Nghiên cứu đánh giá lũ lụt, ngập úng và đề xuất các giải pháp dự báo lũ trên sông mã

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-------------------

TRẦN QUỐC VIỆT

NGHIÊN CƢ́U ĐÁNH GIÁ LŨ LỤT, NGẬP ÚNG VÀ
ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP DỰ BÁO LŨ
TRÊN SÔNG MÃ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – năm 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

TRẦN QUỐC VIỆT

NGHIÊN CƢ́U ĐÁNH GIÁ LŨ LỤT, NGẬP ÚNG VÀ
ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP DỰ BÁO LŨ
TRÊN SÔNG MÃ
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Chuyên ngành : Thủy văn học
Mã số

: 60440224

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS. TS. HOÀNG NGỌC QUANG

Hà Nội – năm 2015


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
1. Đặt vấn đề ..............................................................................................................1
2. Mục tiêu của đề tài .................................................. Error! Bookmark not defined.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .......................... Error! Bookmark not defined.
4. Cách tiếp cận và phƣơng pháp nghiên cứu .......... Error! Bookmark not defined.
5. Nội dung và bố cục của luận văn ........................... Error! Bookmark not defined.
CHƢƠNG I: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN LƢU VỰC SÔNG MÃError! Bookmark
not defined.
1.1. Vị trí địa lý ............................................................ Error! Bookmark not defined.
1.2. Hệ thống sông mã ................................................. Error! Bookmark not defined.
1.2.1. Sông Chu ............................................................ Error! Bookmark not defined.
1.2.2. Sông Bƣởi ........................................................... Error! Bookmark not defined.
1.2.3. Sông Cầu Chày .................................................. Error! Bookmark not defined.
1.2.4. Sông Lèn ............................................................. Error! Bookmark not defined.
1.2.5. Sông Lạch Trƣờng ............................................ Error! Bookmark not defined.
1.3. Đặc trƣng khí tƣợng, khí hậu.............................. Error! Bookmark not defined.
1.3.1. Chế độ nhiệt ....................................................... Error! Bookmark not defined.
1.3.2. Độ ẩm không khí ............................................... Error! Bookmark not defined.
1.3.3. Chế độ gió, bão .................................................. Error! Bookmark not defined.
1.3.4. Chế độ mƣa ........................................................ Error! Bookmark not defined.
1.4. Các công trình, phòng chống lũ trên lƣu vực sông MãError! Bookmark not
defined.
1.4.1. Hệ thống hồ chứa trên lƣu vực sông Mã ......... Error! Bookmark not defined.
1.4.2. Hệ thống đê sông ............................................... Error! Bookmark not defined.

CHƢƠNG II. LŨ LỤT VÀ NGẬP ÚNG TRÊN LƢU VỰC SÔNG MÃ..... Error!
Bookmark not defined.


2.1. Tổng quan tình hình lũ lụt trên lƣu vực sông MãError!

Bookmark

not

defined.
2.2. Các hình thế thời tiết gây mƣa sinh lũ ............... Error! Bookmark not defined.
2.2.1. Đặc điểm mƣa gây lũ trên lƣu vực sông Mã ... Error! Bookmark not defined.
2.2.2. Các loại hình thế thời tiết gây mƣa lũ lớn....... Error! Bookmark not defined.
2.3. Các hình thế thời tiết và tổ hợp gây mƣa lớn .... Error! Bookmark not defined.
2.3.1. RT tầng thấp hoặc XT trên cao kết hợp với gió SE hoạt động mạnh Error!
Bookmark not defined.
2.3.2. Bão hoặc ATNĐ đổ bộ ...................................... Error! Bookmark not defined.
2.3.3. Hình thế thời tiết KKL và tổ hợp của KKL với bão, ATNĐ và dải HTNĐ
............................................................................. Error! Bookmark not defined.
2.4. Chế độ, đặc điểm chung của lũ lụt, ngập úng trên lƣu vực sông Mã .... Error!
Bookmark not defined.
2.4.1. Tình hình lũ lụt trên lƣu vực sông Mã ............ Error! Bookmark not defined.
2.4.2. Tổ hợp lũ ............................................................ Error! Bookmark not defined.
CHƢƠNG III: NGHIÊN CỨU DỰ BÁO LŨ SÔNG MÃError! Bookmark not
defined.
3.1. CƠ SỞ KHOA HỌC XÂY DỰNG CÁC PHƢƠNG ÁN DỰ BÁO ....... Error!
Bookmark not defined.
3.1.1. Phƣơng pháp mực nƣớc tƣơng ứng................. Error! Bookmark not defined.
3.1.2. Phƣơng pháp thống kê mƣa-đỉnh lũ................ Error! Bookmark not defined.

3.1.3. Phƣơng pháp hồi quy bội ................................. Error! Bookmark not defined.
3.1.4. Mô hình toán thủy văn, thủy lực...................... Error! Bookmark not defined.
3.1.5. Tính sai số và đánh phƣơng án dự báo ........... Error! Bookmark not defined.
3.2. DỰ BÁO BẰNG LŨ PHƢƠNG PHÁP MỰC NƢỚC TƢƠNG ỨNG .. Error!
Bookmark not defined.
3.2.1. Vị trí dự báo ....................................................... Error! Bookmark not defined.
3.2.2. Dự báo mực nƣớc lũ tại trạm thủy văn Lý NhânError!
defined.

Bookmark

not


3.2.3. Lập phƣơng án dự báo đỉnh lũ tại trạm Xuân KhánhError! Bookmark not
defined.
3.2.4. Lập phƣơng án dự báo đỉnh lũ tại trạm GiàngError!

Bookmark

not

defined.
3.3. DỰ BÁO LŨ BẰNG MÔ HÌNH TOÁN THỦY VĂNError! Bookmark not
defined.
3.3.1. Lý do chọn mô hình MIKE-NAM ................... Error! Bookmark not defined.
3.3.1.1. Thiết lập mô hình NAM ................................. Error! Bookmark not defined.
3.3.1.2. Thiết lập mô hình thủy lực MIKE 11 HD .... Error! Bookmark not defined.
3.3.1.3. Xây dựng sơ đồ tính toán bằng mô hình NAM và MIKE11 ........... Error!
Bookmark not defined.

3.3.1.4. Kết nối mô hình NAM với MIKE 11 ............ Error! Bookmark not defined.
3.3.1.5. Xác định bộ thông số MIKE.......................... Error! Bookmark not defined.
3.3.2. Mô phỏng trận lũ và đánh giá sai số................ Error! Bookmark not defined.
3.3.3. Dự báo thử nghiệm............................................ Error! Bookmark not defined.
3.3.3.1. Các bƣớc tiến hành dự báo ........................... Error! Bookmark not defined.
3.3.3.2. Đánh giá phƣơng án dự báo .......................... Error! Bookmark not defined.
3.4. SO SÁNH KẾT QUẢ DỰ BÁO LŨ GIỮA HAI PHƢƠNG PHÁP ...... Error!
Bookmark not defined.
CHƢƠNG IV. CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG TRÁNH VÀ GIẢM NHẸ THIỆT
HẠI DO LŨ LỤT VÀ NGẬP ÚNG GÂY RA .......... Error! Bookmark not defined.
4.1. Chiến lƣợc phòng chống lũ lụt ngập úng lâu dàiError!

Bookmark

not

defined.
4.2. Các biện pháp phòng tránh lũ lụt, ngập úng .... Error! Bookmark not defined.
4.2.1. Các biện pháp công trình ................................. Error! Bookmark not defined.
4.2.2. Các biện pháp phi công trình .......................... Error! Bookmark not defined.
4.2.3. Công tác tuyên truyền....................................... Error! Bookmark not defined.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................... Error! Bookmark not defined.
1. Kết luận .................................................................... Error! Bookmark not defined.


2. Kiến nghị .................................................................. Error! Bookmark not defined.
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................2


DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Đặc trƣng hình thái sông ngòi lƣu vực sông MãError! Bookmark not
defined.
Bảng 1.4. Đặc trƣng lƣợng mƣa năm trung bin
̀ h nhiề u nămError! Bookmark not
defined.
Bảng 1.5. Lƣợng mƣa của các trận lũ lớn (Đơn vị: mm)Error!

Bookmark

not

defined.
Bảng 1.6 Thông số hồ chứa nƣớc Cửa Đạt ............... Error! Bookmark not defined.
Bảng 1.7 Các thông số chính của công trình hồ chứa nƣớc Hủa Na ............ Error!
Bookmark not defined.
Bảng 1.8. Các thông số chính của công trình hồ chứa nƣớc Trung Sơn ...... Error!
Bookmark not defined.
Bảng 1.9. Thông số cơ bản các hồ trên lƣu vực sông MãError!

Bookmark

not

defined.
Bảng 1.10. Đê hữu sông Chu và hữu sông Mã .......... Error! Bookmark not defined.
Bảng 2.1: Phân bố các đợt mƣa lớn trong 5 năm từ 1997 đến 2001 ............. Error!
Bookmark not defined.
Bảng 2.2: Phân bố các đợt mƣa lớn theo từng thángError!

Bookmark

not

defined.
Bảng 2.3: Phân bố các hình thế thời tiết và tổ hợp gây lũ trên lƣu vực sông
Mã

............................................................................. Error! Bookmark not defined.

Bảng 2.4: Tổng lƣợng mƣa một số đợt mƣa lớn các hình thế RT tầng thấp
hoặc XT trên cao và đới gió SE .................................. Error! Bookmark not defined.
Bảng 2.5: Tỷ lệ lƣợng nƣớc (%) các tháng mùa lũ . Error! Bookmark not defined.
Bảng 2.6: Tần suất (%) xuất hiện lũ lớn nhất ......... Error! Bookmark not defined.
Bảng 2.7: Qmax Cửa Đạt – Cẩm Thủy ....................... Error! Bookmark not defined.
Bảng 2.8: Hmax Lý Nhân – Xuân Khánh ................ Error! Bookmark not defined.
Bảng 2.9: Tổ hợp lũ trên hệ thống sông Mã ............ Error! Bookmark not defined.


Bảng 2.10: Thời gian xuất hiện lũ tại hai trạm Mƣờng Hinh và Cửa Đạt .. Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3.1: Thời gian truyền lũ từ trạm Hồi Xuân về trạm Lý Nhân ............ Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3.2: Kết quả mô phỏng đỉnh lũ trên dòng chính sông Mã tại Lý Nhân
Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.3: Kết quả dự báo thử nghiệm đỉnh lũ Lý NhânError!

Bookmark

not

defined.
Bảng 3.4: Thời gian truyền đỉnh lũ từ trạm Cửa Đạt về Xuân Khánh ........ Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3.5: Kết quả mô phỏng đỉnh lũ trên sông Chu tại Xuân Khánh ......... Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3.6: Kết quả dự báo thử nghiệm đỉnh lũ trạm Xuân Khánh............... Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3.7: Thời gian truyền lũ trên các đoạn sông ... Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.8: Kết quả mô phỏng mực nƣớc đỉnh lũ tại GiàngError! Bookmark not
defined.
Bảng 3.9: Bộ thông số mô hình Nam cho lƣu vực Cẩm ThủyError!

Bookmark

not defined.
Bảng 3.10: Chỉ tiêu đánh giá hiệu chỉnh và kiểm địnhError!

Bookmark

not

defined.
Bảng 3.11: Bộ thông số mô hình Nam cho lƣu vực Cửa ĐạtError! Bookmark not
defined.
Bảng 3.12: Chỉ tiêu đánh giá hiệu chỉnh và kiểm địnhError!

Bookmark

not

defined.
Bảng 3.13: Lƣới trạm thủy văn trên lƣu vực sông Mã. ChuError! Bookmark not
defined.
Bảng 3.14: Vị trí các nút nhập lƣu khu giữa trên mô hìnhError! Bookmark not
defined.


Bảng 3.15: Danh sách các lƣu vực bộ phận trên sông MãError! Bookmark not
defined.
Bảng 3.16: Danh sách các trận lũ của trạm thủy văn dùng để tối ƣu và kiểm
định mô hình ................................................................ Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.17: Bộ thông số nhám trên lƣu vực sông MãError!

Bookmark

not

defined.
Bảng 3.18: Chỉ tiêu đánh giá mô phỏng tại các trạm 1996Error! Bookmark not
defined.
Bảng 3.19: Chỉ tiêu đánh giá mô phỏng tại các trạm năm 2005Error! Bookmark
not defined.
Bảng 3.20: Chỉ tiêu đánh giá mô phỏng tại các trạm năm 2007Error! Bookmark
not defined.
Bảng 3.21: Chỉ tiêu đánh giá kết quả dự báo tại các trạm năm 2010 ......... Error!
Bookmark not defined.
Bảng 3.22. Bảng kết quả so sánh giữa hai phƣơng pháp dự báoError! Bookmark
not defined.

DẠNH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Bản đồ lƣu vực sông Mã ............................. Error! Bookmark not defined.
Hình 1.2 Sơ đồ hệ thống hồ chứa trên lƣu vực sông MãError!

Bookmark

not

defined.
Hình 2.1: Thiệt hại về kinh tế do thiên tai trên lƣu vực sông Mã, 1996 – 2009
Error! Bookmark not defined.
Hình 2.2: Thiệt hại về ngƣời do thiên tai trên lƣu vực sông Mã, 1996 – 2009
Error! Bookmark not defined.
Hình 2.3: Phân phối dòng chảy năm trung bình nhiều năm tại trạm Cẩm
Thủy ............................................................................. Error! Bookmark not defined.
Hình 2.4: Phân phối dòng chảy năm trung bình nhiều năm tại trạm Cửa Đạt ..
............................................................................. Error! Bookmark not defined.
Hình 3.1: Đƣờng các điểm đặc trƣng chân đỉnh của mực nƣớc trạm trên và
trạm dƣới ..................................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.2: Quan hệ mực nƣớc đỉnh lũ trạm Lý Nhân - Hồi Xuân .............. Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.3: Quan hệ mực nƣớc đỉnh lũ trạm Cửa Đạt-Xuân Khánh ............. Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.4: Quan hệ mực nƣớc trạm Lý Nhân và trạm Giàng sau 6h............ Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.5: Quan hệ mực nƣớc trạm Xuân Khánh và trạm Giàng sau 6h ... Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.6: Cấu trúc mô hình NAM ............................ Error! Bookmark not defined.
Hình 3.7: Đƣờng quá trình tính toán và thực đo Cẩm Thủy 2005 ............... Error!
Bookmark not defined.

Hình 3.8: Đƣờng quá trình tính toán và thực đo Cẩm Thủy 2006 ............... Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.9: Đƣờng quá trình tính toán và thực đo năm Cửa Đạt trận lũ từ ngày
12 tháng 8 đến 18 tháng 8 năm 2001 ......................... Error! Bookmark not defined.


Hình 3.10: Đƣờng quá trình tính toán và thực đo trận lũ ngày 3 tháng 6 đến
ngày 6 tháng 6 năm 2002 ............................................ Error! Bookmark not defined.
Hình 3.11: Mô phỏng quá trình trận lũ năm 2007 cho trạm Cửa Đạt trên sông
Chu và Cẩm Thủy trên sông Mã ............................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.12: Sơ đồ sai phân hữu hạn 6 điểm ẩn AbbottError!

Bookmark

not

defined.
Hình 3.13: Nhánh sông với các điểm lƣới xen kẽ .... Error! Bookmark not defined.
Hình 3. 14: (a) Cấu trúc các điểm lƣới xung quanh điểm nhập lƣu............. Error!
Bookmark not defined.
Hình 3.14: (b) Cấu trúc các điểm lƣới trong mạng vòngError!

Bookmark

not

defined.
Hình 3.15: Sơ đồ thủy lực mạng lƣới đoạn trung và hạ lƣu sông Mã trên mô
hình MIKE11 ............................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3.16: Mô phỏng quá trình dòng chảy lũ trên sông Mã năm 1996 trận lũ

ngày 15/VIII đến ngày 26/VIII .................................. Error! Bookmark not defined.
Hình 3.17. Mô phỏng dòng chảy lũ trên sông Mã năm 2005 trận lũ từ ngày
10/IX - 27/IX ................................................................ Error! Bookmark not defined.
Hình 3.18: Mô phỏng quá trình dòng chảy lũ trên sông Mã năm 2007 trận lũ từ
ngày 4/10 đến ngày 18/10 ............................................ Error! Bookmark not defined.
Hình 3.19: Kết quả dự báo quá trình lũ trên sông Mã năm 2010 trận lũ từ ngày
27/VIII đến ngày 6/IX ................................................ Error! Bookmark not defined.


MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Sông Mã bắt nguồn từ đỉnh núi Bon Kho thuộc huyện Tuần Giáo, tỉnh Điện
Biên rồi chảy qua các tỉnh: Sơn La của Việt Nam và Sầm Nưa của nước Cộng hòa
Dân chủ Nhân dân Lào, chảy về Thanh Hóa tại Mường Lát. Từ Mường Lát, sông
chảy về đồng bằng sông Mã và đổ ra biển Đông tại các cửa: Lạch Trào (Hới), Lạch
Sung và Lạch Trường.
Từ dãy núi Bon Kho (Điện Biên) về cửa Lạch Trào sông dài 512 km. Dọc đường
đi trên phần lãnh thổ Viêt Nam, dòng chảy sông Mã đã tiếp nhận thêm lượng nước
của một số phụ lưu lớn như: Nậm Lệ, Nậm Thi, Vạn Mai, sông Luồng, sông Lò,
sông Bưởi, sông Cầu Chày và sông Chu.
Mỗi năm, sông Mã thường có tới 2-3 trận lũ lớn, có khi có những trận lũ rất lớn
gây thiệt hại nặng nề về người và tài sản của nhân dân ở vùng hạ lưu. Theo thống kê
của tỉnh Thanh Hóa, từ năm 1975 đến năm 2008 lũ lụt trên sông Mã đã làm chết
772 người, làm ngập: 107155 nhà, 3482 tàu thuyền bị đắm; số trâu bò và gia cần bị
chết lên tới hàng triệu con và có tới 203457 ha lúa bị mất trắng… Tổng thiệt hại tới
3080 tỷ theo giá năm 1998. Riêng hai năm 1996, 1997 tổn thất đó ước tính tới 2386
tỷ đồng, gấp 3 lần thiệt hại từ năm 1975 đến 1995.
Lũ lụt trên sông Mã thường gây vỡ đê. Từ năm 1903 đến 2002, trên lưu vực đã
có 24 lần đê bị vỡ tại 46 địa điểm khác nhau. Vỡ đê thường kéo theo ngập lụt trong
nhiều ngày, có khi từ 15 đến 30 ngày gây thiệt hại về người và của, đồng thời còn

kéo theo dịch bệnh hoành hành một thời gian dài sau lũ.
Chất lượng đê còn thấp, chưa ổn định và thường xảy ra sự cố khi có lũ. Có rất
nhiều đoạn đê chưa đủ cao trình chống tràn, nhiều ao hồ sát chân đê là nguyên nhân
gây nên đùn sủi mỗi khi có lũ về. Cho nên, định hướng chống lũ triệt để bằng hệ
thống đê là khó thực hiện.
Mực nước lũ trên sông Mã thường biến đổi rất lớn: lên nhanh và xuống cũng rất
nhanh, biên độ mực nước lại cao, cường suất lũ cũng rất lớn (khoảng 15 - 20cm/giờ,
cao nhất có thể đạt tới 80 -100 cm/giờ) tại Xuân Khánh trên sông Chu, Cẩm Thủy


TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Nguyễn Hữu Khải, Nguyễn Thanh Sơn (2003), Mô hình toán thủy văn. NXB Đại
học Quốc gia Hà Nội.
2. Đặng Thanh Mai (2014), Bài giảng môn học dự báo lũ.
3. Hoàng Ngọc Quang (2000), Quản lý, khai thác sử dụng bảo vệ tài nguyên mà môi
trường nước lưu vực sông Mã, Luận án Tiến sỹ Khoa học, Trường ĐH Thủy lợi.
4. Hoàng Ngọc Quang (2008), Nghiên cứu quản lý tổng hợp tài nguyên và môi
trường lưu vực sông Mã, Báo cáo tổng kết đề tài cấp bộ.
5. Nguyễn Thanh Sơn (2003), Tính toán thủy văn, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.
6. Nguyễn Thanh Sơn (2005), Đánh giá tài nguyên nước Việt Nam, NXB Giáo dục.
7. Nguyễn Văn Tuần. Đoàn Quyết Trung. Bùi Văn Đức (2001), Dự báo thủy
văn. NXB ĐHQGHN.
8. Nguyễn Khánh Vân. Bùi Minh Tăng (2004), Đặc điểm các hình thế gây mưa, lũ,
lụt lớn ở các tỉnh Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh thời kỳ 1997-2001,NXB Tạp chí
các khoa học về Trái Đất.
9. Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn Trung ương (2010 - 2014), Đặc điểm khí
tượng thủy văn.
10. Trung tâm dự báo khí tượng thủy văn, Quy trình dự báo các sông trên lưu vực
sông Mã.

11.Trung tâm Nghiên cứu Thủy văn và Tài nguyên nước (2010), Viện khoa học Khí
tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu, Tiến hành khảo sát thực địa và lập mô hình
thủy lực lưu vực sông Mã – sông Chu tỉnh Thanh Hóa, Báo cáo tóm tắt, Dịch vụ tư
vấn.
12. Quyết định số 44/2014/QĐ-TTg, Quy định chi tiết về cấp độ rủi ro thiên tai,
ngày 15 tháng 8 năm 2014.
13. Quyết định số 46/2014/QĐ-TTg, Quy định về dự báo, cảnh báo và truyền tin
thiên tai, ngày 15 tháng 8 năm 2014.


14. Viện Khí tượng Thủy văn (1976), Đặc trưng hình thái lưu vực sông Việt Nam,
Tập I, Cục Thủy văn xuất bản.
Tiếng Anh
1. DHI Version 2009, MIKE 11 Reference Manual.