Xây dựng bản đồ ngập lụt hạ du hồ chứa nước thuận ninh, tỉnh bình định trong tình huống vỡ đập
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.02 MB, 27 trang )
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
HUỲNH QUỐC HOÀNG ANH
XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT HẠ DU HỒ CHỨA
NƯỚC THUẬN NINH, BÌNH ĐỊNH TRONG TÌNH
HUỐNG VỠ ĐẬP
Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình thuỷ
Mã số: 60.58.02.02
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY
ĐÀ NẴNG - 2018
Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Người hướng dẫn khoa học: TS. VÕ NGỌC DƯƠNG
Phản biện 1: PGS.TS. NGUYỄN THỐNG
Phản biện 2: TS. LÊ HÙNG
Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp
thạc sĩ họp tại Trường Đại học Bách khoa vào ngày 21 tháng 6 năm
2018.
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Thông tin - Học liệu, Trường Đại học Bách
Khoa,Đại học Đà Nẵng.
- Thư viện Khoa Xây dựng Thủy Lợi – Thủy Điện, Trường
Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng
1
MỞ ĐẦU
1.Tính cấp thiết của đề tài:
Trong những năm gần đây, tình hình thời tiết có những diễn biết
bất thường, bão lụt xảy ra thường xuyên hơn và cấp độ ngày cành mạnh
hơn. Các hiện tượng xói lở, sạt trượt đất diễn biến phức tạp, đặc biệt là ở
vùng đồi núi, hồ tích nước gây nguy hiểm cho sự an toàn đập. Ở nước ta
gần đây cũng suất hiện các hiện tượng vỡ đê, vỡ đập do nhiều nguyên nhân
khác nhau như hiện tượng bục cửa van dẫn dòng hồ chứa thủy điện Sông
Bung 2 hồi tháng 9 năm 2016 gây hậu quả nghiêm trọng, vỡ đập chắn thủy
điện Đakrông III vào ngày 12/10/2012, cuốn trôi hàng chục tấn sẵn mới thu
hoạch, gây thiệt hại lớn cho người dân, vỡ đập thủy điện Ia Krel 2 vào ngày
01/08/2014 làm 2 người thiệt mạng, vỡ đập đất Khe Mơ tỉnh Hà Tĩnh vào
sáng ngày 16/10/2010 gây nhiều thiệt hại về người và cơ sở vật chất....
Khu vực miền Trung nói chung và Bình Định nói riêng có khí hậu
nhiệt đới gió mùa, tổng lượng mưa trung bình năm lớn, dao động từ 1.750 2.400 mm. Tuy nhiên lượng mưa phân bố không đều theo thời gian, tập
trung từ tháng 9 đến tháng 12. Đồng thời khu vực này có địa hình tương đối
phức tạp. Đặc trưng cho khu vực địa hình đồng bằng ven biển Trung –
Trung bộ, địa hình khu vực ngắn dốc, phía Tây giáp núi cao, phía Đông là
đồng bằng nhỏ hẹp ven biển. Địa hình ảnh hưởng đến dòng sông ngắn, dốc,
làm tăng tốc độ dòng chảy dẫn đến thời gian tập trung lũ nhanh. Chính
những nguyên nhân trên trong những năm qua lũ lụt thiên tai trên địa bàn
tỉnh Bình Định nói chung và trên lưu vực sông Kone nói riêng thường
xuyên xảy ra và diễn biến phức tạp gây thiệt hại ngày càng gia tăng. Trong
đó điển hình là các trận lũ sau: Trận lũ năm 1987 đã làm trôi 664 ngôi
nhà, 3.081 ngôi nhà bị sập hoàn toàn, 513 trường học, nhà trẻ, mẫu giáo bị
trôi hoàn toàn, thiệt hại nặng nề về nông lâm ngư nghiệp, tổng thiệt hại ước
tính 18 tỉ đồng (theo thống kê của Ban chỉ huy PCLB Nghĩa Bình). Trận lũ
năm 1999 đã làm 22 người chết, 630 ngôi nhà bị sập hoàn toàn, tổng thiệt
2
hại ước tính 228 tỉ đồng. Năm 2003 thiên tai đã làm cho tỉnh Bình Định 29
người bị chết, 2233 ha lúa bị mất trắng, 1746 ha ao cá bị thiệt hại, 124
phòng học bị ngập, 232 cầu cống bị hỏng, tổng thiệt hại là 198 tỉ đồng.
Năm 2005 thiệt hại do thiên tại gây ra tại tỉnh Bình Định với 39 người bị
chết, 2001 ha lúa bị mất trắng, 2737 ha ao cá bị thiệt hại, 30 lớp học bị
ngập, 253 cầu cống bị hỏng, tổng thiệt hại lên đến 219 tỷ đồng. Đợt mưa lũ
lịch sử từ ngày 14 - 18/11/2013 đã gây thiệt hại nặng nề: 19 người chết, 14
người bị thương; hơn 101.900 nhà bị ngập nước với 510.00 người bị ảnh
hưởng, trong đó 292 nhà sập, 418 nhà bị hư hỏng nặng; cơ sở hạ tầng giao
thông, thủy lợi, đê điều bị tàn phá, Quốc lộ 1A, QL 19 bị ngập nước và đứt
vỡ nhiều đoạn; hệ thống điện, cấp nước, cơ sở kinh tế, văn hóa -xã hội đều
bị thiệt hại nghiêm trọng. Thiệt hại vật chất 2.125 tỷ đồng. Đợt lũ năm
2016 gây ngập lụt trầm trọng nhất trong thời gian qua, gây nhiều thiệt hại
cho nhân dân và các công trình giao thông thủy lợi... trên địa bàn tỉnh Bình
Định (11/11 huyện, thành phố bị ngập sâu từ 0.5 -1.5m, có nơi trên 1.5m);
vai trò của các hồ đập trên địa bàn trở thành vấn đề tranh luận gay gắt. Các
nghiên cứu về an toàn hồ chứa trở thành vấn đề cấp thiết và ưu tiên đầu tư.
Không những ở Việt Nam, thảm họa vỡ đập cũng gây những hậu
quả nặng nề cho đời sống nhân dân cũng như sự phát triển kinh tế xã hội
của nhiều nơi trên thế giới ví dụ như vỡ đập chứa chất thải mỏ Germano
(Brazil ) vào ngày 5 tháng 11 năm 2015 đã làm 19 người mất tích, 600
người sơ tán, và 60 triệu m3 bùn thải gây ô nhiễm sông Doce, và biển gần
cửa sông, và vỡ đập Tokwe Mukorsi ở Zimbabwe diễn ra ngày 04 tháng 02
năm 2014 gây ra hậu quả nghiêm trọng,....
Chính vì thế, việc nghiên cứu xây dựng bản đồ ngập lụt cho hạ du
hồ chứa nước trong tình huống vỡ đập các công trình chứa nước đã được
đưa vào chủ trương bắt buộc thực hiện đối với các dự án nhằm nâng cao
khả năng phòng chống thiên tai và đánh giá mức độ thiệt hại khi sự cố xảy
ra. Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn cũng đã công bố Tiêu chuẩn kỹ
thuật TCKT 03:2015 liên quan đến lĩnh vực này.
3
Hồ chứa nước Thuận Ninh nằm ở xã Bình Tân, huyện Tây Sơn,
tỉnh Bình Định, cách thành phố Quy Nhơn 65km về phía Tây Bắc và cách
thị trấn Phú Phong 25km về phía Bắc nằm trên nhánh suối Quéo thuộc lưu
vực sông Kone có nhiệm vụ phục vụ nước tưới cho 2.700ha lúa và rau
màu/năm, thực tế tưới hiện nay 1.630ha/năm; hồ Thuận Ninh được thiết kế,
vận hành và bảo trì theo các tiêu chuẩn an toàn do Nhà nước ban hành. Các
chỉ tiêu thiết kế thể hiện yêu cầu tổng hòa giữa điều kiện kinh tế, kỹ thuật,
quy mô, đặc điểm và tầm quan trọng của công trình. Ngoài ra, trong quá
trình vận hành, khai thác; có thể có những biến cố, rủi ro không thể lường
hết được như các hư hỏng, lũ lớn bất thường, động đất quá tiêu chuẩn, sai
sót trong vận hành, biến đổi các điều kiện tự nhiên…dẫn đến xảy ra các
trường hợp khẩn cấp. An toàn của hồ chứa nước Thuận Ninh cũng ảnh
hưởng trực tiếp đến hạ du. Để chủ động ứng phó với các điều kiện bất
thường, cần phải dự kiến các trường hợp, tình huống xấu ngoài mong muốn
có thể xảy ra và từ đó có kế hoạch chi tiết để phòng, ngăn chặn xảy ra tình
huống xấu hoặc hạn chế tối đa thiệt hại khi xảy ra sự cố ở cả khu vực công
trình và hạ du công trình.
Đây chính là động lực giúp tác giả thực hiện đề tài : “Xây dựng
bản đồ ngập lụt hạ du hồ chứa nước Thuận Ninh, Bình Định trong tình
huống vỡ đập”.
Kết quả nghiên cứu hy vọng cung cấp cho chính quyền địa phương
và các cơ quan quản lý thiên tai trên địa bàn những thông tin cần thiết để
giúp chủ động đối phó cũng như giảm thiểu thiệt hại do các tình huống vỡ
đập của hồ chứa nước Thuận Ninh.
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:
- Ứng dụng bộ phần mềm MIKE (DHI) và công nghệ GIS để thiết
lập mô phỏng ngập lụt do xả lũ trong các tình huống khẩn cấp ở hạ du hồ
chứa nước Thuận Ninh, tỉnh Bình Định
- Xây dựng các bản đồ ngập lụt tương ứng với các tình huống xả
lũ trong tình huống khẩn cấp.
4
- Cung cấp thông tin và đưa ra các kiến nghị cần thiết cho các cơ
quan quản lý nhà nước và phòng chống thiên tai giúp ứng phó kịp thời và
giảm nhẹ thiệt hại cho khu vực hạ du hồ chứa nước Thuận Ninh trong các
tình huống nêu trên.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Chế độ thủy văn của lưu vực sông Kone.
- Quy trình vận hành liên hồ chứa nước trên lưu vực sông Kone Hà Thanh.
- Kết cấu đập Thuận Ninh và các khả năng bị phá hoại.
- Các phần mềm mô phỏng phổ biến hiện nay, tập trung bộ phần
mềm MIKE của DHI.
- Phần mềm ArcGIS và phương thức thể hiện kết quả ngập lụt.
4. Phạm vi nghiên cứu của đề tài:
Lưu vực suối Quéo thuộc lưu vực sông Kone đoạn từ hồ chứa nước
Thuận Ninh đến cửa ra sông Kone (Bình Nghi) sau đập dâng Văn Phong,
xã Bình Tường, huyện Tây Sơn, Bình Định.
5. Nội dung nghiên cứu:
- Mô phỏng quá trình ngập lụt ở hạ du hồ chứa nước Thuận Ninh
trong các tình huống vỡ đập.
- Xây dựng các bản đồ ngập lụt tương ứng với các kịch bản đã giả
định.
6. Phương pháp nghiên cứu:
Đề tài sẽ sử dụng các phương pháp nghiên cứu :
- Phương pháp phân tích tài liệu;
- Phương pháp kế thừa các kết quả nghiên cứu liên quan;
- Phương pháp mô hình hóa;
- Phương pháp nghiên cứu trường hợp điển hình;
- Phương pháp thống kê khách quan.
7. Ý nghĩa thực tiễn đề tài:
Đề tài nghiên cứu sẽ đưa ra được các kết quả sau:
5
- Xây dựng được bản đồ ngập lụt của khu vực nghiên cứu, trong đó
cung cấp được các thông tin cần thiết về diện tích ngập, độ sâu ngập, khu
vực ngập lụt.
- Xây dựng đường quá trình mô phỏng thời gian ngập lụt hạ lưu
ứng với kịch bản bất lợi nhất.
- Cảnh báo vị trí xung yếu trong trường hợp khi xảy ra vỡ đập.
Từ các kết quả trên, việc nghiên cứu các tình huống ngập lụt do vỡ
đập ở hồ chứa nước Thuận Ninh sẽ giúp cung cấp thông tin và đưa ra các
kiến nghị cần thiết cho các cơ quan quản lý nhà nước và phòng chống thiên
tai trên địa bàn. Kết quả này được hy vọng góp một phần quan trọng giúp
ứng phó kịp thời và giảm nhẹ thiệt hại do ngập lụt gây ra cho khu vực hạ du
hồ chứa nước Thuận Ninh trong các tình huống nêu trên.
8. Bố cục và nội dung luận văn.
Luận văn gồm phần Mở đầu, 04 chương và phần kết luận và kiến
nghị.
Mở đầu
Chương 1: Tổng quan về khu vực nghiên cứu và vấn đề ngập
lụt ở hạ du hồ chứa nước Thuận Ninh.
Chương 2: Phân tích lựa chọn vết vỡ.
Chương 3: Mô phỏng ngập lụt do vỡ đập xảy ra và quá trình
truyền lũ hạ lưu hồ Thuận Ninh.
Chương 4: Xây dựng bản đồ ngập lụt khu vực nghiên cứu.
Kết luận và kiến nghị.
6
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VẤN ĐỀ
NGẬP LỤT Ở HẠ DU HỒ CHỨA NƯỚC THUẬN NINH
1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên khu vực nghiên cứu
1.1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên:
a. Vị trí địa lý
b. Đặc điểm địa hình
c. Đặc điểm địa chất
1.1.2. Điều kiện khí tượng, thủy văn:
a. Khí Tượng:
- Mạng lưới các yếu tố và thời gian quan trắc khí tượng khu vực và vùng
liên quan:
Bảng 1.2: Mạng lưới trạm quan trắc các yếu tố khí tượng - thủy văn
Số
TT
Tên trạm
Thời kỳ đo
năm
Yếu tố đo
Ghi chú
đo
1
Vĩnh Kim
1983-2008
25
X(mm)
X(mm): Điểm đo
2
Vĩnh Sơn
1983-2008
25
X(mm)
mưa
3
Định Bình
1983-2008
25
X(mm)
Trạm thuỷ văn
4
Kbang
1983-2008
25
X(mm)
5
Krong
1983-2008
25
X(mm)
6
An Hòa
1983-2008
25
X(mm)
7
Hoài Ân
1983-2008
25
X(mm)
8
An Khê
1983-2008
25
X(mm)
9
Bình Tường
1983-2008
25
X(H,Q)
10
Quy Nhơn
1983-2008
25
X,V,Z,U
b. Thủy Văn:
c. Tài liệu nghiên cứu:
1.1.3. Tài nguyên thiên nhiên
a. Tài nguyên đất
Trạm khí tượng
7
b. Tài nguyên rừng
c. Tài nguyên khoáng sản :
d. Tài nguyên nước :
e. Tài nguyên du lịch :
1.2. Điều kiện kinh tế xã hội
1.2.1. Tình hình dân sinh kinh tế
a. Dân số và lực lượng lao động.
b. Dịch vụ y tế:
c. Giáo dục, đào tạo:
d. Tình trạng kinh tế:
1.2.2. Tình hình sản xuất nông nghiệp
a. Sử dụng đất hiện tại:
1.2.3. Cơ sở hạ tầng:
a. Giao thông:
b. Bưu chính viễn thông:
c. Thương nghiệp:
d. Hoạt động du lịch và các dịch vụ khác:
e. Cung cấp điện nước:
1.3. Vấn đề ngập lụt ở khu vực nghiên cứu
1.3.1. Hiện trạng ngập lụt và thiệt hại:
1.3.2. Các trận lụt lịch sử:
1.4. Hồ chứa nước Thuận Ninh
1.4.1. Tổng quan:
Công trình đầu mối hồ chứa nước Thuận Ninh là công trình thuỷ lợi
được xây dựng trên suối Quéo thuộc địa phận xã Bình Tân huyện Tây Sơn,
tỉnh Bình Định là công trình cấp III với kết cấu đập đất không đồng chất có
chân khay giữa, có tổng chiều dài là 492 mét.
1.4.2. Vai trò của Hồ chứa nước Thuận Ninh trong điều tiết dòng
chảy lũ ở hạ lưu.
8
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN VẾT VỠ
2.1. Mục đích:
2.2. Các tài liệu phục vụ lựa chọn kịch bản vỡ đập
2.3. Phân tích lựa chọn các kịch bản vỡ đập
Hình 2.2. Sơ đồ vỡ đập dạng tràn đỉnh theo TCKT03:2015
Bảng 2.1. Các thông số vỡ đập kiểu tràn đỉnh
Cao trình
mực nước
vỡ đập (m)
71.2
Vết vỡ ban đầu
Giới hạn vết vỡ
Z đầu
(m)
B đầu
(m)
Z cuối
(m)
B cuối
(m)
71.2
1
42.44
300
Mái
trượt
Thời
gian
vỡ
(giờ)
Hình thức
vỡ
1
2
Tràn đỉnh
Hình 2.4. Đường quá trình vỡ đập hồ Thuận Ninh
9
Bảng 2.2. Các kịch bản tình huống vỡ đập theo TCKT 03:2015/TCTL
Kịch
bản
TT
Tình huống
Thời điểm vỡ
1
Mô phỏng vỡ đập với trận lũ thực tế
năm 2016 kiểu tràn đỉnh (Qđến tt, Qxảtt)
17h15
2
Mô phỏng vỡ đập với trận lũ thực tế
năm 2017 kiểu tràn đỉnh (Qđến tt, Qxảtt)
3
Mô phỏng vỡ đập với trận lũ ứng với
tần suất 0,1% năm 2016 kiểu tràn đỉnh
(Qđến0,1%, Qxảtt)
4
Mô phỏng vỡ đập với trận lũ ứng với
tần suất 0,5% năm 2016 kiểu tràn đỉnh
(Qđến0,5%, Qxảtt)
5
Mô phỏng vỡ đập với trận lũ ứng với
tần suất 1% năm 2016 kiểu tràn đỉnh
(Qđến1% , Qxảtt)
6
Mô phỏng vỡ đập với trận lũ ứng với
tần suất 5% năm 2016 kiểu tràn đỉnh
(Qđến5%, Qxảtt)
7
Mô phỏng vỡ đập với trận lũ thực tế
năm 2016 kiểu tràn đỉnh (Qđếntt, Qxả=20
m3/s)
KB7
8
Mô phỏng vỡ đập với trận lũ ứng với
tần suất 0,1% năm 2016 kiểu tràn đỉnh
(Qđến0,1% , Qxả = 50m3/s)
KB8
9
Mô phỏng vỡ đập với trận lũ thực tế
năm 2016 kiểu tràn đỉnh (Qđếntt = Qxả):
xả lũ khẩn cấp
KB9
10
Mô phỏng vỡ đập với trận lũ thực tế
năm 2017 kiểu tràn đỉnh (Qđếntt = Qxả):
xả lũ khẩn cấp
KB10
ngày 15/12/2016
6h00 ngày
03/12/2017
17h15
ngày 15/12/2016
17h15
ngày 15/12/2016
17h15
ngày 15/12/2016
17h15
ngày 15/12/2016
KB1
KB2
KB3
KB4
KB5
KB6
10
CHƯƠNG 3 : MÔ PHỎNG NGẬP LỤT DO VỠ ĐẬP XẢY RA VÀ
QUÁ TRÌNH TRUYỀN LŨ HẠ LƯU HỒ THUẬN NINH
3.1. Phân tích dữ liệu mô phỏng ngập lụt
3.1.1. Số liệu thủy văn
Tài liệu thực đo:
+ Dòng chảy đến hồ Thuận Ninh từ năm 1999 đến năm 2017 ;
+ Lưu lượng xả lũ của hồ Thuận Ninh từ năm 1999 đến năm 2017;
+ Mực nước trạm thủy văn Bình Nghi: từ năm 2010 đến 2017.
3.1.2. Số liệu địa hình, công trình
- Các tài liệu địa hình được sử dụng để thiết kế lập sơ đồ thủy lực
gồm: Tài liệu bình đồ địa hình lòng hồ, quan hệ Z~F~V…
- Địa hình lòng sông được đưa vào mô hình dưới dạng cơ sở dữ
liệu mặt cắt kế thừa từ các dự án trước và bổ sung từ DEM.
3.2. Xây dựng mô hình
- Điều kiện số liệu đo đạc trong khu vực rất hạn chế do nhiều nguyên
nhân khác nhau .
- Diện tích vùng mô phỏng khá lớn.
- Dữ liệu địa hình khu vực tính toán khá thiếu.
- Dữ liệu mặt cắt lòng sông được tổng hợp từ nhiều nguồn: nội suy từ
DEM, công ty thủy lợi Bình Định cung cấp và kế thừa từ các dự án trước.
- Mô hình là sự kết hợp giữa mô hình thủy lực chiều Mike 11 tính
toán dòng chảy trong lòng sông và mô hình thủy lực 2 chiều Mike 21 mô
phỏng dòng chảy ven bờ và Mike -Flood dùng để kết nối 2 mô hình Mike
11 và Mike 21.
3.2.1. Cơ sở lý thuyết các mô hình tính toán
3.2.1.1. Cơ sở lý thuyết Mike Flood
11
3.2.1.2. Cơ sở lý thuyết Mike 11.
3.2.1.3. Cơ sở lý thuyết mô hình Mike 21
a) Cấu trúc mô hình
b) Các phương trình cơ bản trong Mike 21 HD
c) Khả năng ứng dụng của mô hình
3.2.1.4. Các bước xây dựng mô hình thủy lực vùng nghiên cứu
a) Xây dựng mô hình 1 chiều MIKE 11
b) Xây dựng mô hình thủy lực 2 chiều Mike 21
c) Xây dựng mô hình thủy lực Mike Flood
3.2.2. Xây dựng mô hình.
3.2.2.1 Phạm vi mô phỏng
Trong khu vực tính toán từ lý trình 5400 (hồ chứa nước Thuận
Ninh) đến lý trình 21000 (mặt cắt cửa ra sông Kone tại trạm thủy văn Bình
Nghi) chia thành 2 đoạn như sau:
+ Đoạn 1: lòng sông tự nhiên với độ dốc lớn (vùng cao) nên không
có khả năng tràn ra 2 bên bờ được mô phỏng dòng chảy trong sông qua mô
hình Mike 11.
+ Đoạn 2: địa hình lòng sông nông (vùng trũng) nước dễ chảy tràn
ra hai bên bờ gây ngập lụt diện tích đất ở và canh tác được mô phỏng qua
mô hình Mike 21.
+ Để thể hiện rõ ràng bản chất của dòng chảy lũ gây ngập lụt trên
khu vực tính toán tác giả chọn mô hình Mike Flood để liên kết mô hình
Mike 11 và Mike 22.
Tác giả chọn phạm vi tính toán thuỷ lực từ đập Thuận Ninh tới
cửa đổ ra sông Kone (tại Bình Nghi) từ lý trình 5400 đến lý trình 21000 với
tổng chiều dài 15,6Km.
12
PHẠM VI MÔ PHỎNG
Hình 3.13. Sơ họa phạm vi mô phỏng tính toán
3.2.2.2 Thiết lập mô hình Mike 11
a) Thiết lập mạng lưới sông
b) Thiết lập mặt cắt
c) Điều kiện biên
- Biên trên: Biên trên là quá trình lưu lượng (Q~t) tại hồ chứa nước
Thuận Ninh (theo số liệu thực đo tại hồ).
- Biên dưới: Biên dưới là mực nước tại trạm thủy văn Bình Nghi
(H~t). Số liệu mực nước tại các trạm đo được tính toán quy chuẩn về hệ
cao độ Quốc gia.
13
Hình 3.14. Sơ đồ mạng lưới sông 1 chiều khu vực tính toán
3.2.2.3 Thiết lập mô hình Mike 21
3.2.2.4. Xây dựng mô hình thủy lực 2 chiều MIKE FLOOD
3.3. Phân tích kết quả.
14
Bảng 3.1. Kết quả chiều cao mực nước và diện tích ngập lụt các kịch bản
Vị trí
Mực
nước
lớn
nhất(m)
Thời điểm
mực nước max(t)
Tại lý trình 6200
49.509
15/12/2016 19:40
Tại lý trình 7800
42.666
15/12/2016 19:40
Tại lý trình 11000
36.852
15/12/2016 19:49
Tại lý trình 15200
28.752
15/12/2016 19:49:59
Tại lý trình 19000
21.956
15/12/2016 19:55
Tại lý trình 6200
49.322
3/12/2017 07:54:59
Tại lý trình 7800
42.471
3/12/2017 08:00:00
Tại lý trình 11000
36.684
3/12/2017 08:00:00
Tại lý trình 15200
28.581
3/12/2017 08:04:59
Tại lý trình 19000
21.742
3/12/2017 08:10:00
Tại lý trình 6200
49.844
15/12/2016 19:40
Tại lý trình 7800
43.011
15/12/2016 19:40
Tại lý trình 11000
37.148
15/12/2016 19:49
Tại lý trình 15200
28.981
15/12/2016 19:49:59
Tại lý trình 19000
22.13
15/12/2016 19:55
Tại lý trình 6200
49.642
15/12/2016 19:40
Tại lý trình 7800
42.803
15/12/2016 19:40
Tại lý trình 11000
36.97
15/12/2016 19:49
Tại lý trình 15200
28.844
15/12/2016 19:49:59
Tại lý trình 19000
22.025
15/12/2016 19:55
Tại lý trình 6200
49.55
15/12/2016 19:40
Diện tích
ngập lụt
(km2)
Kịch
bản
33,354519
KB1
32,899919
KB2
33,889348
KB3
33,511323
KB4
33,411951
KB5
15
Vị trí
Mực
nước
lớn
nhất(m)
Thời điểm
mực nước max(t)
Tại lý trình 7800
42.709
15/12/2016 19:40
Tại lý trình 11000
36.888
15/12/2016 19:49
Tại lý trình 15200
28.78
15/12/2016 19:49:59
Tại lý trình 19000
21.977
15/12/2016 19:55
Tại lý trình 6200
49.228
15/12/2016 19:40
Tại lý trình 7800
42.382
15/12/2016 19:40
Tại lý trình 11000
36.605
15/12/2016 19:49
Tại lý trình 15200
28.557
15/12/2016 19:49:59
Tại lý trình 19000
21.811
15/12/2016 19:55
Tại lý trình 6200
49.334
15/12/2016 23:04:59
Tại lý trình 7800
42.471
15/12/2016 23:04:59
Tại lý trình 11000
36.705
15/12/2016 23:10
Tại lý trình 15200
28.657
15/12/2016 23:15
Tại lý trình 19000
21.926
15/12/2016 23:19:59
Tại lý trình 6200
49.587
15/12/2016 19:10
Tại lý trình 7800
42.735
15/12/2016 19:10
Tại lý trình 11000
36.927
15/12/2016 19:15
Tại lý trình 15200
28.792
15/12/2016 19:19:59
Tại lý trình 19000
21.977
15/12/2016 19:19:59
Tại lý trình 6200
39.612
15/12/2016 17:45
Tại lý trình 7800
35.483
15/12/2016 17:45
Tại lý trình 11000
Tại lý trình 15200
30.000
23.200
14/12/2016 0:00
14/12/2016 0:00
Diện tích
ngập lụt
(km2)
Kịch
bản
32,72267
KB6
32,916686
KB7
33,452036
KB8
4,022146
KB9
16
Vị trí
Tại lý trình 19000
Tại lý trình 6200
Tại lý trình 7800
Tại lý trình 11000
Tại lý trình 15200
Tại lý trình 19000
Mực
nước
lớn
nhất(m)
18.821
39.460
35.254
30.000
23.200
18.00
Thời điểm
mực nước max(t)
16/12/2016 13:00
02/12/2017 4:00
03/12/2017 05:45
02/12/2017 4:00
02/12/2017 4:00
02/12/2017 04:00
Diện tích
ngập lụt
(km2)
Kịch
bản
3,536509
KB10
Hình 3.34. Kết quả điển hình hiện tượng truyền sóng trong sông hạ lưu
do vỡ đập gây ra (KB3)
17
CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT KHU VỰC
4.1. Giới thiệu quy trình xây dựng bản đồ ngập lụt kết hợp công cụ
GIS
4.1.1. Khái niệm hệ thống thông tin địa lý (GIS)
4.1.2.Các phương pháp GIS xây dựng bản đồ ngập lụt:
4.1.3. Xây dựng, quản lý cơ sở dữ liệu.
4.2. Xây dựng bản đồ ngập lụt bằng công nghệ GIS.
4.2.1. Bản đồ ngập lụt.
Sau khi đã có các bản đồ độ sâu ngập lụt tính từ MIKE11, tiến hành chồng
chập các bản đồ độ sâu ngập lụt để thu được bản đồ độ ngập sâu lớn nhất Hdepth
max
ứng với các trận lũ tính toán. Kết hợp bản đồ Hdepth max với bản đồ DEM ta
sẽ thu được bản đồ ngập lụt hoàn thiện cho hạ du Hồ Thuận Ninh
Hình 4.1. Bản đồ thiệt hại mô
phỏng vỡ đập với trận lũ thực tế
năm 2016 kiểu tràn đỉnh
Hình 4.2. Bản đồ thiệt hại mô
phỏng vỡ đập với trận lũ thực tế
năm 2017 kiểu tràn đỉnh
18
BẢN ĐỒ ĐỘ SÂU NGẬP LỤT HẠ DU HỒ CHỨA
NƯỚC THUẬN NINH ỨNG VỚI KB1
BẢN ĐỒ ĐỘ SÂU NGẬP LỤT HẠ DU HỒ CHỨA
NƯỚC THUẬN NINH ỨNG VỚI KB3
Chú thích:
Chú thích:
Hình 4.4. Bản đồ độ sâu ngập lụt
mô phỏng vỡ đập với trận lũ thực
tế năm 2016 kiểu tràn đỉnh
Hình 4.6. Bản đồ độ sâu ngập lụt
mô phỏng vỡ đập với trận lũ ứng
với tần suất 0,1% năm 2016 kiểu
tràn đỉnh
Bảng 4.1. Bảng thống kê diện tích ngập lụt vùng hạ lưu hồ Thuận Ninh
trong vùng tính toán tương ứng với các kịch bản.
S
T
T
Trường hợp
Thời gian
truyền lũ
(phút)
Diện tích
ngập lụt
(km2)
Kịch
bản
1
Mô phỏng vỡ đập với trận lũ
thực tế năm 2016 kiểu tràn đỉnh
(Qđến tt, Qxảtt)
15
33,354519
KB1
2
Mô phỏng vỡ đập với trận lũ
thực tế năm 2017 kiểu tràn đỉnh
(Qđến tt, Qxảtt)
15
32,899919
KB2
19
S
T
T
Trường hợp
Thời gian
truyền lũ
(phút)
Diện tích
ngập lụt
(km2)
Kịch
bản
3
Mô phỏng vỡ đập với trận lũ ứng
với tần suất 0,1% năm 2016 kiểu
tràn đỉnh (Qđến0,1%, Qxảtt)
15
33,889348
KB3
4
Mô phỏng vỡ đập với trận lũ ứng
với tần suất 0,5% năm 2016 kiểu
tràn đỉnh (Qđến0,5%, Qxảtt)
15
33,511323
KB4
5
Mô phỏng vỡ đập với trận lũ ứng
với tần suất 1% năm 2016 kiểu
tràn đỉnh (Qđến1% , Qxảtt)
15
33,411951
KB5
6
Mô phỏng vỡ đập với trận lũ ứng
với tần suất 5% năm 2016 kiểu
tràn đỉnh (Qđến5%, Qxảtt)
15
32,72267
KB6
7
Mô phỏng vỡ đập với trận lũ
thực tế năm 2016 kiểu tràn đỉnh
(Qđếntt, Qxả = 20 m3/s)
15
32,916686
KB7
8
Mô phỏng vỡ đập với trận lũ ứng
với tần suất 0,1% năm 2016 kiểu
tràn đỉnh (Qđến0,1% , Qxả = 50m3/s)
10
33,452036
KB8
Bảng 4.2. Diện tích thiệt hại theo từng loại đất tất cả các kịch bản
Trường hợp
Mô phỏng vỡ đập với
trận lũ thực tế năm
2016 kiểu tràn đỉnh
(Qđến tt, Qxảtt)
Loại đất
Diện tích thiệt
hại
Ruộng lúa
1.818,25
Cây trồng hàng năm
228,5625
Cây trồng lâu năm
193,6875
Rừng tự nhiên
Rừng trồng
28,75
106,3125
Kịch
bản
KB1
20
Trường hợp
Loại đất
Đất dân cư
Đất chưa sử dụng
Mô phỏng vỡ đập với
trận lũ thực tế năm
2017 kiểu tràn đỉnh
(Qđến tt, Qxảtt)
Mô phỏng vỡ đập với
trận lũ ứng với tần suất
0,1% năm 2016 kiểu
tràn đỉnh (Qđến0,1%, Qxảtt)
1795,5625
Cây trồng hàng năm
223,3125
Cây trồng lâu năm
189,9375
Rừng tự nhiên
104,625
Đất dân cư
546,4375
Đất chưa sử dụng
323,1875
Ruộng lúa
1.839,25
Cây trồng hàng năm
242,0625
Cây trồng lâu năm
194,8125
28,75
Rừng trồng
109,4375
Đất dân cư
559,1875
1823,25
Cây trồng hàng năm
233,1875
Cây trồng lâu năm
194,8125
Rừng tự nhiên
28,75
Rừng trồng
106,9375
Đất dân cư
558,4375
Ruộng lúa
KB2
KB3
328,5
Ruộng lúa
Đất chưa sử dụng
Mô phỏng vỡ đập với
28,75
Rừng trồng
Rừng tự nhiên
Kịch
bản
324,75
Ruộng lúa
Đất chưa sử dụng
Mô phỏng vỡ đập với
trận lũ ứng với tần suất
0,5% năm 2016 kiểu
tràn đỉnh (Qđến0,5%, Qxảtt)
Diện tích thiệt
hại
555,5625
KB4
324,75
1820,875
KB5
21
Trường hợp
Loại đất
trận lũ ứng với tần suất
1% năm 2016 kiểu tràn
đỉnh (Qđến1% , Qxảtt)
Cây trồng hàng năm
Cây trồng lâu năm
Rừng tự nhiên
Mô phỏng vỡ đập với
trận lũ ứng với tần suất
5% năm 2016 kiểu tràn
đỉnh (Qđến5%, Qxảtt)
Mô phỏng vỡ đập với
trận lũ ứng với tần suất
0,1% năm 2016 kiểu
tràn đỉnh (Qđến0,1% , Qxả
= 50m3/s)
28,75
106,3125
Đất dân cư
556,375
Đất chưa sử dụng
324,75
Ruộng lúa
1790,8125
Cây trồng hàng năm
223,3125
Cây trồng lâu năm
187,1875
Rừng tự nhiên
28,75
Rừng trồng
104,75
Đất dân cư
544,9375
Đất chưa sử dụng
316,4375
Ruộng lúa
1796,3125
Cây trồng lâu năm
Rừng tự nhiên
Kịch
bản
193,6875
Rừng trồng
Cây trồng hàng năm
Mô phỏng vỡ đập với
trận lũ thực tế năm
2016 kiểu tràn đỉnh
(Qđếntt, Qxả=20 m3/s)
Diện tích thiệt
hại
230,5625
KB6
224
189,9375
28,75
Rừng trồng
104,625
Đất dân cư
546,625
Đất chưa sử dụng
323,1875
Ruộng lúa
1821,8125
Cây trồng hàng năm
231,9375
Cây trồng lâu năm
194,75
Rừng tự nhiên
28,75
KB7
KB8
22
Trường hợp
Rừng trồng
Diện tích thiệt
hại
106,625
Đất dân cư
556,5625
Loại đất
Đất chưa sử dụng
Mô phỏng vỡ đập với
trận lũ thực tế năm
2016 kiểu tràn đỉnh
(Qđếntt = Qxả): xả lũ
khẩn cấp
Ruộng lúa
Mô phỏng vỡ đập với
trận lũ thực tế năm
2017 kiểu tràn đỉnh
(Qđếntt = Qxả): xả lũ
khẩn cấp
Ruộng lúa
Cây trồng hàng năm
Kịch
bản
324,75
194,4375
35,625
KB9
Đất dân cư
56
Đất chưa sử dụng
113
Cây trồng hàng năm
194,6875
17,25
Đất dân cư
510125
Đất chưa sử dụng
87,4375
KB10
23
KẾT LUẬN
Qua khảo sát thực tế và kết hợp thu thập tài liệu, phân tích tính toán
cho ra được kết quả của luận văn còn các yếu tố khách quan sau:
Mức độ tin cậy của các bản đồ ngập lụt phụ thuộc rất nhiều vào độ
chính xác của các số liệu đầu vào, đặc biệt là dữ liệu cao độ địa hình, địa
vật, thảm phủ .... Việc xem xét sự ngập lũ hạ du hồ Thuận Ninh là cần sớm
lồng ghép vào các quy hoạch phát triển kinh tế xã hội cũng như phổ biến
cho người dân, nhằm nâng cao nhận thức của người dân, cùng với giải pháp
thích ứng trong công tác phòng chống thiên tai.
Mặt cắt ngang sông được lấy từ nhiều nguồn số liệu và được bổ
sung từ bản đồ DEM nên để nâng cao tính chính xác của mô hình cần có dự
án để khảo sát toàn bộ mặt cắt sông từ sau đập Thuận Ninh đến cửa ra sông
Kone tại Bình Nghi.
Từ kết quả tính toán cho vùng hạ lưu nghiên cứu, xác định được
các khu vực ảnh hưởng khi xảy ra sự cố, tùy vào mức độ bị ảnh hưởng mà
ta có những biện pháp can thiệp khác nhau để giảm thiểu thiệt hại cho
người dân như lập kế hoạch di dời người dân vùng ngập sâu có thể di dời
đến vùng cao, dựa vào diễn biến ngập lụt phải ưu tiên những vùng có nguy
cơ bị ngập trước và khu vực dân cư nằm trong phạm vi của dòng phá hoại
khi có báo động nguy cơ xảy ra sự cố vỡ đập.
Việc ứng dụng mô hình MIKE 11, MIKE 21 và MIKE FLOOD mô
phỏng tình huống ngập lụt do vỡ đập có thể ứng dụng tốt khi mà các mô
hình khác còn một số hạn chế, ưu điểm nổi bật của nó là xác định được
vùng phá hoại của dòng lũ. Đặc biệt đối với những nơi có nhiều hồ chứa và
phía hạ du tập trung đông dân cư thì cần phải có những nghiên cứu về an
toàn đập trước khi cấp phép xây dựng công trình.
Qua phân tích kết quả 10 kịch bản mô phỏng, em nhận thấy với
KB3 (trận lũ 12/2016 với tần suất 0,1%) xảy ra tình huống bất lợi nhất với
diện tích ngập 33,89 km2 , thời gian truyền lũ T = 15 phút gây thiệt hại lớn
cho vùng hạ du (trong đó diện tích thiệt hại lớn nhất là diện tích trồng lúa
