nghiên cứu bài toán vỡ đập hồ đồng nghệ thành phố đà nẵng, từ đó kiến nghị giải pháp phòng tránh cho khu vực hạ du

1
MỞ ĐẦU

I. Tính cấp thiết của đề tài
Các thảm họa thiên nhiên là mối đe dọa nghiêm trọng tới cuộc sông trên Trái
Đất và quá trình phát triển bền vững của nhân loại. Trong số các mối nguy hiểm của
thiên nhiên, lũ lụt là một trong số các thảm họa thiên nhiên nghiêm trọng nhất.
Chúng chiếm tới 30% tổng số thảm họa thiên nhiên, 30% tổng thiệt hại về kinh tế,
và khoảng 20% số tử vong do thảm họa thiên nhiên gây ra.
Ở Việt Nam nói chung và Đà Nẵng nói riêng lũ lụt là một trong các mối
nguy hiểm rất nghiêm trọng, có các khu vực xảy ra lũ quét trên phạm vi rộng,
những trận lũ lớn gây mất an toàn, phá vỡ tính nguyên vẹn cho công trình và dẫn tới
gây lũ lụt cho vùng hạ du.
Riêng trên địa bàn thành phố Đà Nẵng có 21 hồ chứa nước, trong đó có 19
hồ thuộc loại nhỏ, hồ Đồng Nghệ và Hòa Trung thuộc loại vừa. Nhiệm vụ chủ yếu
của các hồ chứa này là cấp nước tưới, sinh hoạt cho khu vực hạ lưu. Không có hồ
nào có nhiệm vụ phòng lũ, do đó khi có lũ đến hồ chứa thì các hồ này cần phải xả lũ
để đảm bảo an toàn cho chính công trình. Những đợt xả lũ này thường gây ảnh
hưởng rất lớn đến hạ lưu, nếu kết hợp với các yếu tố bất lợi khác như mực nước lũ
trong sông cao, triều cường ở cửa sông thì thiệt hại là vô cùng to lớn. Một sự cố
khác cũng rất nguy hiểm nếu để xảy ra đó là vỡ đập hồ chứa. Khi xảy ra, một lượng
nước rất lớn trong hồ chứa sẽ tràn xuống hạ lưu và gây ra những tổn thất nặng nề về
dân sinh - kinh tế - chính trị - xã hội của khu vực bị ảnh hưởng.
Những hiện tượng trên hoàn toàn có thể xảy ra và thời gian xuất hiện thì
không được định trước, vì thế cần có một chương trình hành động phù hợp để ứng
phó.
Một kế hoạch được chuẩn bị một cách khoa học, chi tiết chắc chắn sẽ ứng
phó hiệu quả với những hiện tượng bất thường của thiên tai và giảm thiểu được
những tác hại của lũ lụt.

2
Để có một kế hoạch chi tiết, khoa học cần phải thực hiện tính toán nhiều
phương án, phân tích nguyên nhân và hiện tượng gây lũ để từ đó có những biện
pháp hợp lý.
Vì các lý do trên cho thấy nghiên cứu bài toán vỡ đập, kiến nghị giải pháp
phòng tránh cho khu vực hạ du là hoàn toàn hợp lý và rất cấp thiết của người dân
trong khu vực hạ du công trình.
II. Mục tiêu của Đề tài:
Nghiên cứu lựa chọn phương pháp tính bài toán vỡ đập. Từ đó vận dụng tính
toán các kịch bản khi vỡ đập đối với hồ Đồng Nghệ và kiến nghị giải pháp ứng phó
cho khu vực hạ du hồ Đồng Nghệ nhằm phòng tránh hoặc giảm nhẹ thiệt hại cho
các khu dân cư, cơ sở kinh tế, an ninh, quốc phòng
III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:
- Cách tiếp cận của Đề tài là:
+ Thu thập, phân tích và tổng hợp kế thừa các tài liệu thực tế của khu vực
nghiên cứu.
+ Nghiên cứu các tài liệu trong và ngoài nước về tính toán bài toán thủy lực
khi xảy ra vỡ đập.
+ Vận dụng để tính toán, xây dựng phương án ứng phó cho khu vực hạ du
một cách hợp lý.
- Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu tổng quan; phương
pháp kế thừa; phương pháp mô phỏng, mô hình.
IV. Các kết quả đạt được:
- Xác định hoặc dự kiến được các kịch bản có thể xảy ra trong trường hợp vỡ
đập. Tính toán các bài toán thủy lực về bài toán vỡ đập ứng với các kịch bản đó.
- Xây dựng được phương án ứng phó khi vỡ đập cho hạ du hồ Đồng Nghệ.
Đề ra được phương án bảo vệ, phòng tránh hoặc giảm nhẹ thiệt hại, cho các khu dân
cư, cơ sở kinh tế, an ninh, quốc phòng, là cơ sở để đưa ra bản đồ quy hoạch một

cách hợp lý.


3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ CÁC SỰ CỐ
XẢY RA ĐỐI VỚI ĐẬP ĐẤT KHU VỰC TRUNG TRUNG BỘ

1.1. Điều kiện tự nhiên.
1.1.1. Vị trí địa lý
Khu vực Trung Trung Bộ gồm 8 tỉnh, thành phố là : Quảng Ngãi, Quảng
Nam, Đà Nẵng, Thừa Thiên Huế, Quảng Trị và Quảng Bình.
+ Phía bắc giáp tỉnh Hà Tĩnh
+ Phía nam giáp tỉnh Bình Định
+ Phía đông giáp Biển Đông
+ Phía tây giáp Lào
8B1.1.2. Đặc điểm địa hình.
Địa hình trong lưu vực phần lớn là đồi núi, riêng phía Đông giáp biển là
đồng bằng nhỏ hẹp có địa hình thấp dưới 30 m bị chia cắt bởi nhiều dãy núi đâm
ngang sát biển. Phía tây là vùng núi, gò, đồi. Chuyển tiếp từ vùng núi cao xuống
đồng bằng là vùng trung du với những đồi núi thấp có độ cao (100-800) m.
9B1.1.3. Đặc điểm thổ nhưỡng
Đất được phát triển trên các loại đá mẹ, gồm các loại chính dưới đây:
- Nhóm đất mùn trên núi cao;
- Nhóm đất feralít phát triển trên đá mác ma và các loại đá khác, phân bố
rộng rãi ở vùng đồi núi thấp;
- Đất phù sa;
- Đất phèn, đất mặn;
- Đất cát biển;
- Đất xói mòn từ sỏi đá.
10B1.1.4. Thảm phủ thực vật.

Thực vật trong lưu vực khá phong phú và đa dạng, gồm có kiểu rừng kín
thường xanh ẩm á nhiệt đới phân bố ở độ cao trên 1.000 m; kiểu rừng kín là rụng


4
hơi ẩm nhiệt đới; kiểu rừng cây thưa, lá rộng hơi khô nhiệt đới và kiểu rừng cây lá
kim hơi khô nhiệt đới. Ngoài ra, còn có các trảng cỏ, cây bụi.
Rừng bị tàn phá, khai thác thiếu qui hoạch. Tính đến năm 2006, diện tích
rừng trong tỉnh Quảng Nam khoảng 457,7.103 ha, trong đó rừng tự nhiên 396,3.103
ha, rừng trồng 61,4.103 ha, tỷ lệ rừng che phủ khoảng 43,9%.
1.1.5. Đặc điểm khí hậu, thủy văn
1.1.5.1. Đặc điểm khí hậu
a. Đặc điểm chung
Khí hậu chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa có
những tác động mạnh mẽ của các yếu tố biển đông. Mặt khác do tác động chắn gió
của dãy Trường Sơn đã tạo những biến đổi sâu sắc về khí hậu trong vùng mà đặc
biệt là sự biến đổi của mưa theo không gian dẫn đến sự phân hóa sâu sắc chế độ
dòng chảy theo mưa của các hệ thống sông ngòi trong vùng.
Trong năm khí hậu chia làm hai mùa: mùa đông và mùa hè. Giữa hai mùa
không có sự chênh lệch lớn về nhiệt độ không khí nhưng lại có sự tương phản sâu
sắc trong chế độ mưa. Lượng mưa năm trung bình nhiều năm trên khu vực biến đổi
trong khoảng (2000÷5000)mm nhưng lại có sự biến đổi rất lớn theo không gian,
theo độ cao lưu vực.
Vào mùa đông hướng gió thịnh hành chính là gió mùa Đông Bắc. Gió mùa
Đông Bắc khi đi vòng qua biển đã bị biến tính hoàn toàn, khối không khí ấm và ẩm
hơn tạo ra thời tiết mát, ẩm. Hoạt động của gió mưa Đông Bắc kết hợp với các
nhiễu thời tiết (áp thấp nhiệt đới, bão, xoáy, giải hội,…) cùng với tác động chắn gió
của dãy Trường Sơn là nguyên nhân gây mưa lớn đến rất lớn trên toàn khu vực. Vào
mùa hè, hướng gió thịnh hành chính là gió Tây Nam. Gió Tây Nam từ Bắc Ấn Độ
dương thổi tới gặp dãy Trường Sơn, hiệu ứng Font diễn ra mạnh mẽ đã để lại lượng

mưa lớn bên sườn Tây Trường Sơn và Tây Nguyên, khi vượt sang sườn Đông
Trường Sơn khối không khí trở nên khô, nóng tạo ra hiện tượng gió Lào và mang
lại một thời kỳ khô hạn kéo dài ở miền trung Việt Nam.


5
Tóm lại, khí hậu vùng lưu vực nghiên cứu mang đậm nét khí hậu gió mùa.
Hoạt động của gió mùa, tín phong Đông Bắc kết hợp với các nhiễu động nhiệt đới ở
biển Đông cùng với tác động của dãy Trường Sơn đã tạo ra nơi đây một mùa khô,
nóng, mưa ít kéo dài, một mùa mưa với liên tiếp những trận mưa có cường độ lớn,
trên diện rộng là nguyên nhân gây hạn hán nghiêm trọng vào mùa khô, lũ lụt ác lỉệt
vào mùa mưa trên toàn khu vực Trung Trung bộ nói chung và lưu vực tuyến công
trình nói riêng.
11Bb. Chế độ bức xạ
Lượng bức xạ tổng cộng trung bình năm khoảng (140-150) kcal/cm
P
2
P. Cân
bằng bức xạ trung bình năm khoảng (75-100) kcal/cm
P
2
P.
Số giờ nắng trung bình năm từ dưới 1800 giờ ở vùng núi cao đến 2260 giờ
tại Đà Nẵng. Số giờ nắng trung bình của từng tháng là 200-255 giờ trong mùa hè và
dưới 150 giờ trong mùa đông. Tháng VII là tháng có số giờ nắng trung bình cao
nhất, tháng XII có số giờ nắng thấp nhất.
Bảng 1.1. Số giờ nắng trung bình tháng một số trạm trong
khu vực Trung Trung Bộ (giờ)
Trạm
Giá trị trung bình tháng

Năm
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Số giờ nắng (giờ)
Đà
Nẵng
141,5

140,7

187,7

208,3

243,9

239,2

255,0

218,9

177,2

146,9

121,4

102,3

2200,6

Tam
Kỳ
138,6

151,9

211,4

223,5

257,8

235,8

254,0

230,3

197,2

157,0

109,0

88,9 2255,4

Trà
My
114,8

136,9

190,6

196,2

213,5

193,2

209,4

197,5

156,5

121,4

76,0 64,2 1874,0


12Bc. Chế độ ẩm
Độ ẩm không khí có quan hệ chặt chẽ với nhiệt độ không khí và lượng mưa.
Vào các tháng mùa mưa độ ẩm không khí vùng đồng bằng ven biển có thể đạt 85 ÷


6
88%, vùng núi có thể đạt 90 ÷ 95%. Các tháng mùa khô vùng đồng bằng ven biển
chỉ còn dưới mức 80%, vùng núi còn 80 ÷ 85%. Độ ẩm không khí vào những ngày
thấp nhất có thể xuống tới mức 20 ÷ 30%.
Bảng 1.2. Độ ẩm không khí tương đối trung bình một số trạm trong
khu vực Trung Trung Bộ (%)
Trạm
Giá trị trung bình tháng
Năm
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Độ ẩm không khí tương đối trung bình (%)

Đà Nẵng
84
84
83
83
79
76
75
77
82
84
85
85
81
Tam Kỳ
87
87
84
82
79
77
76
77
83
86
88
88
83
Trà My
89

87
84
82
84
84
84
84
88
90
93
92
87
13Bd. Chế độ nhiệt
Nhiệt độ không khí trung bình năm khoảng 24-26
P
0
PC, giảm từ đồng bằng ven
biển lên miền núi theo sự tăng cao của địa hình. Nhiệt độ tối cao tuyệt đối có thể
trên 40
P
0
PC vào những ngày có gió tây khô nóng. Nhiệt độ tối thấp tuyệt đối có thể
dưới 15
P
0
PC ở vùng đồng bằng và dưới 10P
0
PC ở vùng núi.
Bảng 1.3. Nhiệt độ không khí trung bình một số trạm trong
khu vực Trung Trung Bộ (oC)

Trạm
Giá trị trung bình tháng
Năm
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Nhiệt độ không khí trung bình (oC)
Đà Nẵng 21,4 22,3 24,1 26,4

28,3 29,3 29,3 28,9

27,5

25,9 24,1 22,1 25,8
Tam Kỳ 21,4 22,6 24,4 26,7

28,1 28,8 28,9 28,6

27,2

25,5 23,8 21,7 25,6
Trà My 20,6 22,0 24,1 26,1

26,8 26,9 26,9 26,9

25,7

24,2 22,4 20,6 24,4
14Be. Bốc hơi
- Lượng bốc hơi phụ thuộc vào yếu tố khí hậu: nhiệt độ không khí, nắng, gió,
độ ẩm Lượng bốc hơi trung bình trên lưu vực khoảng 680 ÷ 1040mm, ở vùng núi

7
lượng bốc hơi khoảng 680 ÷ 800mm, ở vùng đồng bằng ven biển lượng bốc hơi
khoảng 880 ÷ 1.050mm.
Bảng 1.4. Bốc thoát hơi tiềm năng trung bình tháng một số trạm trong
khu vực Trung Trung Bộ (mm)
Trạm
Giá trị trung bình tháng
Năm
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Bốc thoát hơi tiềm năng (mm)
Đà Nẵng 80,7

86,7

121,0

134,9

155,5

152,3

158,6

151,5

126,8

107,9

91,0

73,0

1439,8

Tam Kỳ 77,0

86,8

126,1

140,1

160,5

155,8

163,5

157,5

134,0

106,4

82,6

71,4

1461,6

Trà My 62,0

74,4

107,6

119,0

128,0

119,7

124,0

121,7

102,5

83,4 59,0

51,3

1152,5

15Bf. Chế độ gió
Lượng mây tổng quan trung bình năm biến đổi trong phạm vi (5-7,7)/10 bầu
trời, có xu thế tăng dần từ đồng bằng lên miền núi.Tốc độ gió bình quân hàng năm

vùng núi đạt 0,7 ÷ 1,3 m/s, trong khi đó vùng đồng bằng ven biển đạt 1,3 ÷ 1,6 m/s.
Tốc độ gió lớn nhất đã quan trắc được ở Trà My mùa hạ đạt 34 m/s trong mùa mưa
đạt 25 m/s. Vùng đồng bằng ven biển gió thường mạnh hơn và đạt 40 m/s như ở Đà
Nẵng khi có bão.
Bảng 1.5. Tốc độ gió trung bình tháng một số trạm trong
khu vực Trung Trung Bộ (m/s)
Trạm
Giá trị trung bình tháng
Năm
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Tốc độ gió (m/s)
Đà Nẵng 1,5 1,8 1,9 1,7 1,6 1,2 1,3 1,2 1,4 1,7 2,1 1,6 1,6
Tam Kỳ 1,5 1,5 1,7 1,8 1,9 1,9 1,8 1,8 1,8 1,9 2,4 1,8 1,8
Trà My 0,8 1,0 1,0 0,9 0,8 0,8 0,7 0,7 0,7 0,8 0,7 0,6 0,8


8
16Bg. Chế độ mưa
Lượng mưa năm phân bố rất không đều trong lưu vực, từ dưới 2.000 mm ở
thung lũng sông Bung tăng lên tới trên 4.000 mm ở vùng núi, trong đó trung tâm
mưa lớn Trà My - thượng nguồn sông Thu Bồn là trung tâm mưa lớn nhất ở Trung
Trung Bộ, và là một trong một số trung tâm mưa lớn ở nước ta. Lượng mưa trung
bình tháng phân phối không đều trong năm và có dạng 2 đỉnh: đỉnh phụ vào tháng
V-VI do mưa tiểu mãn gây ra, đỉnh lớn nhất năm vào tháng X hay tháng XI. Mùa
mưa hàng năm thường chỉ kéo dài 4 tháng, từ tháng IX đến tháng XII, nhưng lượng
mưa mùa này chiếm tới (60-75)% lượng mưa năm. Mùa khô (mùa mưa ít) tuy kéo
dài tới 8 tháng, nhưng lượng mưa mùa này chỉ chiếm (25-40)% lượng mưa năm,
trong đó lượng mưa của 3 tháng liên tục nhỏ nhất chỉ chiếm (3-6)% và thường xuất
hiện vào các tháng I-III ở phần phía tây lưu vực và các tháng II-IV ở các nơi khác.
Về mùa hạ, trong khi mùa mưa đang diễn ra trong phạm vi cả nước thì ở các

tỉnh Trung Trung Bộ, do hiệu ứng phơn phía sườn khuất gió (phía Đông Trường
Sơn), đang là mùa khô kéo dài với những ngày thời tiết khô nóng, đặc biệt ở vùng
đồng bằng ven biển và các thung lũng thấp.
Thời kỳ cuối mùa hạ đầu mùa đông gió mùa Đông Bắc đối lập với hướng
núi, kèm theo là những nhiễu động như fron cực đới, xoáy thấp, bão và hội tụ nhiệt
đới cuối mùa đã thiết lập mùa mưa ở Quảng Nam, Đà Nẵng và các tỉnh, thành phố
ven biển Trung Trung Bộ.
Mùa mưa kéo dài từ tháng IX đến tháng XII, mùa khô từ tháng I đến tháng
VIII. Riêng tháng V và tháng VI xuất hiện đỉnh mưa phụ, càng về phía Tây đỉnh
mưa phụ càng rõ nét hơn, hình thành thời kỳ tiểu mãn trên lưu vực sông Bung.
Thành phần lượng mưa trong mùa nhiều mưa chiếm 65 ÷ 80% lượng mưa cả
năm, thành phần lượng mưa trong mùa ít mưa chỉ chiếm 20 ÷ 35% lượng mưa cả
năm. Tuy nhiên thời kỳ mưa lớn nhất vùng nghiên cứu thường tập trung vào 2
tháng là tháng X và tháng XI, thành phần lượng mưa trong 2 tháng này chiếm 40 ÷
50% lượng mưa cả năm.



9
Bảng 1.6. Lượng mưa trung bình tháng, năm một số trạm trong
lưu vực Trung Trung Bộ (mm)
TT

Tên trạm
Lượng mưa trung bình tháng, năm (mm)
I
II
III
IV
V

VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Năm




1 Đà Nẵng 71.4 24.0

21.5

36.0

101.7

106.5

78.3 147.1

323.3

634.3

452.7

221.3

2206.9

2 Tam Kỳ 123,4

44,4

39,3

44,9

93,3 102,1

79,4 115,9

325,0

713,6

580,9

372,6

2634,8

3 Nông Sơn

62,8 36,5

31,4

88,6

227,3

202,5

155,2

190,8

330,4

696,2

594,6

274,8

2891,0

4 Thành Mỹ 33,1 19,0

33,7

89,1

248,7

203,6

146,3

195,3

274,2

512,5

341,9

104,9

2202,3

1B1.1.5.2. Thủy văn
17Ba. Dòng chảy năm
Phân bố của dòng chảy năm trong lưu vực rất không đều, từ dưới 30 l/s.km
P
2
P
ở vùng đồng bằng ven biển đến trên 100 l/s.kmP
2
P ở thượng nguồn sông Thu Bồn.
Tổng lượng dòng chảy năm trung bình nhiều năm khoảng 20,4 km
P
3
P, (chiếm
2,4%) tổng lượng dòng chảy năm của các sông suối của nước ta.

Mức bảo đảm nước bình quân trong 1 năm trên 1 km
P
2
P diện tích khoảng
1.970.10P
3
PmP
3
P/kmP
2
P và 16.300 mP
3
P/người (theo dân số năm 2005 khoảng 1,25 triệu
người).
Dòng chảy phân phối không đều trong năm, lượng dòng chảy trong 3 tháng
mùa lũ (các tháng X-XII) chiếm khoảng (65-70)% dòng chảy năm; trong khi đó,
mùa cạn kéo dài tới 9 tháng (các tháng I-IX), nhưng lượng dòng chảy trong mùa
này chỉ chiếm (30-45)% dòng chảy năm. Dạng phân phối dòng chảy trong năm có 2
đỉnh: đỉnh chính xuất hiện vào tháng XI, đỉnh phụ xuất hiện vào tháng V do mưa
tiểu mãn gây ra. Ba tháng liên tục có lượng dòng chảy nhỏ nhất xuất hiện vào các
tháng II-V hay III-V tuỳ thuộc vào sự xuất hiện của lũ tiểu mãn, lượng dòng chảy
của 3 tháng này chỉ chiếm khoảng (5-10)% lượng dòng chảy năm.
Mô đun dòng chảy năm trung bình thời kỳ nhiều năm (1977-1999) biến đổi
trong phạm vi từ dưới 30 l/s.km
P
2
P ở vùng đồng bằng ven biển đến hơn


10

60 l/s.kmP
2
P ở vùng miền núi, lớn nhất đạt tới hơn 80 l/s.kmP
2
P ở thượng nguồn sông
Thu Bồn và nhánh sông Vu Gia (thuộc sườn phía tây nam dãy Bạch Mã)
Chế độ nước sông ở vùng hạ lưu ven biển còn phụ thuộc vào thuỷ triều với
chế độ bán nhật triều không đều. Thuỷ triều có thể xâm nhập sâu vào sông Thu Bồn
tới 35 km.
Bảng 1.7. Lưu lượng trung bình tháng, năm tại một số trạm trong
lưu vực Trung Trung Bộ (m
P
3
P/s)
TT

Trạm Sông
Lưu lượng trung bình tháng, năm (mP
3
P/s)
I II III IV V VI VII VIII

IX X XI XII

Năm

1 Thành Mỹ Vu Gia 107 67,4

48,2 41,6

53,4

58,3

45,8

55,2

100

281

369

249

123
2 Nông Sơn Thu Bồn

232 135 92,4 71,8

101 98.5

70,2

78,9

171

650

953

622

273
18Bb. Dòng chảy lũ
Lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất trong thời kỳ quan trắc đạt tới 7000 (M
R
Qmax
R =
3,78 mP
3
P/s.kmP
2
P) vào ngày 20/X/1998 tại trạm Thành Mỹ trên sông Vu Gia, 10.800
mP
3
P/s (MR
Qmax
R=3,42 mP
3
P/s.kmP
2
P) vào 12/XI/2007 tại trạm Nông Sơn trên sông Thu Bồn.
Theo điều tra, trận lũ XI/1964 là trận lũ lịch sử sông Thu Bồn với Qmax=18.200
m
P
3
P/s (MR

Qmax
R=5,76 mP
3
P/s.kmP
2
P) tại Nông Sơn. Từ đó có thể nhận thấy, lũ trên sông
Thu Bồn thuộc loại lớn so với sông khác ở Việt Nam. Các trận lũ lớn và đặc biệt đã
gây ngập lụt nghiêm trọng ở vùng đồng bằng hạ lưu.
Bảng 1.8. Lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất và lưu lượng nhỏ nhất một số
trạm trong lưu vực Trung Trung Bộ
TT Trạm Sông
Lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất Lưu lượng nhỏ nhất
Q
(mP
3
P/s)
M
(m
P
3
P/s.kmP
2
P)

Thời gian
xuất hiện
Q
(m
P
3

P/s)

M
(l/s.km
P
2
P)

Thời gian
xuất hiện
1 Thành Mỹ Vu Gia 7000 3,78 20/XI/1998 11,3 6,11 4/IX/1988
2 Nông Sơn Thu Bồn 10800 3,42 20/XI/2007 14,6 4,63 17/VI/1977



11
19Bc. Dòng chảy kiệt
Một số đặc trưng chính như sau: modun dòng chảy trung bình mùa (M
R
c
R) là
(10-40) l/s.km
P
2
P, môđun trung bình 3 tháng nhỏ nhất (MR
3tháng min
R) là (7,5-30) l/s.kmP
2
P,
môđun tháng nhỏ nhất (M

R
tháng min
R) là (6-20) l/s.kmP
2
P, môđun nhỏ nhất (MR
min
R) là (5-
15) l/s.km
P
2
P.
Lưu lượng nhỏ nhất trong thời kỳ là 11,3 m
P
3
P/s (6,11 l/s.kmP
2
P) vào ngày
4/IX/1988 tại Thành Mỹ trên sông Vu Gia, 14,6 mP
3
P/s (4,63 l/s.kmP
2
P vào ngày
17/VI/1977) tại Nông Sơn trên sông Thu Bồn.
1.2. Các sự cố xảy ra gây phá hủy đập đất khu vực Trung Trung Bộ
1.2.1. Những sự cố thường gặp và nguyên nhân gây ra sự cố ở đập đất
1.2.1.1. Lũ tràn qua đỉnh đập
Do các nguyên nhân sau đây gây ra:
- Tính toán thủy văn sai: Mưa gây ra lũ tính nhỏ, lưu lượng đỉnh lũ nhỏ, tổng
lượng lũ nhỏ hơn thực tế, các dạng lũ thiết kế không phải là bất lợi, thiếu lưu vực,
lập cong dung tích hồ W=f (H) lệch về phía lớn, lập đường cong khả năng xả lũ của

đập tràn Q=f (H) sai lệch với thực tế.
- Cửa đập tràn bị kẹt.
- Lũ vượt tần suất thiết kế, không có tràn xả lũ dự phòng.
- Đỉnh đập đắp thấp hơn cao trình thiết kế.
1.2.1.2. Sạt mái đập thượng lưu
Do các nguyên nhân sau đây gây ra:
- Tính sai cấp bão.
- Biện pháp thiết kế gia cố mái không đủ sức chịu đựng sóng do bão gây ra.
- Thi công lớp gia cố kém chất lượng : Kích thước đá lát hoặc tấm bê tông
nhỏ hơn thiết kế, chất lượng đá hoặc bê tông kém, đá lát đặt nằm, không chèn chặt
các hòn đá.
- Đất mái đập thượng lưu đầm nện không chặt, hoặc không xén mái.
1.2.1.3. Thấm mạnh hoặc sủi nước ở nền đập


12
Do các nguyên nhân sau đây gây ra:
- Đánh giá sai tình hình địa chất nền, sót lớp thấm mạnh không được xử lý.
- Biện pháp thiết kế xử lý nền không đảm bảo chất lượng.
- Chất lượng xử lý nền kém: khoan phụt không đạt yêu cầu; hót không sạch
lớp bồi tích; thi công chân khay, sân phủ kém dẫn đến thủng lớp cách nước.
- Xử lý tiếp giáp nền và thân đập không tốt do thiết kế không đề ra biện pháp
xử lý, hoặc do khi thi công không thực hiện tốt biện pháp xử lý.
1.2.1.4. Thấm mạnh hoặc sủi nước ở vai đập
Do các nguyên nhân sau đây gây ra:
- Thiết kế không đề ra biện pháp xử lý hoặc biện pháp xử lý đề ra không tốt.
- Không bóc hết lớp thảo mộc ở các vai đập.
- Đầm nện đất trên đoạn tiếp giáp ở các vai đập không tốt.
- Thi công biện pháp xử lý tiếp giáp không tốt.
1.2.1.5. Thấm mạnh hoặc sủi nước ở mang công trình

Do các nguyên nhân sau đây gây ra:
- Thiết kế không đề ra biện pháp xử lý hoặc biện pháp xử lý đề ra không tốt.
- Đắp đất ở mang công trình không đảm bảo chất lượng : chất lượng đất đắp
không được lựa chọn kỹ, không dọn vệ sinh sạch sẽ để vất bỏ các tạp chất trước khi
đắp đất, đầm nện không kỹ.
- Thực hiện biện pháp xử lý không đảm bảo chất lượng.
- Hỏng khớp nối của công trình.
- Cống bị thủng.
1.2.1.6. Thấm mạnh hoặc sủi nước trong phạm vi thân đập
Do các nguyên nhân sau đây gây ra:
- Bản thân đất đắp đập có chất lượng không tốt, hàm lượng cát, bụi dăm sạn
nhiều, hàm lượng sét ít, đất bị tan rã mạnh.


13
- Kết quả khảo sát sai với thực tế, cung cấp sai các chỉ tiêu cơ lý lực học, do
khảo sát sơ sài, khối lượng khảo sát thực hiện ít, không thí nghiệm đầy đủ các chỉ
tiêu cơ lý lực học cần thiết, từ đó đánh giá sai chất lượng đất đắp.
- Chọn dung trọng khô thiết kế quá thấp, đất sau khi đầm vẫn tơi xốp, bở rời.
- Không có biện pháp thích hợp để xử lý độ ẩm, do đó độ ẩm của đất đắp
không đều, chỗ khô chỗ ẩm, làm cho đất sau khi đắp có chỗ chặt có chỗ vẫn rời rạc
tơi xốp.
- Đất được đầm nện không đảm bảo độ chặt yêu cầu do: lớp đất rải dày quá
qui định, số lần đầm ít, nên đất sau khi đắp có độ chặt không đồng đều, phân lớp,
trên mặt thì chặt phía dưới vẫn còn tơi xốp không đạt độ chặt qui định, hình thành
từng lớp đất yếu nằm ngang trong suốt cả bề mặt lớp đầm.
- Thiết kế và thi công không có biện pháp xử lý khớp nối thi công do phân
đoạn đập để đắp trong quá trình thi công.
- Thiết kế tiêu nước bị tắc.
1.2.1.7. Nứt ngang đập

Do các nguyên nhân sau đây gây ra:
- Lún nền đột biến do chất lượng nền kém;
- Lún không đều đột biến trong thân đập do chênh lệch đột biến về địa hình
nền đập không được xử lý.
- Đất đắp đập có tính lún ướt lớn hoặc tán rã mạnh nhưng khi khảo sát không
phát hiện ra, hoặc có phát hiện ra nhưng thiết kế kết cấu đập không hợp lý.
1.2.1.8. Nứt dọc đập
Do các nguyên nhân sau đây gây ra:
- Nước hồ chứa dâng cao đột ngột gây ra tải trọng trên mái đập thượng lưu
tăng đột biến.
- Nước hồ rút xuống đột ngột gây ra giảm tải đột ngột trên mái thượng lưu.
- Nền đập bị lún trên chiều dài tim đập.


14
- Đất đắp đập khối thượng lưu có tính lún ướt hoặc tan rã mạnh nhưng khảo
sát không phát hiện ra hoặc có phát hiện ra nhưng thiết kế kết cấu đập không hợp lý.
1.2.1.9. Nứt nẻ sâu mặt hoặc mái đập
Do đất đắp đập thuộc loại trương nở tự do mạnh.
1.2.1.10. Trượt sâu mái đấp thượng lưu
Do các nguyên nhân sau đây gây ra:
- Bão lớn sóng to kéo dài, đầu tiên phá hỏng lớp gia cố, tiếp đó phá khối đất
ở phần thượng lưu thân đập
- Nước hồ rút đột ngột ngoài dự kiến thiết kế.
- Sức bền của đất đắp đập không đảm bảo các yêu cầu của thiết kế.
- Thiết kế chọn tổ hợp tải trọng không phù hợp với thực tế.
- Thiết kế chọn sai sơ đồ tính toán ổn định.
- Chất lượng thi công đất đắp đập không đảm bảo yêu cầu thiết kế.
- Địa chất nền đập xấu không được xử lý.
1.2.1.11. Trượt sâu mái đập hạ lưu

Do các nguyên nhân sau đây gây ra:
- Địa chất nền xấu hơn dự kiến của thiết kế do khảo sát đánh giá không đúng
với thực tế.
- Sức bền của đất đắp đập kém hơn dự kiến của thiết kế do đánh giá sai các
chỉ tiêu về chất lượng đất đắp đập.
- Nền đập bị thoái hóa sau khi xây dựng đập nhưng khi khảo sát và thiết kế
đã không dự kiến được.
- Thiết kế chọn sai tổ hợp tải trọng.
- Thiết kế chọn sai sơ đồ hoặc phương pháp tính toán.
- Chất lượng thi công đất đắp đập không đảm bảo.
- Thiết bị tiêu nước bị tắc làm dâng cao đường bão hòa.


15
- Tiêu thoát nước mưa trên mặt mái hạ lưu không tốt, khi mưa kéo dài toàn
thân đập bị bão hòa nước ngoài dự kiến của thiết kế.
Theo thống kê các sự cố gây phá hủy đập đất thì:
+ Sạt mái thượng lưu là: 25,84 % ;
+ Hỏng đập tràn xả lũ là: 25,39 % ;
+ Cống lấy nước bị hỏng là: 17,30 % ;
+ Đập bị thấm là: 15,06 % ;
+ Đỉnh đập thấp là: 9,00% % ;
+ Cửa bị hỏng: 3,60 %.
1.2.2. Các sự cố xảy ra gây phá hủy đập đất khu vực Trung Trung Bộ
Các sự cố xảy ra gây phá hủy đập đất khu vực Trung Trung Bộ chủ yếu là do
thấm, cống lấy nước bị hỏng, và sạt lớp gia cố mái đập thượng lưu … như hai công
trình là công trình thủy lợi Phú Ninh và công trình Đập Vực Tròn.
a. Công trình thủy lợi Phú Ninh:
- Được xây dựng trên sông Tam Kỳ, huyện Tam kỳ, tỉnh Quảng Nam. Hệ
thống công trình gồm có:

+ Một đập chính bằng đất cao 40m, dài 561m;
+ Hai đập tràn xả lũ với lưu lượng thiết kế là 2.369 m
P
3
P/s;
+ Hai công lấy nước với lưu lượng thiết kế là 32,30 m
P
3
P/s ;
+ Một nhà máy thủy điện sau đập kết hợp tưới có công suất lắp máy
N
R
lm
R=2.000 KW;
+ Kênh chính dài 60 km, kênh cấp 1,2 và cấp 3 dài 300 km.
- Sự cố xảy ra ở công trình Phú Ninh là đập chính bị sủi nước ở hạ lưu, đập
phụ Tứ Yên (cống Bắc) bị rò nước.
* Sự cố xảy ra đập phụ Tứ Yên (cống Bắc):
Năm 1984 tại bãi đập ở chân mái đập hạ lưu và tại vùng tiếp giáp với tường
thượng lưu nhà máy thủy điện đã xuất hiện nước rò rỉ , ban đầu lượng rò không lớn


16
nhưng đến năm 1986 lưu lượng nước rò rỉ đo được là Q=1,0 l/s. Toàn bộ bãi đập ở
chân mái hạ lưu bị ướt sũng nước đẩy lớp đất trồng cỏ trên mặt phồng lên và bùng
nhùng như cao su, nhiều chỗ nước chảy ra thành vòi.
Tại khu vực bãi đất tiếp giáp với tường thượng lưu của nhà máy thủy điện
nước phun lên thành vòi cao tới 0,8÷1,0 m .
Vị trí rò rỉ được trình bày ở hình 1.1:

Hình 1.1. Mặt bằng vị trí các khu rò nước đập phụ Tứ Yên - Công trình Phú Ninh
- Có 3 nguyên nhân được nêu ra là: do thấm mạnh qua đất đắp đập, do thủng
hoặc gãy đường ống, do hỏng khớp nối.
* Sự cố sủi nước mạnh ở đập chính:
- Kết cấu đập chính: Do chất lượng đất đắp đập tốt, khối lượng dồi dào nên
đập đất được chọn là đập đồng chất, có chân khay đào xuyên qua lớp bồi tích và
cắm vào đá gốc. Tại chân đập thượng lưu có sân phủ. Mặt cắt ngang đập được trình
bày ở hình 1.2.
- Mô tả sự cố
Đầu năm 1979, sau khi chặn dòng để đắp đập chính khi mức nước ở thượng
lưu ở cao trình 4,00 m; cao hơn mực nước ở hạ lưu đập 3,0 m; thì ở bãi bồi hạ lưu
đập bên phải xuất hiện 1 lỗ sủi nằm phía ngoài chân đập hạ lưu khoảng 15 m. Lưu


17
lượng nước chảy ra khi phát hiện lỗ sủi là 2,0 l/s. Sau đó lỗ sủi mở rộng ra và lưu
lượng tăng lên đến 17,0 l/s.
Công trường đã xử lý bằng cách làm 1 bãi cọc đè lên miệng hố sủi.
Vào mùa lũ năm 1979, nước trong hồ dâng cao ở cao trình 25,40 m; chênh
lệch cột nước thượng hạ lưu là 20,0 m; lưu lượng mạch sủi vẫn không tăng thêm và
ổn định ở trị số Q = 17,0 l/s.
- Nguyên nhân: Qua nghiên cứu và phân tích thì nguyên nhân chính dẫn đến
sự cố là do thi công chân khay chống thấm có một số đoạn không đảm bảo chất
lượng và do địa chất nền đập.

Hình 1.2. Mặt cắt ngang đập chính -
Công trình Phú Ninh

Hình 1.3. Mặt cắt ngang đập chính qua
lỗ sủi - Công trình đập Vực Tròn

b. Công trình đập Vực Tròn
* Giới thiệu về công trình:
Công trình thủy lợi Vực Tròn được bố trí tại xã Quảng Châu, huyện Quảng
Trạch, tỉnh Quảng Bình. Công trình bao gồm 1 hồ chứa nước với công trình đầu
mối gồm có: 1 đập chính bằng đất cao 29,00 m dài 1040 m; 1 tràn xả lũ kiểu máng
phun có 2 cửa cung B x H = 10 x 5 m; cống lấy nước Bắc có lưu lượng Q = 1,99
m
P
3
P/s; cống lấy nước Nam có lưu lượng Q = 5,65 mP
3
P/s; đập phụ Bắc cao 9,0 m dài
240 m và đập phụ Nam cao 19,0 m dài 240 m. Công trình có nhiệm vụ tưới cho
3.885 ha ruộng đất.


18
- Công trình đã xảy ra những sự cố sau:
+ Thấm đập chính;
+ Sạt lớp gia cố mái đập thượng lưu
* Kết cấu đập chính
Đập chính là đập đất đồng chất. Mặt cắt ngang đập được trình bày ở hình 1.4.
Dưới nền đập có 1 lớp kẹp là cát cuội sỏi với thành phần hạt như sau: Bụi to:
6,00%; Cát: 42,00%; Cuội sỏi: 52,00%. Hệ số thấm là K = 5,16 x 10
P
-2
P cm/s.
Để chống thấm đã khoan phụt vữa xi măng sét gồm 216 lỗ với tổng chiều dài
là 3682 m, phụt 16,50 T xi măng và 400 T sét để tạo ra màng chắn có bề rộng B ≥
6,00 m. Sau khi khoan phụt vữa hệ số thấm của màng chắn đạt được K = 1 x 10

P
-5
P ÷
1 x 10
P
-6
P cm/s.
* Thấm nước đập chính
- Tình hình sự cố
Năm 1986 sau khi đắp xong đập đất, Viện Khảo sát thiết kế thủy lợi khi
khoan kiểm tra đã phát hiện trong thân đập đã đắp 1 lớp dày 2,50 m bằng đất có
hàm lượng dăm sỏi lên tới 50 - 60% với hệ số thấm là K = 1 x 10
P
-3
P cm/s nên đã có
văn bản số gửi Vụ Quản lý xây dựng cơ bản Bộ Thủy lợi, nhưng Vụ không chỉ đạo
xử lý.
Tháng 3 năm 1984 khi hồ chứa tích nước lên đến cao trình 13,5 - 14,5 m thì
đập chính xuất hiện 4 lỗ rò nước; trong đó có 2 lỗ ở cao trình 13,50 m và 2 lỗ ở cao
trình 4,00. Lưu lượng ở mỗi lỗ rò là q = 5 - 10 l/s làm ướt sũng mái hạ lưu trên 1
băng dài 630 m theo tim đập.
Tình hình thấm ngày càng phát triển, nên năm 1986 Bộ Thủy lợi đã cho
khoan phụt thân đập trên chiều dài 270 m vì không có kinh phí để khoan phụt toàn
bộ.
Tháng 10/1994 vẫn xuất hiện 3 vùng thấm mạnh:
+ Vùng 1 cách đập tràn 270 m ở cao trình từ 13 - 15 m trên chiều dài 100 m.


19
+ Vùng 2 và 3 ở chân đập chính gần đập tràn xả lũ ở cao trình 14 - 15 m đã

xuất hiện trước đây vào năm 1984 nhưng khi đó cho rằng vùng thấm này không có
liên quan đến nước hồ nên không xử lý, nên nay vẫn bị thấm. Vị trí các vùng thấm
được trình bày ở hình 1.5.
- Nguyên nhân gây ra sự cố:
Năm 1984 trong thời gian thi công đập chính sau khi đã chặn dòng phải đắp
đập để vượt lũ, công trường đã dùng loại đất có nhiều dăm sạn ở gần đập để đắp.
Bãi đất này không nằm trong quy định của cơ quan thiết kế mà do Công ty TL6 hợp
đồng với Viện Nghiên cứu khoa học thủy lợi khảo sát và thí nghiệm.
Ngày 28/8/1984 Viện Khảo sát thiết kế thủy lợi đã cử cán bộ đến công
trường để kiểm tra tại hiện trường và phát hiện công trường đã dùng loại đất có
nhiều sạn sỏi và thấm mạnh để đắp đập. Viện đã yêu cầu công trường hót bỏ nhưng
vì mùa lũ sắp đến nên công trường hứa là sau lũ sẽ hót bỏ nhưng thực tế vẫn không
hót. Viện Khảo sát thiết kế thủy lợi cũng đã có văn bản số 39 - KSTK/ TC1 ngày
15/9/1984 báo cáo Bộ Thủy lợi. Tuy vậy vẫn không có sự chỉ đạo cương quyết để
xử lý.
Mặt cắt đập để vượt lũ năm 1984 được thể hiện ở hình 1.4. Vị trí sự cố các
công trình thủy lợi được thể hiện ở hình 1.5:

Hình 1.4. Mặt cắt ngang đập chính -
Công trình đập Vực Tròn
Hình 1.5. Vị trí sự cố các công
trình


20
thủy lợi - Công trình đập Vực
Tròn
1.3. Kết luận chương 1
Chương 1 đã trình bày tổng quan về điều kiện tự nhiên và các sự cố xảy ra đối
với đập đất khu vực Trung Trung Bộ. Qua đó có thể nhận thấy rằng chế độ khí hậu

khắc nghiệt cùng với những ảnh hưởng của các yếu tố như mạng lưới sông suối, địa
hình, thảm phủ thực vật … đã tạo nên chế độ thủy văn của khu vực Trung Trung Bộ
tương đối phức tạp và nhiều biến động, sự cố đập đất nói riêng của khu vực Trung
Trung Bộ có thể xảy ra không lường trước được.



21
CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP
TÍNH BÀI TOÁN VỠ ĐẬP

2.1. M ục tiêu của việc tính bài toán vỡ đập
Mục tiêu chính của việc tính bài toán vỡ đập là để xác định lưu lượng lũ lụt
cũng như độ sâu và diện tích bị ảnh hưởng trong trường hợp xảy ra sự cố vỡ đập.
Bên cạnh đó, thời gian nước lũ tràn đến các khu vực nhất định dọc phía hạ lưu sông,
mức nước tối đa tại bất kỳ mặt cắt nào, lưu lượng xả tối đa và vận tốc dòng chảy tại
bất kỳ mặt cắt nào cũng như (khoảng) thời gian mà các khu vực này bị ngập chìm
cần được xác định. Khi đã có các thông tin này, người dân sống tại các khu vực lân
cận sông nhận xả lũ từ đập có thể được xác định và được thông báo trước hoặc được
sơ tán trước những hiểm họa hoặc thiên tai có thể xảy ra do ảnh hưởng của nước lũ.
2.2. Các phương pháp tính thường dùng khi tính toán bài toán thủy lực xảy ra
vỡ đập.
2.2.1. Các phương pháp tính thường dùng khi tính toán bài toán thủy lực xảy ra
vỡ đập.
Khi tính toán bài toán thủy lực, thường sử dụng ba phương pháp sau đây:
+ Phương pháp mô hình vật lý
+ Phương pháp mô hình tương tự điện
+ Phương pháp mô hình toán
- Phương pháp mô hình vật lý mô tả lại các hiện tượng thuỷ văn trong phòng
thí nghiệm nhưng với không gian hay tỷ lệ thu nhỏ so với thực tế. Đây là phương

pháp khá hữu hiệu đã được ứng dụng nhiều để nghiên cứu thuỷ lực và dự báo diễn
biến lòng sông. Để sử dụng được một mô hình vật lý, chúng ta phải đầu tư rất nhiều
thời gian, kinh phí và địa điểm xây dựng. Phương pháp này rất khó để thoả mãn các
điều kiện tương tự, đặc biệt là điều kiện tương tự về bùn cát nên sẽ có những sai
lầm giữa mô hình và nguyên hình.
- Phương pháp mô hình tương tự điện cũng cho bức tranh thủy lực nhưng
trong một phạm vi hẹp hơn và thường là cho từng công trình cụ thể nhờ sự tương tự


22
giữa các phương trình mô tả dòng điện, các phương trình mô tả dòng chảy và chủ
yếu sử dụng cho các bài toán thấm. Hai loại mô hình này ít mềm dẻo và khá tốn
kém,
- Phương pháp mô hình toán:
Mô hình toán hiện nay được ứng dụng trong nhiều ngành khoa học tự nhiên
với lợi ích mang lại là ứng dụng thuận tiện, cho kết quả tương đối chính xác và thời
gian ứng dụng nhanh, chi phí thấp.
Với các lợi thế và ưu điểm nổi bật, việc sử dụng mô hình toán để nghiên cứu
chế độ thủy lực của một dòng sông là hoàn toàn có thể thực hiện được. Tuy nhiên,
để đạt được kết quả tốt, cũng có những yêu cầu nhất định cần phải đáp ứng, ngoài
những yêu cầu về độ tin cậy của mô hình thì các số liệu phục vụ tính toán cũng phải
đủ nhiều và có chất lượng tốt. Một trong những điều kiện quan trọng khác có thể
làm nên sự thành công là khả năng của người sử dụng mô hình.
Để nghiên cứu mô phỏng quá trình lũ, lũ do vỡ đập, mô hình toán thủy lực là
một công cụ hữu ích và ngày nay được ưa dùng. Khi mô hình được xây dựng cho
một hệ thống thì tại một thời điểm bất kỳ và tại bất cứ đâu trên hệ thống cũng có thể
trích xuất được quá trình lũ (mực nước và lưu lượng). Nếu kết hợp với mô hình 2
chiều ta có thể xây dựng được bản đồ ngập lụt vùng hạ lưu, từ đó có thể đề xuất các
giải pháp phòng, chống và giảm nhẹ thiệt hại do lũ gây nên.
Phương pháp nghiên cứu lũ do vỡ đập bằng phương pháp mô hình toán thủy

lực được mô tả theo các bước sau:
Bước 1: Tìm hiểu hệ thống và thu thập các số liệu, tài liệu liên quan.
Bước 2: Lựa chọn loại mô hình toán phù hợp phụ thuộc vào điều kiện tài
liệu, tình hình hiện tại và yêu cầu tính toán.
Bước 3: Thiết lập mô hình toán cho khu vực nghiên cứu trên cơ sở những
hiểu biết về hệ thống và các số liệu, tài liệu thu thập được.
Bước 4: Hiệu chỉnh và kiểm chứng mô hình với các số liệu lũ đo đạc.


23
Bước 5: Xây dựng và mô phỏng các kịch bản lũ có thể xảy ra để có thể nhìn
nhận tổng quan hơn về chế độ thủy lực và diễn biến của lũ các trường hợp khác
nhau.
20B2.2.2. Một số mô hình có khả năng áp dụng
Mô hình toán thủy lực hiện có nhiều loại, từ những phiên bản miễn phí đến
các phiên bản thương mại. Về mặt lý thuyết, hầu hết đã tương đối phát triển, được
công nhận và áp dụng rộng rãi. Hầu hết những mô hình này đã được xây dựng thành
các phần mềm máy tính để tiện lợi trong việc sử dụng, tuy nhiên mỗi loại đề có thiết
kế giao diện khác nhau nên dẫn đến sự đơn giản trong quá trình thiết lập cũng khác
nhau. Có loại dễ sử dụng và cũng có loại khá phức tạp, một vấn đề khác nữa cũng
phụ thuộc là thói quen và sự thành thạo của người sử dụng vào loại mô hình ứng
dụng.
Có thể điểm qua một vài loại mô hình thủy lực thông dụng, về cơ sở lý
thuyết, tính năng kỹ thuật, khả năng vận hành và yêu cầu số liệu.
31B2.2.2.1. Mô hình KOD
Do GS.TSKH Nguyễn Ân Niên đề xuất, ra đời từ năm 1974. Mô hình được
lập ra để giải bài toán thuỷ lực nói chung và bài toán lũ nói riêng cho mạng lưới
kênh sông.
Ưu điểm chính của mô hình KOD là có thể tính cho mọi lưới sông ô chứa
phức tạp nhất, độ chính xác cao tính toán đơn giản, gọn nhẹ, kết quả đáp ứng tốt các

bài toán thực tế đặt ra.
Nhược điểm chính của mô hình là bước thời gian ∆t bị hạn chế bởi điều kiện
Courant - Lewy, nhưng mô hình không phải tính lặp các hệ số nên tốc độ tính toán
vẫn nhanh chóng, không mất thời gian thành lập và giải hệ đại số tuyến tính tổng
thời gian mỗi lớp tính cũng nhỏ.
Tuy nhiên, mô phỏng hệ thống của KOD chưa thật đầy đủ ví dụ như quá
trình trao đổi nước trên khu vực. Các công trình trao đổi nước cũng như phương
thức điều khiển chưa được xem xét đầy đủ nhất là thực trạng tiêu úng trong những


24
điều kiện tác động của con người trong quá trình điều khiển hệ thống. Đây chính là
hạn chế của mô hình.
2.2.2.2.
32BMô hình VRSAP
VRSAP là từ viết tắt của Vietnam River Systerm and Plains do GS.TS Nguyễn
Như Khuê đề xuất trên cơ sở cải tiến mô hình KRSAL xây dựng từ năm 1978. Đây
là mô hình toán dòng chảy lũ và thuỷ triều trên hệ thống sông ngòi, hồ chứa và đồng
ruộng được cải tiến và phát triển trên sơ đồ sai phân ẩn của Dronker - Hà Lan. Mô
hình mô tả chuyển động dòng chảy trong sông thiên nhiên khá tốt (như hệ thống
sông Hồng và sông Thái Bình). Mô hình VRSAP được ứng dụng rộng rãi, có hiệu
quả cao, giải quyết được nhiều bài toán thông thường và một số bài toán lớn riêng
của đồng bằng sông Hồng cũng như đồng bằng sông Cửu Long (có bổ sung thêm
phần xâm nhập mặn).
2.2.2.3.
33BMô hình WENDY
Do viện thuỷ lực Delf (nay là công ty Deltares) - Hà Lan xây dựng. Là mô
hình thuỷ động lực học sử dụng sơ đồ sai phân ẩn, mô hình cho phép tính: Thuỷ lực
dòng hở, phù sa lơ lửng và xâm nhập mặn.
Tính toán thuỷ lực dòng hở: Mô hình tính các đặc trưng thuỷ lực lòng dẫn

như lưu lượng, mực nước, độ sâu dòng chảy, vận tốc trung bình mặt cắt, hệ số
Chezy Mô hình sử dụng thuận tiện, truy nhập số liệu dễ dàng, cho phép thay đổi
mạng sông, các công trình thuỷ lực trên mạng. Tuy nhiên mô hình chỉ quản lý mạng
sông nhỏ hơn 400 mặt cắt và còn hạn chế khâu tính lượng mưa gia nhập vào dòng
chảy, chưa xét đến sự điều tiết của các ô đồng ruộng như mô hình VRSAP,
SOGREAH
2.2.2.4.
34BMô hình HEC - RAS
HEC-RAS là một hệ thống mô hình thủy lực 1 chiều do Trung tâm kỹ thuật
Thuỷ văn - Thuộc quân đội Hoa Kỳ (the Hydrologic Engineering Center) xây dựng
và phát triển thành chương trình máy tính. HEC - RAS là phần mềm miễn phí được
cung cấp trên mạng internet, hiện được sử dụng nhiều nơi trên thế giới. Phần mềm
HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center - River Analysis System) là kết quả


25
nâng cấp phần mềm HEC-2 cả về kỹ thuật thuỷ lực và kỹ thuật lập trình. Phiên bản
1.0 được công bố năm 1995 và đến nay đã qua nhiều lần cải tiến và phát triển qua
nhiều phiên bản.
Phần mềm HEC-RAS được thiết kế để phục vụ cho nhu cầu làm việc trong
môi trường sử dụng đa mục tiêu. Hệ thống bao gồm giao diện đồ hoạ, các thành
phần phân tích thuỷ lực tách biệt, phần lưu trữ dữ liệu và các năng lực quản lí, đồ
hoạ và các tính năng thực hiện báo cáo.
Về cơ bản, hệ thống được cấu thành từ 3 thành phần phân tích thuỷ lực một
chiều:
(1) Tính toán mực nước mặt cắt dọc sông cho dòng ổn định.
(2) Mô phỏng dòng không ổn định.
(3) Tính toán biến động của vận chuyển bùn cát.
Điểm mấu chốt là cả 3 thành phần này sẽ sử dụng chung một bộ số liệu về
địa hình, hình thái sông và các hàm tính thuỷ lực. Để bổ sung vào 3 thành phần tính

thuỷ lực, hệ thống còn có tính năng tính toán thiết kế thuỷ lực, những tính năng này
sẽ được gọi đến mỗi khi tính toán mực nước mặt cắt dọc sông được thực hiện.
Mô hình HEC-RAS có khả năng thực hiện tính toán một chiều mực nước dọc
sông cho dòng thay đổi đều, ổn định trong sông hoặc hệ thống kênh mương. Mực
nước dọc sông dòng chảy êm, dòng chảy xiết, và chế độ dòng chảy hỗn hợp có thể
được tính toán.
18T2.2.2.5. Mô hình SOBEK18T
SOBEK là một gói tổng hợp các phần mềm sử dụng trong lĩnh vực phát triển và
quản lý nguồn nước. SOBEK được phát triển bởi Viện thuỷ lực Deflt Hà Lan (Delft
Hydraulic Institute).
28TSOBEK có 7 module và việc kết hợp các module này với nhau
tạo ra ba sản phẩm
28T 28Tcơ bản của SOBEK đó là: SOBEK28T 28TRURAL, SOBEK URBAN28T 28T và
SOBEK
17T28T-17T28TRIVER.
Trong dòng sản phẩm SOBEK RURAL, module thuỷ lực đã được tích hợp
mô hình 1 chiều và 2 chiều với nhau được gọi là SOBEK
17T - Overland Flow. Mô hình