCHỐNGLŨCHOVÙNGNGHIÊNCỨU......................72
3.2.1 Tiêu chuẩn phịng chống lũ và lũt h i ế t kế.....................................................72
3.2.2 Giải phápcơngtrình......................................................................................73
3.2.3 Giải pháp phicơngtrình...............................................................................77
3.3 HIỆU QUẢ CỦA CÁCGIẢIPHÁP................................................................................................. 79
3.3.1 Hiệu quả các giải phápcông trình................................................................79
3.3.2 Hiệu quả các giải pháp phic ơ n g trình.........................................................80
KẾT LUẬN VÀKIẾNNGHỊ......................................................................................82


KẾTLUẬN........................................................................................................................................... 82
KIẾNNGHỊ.......................................................................................................................................... 82
TÀI LIỆUTHAMKHẢO............................................................................................84
PHỤ LỤC 1- TỌA ĐỘ TUYẾN ĐƯỜNG VÀ ĐÊ ĐƯA VÀOM Ô PHỎNG.........86
PHỤ LỤC 2- TỌA ĐỘ VỊ TRÍ CÁC ĐIỂM LIÊN KẾT TRONGM Ơ HÌNH.....110
PHỤ LỤC 3- GIÁ TRỊ MỰC NƯỚC VÀ LƯU LƯỢNG MÔ PHỎNG VÀ

THỰCĐO TẠI TRẠM YÊN BÁI VÀ BẢO HÀ TRẬNL Ũ 2008...............................117
PHỤ LỤC 4- GIÁ TRỊ MỰC NƯỚC VÀ LƯU LƯỢNG MÔ PHỎNG VÀ
THỰCĐO TẠI TRẠM YÊN BÁI VÀ BẢO HÀ TRẬNL Ũ 2016...............................145
PHỤ LỤC 5- HÌNH ẢNH DIỄN BIẾN NGẬP LỤTL Ị C H SỬ.............................176
PHỤ LỤC 6- KẾT QUẢ TÍNH TOÁN MỰC NƯỚC VÀ LƯUL Ư Ợ N G LŨ. . .178


DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1. Tần suấtsôngHồng........................................................................................11
Bảng 1.2 Đặc trưng mực nước đỉnh lũ năm 2016 tạic á c trạm......................................20
Bảng 1.3 Đặc trưng mực nước đỉnh lũ năm 2017 tạic á c trạm......................................21
Bảng 2.1 Thống kê mạng sơng tính tốn trong mơ hình thủy lực lưu vực sơng Thao3 6
Bảng 2.2 Các trạm thuỷ văn dùng để mô phỏng và kiểm địnhm ơ hình........................39
Bảng 2.3 Chỉ tiêu cơ bản của các lưu vực gia nhậpk h u giữa........................................41
Bảng 2.4 Chỉ tiêu cơ bản của các lưu vực sông suối TP.Y ê n Bái.................................42
Bảng 2.5 Thiết lập điều kiện ban đầu mơh ì n h MIKE11...............................................42
Bảng 2.6 Thiết lập hệ số nhám mơhình MIKE11.........................................................43
Bảng 2.7 Diện tích các vùng trong mơ hình tính tốnn g ậ p lụt.....................................45
Bảng 2.8 Danh sách các đê bối, đường đưa vào mơ hìnhh a i chiều...............................51
Bảng 2.9 Thơng số liên kếtmơhình...............................................................................52
Bảng 2.10 Tiêu chuẩn đánh giá hệ số NSE theo WMO (World
MeteorologicalOrganization)...........................................................................................56
Bảng 2.11 Tiêu chuẩn đánh giá hệ số tương quan (Theom o r i a s i , 2007)...................56
Bảng 2.12 Mực nước lớn nhất thực đo và mơ phỏng tại các vị trí trậnl ũ 8/2008..........57
Bảng 2.13 Mực nước lớn nhất thực đo và mơ phỏng tại các vị trí trậnl ũ 8/2016..........59
Bảng 2.14 Diện tích ngập của các xã phường TP. Yên Bái thuộc vùng nghiên cứu
củatrận lũnăm 2008........................................................................................................62
Bảng 3.1 Diện tích ngập theo độ sâu kịch bản 1 mô phỏng lũn ă m 2008......................65
Bảng 3.2 Diện tích ngập theo độ sâu kịch bản 2 mô phỏng lũ tầns u ấ t 10%................67

Bảng 3.3 Diện tích ngập theo độ sâu kịch bản 3 mô phỏng lũ tầns u ấ t 1,0%...............69
Bảng 3.4 Tổng hợp thời gian ngập tại vị trí UBND xã các kịch bảnt í n h tốn.............71
Bảng 3.5 Bảng phân cấp đê của thành phốY ê n Bái.......................................................72
Bảng 3.6 Thông số kỹ thuật tuyến đêd ự kiến.................................................................75
Bảng 3.7 Thông số kỹ thuật tuyến kèd ự kiến.................................................................77
Bảng 3.8 Hiệu quả khi có các giải pháp kỹ thuậtđ ề xuất...............................................80


DANH MUC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Bản đồ hành chính thành phố Yên Bái và 7 xã huyệnT r ấ n n.....................9
Hình 1.2 Một đoạn bờ kè sơng Hồng qua thành phốY ê n Bái.......................................14
Hình 1.3 Các giải pháp cơng trình chống ngập lũ đã triển khai ở thành phố Yên
Bái.15Hình 2.1 Sơ đồ mạng sơng tính tốn thủy lực lưu vựcs ơ n g Thao...................................37
Hình 2.2 Sơ đồ mơ phỏng các tiểu lưu vực tính tốn biên mơ hìnht h ủ y l ự c ...........41
Hình 2.3 Phân vùng miền tínhngậplụt..........................................................................45
Hình 2.4 Lưới tính khu vực sơng Thao qua huyện Trấn Yên, tpY ê n Bái.....................46
Hình 2.5 Kết quả thiết lập lưới tính tốn và điểmc a o đ ộ ............................................47
Hình 2.6 Kết quả sau khi nội suy điểm cao độ cho lướit í n h tốn.................................47
Hình 2.7 Mơ phỏng hệ thống đê điều và đườngg i a o t h ơ n g ......................................50
Hình 2.8 Hệ thống đê điều và đường giao thông của tp Yên Bái và huyện Trấn
n.50Hình 2.9 Mơ phỏng kết nối giữa mơ hình 1 chiều MIKE 11 và mơ hình
MIKE21 trongMIKEFLOOD.............................................................................................53
Hình 2.10 Phân tích thống kê mực nước lũ giữa thực đo và mô phỏng tháng 8/2008
tạitrạmYênBái......................................................................................................................57
Hình 2.11 So sánh đường quá trình mực nước lũ tháng 8/2008 tại Bảo Hà giữa thực
đovàmơphỏng......................................................................................................................58
Hình 2.12 So sánh đường quá trình mực nước lũ tháng 8/2008 tại n Bái giữa thựcđo
vàmơphỏng..........................................................................................................................58
Hình 2.13 Phân tích thống kê mực nước lũ giữa thực đo và mô phỏng tháng 8/2016

tạitrạmYênBái......................................................................................................................60
Hình 2.14 So sánh đường quá trình mực nước lũ tháng 8/2016 tại Bảo Hà giữa thực
đovàmơphỏng......................................................................................................................61
Hình 2.15 So sánh đường quá trình mực nước lũ tháng 8/2016 tại Yên Bái giữa thựcđo
vàmơphỏng..........................................................................................................................61
Hình 2.16 Bản đồ ngập lụt TP. n Bái ứng với thời điểm đỉnh lũ trận lũ8 / 2 0 0 8
Hình 3.1 Bản đồ diện tích ngập kịch bản 1 mơ phỏngl ũ 2008.......................................64
Hình 3.2 Bản đồ diện tích ngập kịch bản 2 mơ phỏng lũ tầns u ấ t 10%.........................66
Hình 3.3 Bản đồ diện tích ngập kịch bản 3 mô phỏng lũ tầns u ấ t 1,0%.......................68

62


Hình 3.4 Giải pháp làm 2 tuyến đê Tả Hữu sơng Thao thành phốY ê n Bái..................75
Hình 3. 5 Giải pháp kè đứng 2 bên bờ sông Thao bảo vệ hành lang thoát lũ thành
phốYênBái.....................................................................................................................76



MỞ ĐẦU
I.

Tính cấp thiết của đềtài

Từ xưa tới nay lũ lụt luôn là mối đe dọa hàng đầu và đã gây ra nhiều thiệt hại về người
và của. Cùng với sự tăng trưởng của các ngành kinh tế và sự phát triển của xã hội, địi
hỏi cơng tác quản lý, phòng chống thiên tai đặc biệt là lũ lụt nhằm đảm bảo mức độ an
toàn ngày càng cao và hạn chế đến mức thấp nhất về thiệt hại.
Trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội, việc khai thác tổng hợp tài nguyên nước cho
các mục đích khác nhau đã đem lại những giá trị to lớn về của cải xã hội đóng vai trị

quan trọng cho các ngành kinh tế như: du lịch, công nghiệp, thủy lợi, năng lượng, thủy
sản, nông nghiệp….
Yên Bái là tỉnh miền núi, địa hình hiểm trở, chủ yếu là đồi, núi cao, độ dốc lớn, bị chia
cắt bởi sông Hồng, sông Lô, sông Chảy; khí hậu, thời tiết khắc nghiệt, thường xuyên
xảy ra thiên tai, sự cố, nhất là lũ ống, lũ quét, sạt lở đất; cơng tác ứng phó, khắc phục
hậu quả gặp nhiều khó khăn. Những năm gần đây, sự cố thiên tai trên địa bàn Tỉnh có
chiềuhướnggiatăng,diễnbiếnphứctạp,khólường,nhiềuvụgâythiệthạinghiêmtrọng về người, tài
sản, ảnh hưởng lớn đến phát triển kinh tế - xã hội, đời sống của nhân dân và hoạt động quân sự,
quốcphịng.
Do tính chất nghiêm trọng của lũ đối với khu vực nên việc cần thiết hiện nay là phải
xây dựng cơ sở khoa học và thực tiễn nhằm đưa ra các giải pháp phòng chống lũ cho
thành phố Yên Bái có vai trị rất quan trọng, góp phần phát triển kinh tế, an sinh xã hội.
Tuy nhiên, cho đến nay chưa có nghiên cứu nào thực hiện đề tài nêu trên, luận văn này:
“Nghiên cứu xây dựng bản đồ ngập lụt và đề xuất các giải pháp phòng chống lũ
chothành phố Yên Bái“. Với mong muốn ứng dụng các công nghệ tiên tiến để xây
dựng

bảnđồngậplụttươngứngvớicác

kịchbảnlũkhácnhauvàđề

chống lũ cho khu vực.
II.

Mục tiêu nghiêncứu

- Đánh giá được thực trạng ngập lụt của thành phố Yên Bái.
1

xuấtcácgiảiphápphòng

- Xây dựng được bản đồ ngập lụt cho thành phố YênBái.
- Đưa ra các phương án phòng tránh ngập lụt cho thành phố YênBái.
III. Đối tượng và phạm vi nghiêncứu
Đối tượng nghiên cứu: Tình hình ngập lụt và giải pháp phòng chống trong thành phố
Yên Bái.
Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu về chế độ thuỷ văn, thuỷ lực được thực hiện cho phần
lưu vực sông Thao trên địa phận của Việt Nam, tác động từ phía thượng nguồn trên địa
phận của Trung Quốc được xác định thông qua trạm thuỷ văn Lào Cai. Nghiên cứu xây
dựngbảnđồngậplụtvàđềxuấtcácgiảiphápphòngchốnglũđượcthựchiệnchitiếtcho
YênBái.
IV. Phương pháp nghiêncứu
- Phương pháp thu thập sốliệu.
- Phương pháp kếthừa.
- Phương pháp phân tích thống kê xácsuất.
- Phương pháp sử dụng cơng nghệArcGIS
- Phương pháp sử dụng mơ hình tốn học.

thành

phố


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan các nghiên cứu trong và ngoàinước.
1.1.1 Cácnghiên cứu ngoàinước.
Những năm gần đây, cùng với sự phát triển của cơng nghệ thơng tin, cácmơhình tốn
nhằmmơphỏngdịngchảylũtrênmộtlưu

vựchaymộtvùngngậplũcũngpháttriểnhết

sứcmạnhmẽ.Việcứngdụngcácmơhìnhtínhtốnthủyvăn,thuỷlựcđãtrởnênphổbiến trong các nghiên
cứu về quản lý lũ. Sự phát triển của khoa học cơng nghệ tiên tiến hiện
nay,việcmơphỏngtínhtốnbằngcácmơhìnhthủyvănphânbốvớiưuđiểmlàmơhình mã nguồn mở,
tích hợp nhiều nguồn dữ liệu tồn cầu, cung cấp dữ liệu đầu ra ở khoảng
thờigiandàivàkhơnggianrộnglớn,tínhtốnnhiềudữliệuđầuraphụcvụchoviệcđánh
giávềlũlụttrongvùngnghiêncứu;trongđócócácthơngsốhìnhtháivàmạnglướithủy

văn

nhằm

cung cấp những kiến thức tổng quan nhất về toàn bộ vùng nghiên cứu giúp đánhgiávà giám
sát lũ lụt thuận lợi hơn. Các mơ hình thủy văn phân bố sử dụng các dữ liệu đầu vào là
dữ liệu viễn thám với nhiều ưu điểm như: nhiều nguồn thơng tin, chu kì
thunhậnthơngtinngắn,xửlítrêndiệnrộng,khơngphụthuộcvàođiềukiệnxãhội-chính
trịtrênmặtđất.Nhữngưuđiểmnổibậtđóđãlàmchoviễnthámtrởthànhdữliệuđầuvào được sử dụng
hiệu quả trong mơ hình thủy văn phânbố.
Cóthểkểđếnmộtvàinghiêncứutrênthếgiớivềứngdụngmơhìnhtốntrongtínhtốn dịng chảy
mùa lũ nhưsau:
Năm 2008, Viện Khí tượng thủy văn Thụy Điển (SMHI) sử dụng mơ hình HYPE
(Hydrological Predictions for the Environment) mơ phỏng dịng chảy ngày cho từng lưu
vực con và cả sơng Motala Strưm trong tháng 7/2008 [1].
Năm 2009, cũng Viện Khí tượng thủy văn Thụy Điển (SMHI) thiết lập mơ hình HYPE
tínhtốndịngchảycholưuvực sơngNiger,TâyPhigiaiđoạn1979-2009trongchương trình dự
án 5 năm ”Xây dựng khả năng ứng phó với lũ lụt và hạn hán ở lưu vực sơng Niger dựbáothủyvănchothíchứngnướcbềnvữngvàthíchứngvớibiếnđổikhíhậu” được tài trợ bởi
SIDA và dự án IMPACT2C của FP7 7[2].

Trường Đại học Công nghệ Delft (Hà Lan) và Future Water (Hà Lan) thực hiện nghiên
cứu quản lý tài nguyên nước cho lưu vực sông Hồng cho cả phần lưa vực phía Trung
Quốc và Việt Nam đã sử dụng mơ hình thủy văn (SPHY) và nguồn số liệu đầu vào từ
viễn thám để đánh giá biến động tài nguyên nước trên lưu vực sơng để từ đó có các giải
pháp quản lý, vận hành hệ thống hồ chứa một cách phù hợp [3].
Cơ quan Khí tượng và Đại dương Hoa Kỳ (NOAA) hiện đang vận hành cổng thông tin
về Môi trường Quốc gia trong đó có ứng dụng mơ hình thủy văn phân bố Variable
Infltration Capacity (VIC) trong giám sát thiên tai ở cấp độ quốc gia. Các cảnh báo về
tình trạng băng tuyết, bão, lũ lụt, hạn hán được cập nhật thường xun từ kết quả mơ
hình.
Năm 2008, Zhi-Yu Liu và cộng sự ứng dụng mơ hình TOKAPI trong đánh giá khả năng
lũ lụt, dự báo đánh giá lũ lụt trong các điều kiện khác nhau trên ba lưu vực sơng: Hồng
Hà, Dương Tử và Hồi Hà của Trung Quốc [4].
Đối với việc tính tốn thuỷ lực tại Đan Mạch, Viện Thủy lực Đan Mạch phát triển các
mơ hình họ MIKE và một loạt các phần mềm khác. Việc ứng dụng các mơ hình tốn
trong tính tốn dịng chảy đã mang lại những kết quả rất đáng tin cậy và nhanh chóng
đưa ra các quyết định cho việc quản lý vận hành cơng trình thủy lợi. Trong đó, các ứng
dụng mơ hình như MIKE 11, MIKE 21, MIKE FLOOD,... đã được cơng nhận là tin cậy
vàchokếtquảtốt,rấtnhiềucácứngdụngcủabộmơhìnhMIKEđãđượcứngdụngthực tế triển khai
các nghiên cứu và dự án liên quan đến tài nguyênnước.
Hongming He và các cộng sự thuộc Đại học Massachusetts (Hoa Kỳ) đã nghiên cứu
vùng ngập lũ trung du sông Vàng (Yellow River Basin) thuộc Trung Quốc. Nghiên cứu
đã đánh giá các tác động do thay đổi bề mặt lưu vực đến dòng chảy lũ. Nghiên cứu đã
đề cập đến các tác động do hoạt động của con người ảnh hưởng đến điều kiện biên của
mơ hình. Đây thực sự là cơng cụ hữu ích dùng để quản lý và đánh giá ảnh hưởng của
các hoạt động trên lưu vực sông Vàng đến tình trạng lũ[5]
Một số nghiên cứu đánh giá tác động của lũ quét đối với khu vực miền núi đã mơ phỏng
chế độ dịng chảy 2 chiều đối với lũ quét. Như đối với nghiên cứu Đánh giá tác động
củalũkèmvớicâygỗlớnđốivớicáckhuvựclàngmạcnằmởvùngđồinúiởmiền

Trung Tây Ban Nha [6], nhóm tác giả V. Ruiz Villanueva và cộng sự đã xây dựng một
mơ hình tốn trong đó mơ phỏng chế độ dịng chảy lũ kèm cây gỗ lớn kết hợp mơ hình
thủy động lực học 2 chiều, qua đó đánh giá các tác động đối với khu vực bị ảnh hưởng
thông qua độ sâu mực nước và lưu tốc dòng chảy.
Nghiên cứu về lũ ở các lưu vực miền núi, còn phải kể đến một nghiên cứu của A.Lucia
và cộng sự ở Đại học Bozen-Bolzano và Đại học Padova nước Ý, trong đó nhóm tác giả
đã nghiên cứu và mơ phỏng dịng chảy lũ trong những năm gần đây tại hai lưu vực sông
miền núi đó là sơng Magra và sơng Vara, cùng với nghiên cứu mơ phỏng dịng chảy đi
kèm những cây gỗ lớn trong các trận lũ quét. Nhóm tác giả đã xây dựng được mơ hình
tốn thủy lực kết hợp GIS và thông qua số liệu thu thập được qua thực địa để đánh giá
các tác động của lũ quét đối với vấn đề sạt lở, đối với hạ tầng giao thông, đặc biệt là các
cầu bắc qua sơng.
Ngồi ra có thể kể đến một nghiên cứu của J. A. Ballesteros C´anovas và cộng sự năm
2010 [7], nghiên cứu đánh giá dòng chảy lũ quét ở những lưu vực miền núi không có
trạm đo khí tượng - thủy văn, trong đó có áp dụng nghiên cứu mơ hình tốn thủy lực 2
chiều và xây dựng một số bộ chỉ số thủy lực cho khu vực miền núi. Nhóm tác giả đã mơ
phỏng dòng chảy lũ quét và lưu lượng đỉnh lũ dựa trên số liệu vết lũ thu thập tại thực
địa và thơng qua mơ hình thủy lực và qt tia lade mặtđất.
Bên cạnh việc mơ phỏng dịng chảy lũ, mơ hình tốn thủy lực 2 chiều cịn được sử dụng
để xây dựng các bản đồ lũ lụt, có thể kể đến bài báo của T.A. Hraniciuc và cộng sự tại
Hội thảo khoa học về Địa lý lần thứ 17 (SGEM2017) [8], nhóm tác giả đã trình bày việc
xây dựng bản đồ ngập lụt thơng qua sử dụng mơ hình tốn 2 chiều MIKE21 và qua việc
sử dụng kết hợp giữa mô hình 2 chiều và một chiều.
Với quá trình phát triển và ứng dụng các mơ hình tính tốn thuỷ văn, thuỷ lực trong
khoảng 30 năm qua, hiện nay có nhiều cơng cụ mơ hình có thể mơ phịng được chế độ
thuỷ văn, thuỷ lực phù hợp với thực tế, có thể ứng dụng để nghiên cứu đánh giá được
chế độ lũ trên lưu vực sông.
1.1.2. Các nghiên cứu trong nước.

Lưu vực sông Hồng cơ lượng mưa khá lớn, do đó đã có nhiều nghiên cứu về rủi rõ ngập
lũ được thực hiện, tuy nhiên hầu hết các nghiên cứu đều tập trung cho các khu vực ở
đồng bằng, các khu vực nằm ở hạ lưu các hồ chứa lớn Sơn La, Hồ Bình, Thác Bà,
Tun Quang, có rất ít các nghiên cứu về rủi ro lũ, ngập lụt cho các khu vực ở miền núi
phía Bắc. Có thể kể đến một số nghiên cứu điển hình trên lưu vực như sau:
Đề tài nghiên cứu khoa học cấp nhà nước: “Nghiên cứu đánh giá rủi ro đối với
thượng, hạ du khi xảy ra sự cố các đập trên hệ thống bậc thang thủy điện sông
Đà”[9] do PGS.TS Lê Văn Nghị, Viện Khoa học Thuỷ lợi làm chủ nhiệm đã xây dựng
mơ hình tốn thủy lực 1 kết hợp 2 chiều bằng mơ hình MIKE với phạm vi trên tồn bộ
lưu vực sông Đà và đồng bằng Bắc Bộ. Trên mô hình đã mơ phỏng đầy đủ các hồ chứa,
đập dâng, cơng trình thủy điện trên bậc thang sơng Đà và hồ Thác Bà, Tun Quang,
cũng như các cơng trình cầu qua sơng có ảnh hướng đến dịng chảy. Đề tài đã xác định
đượccácđặctrưngthủyđộnglựchọcdịngchảyvớicáckịchbảnvỡ đậpHồBình,Sơn La, Lai
Châu. Kết quả nghiên cứu đã xác định được ảnh hưởng của sự cố vỡ đập đến vùng đồng
bằng sơng Hồng – sơng Thái Bình, làm thay đổi tồn bộ mực nước trên hệ
thốngsơngHồng,sơngTháiBình.Khivỡđậpmựcnước,lưulượngdịngchảytrênsơng Hồng tăng
cao, gây nước dềnh lên các nhánh sông Cầu, Lục Nam và tràn ngược lên các
nhánhsơngThao,Lơ,Thương,làmgiảmkhảnăngthốtlũchocáctuyếnsơngnày.Mực nước lớn
nhất tại Phú Thọ tăng đến 1.2m, tại Đoan Hùng (sông Lô) là 0.3m, tại Phủ Lạng Thương
(sông Thương) tăng 0.4m, tại Lục Nam (sơng Lục Nam) tăng0 . 4 m .
NhưvậyphạmvitácđộngcủadịngchảylũtrongđềtàinghiêncứucủaPGS.TSLêVăn Nghị chủ
yếu là vùng hạ du và một phần trung du của lưu vực sông Hồng, chưa nghiên cứu đến
các khu vực miền núi phía Bắc. Về cơng nghệ, đã đi sâu vào nghiên cứu q
trìnhdiễntốncủadịngchảylũ2chiềutừhạ lưucác hồchứađếnvùngđồngbằngsơng Hồng, có
thể tham khảo để áp dụng trong đề tài đang nghiêncứu.
Đề án “Điều tra, khảo sát, phân vùng và cảnh báo khả năng xuất hiện lũ quét ở
miền núi Việt Nam - Giai đoạn I” của Bộ Tài nguyên và Môi trường[10]
Đề án đã xây dựng được tiêu chí và phân vùng khả năng xuất hiện lũ quét cho các lưu
vực sông, suối trên 14 tỉnh thuộc vùng núi Bắc Bộ và lắp đặt thí điểm 02 hệ thống cảnh

báo lũ quét tự động tại tỉnh Yên Bái. Các sản phẩm đã được chuyển giao về các tỉnh,
bao gồm:
- Tập bản đồ phân vùng nguy cơ lũ quét cho 14 tỉnh, tỷ lệ1:100.000.
- Tập bản đồ phân vùng ngập do lũ qt nghẽn dịng của 36 lưu vực sơng, tỷ lệ1:5000.
- Chuyển giao tại chỗ 2 thiết bị đo mưa tự động phục vụ cảnh báo mưa lớn có khả năng
gây lũ quét tại huyện Văn Chấn, tỉnh YênBái.
Như vậy, kết quả của đề án đã xác định được các khu vực có nguy cơ lũ quét trên địa
bàn 14 tỉnh, không nghiên cứu về rủi ro lũ, ngập úng chi tiết trên các khu vực đô thị,
khu vực đông dân cư trên vùng miền núi BắcBộ.
Đề án “Kế hoạch quản lý lũ tổng hợp lưu vực sông Kỳ Cùng” [11] được UBND tỉnh
Lạng Sơn phê duyệt có phạm vi nghiên cứu là lưu vực sông Kỳ Cùng, trong đó trọng
điểm là thành phố Lạng Sơn, các thị trấn Na Sầm, Lộc Bình và Thất Khê. Nội dung
chính đã đạt được của đề án bao gồm:
- Phân tích tình hình mưa lũ, tổ hợp mưa lũ và đánh giá ngun nhân lũ lụt, ngập lũ và
lựa chọn mơ hình lũ trên lưu vực sông KỳCùng.
- Xây dựng các kịch bản mưa, lũ và tính tốn thuỷ văn, thuỷ lực trên lưu vực sông Kỳ
Cùng.
- Xây dựng bản đồ nguy cơ lũ lụt và rủi ro lũ lụt, gồm: các bản đồ nguy cơ ngập lụt theo
hiện trạng, lũ lịch sử, lũ thiết kế theo tần suất 1%, 2%, 5%, 10% và theocấpbáo động II,
III vàIII+1m.
- Xác định các biện pháp phịng, chống lũ phù hợp,gồm:
+ Biện pháp phi cơng trình: nâng cao năng lực cảnh báo, dự báo lũ và nhận thức cho dân
cư vùng bị ảnh hưởng.
+ Biện pháp cơng trình: Xây dựng hồ Bản Lải, kè sơng Kỳ Cùng đoạn qua thành phố
Lạng Sơn, các thị trấn Thất Khê, Lộc Bình và Na Sầm, mở rộng một số nút thắt trên


sơng, cơng trình phân lũ tại Tràng Định.

Có thể đánh giá, đề án Kế hoạch quản lý lũ tổng hợp lưu vực sông Kỳ Cùng, đã nghiên
cứu, đánh giá khá đầy đủ về rủi ro do lũ trên lưu vực sơng Kỳ Cùng. Tuy nhiên, rủi ro
ngậplụttươngứngvớicáccấpđộmưalớnkhácnhauchưađượcphântíchđầyđủ.Cơng
nghệtínhtốnthuỷvăncũngmớichỉdựavàomơhìnhthuỷvănthơngsốtậptrung,chưa

phản

ánh

được tác động của thảm phủ đến dòng chảylũ.
1.2 Tổng quan vùng nghiên cứu
1.2.1 Đặcđiểm tựnhiên.
Vị trí địa lý, phạm vi hành chính:
Vùng nghiên cứu là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hóa, khoa học kỹ thuật của tỉnh Yên
Bái. Ranh giới:
+ Phía Bắc và phía Đơng giáp huyện n Bình.
+ Phía Tây giáp các xã huyện Trấn Yên
+ Phía Nam giáp tỉnh Phú Thọ
Thành phố Yên Bái và 7 xã huyện Trấn n có diện tích tự nhiên 206,46km 2bao gồm
22 đơn vị hành chính với 10 phường, thị trấn, 14 xã; dân số trung bình năm 2018 có
126.417 người.


Hình 1.1 Bản đồ hành chính thành phố n Bái và 7 xã huyện Trấn Yên
Đặc điểm địa hình:
Yên Bái có đặc trưng khí hậu vùng Tây Bác nhiệt đới gió mùa và chịu ảnh hưởng nhiều
của địa hình
a.

Nhiệt độ:

-

Nhiệt độ trung bình năm:23,7oC.

-

Nhiệt độ cao nhất trung bình năm: 28,7oC.

-

Nhiệt độ thấp nhất trung bình năm: 16,6oC.

b.

Mưa:
-

Lượng mưa trung bình năm:2437,8mm.

-

Lượng mưa tháng lớn nhất: 568,7mm (tháng7/2017).

-

Lượng mưa tháng thấp nhất: 11,2mm (tháng11/2017).

-

Số ngày mưa trung bình năm: 194ngày.

Mưa nhiều vào các tháng 6,7,8,9,10 chiếm 80-85% lượng mưa cả năm.
c.

Nắng:
Nằm ở vị trí nội tuyến, lượng bức xạ mặt trời là lớn và khá đồng đều. Số giờ nắm

trong năm phụ thuộc vào độ che phủ của mây, những tháng nhiều mây che khuất mặt
trờithìsốgiờnắnggiảmvàngượclại.ThànhphốnBáicósốgiờ nắmtrungbìnhmột năm là
1374,1 giờ.
d.

Lượng bốchơi:
Lượng bốc hơi trung bình năm là 734,3mm.

e.

Độ ẩm:
Độ ẩm tương đối trung bình 86%.

Thủy văn:
n Bái có 3 hệ thống sông suối lớn: sông Hồng, sông Chảy và suối Nậm Kim với tổng
chiều dài 320 km có diện tích lưu vực trên 3.400 km2. Hệ thống chi lưu phân bố tương
đối đồng đều trên toàn tỉnh. Do đặc điểm sơng, suối đều bắt nguồn từ núi cao, có độ dốc
lớn nên dồi dào về tiềm năng thủy điện và cung cấp nước cho sản xuất và sinh hoạt của
nhân dân.
a.

Sông Hồng: Bắt nguồn từ dãy núi Nguy Sơn, cao 1,766m ở tỉnh Vân Nam Trung

Quốc, chảy qua tỉnh Yên Bái theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, các chi lưu của sông
Hồng ở địa phận Yên Bái đều ở phía hữu ngạn và bắt nguồn từ dẫy Hồng Liên – Pú
Lng như ngịi Thia, ngịi Bo, ngịi Hít,… sông Hồng chảy qua các huyện Văn Yên,
Trấn Yên, thành phố Yên Bái. Lưu lượng nước sông Hồng thay đổi thất thường, mùa
khô mực nước thấp nhất năm 2004 là 25,23m, gây ra tình trạng thiếu nước cho sản xuất
nơng nghiệp và ảnh hưởng đến sinh hoạt. Mùa mưa, lưu lượng và mực nước sông Hồng
tăng nhanh, nước lũ tràn về đột ngột gây ra tình trạng ngập lụt, mực nước sông Hồng
cao nhất vào mùa mưa năm 2004 là 31,36m (năm 2005 là 31,13m ngày 28/9/2005), với
những chu kì 50-60 năm thì có những trận lụt đột ngột tàn phá nhà cửa, ruộng mương ở
hai bên sơng.
Sơng Hồng có nhiều tên gọi khác nhau. Đoạn chảy qua thành phố Yên Bái được gọi là
sông Thao. Động sông Hồng chảy qua thành phố Yên bái độ dốc giảm, lòng rộng 100 –
200m, xuất hiện bãi bồi. Chiều sâu mùa cạn thấp nhất là 2 – 3m, mùa lũ có thể lên tới


20–30m.Trong3thángtừtháng7dếntháng9trênsơngHồngcólưulượnglũlớnnhất xuất hiện.
ngọn lũ lớn nhất hàng năm xuất hiện vào các tháng 7, 8, 9 và trùng với mùa mưa bão nên
thường xảy ra lũ lớn trên sông. Do bị ảnh hưởng của lũ, nên ở thành phố thường xuyên có
lụt cục bộ ở những khu vực thấp như phường Hồng Hà, nguyễn Phúc, xã Tuy Lộc. Theo
số liệu thống kê thì trong vịng 100 năm trở lại dây có 4 lần sơng Hồng lũ đặc biệt lớn đó
là năm 1913, 1945, 1968 và1971.
Một số yếu tố đặc trưng của sông Hồng đoạn chảy qua thành phố Yên Bái:
-

Lưu Lượng lớn nhất 8400m3/s, tốc độmax=3,02m/s.

-

Lưu lượng nhỏ nhất 95m3/s, tốc độmin=0,62m/s.

-

Biên độ dao động mực nước năm nhiều nhất 7,53m, năm it nhất5,06m.

-

Mực nước đoạn sông Hồng qua Yên bái ứng với các tầnsuất:
Bảng 1.1. Tần suất sông Hồng

b.

P(%)

1

10

20

90

H(m)

34,92

33,2

32,2

31,0

Các suối,ngịi:

Ngồi sơng Hồng chảy trên địa bàn, thành phố n bái cịn có một số suối, ngịi nhỏ
nằm dải rác khắp thành phố đổ ra sơng Hồng.
-

Ngịi tuấn Qn: B = 40m ; Q = 150l/s.

-

Ngòi Âu Lâu: Flưu vực=250km2.

-

Ngòi Yên Ninh: B = 3m ; Q = 40l / s .

-

Ngòi Đại Đồng: B = 2m ; Q = 40l / s .

Các hồ: Hồ cơng viên n Hịa diện tích 9,9ha. Chiều sâu hồ 3,3m. Ngồi ra cịn có một
số hồ nằm trong các phường và các xã chủ yếu là nuôi trồng thủy sản.
1.2.2 Đặcđiểm kinh tế - xãhội.
Quy mơ dân số tồn thành phố và 7 xã Trấn Yên năm 2018 có 126.417 người, mật độ
dân cư trung bình 612,3 người/km2, phân bố tập trung ở các phường trung tâm (Nguyễn
Phúc, Hồng Hà, Nguyễn Thái Học, Yên Ninh, Minh Tân, Đồng Tâm .v.v.). Dân số đô
thị là 86.050 người (chiếm 68,07% tổng số dân) và dân số nông thôn 40.367 người
(chiếm 31,93%).

Tổng sản phẩm trong tỉnh (GRDP) năm 2017 (theo giá so sánh 2010) đạt 16.685,711 tỷ
đồng, tăng 6,19% so với năm trước. Trong đó nhóm Nơng, lâm nghiệp, thuỷ sản tăng
4,04%, đóng góp vào mức tăng chung 0,92 điểm phần trăm; nhóm Cơng nghiệp, xây
dựng tăng 8,84%, đóng góp 2,22 điểm phần trăm; nhóm Dịch vụ tăng 6,03%, đóng góp
2,93 điểm phần trăm; thuế sản phẩm trừ trợ cấp sản phẩm tăng 3,41% và đóng góp 0,12
điểm phần trăm. Nhìn chung tổng sản phẩm trong tỉnh năm 2017 có tốc độ tăng cao hơn
tốc độ tăng của năm 2016 là 0,32% chủ yếu do nhóm Cơng nghiệp- xây dựng có tốc độ
tăng cao hơn tốc độ tăng của năm trước là 3,06%. Cịn lại mức tăng của nhóm Nơng,
lâm nghiệp, thủy sản thấp hơn năm trước 0,72%; nhóm Dịch vụ thấp hơn 0,44%; thuế
sản phẩm trừ trợ cấp sản phẩm thấp hơn năm trước 3,12% đã làm ảnh hưởng đến tốc độ
tăng chung của tổng sản phẩm trong tỉnh.
QuymơGRDPnăm2017theogiáhiệnhànhđạt23.985,96tỷđồng;GDPbìnhqnđầu người đạt
29,71 triệu đồng tương đương 1.306 USD, tăng 62 USD so với năm 2016. Về cơ cấu nền
kinh tế năm 2017, khu vực nông, lâm nghiệp và thủy sản chiếm tỷ trọng 22,84%; khu vực
công nghiệp và xây dựng chiếm 25,61%; khu vực dịch vụ chiếm 48,14%; thuế sản phẩm
trừ trợ cấp sản phẩm chiếm 3,41% (Cơ cấu tương ứng của năm 2016 là 24,08%; 25,40%;
47,02%; 3,50%). Như vậy cơ cấu kinh tế năm 2017 đang có sự chuyển dịch theo chiều
hướng khu vực sản xuất nông, lâm nghiệp, thủy sản giảm, khu vực công nghiêp - xây dựng
và khu vực dịch vụ tăng, song mức độ chuyển dịch còn chậm.[12]
1.2.3 Tình hình lũ, ngập lụt và thiệt hại do úngngập
Những năm gần đây thành phố Yên Bái thường bị mưa lũ làm nước sơng Thao dâng
cao thường gây tình trạng ngập lụt, một số trận lũ lớn điển hình đã xảy ra trên thành phố
Yên Bái nhưsau:
Năm 2016: từ ngày 23/5 đến ngày 24/5, mưa lớn đã làm 175 hộ ở các phường Đồng
Tâm, Minh Tân, Nguyễn Thái Học, Yên Ninh... bị ngập úng từ 0,5-2m. Nguyên nhân
chính là do mưa lớn nước không tiêu kịp, nhất là đoạn suối cạnh khách sạn Hào Gia
chảy dọc đường thuộc phường Đồng Tâm, người dân xây nhà lấn chiếm dòng suối nên
tạo thành nút thắt cổ chai khiến hàng trăm hộ dân ở đây bị ngập úng.