SỬ DỤNG mô HÌNH MIKE11 dự báo lũ ĐỒNG BẰNG SÔNG cửu LONG và ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Hội thảo khoa học Quốc gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi khí hậu lần thứ XVI

112 Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường

SỬ DỤNG MÔ HÌNH MIKE11 DỰ BÁO LŨ ĐỒNG BẰNG
SÔNG CỬU LONG VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Nguyễn Việt Hưng
Đài Khí tượng Thủy văn Nam Bộ

Diễn biến phức tạp của lũ lụt ở đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) đã gây ra rất
nhiều hậu quả nghiêm trọng trong cuộc sống của nhân dân vùng lũ, ảnh hưởng tới các mục
tiêu kinh tế - xã hội.
Việc dự báo lũ lụt phục vụ cho công tác phòng chống tác hại của ngập lụt sinh ra,
phục vụ phát triển kinh tế xã hội ở ĐBSCL hiện nay còn khá xa so với nhu cầu đòi hỏi cấp
bách của thực tế. Vì vậy, việc xây dụng một phương án dự báo lũ khả thi bao gồm kết hợp
phương pháp phân tích thống kê và phương pháp mô hình thủy văn, thuỷ lực với chu trình
khép kín và tự động là việc làm cấp thiết đối với công tác dự báo lũ ở ĐBSCL.

1. Đặt vấn đề
Cho tới thời điểm trước khi được chuyển giao phầm mềm dự báo lũ tại vùng
đồng bằng sông Cửu Long ( ĐBSCL) trong Dự án WB4, công tác dự báo thuỷ văn ở
Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Nam Bộ (ĐKTTVNB) vẫn chủ yếu sử dụng những
phương pháp phân tích thông kê truyền thống. Các mô hình dự báo vẫn còn rời rạc
theo từng lưu vực bộ phận. Trong khi chúng ta cần một mô hình hiện đại cho phép dự
báo lũ trên toàn hệ thống và có khả năng đồng thời tích hợp với dự báo mưa. Chưa có
những nghiên cứu tích hợp giữa dự báo mưa và dự báo lũ trên lưu vực sông, do vậy
không thể kéo dài thời gian dự báo và nói chung không đạt được mức đảm bảo các yếu
tố dự báo kể cả dự báo ngắn hạn.
Thời gian gần đây, nhất là kể từ khi được chuyển giao phầm mềm dự báo lũ của
dự án (MIKE), với nhiều lỗ lực của các dự báo viên ĐKTTVNB, một số những kết quả

trong dự báo thủy văn ở ĐBSCL đã đạt được như sau:
- Đã xây dựng được công nghệ dự báo mưa trung hạn trên toàn lưu vực, và đang thử
nghiệm một số mô hình của nước ngoài, kết quả đạt được khá cao.
- Đã xây dựng công nghệ kết nối dự báo mưa với dự báo lũ cũng như kết nối giữa
dự báo lũ với điều hành hệ thống công trình phòng lũ cho hạ du.
- Đã xây dựng xong phần mềm hỗ trợ dự báo thủy văn, số liệu đầu vào bao gồm số
liệu dự báo mưa trên các lưu vực từ mô hình dự báo mưa tòan cầu, số liệu dự báo
biên trên và biên dưới cho các mô hình số trị.
Để giải quyết toàn diện các vấn đề nêu trên và đạt kết quả tốt, cần có thên thời
gian và lực lượng dự báo viên đủ mạnh. Dưới đây bài báo trình bày việc sử dụng
nhưng công nghệ mô hình dự báo lũ ở ĐBSCL của dự án WB4, cũng như những công
việc đã được thực hiện để ứng dụng mô hình này trong công các dự báo nghiệp vụ.




Hội thảo khoa học Quốc gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi khí hậu lần thứ XVI

Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường 113

2. Sử dụng mô hình MIKE11 dự báo lũ ĐBSCL
2.1. Xây dựng và hiệu chỉnh mô hình
Mô hình lũ ĐBSCL bao gồm toàn bộ hệ thống sông kênh chính, ô tràn từ hạ lưu
Kratie tới biển (xem Hình 1).
Biên trên, trên sông Mekong tại Kratie, sông Sài Gòn sau hồ Dầu Tiếng, sông
Đồng Nai tại ngã ba sông Đồng Nai và sông Bé.
Biên dưới bao gồm các cửa sông từ Hà Tiên tới của sông Thị Vải.
Nhập lưu khu giữa tính từ mô hình mưa rào dòng chảy (NAM), dòng chảy được
nhập vào ô ruộng, sông kênh ( xem Hình 2).

Hình 1: Mạng lưới thủy lực của mô hình

Hình 2: Phân vùng lưu vực trong mô hình NAM cho vùng ĐBSCL
2.2. Kết quả kiểm định mô hình
Dùng mô hình khôi phục mùa lũ năm 2011. Trong bài toán khôi phục mùa lũ
năm 2011 số liệu địa hình sông kênh, ô bao được cập nhật tới thời điểm hiện tại. Thời
gian mô phỏng 1/07/ -31/12/ 2011.

Hội thảo khoa học Quốc gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi khí hậu lần thứ XVI

114 Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường

Kết quả khôi phục năm 2011.

Hình 3: Mực nước tính toán và thực đo trạm Tân Châu năm 2011

Hình 4: Mực nước tính toán và thực đo trạm Châu Đốc năm 2011

Hình 5: Mực nước tính toán và thực đo trạm Mỹ Thuận năm 2011

Hình 6: Mực nước tính toán và thực đo trạm Cần Thơ năm 2011
Kết quả chạy mô phỏng lại dòng chảy lũ năm 2011 cho kết quả mô phỏng
tương đối tốt. Với bộ thông số mô hình đã được tối ưu hóa thông qua việc chạy mô
phỏng mùa lũ 2011, chúng tôi hoàn toàn có thể sử dụng chúng cho công tác dự báo lũ
lụt tại ĐBSCL trong các mùa lũ tiếp theo.
3. Những công việc đã thực hiện phục vụ chạy mô hình dự báo lũ ĐBSCL
3.1. Dự báo biên trên cho mô hình
Biên thượng nguồn là lưu lượng trung bình của các ngày trong năm, tùy theo
diễn biến lũ năm trước và nhận định mùa lũ năm tới của thượng nguồn sông Đồng Nai
( Trị An, Dầu Tiếng, Vàm Cỏ Đông, Vàm Cỏ Tây) và sông Cửu Long ( Kratie, CPC1,

CPC2). Việc xác định điều kiện biên là công việc khá quan trọng, ảnh hưởng của nó

Hội thảo khoa học Quốc gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi khí hậu lần thứ XVI

Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường 115

tới kết quả dự báo của mô hình là tương đối lớn. Sơ đồ biên thượng nguồn của mô
hình được thể hiện ở Hình 1.
Có 3 biên là Kratie, Trị An và Dầu Tiếng là quan trọng nhất. Ảnh hưởng nhiều
nhất tới kết quả dự báo của mô hình phải kể tới biên tại Kratie. Mô hình NAM đã được
áp dụng dự báo lưu lượng về tới Kratie (Hình 8), với số liệu mưa đầu vào từ dự báo
mưa của mô hình toàn cầu NOAA. Từ kết quả dự báo mưa này, chúng tôi đã tiến hành
xây dựng một phần mềm để xử lý số liệu mưa dự báo cho từng lưu vực nhỏ trên lưu
vực sông Mekong ( 67 lưu vực) và các lưu vực nhỏ thuộc ĐBSCL (22 lưu vực, Hình 2,
Hình 7 và Hình 8).
Đối với 2 biên Trị An và Dầu Tiếng sẽ tiến hành dự báo theo lượng xả từ
các hồ chứa, lượng xả này nhìn chung khá ổng định, độ biến thiên nhỏ nên cũng
dễ dự báo.








Hình 7: Phần mềm dự báo mưa trên lưu vực Mekong

Hình 8: Mô hình mưa rào dòng chảy NAM Mekong
3.2. Dự báo biên dưới cho mô hình

Để dự báo biên hạ lưu cho mô hình dự báo lũ, mô hình Hydrogis đã được sử
dụng. Nhiều năm qua, chúng tôi đã sử dụng mô hình này để dự báo và lập bảng thủy
triều tại các trạm ảnh hưởng triều khu vực Nam Bộ, kết quả dự báo này khá tốt.

Hội thảo khoa học Quốc gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi khí hậu lần thứ XVI

116 Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường

Trên cơ sở tận dụng tối đa các dữ liệu đã có, một bộ dữ liệu khí hậu về mực
nước và gió trên các cửa sông vùng cửa sông các sông Nam Bộ đã được xây dựng dựa
vào số liệu thực đo trạm cơ bản của các trạm gần cửa sông như: Vũng Tàu, Bến Trại,
Vàm Kênh, An Thuận Bình Đại, Mỹ Thanh, Gành Hào, Ông Đốc, Xẻo Rô. Các trạm
đo gió:trạm Bạch Hổ, Côn Đảo, Phú Quốc…
Các chuỗi dữ liệu mực nước giờ nhiều năm tại đây có đủ tiêu chuẩn để xác định
và làm trơn trị số bộ hằng số điều hoà cho mọi sóng triều, kể cả các sóng triều chu kỳ
dài trên 1 năm và chu kỳ ngắn khoảng 3-4 giờ. Có bộ số liệu hằng số điều hoà ổn định
cho tất cả các cửa sông, việc dự báo thành phần dao động mực nước do thủy triều
thuần túy gây ra hoàn toàn có thể thực hiện được.

Hình 9: Các điểm biên hạ nguồn (biên dưới)
4. Những định hướng phát triển tiếp theo
Những công việc đã thực hiện được ở Đài KTTV Nam Bộ được trình bày ở trên
chưa mang tính chất tự động hoàn toán mà chỉ là bán tự động, chưa khép kín. Phần dự
báo các biên đầu vào và chạy mô hình dự báo còn tách nhau. Ngay cả trong mô hình
NAM hiện nay cũng gồm 2 mạng NAM, NAM cho vùng thượng nguồn Mekong ( từ
Kratie trở lên) và NAM cho ĐBSCL. Số liệu dự báo mưa được đưa vào NAM bằng
thủ công… Vì vậy, để giải quyết những tồn tại này cần có những nghiên cứu tiếp theo,
tập trung chủ yếu vào các nội dung như sau:
- Sẽ kết hợp 2 mô hình NAM kể trên thành một
- Số liệu dự báo mưa sẽ được tự động đưa vào mô hình NAM bằng một phần

mềm liên kết số liệu (tự xây dựng)
- Mô hình NAM sẽ được chạy tự động (theo thời gian cài sẵn) và lưu lượng tại
biên Kratie sẽ tự động liên kết vào mô hình MIKE11 trước thời gian dự báo viên chạy
mô hình MIKE11 để dự báo lũ ĐBSCL.
- Số liệu biên hạ du sẽ được dự báo cho cả thời gian mùa lũ từ số liệu của mô
hình Hydrogis, cách làm giống như lập bảng dự tính bảng thủy triều mà lâu nay Đài
KTTV Nam Bộ đã làm.
Sau khi hoàn tất những công đoạn kể trên, việc chạy mô hình MIKE 11 để dự
báo lũ tại ĐBSCL sẽ hoàn toàn khép kín và tự động.


Hội thảo khoa học Quốc gia về Khí tượng Thủy văn, Môi trường và Biến đổi khí hậu lần thứ XVI

Tập 2: Thủy văn - Tài nguyên nước, Biển, Môi trường 117

5. Kết luận và kiến nghị
- Kết luận:
Trên thế giới có rất nhiều phương pháp dự báo lũ, có thể dự báo theo phương
pháp thống kê, thủy lực, hay kết hợp các phương pháp lại với nhau, tùy thuộc vào trình
độ chuyên môn, khả năng kinh tế và đặc điểm tự nhiên của lưu vực mà đưa ra phương
pháp phù hợp. Đối với vùng hạ lưu sông Mekong , đặc biệt là vùng ĐBSCL với địa
hình bằng phẳng, chế độ dòng chảy chịu ảnh hưởng một cách trực tiếp từ thủy triều,
đặc điểm dòng chảy ảnh hưởng của triều thì việc ứng dụng mô hình thủy động lực học
để diễn toán và dự báo lũ là một trong những lựa chọn có tính thuyết phục cao.
- Kiến nghị:
Độ tin cậy của biên dự báo thượng lưu, biên triều hạ lưu đóng vai trò quan
trọng, ảnh hưởng một cách trực tiếp đến diễn biến lũ trong vùng nghiên cứu. Chính vì
vậy đánh giá, nâng cao độ chính xác của bài toán dự báo biên, sẽ đóng một phần khá
quan trọng trong việc giảm sai số và tăng thời gian dự báo.
Việc cập nhật số liệu địa hình, sông kênh ô ruộng, và hệ thống giao thông là

điều cần thiết và nên làm theo thời gian, vì đây là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến sự
phân bố, thời gian, cường suất lên, xuống của lũ trong vùng nghiên cứu.
Để hỗ trợ các nhà quản lý ra quyết định một cách nhanh chóng kịp thời khi có
lũ xảy ra, nhằm giảm nhẹ thiệt hại không mong muốn, thì kết quả dự báo cần cung cấp
kịp thời, cập nhật số liệu ở các trạm biên, trạm nội đồng, với thời gian nhanh nhất.
Chính vì vậy việc thiết lập một hệ thống quan trắc tự động liên kết trực tiếp với mô
hình, gửi trực tiếp số liệu theo thời gian thực, đây là một trong những công nghệ đã
phát triển ở các nước có nền khoa học, kinh tế tiên tiến, nếu được ứng dụng ở ĐBSCL
sẽ góp phần rất lớn trong việc giảm nhẹ thiên tai.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. DHI (2011), MIKE11 Model, User Guide.

USING MIKE11 MODEL TO FORECAST FLOOD IN MEKONG
DELTA AND DEVELOPMENT DIRECTION
Nguyen Viet Hung
Before the flood forecasting software for the Mekong River Delta is delivered in the
WB4 project, hydrological forecasting in the Southern Regional Meteohydrological Center
(ĐKTTVNB) was based on traditional statistical analysis methods. The forecasting models
are still discrete parts in each basin. While we need a model that allows flood forecasting
system and capable of simultaneous integration with rain forecasting. Without an intergration
between rain forecast and flood forecast, it is not possible to extend forecast time, nor
reaching a guaranteed forecast level.
The application of hydrodynamic models, as well as associated models (or modules)
to the block to calculate and forecast the flooding is one of persuasive options, then, running
the hydraulic flood forecasting in the Mekong Delta will be completely self-contained and
automatic.