Nghiên cứu đánh giá rủi ro lũ lụt trên hạ du lưu vực sông Vu Gia Thu Bồn (Luận văn thạc sĩ)

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ RỦI RO LŨ LỤT
TRÊN HẠ DU LƢU VỰC SÔNG VU GIA - THU BỒN

CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN HỌC

PHẠM NGỌC SƠN

HÀ NỘI - NĂM 2017


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ RỦI RO LŨ LỤT
TRÊN HẠ DU LƢU VỰC SÔNG VU GIA - THU BỒN

PHẠM NGỌC SƠN
CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN HỌC
MÃ SỐ : 62.44.02.24

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS.NGƢT HOÀNG NGỌC QUANG

HÀ NỘI - NĂM 2017

CÔNG TRÌNH ĐƢỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI

Cán bộ hƣớng dẫn chính : PGS.TS.NGƢT HOÀNG NGỌC QUANG

Cán bộ chấm phản biện 1: PGS.TS HOÀNG MINH TUYỂN

Cán bộ chấm phản biện 2: PGS.TS NGUYỄN TIỀN GIANG

Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ tại : Khoa Khí tƣợng Thủy văn - Trƣờng
Đại học Tài nguyên và Môi trƣờng Hà Nội .

HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI

Ngày 20 tháng 09 năm 2017


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Những
nội dung trong luận văn là trung thực và chƣa đƣợc ai công bố trong bất kỳ
công trình khoa học nào.

Tác giả

Phạm Ngọc Sơn

i

LỜI CẢM ƠN

Luận văn thạc sĩ khoa học chuyên ngành Thủy văn với đề tài “Nghiên
cứu đánh giá rủi ro lũ lụt trên hạ du lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn” là
kết quả của quá trình cố gắng không ngừng của bản thân và đƣợc sự giúp đỡ,
động viên khích lệ của các thầy cô, bạn bè, đồng nghiệp và ngƣời thân. Qua
trang viết này tác giả xin gửi lời cảm ơn tới những ngƣời đã tạo mọi điều
kiện giúp đỡ trong thời gian học tập - nghiên cứu khoa học vừa qua.
Xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đối với thầy giáo PGS.TS
Hoàng Ngọc Quang đã trực tiếp tận tình hƣớng dẫn cũng nhƣ cung cấp tài
liệu thông tin khoa học cần thiết cho luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo trƣờng Đại học Tài nguyên và Môi
trƣờng Hà Nội, khoa Khí tƣợng thủy văn đã tạo điều kiện để tôi hoàn thành
tốt công việc nghiên cứu khoa học của mình.
Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Đài Khí tƣợng thủy văn khu vực Tây
Nguyên đã tạo rất nhiều điều kiện, hỗ trợ cũng nhƣ động viên để tôi hoàn
thành tốt công việc và luận văn .
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã
giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn.
Xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày 10 tháng 09 năm 2017
Tác giả

Phạm Ngọc Sơn

ii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................i
DANH MỤC BẢNG BIỂU ...............................................................................................vi
DANH MỤC HÌNH VẼ ................................................................................................. viii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ..................................................................................x
PHẦN MỞ ĐẦU .................................................................................................................1
1. Cơ sở khoa học và tính thực tiễn của đề tài. ....................................................................1
2. Mục tiêu của đề tài ..........................................................................................................2
3. Phƣơng pháp nghiên cứu..................................................................................................2
4. Phạm vi và đối tƣợng nghiên cứu của đề tài. ..................................................................2
5. Bố cục của luận văn ........................................................................................................3
CHƢƠNG I . TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ RỦI RO LŨ LỤT ...........4
1.1. CƠ SỞ KHOA HỌC ĐÁNH GIÁ RỦI RO LŨ LỤT ...............................................4
1.1.1.

Khái niệm rủi ro ......................................................................................................4

1.1.2.

Nguy cơ lũ lụt .........................................................................................................5

1.1.3.

Tính dễ bị tổn thƣơng .............................................................................................6

1.2. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ RỦI RO LŨ LỤT TRONG VÀ
NGOÀI NƢỚC.....................................................................................................................7
1.2.1.

Nghiên cứu trên thế giới. ........................................................................................7

1.2.2.

Nghiên cứu trong nƣớc ...........................................................................................8

1.2.3.

Tổng quan một số công trình nghiên cứu có liên quan đến đề tài và hƣớng

nghiên cứu cần thiết cho lƣu vực sông Vu Gia – Thu Bồn. ................................................9
1.3. PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ RỦI RO THIỆT HẠI LŨ LỤT ..............................11
1.4. BẢN ĐỒ RỦI RO LŨ LỤT ......................................................................................12
CHƢƠNG II : ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI ..............14
VÙNG HẠ DU LƢU VỰC SÔNG VU GIA - THU BỒN ...........................................14
2.1. ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI ......................................14
2.1.1.Điều kiện địa lý tự nhiên ...........................................................................................14
2.1.1.1. Vị trí địa lý .............................................................................................................14

iii


2.1.1.2. Địa hình – Địa mạo ...............................................................................................15

2.1.1.3. Địa chất – Thổ nhưỡng ....................................................................................... 16
2.1.1.4. Thảm phủ thực vật .............................................................................................. 18
2.1.1.5. Đặc điểm khí hậu................................................................................................. 19
2.1.1.6. Đặc điểm thủy văn............................................................................................... 23
2.1.2. Tình hình ngập lụt trên hạ du lƣu vực sông Vu Gia - Thu Bồn. ......................... 30
2.1.3. Một số trận lũ lớn trên lƣu vực sông Vu Gia - Thu Bồn ................................. 32
2.2. HIỆN TRẠNG KINH TẾ XÃ HỘI....................................................................... 35

2.2.1 Tình hình chung ................................................................................................. 35
2.2.2. Dân số và tác động của dân sƣ đến ngập lụt . .................................................... 36
2.2.3. Hiện trạng phát triển kinh tế .............................................................................. 40
2.3. TÌNH HÌNH THIỆT HẠI VÀ HIỆN TRẠNG CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÒNG
CHỐNG NGẬP LỤT TẠI KHU VỰC NGHIÊN CỨU. .................................................43
2.3.1.

Tình hình thiệt hại do các trận lũ lụt lớn. .............................................................43

2.3.2.

Hiện trạng các phƣơng pháp phòng chống ngập lụt tại hạ du lƣu vực sông

Vu Gia – Thu Bồn. ........................................................................................................ 44
CHƢƠNG III . ỨNG DỤNG MÔ HÌNH THỦY VĂN, THỦY LỰC.......................45
XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGUY CƠ NGẬP LỤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU ......45
3.1. TỔNG QUAN MÔ HÌNH THỦY VĂN, THỦY LỰC ĐỂ XÂY DỰNG BẢN
ĐỒ NGUY CƠ NGẬP LỤT CHO KHU VỰC NGHIÊN CỨU......................................45
3.1.1. Khái niệm về bản đồ nguy cơ ngập lụt ....................................................................45
3.1.2. Mô hình thủy văn, thủy lực tính toán nguy cơ ngập lụt ..........................................45
3.2.1. Tài liệu địa hình........................................................................................................47
3.2.2. Tài liệu Khí tƣợng thủy văn. ....................................................................................49
3.2.3. Tài liệu điều tra vết lũ ................................................................................................52
3.3. PHÂN CHIA LƢU VỰC BỘ PHẬN VÀ SỬ DỤNG ĐA GIÁC THIESSON
TÍNH MƢA TRỌNG SỐ CHO CÁC LƢU VỰC BỘ PHẬN. ........................................52
3.4. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH HEC–HMS TÍNH LƢỢNG GIA NHẬP KHU GIỮA
CỦA CÁC LƢU VỰC BỘ PHẬN. ...................................................................................57
3.4.1. Lựa chọn trận lũ hiệu chỉnh và kiểm định ........................................................... 58
3.4.2. Bộ thông số mô hình ............................................................................................ 59

iv


3.5. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH THỦY LỰC HEC-RAS DIỄN TOÁN QUÁ TRÌNH
LŨ TẠI HẠ LƢU KHU VỰC NGHIÊN CỨU. ...............................................................66
3.5.1.

Xây dựng sơ đồ mạng lƣới thủy lực và nhập số liệu. ..........................................66

3.5.2.

Bộ thông số mô hình .............................................................................................70

3.6. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH HEC-GEORAS MÔ PHỎNG NGẬP LỤT TẠI KHU
VỰC NGHIÊN CỨU. .........................................................................................................75
3.6.1.

Biên tập dữ liệu cho mô hình. ..............................................................................75

3.6.2.

Tính toán nguy cơ ngập lụt ứng với các kịch bản lũ 1% và 10%. ......................79

3.7. XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGUY CƠ NGẬP LỤT VỚI CÁC TẦN SUẤT 1% VÀ 10%. .82
CHƢƠNG IV : XÂY DỰNG BẢN ĐỒ RỦI RO LŨ HẠ DU LƢU VỰC SÔNG
VU GIA - THU BỒN ........................................................................................................90
4.1. THÀNH LẬP BẢN ĐỒ DỄ TỔN THƢƠNG CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU.......90
4.2 BẢN ĐỒ RỦI RO NGẬP LỤT Ở VÙNG HẠ DU LƢU VỰC SÔNGVU GIA
THU BỒN...........................................................................................................................93
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .........................................................................................96

I. KẾT LUẬN ...................................................................................................................96
II. KIẾN NGHỊ ...................................................................................................................97
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................................................98

v


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2-1 : Tổng số giờ nắng tháng trung bình nhiều năm tại trạm Đà Nẵng và Trạm
Trà My (Giờ) ......................................................................................................................19
Bảng 2-2: Bảng nhiệt độ không khí bình quân tháng trung bình nhiều năm (0C) ........ 20
Bảng 2-3: Độ ẩm trung bình tháng bình quân nhiều năm (%) ........................................20
Bảng 2-4: Lƣợng bốc hơi bình quân tháng trung bình nhiều năm (mm) .......................20
Bảng 2-5: Lƣợng mƣa tháng trung bình nhiều năm tại các trạm mƣa ............................21
Bảng 2-6: Lƣu lƣợng bình quân tháng trung bình nhiều năm tại Trạm Thành Mỹ và
Nông Sơn ............................................................................................................................24
Bảng 2-7 : Đặc trƣng của một số dòng sông chính ..........................................................27
Bảng 2-8: Thông tin về các loại dung tích của 10 hồ chứa bậc thang ...........................29
Bảng 2-9: Thông số kỹ thuật của năm đập dâng ..............................................................29
Bảng 2-10 : Mức độ ngập lụt năm 1999 vùng hạ du lƣu vực sông Vu Gia - Thu Bồn .32
Bảng 2-11 : Cơ cấu KT-XH năm 2015...........................................................................35
Bảng 2-12: Dân số các huyện/thành phố tỉnh Quảng Nam , Đà Nẵng năm 2015 .........36
Bảng 3-1 : Tình hình số liệu khí tƣợng thủy văn tại các trạm trên lƣu vực sông Vu
Gia – Thu Bồn ....................................................................................................................50
Bảng 3-2: Danh sách các lƣu vực bộ phận trên lƣu vực sông Vu Gia Thu Bồn ............53
Bảng 3-3: Mƣa trọng số của các trạm đo mƣa trên lƣu vực sông Vu Gia – Thu Bồn ...56
Bảng 3-4 : Các trận lũ đƣợc sủ dụng trong mô hình........................................................59
Bảng 3-5: Bộ thông số mô hình dùng để hiệu chỉnh và kiểm định cho các lƣu vực
bộ phận tính đến trạm Thành Mỹ......................................................................................61
Bảng3-6 : Các thông số diễn toán của các đoạn sông tính đến trạm Thành Mỹ ............62

Bảng 3-7: Chênh lệch đỉnh lũ ở trạm Thành Mỹ qua các năm .......................................62
Bảng 3-8 : Chỉ số Nash tại trạm Thành Mỹ .....................................................................62
Bảng 3-9: Bộ thông số mô hình dùng để hiệu chỉnh và kiểm định cho các lƣu vực
bộ phận tính đến trạm Nông Sơn ......................................................................................64
Bảng3-10 : Các thông số diễn toán của các đoạn sông tính đến trạm Nông Sơn ..........64
Bảng 3-11: Chênh lệch đỉnh lũ ở trạm Nông Sơn qua các năm ......................................65

vi


Bảng 3-12: Chỉ số Nash tại trạm Nông Sơn .....................................................................65
Bảng 3-13 : Danh sách các lƣu vực nhập lƣu khu giữa. ..................................................68
Bảng 3-14: Mạng lƣới hệ thống sông hạ lƣu lƣu vực Vu Gia – Thu Bồn ......................69
Bảng 3-15: Hệ số nhám trung bình của các đoạn sông ...................................................71
Bảng 3-16: Chỉ tiêu đánh giá hệ số Nash ở trận lũ hiệu chỉnh........................................73
Bảng 3-17 : Chỉ tiêu đánh giá hệ số Nash ở trận lũ kiểm định .......................................74
Bảng 3-18 : Kết quả kiểm tra độ sâu ngập lụt trong mô hình HEC-GEO RAS tại
một số vị trí - Trận lũ 2009 ...............................................................................................79
Bảng 3-19. Cấp độ nguy nguy cơ tại lƣu vực sông Vu Gia - Thu Bồn. .........................82
Bảng 3-20 : Thống kê tính toán ngập lụt lƣu vực sông Vu Gia – Thu Bồn ứng với
tần suất 1% .........................................................................................................................85
Bảng 3-21 : Thống kê kết quả tính toán ngập lụt lƣu vực sông Vu Gia – Thu Bồn
ứng với tần suất 10% .........................................................................................................87
Bảng 3-22: Bảng thống kê tổng diện tích ngập ứng với các cấp độ sâu ngập ...............89
Bảng 4-1: Phân chia cấp độ cho bản đồ dễ bị tổn thƣơng dựa trên mật độ dân số ở
hạ du lƣu vực sông Vu Gia – Thu Bồn. ............................................................................91
Bảng 4-2 . Quy định màu cấp độ rủi ro theo thông tƣ 44/2014/QĐ-TTg ......................93
Bảng 4-3 . Ma trận phân cấp mức độ rủi ro cho hạ du lƣu vực sôngVu Gia Thu Bồn . 93
Bảng 4-4: Phân cấp chỉ tiêu cấp độ của bản đồ tính dễ tổn thƣơng dựa trên mật độ
dân số ở hạ du lƣu vực sông Vu Gia Thu Bồn .................................................................94

vii


Luận văn đầy đủ ở file: Luận văn full