Nghiên cứu dự báo lũ phục vụ vận hành hồ chứa và mô phỏng ngập lụt vùng hạ lưu sông dinh tỉnh quảng bình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

LÊ XUÂN KHÁNH

NGHIÊN CỨU DỰ BÁO LŨ PHỤC VỤ VẬN HÀNH HỒ
CHỨA VÀ MÔ PHỎNG NGẬP LỤT VÙNG HẠ LƯU SƠNG
DINH TỈNH QUẢNG BÌNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội – 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI

LÊ XUÂN KHÁNH

NGHIÊN CỨU DỰ BÁO LŨ PHỤC VỤ VẬN HÀNH HỒ CHỨA VÀ MÔ
PHỎNG NGẬP LỤT VÙNG HẠ DU SƠNG DINH TỈNH QUẢNG BÌNH
Chun ngành: Thủy văn học
Mã số: 181800148

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. Nguyễn Tiến Thành
2. PGS.TS. Trần Kim Châu

Hà Nội, NĂM 2019


LÊ XUÂN KHÁNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI, NĂM 2019



LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các số liệu, kết
quả trình bày trong luận án là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong
bất kỳ cơng trình nào khác.
Tác giả luận án

Lê Xuân Khánh

i


LỜI CẢM ƠN

Luận văn được hồn thành tại Bộ mơn Mơ hình tốn và Dự báo khí
tựợng thủy văn dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Trần Kim Châu và
TS. Nguyễn Tiến Thành. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới hai Thầy
đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn từng bước trong nghiên cứu và hoàn thiện
luận văn.
Tác giả luận án xin cảm ơn Trường Đại học Thủy lợi, Đài Khí tượng
Thủy văn Khu vực Trung Trung Bộ, Đài Khí tượng thủy văn tỉnh Quảng Bình
đã tận tình giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tác giả học tập và
nghiên cứu hoàn thành luận án.
Nhân dịp này, tác giả cũng xin được bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới các
nhà khoa học, các thầy giáo, Ban giám hiệu Trường Đại học Thủy Lợi, bạn bè
và đồng nghiệp đã tận tình giúp đỡ, chia sẻ và động viên tác giả trong suốt quá
trình học tập và nghiên cứu thực hiện luận án.
Cuối cùng, tác giả xin cảm ơn đến gia đình và người thân trong gia
đình, đặc biệt là người vợ hiền đã động viên, khích lệ, tạo điều kiện trong suốt
quá trình học tập và nghiên cứu hồn thành luận văn này.
Tác giả luận văn

Lê Xuân Khánh

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN……………….………………………………………………........................i
LỜI CẢM ƠN……..………………………………………………………………………...…...ii
MỤC LỤC ………………………………………………………………………………..….....iii
DANH MỤC HÌNH VẼ...…………………………………………………………….………..vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU………...………………………………………………….………vii
MỞ ĐẦU .......................................................................................................................... 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ................................................................... 4
1.1. Tổng quan nghiên cứu dự báo mưa lũ ...................................................................... 4
1.1.1. Các nghiên cứu trên thế giới ............................................................................. 4
1.1.1.1. Dự báo mưa ................................................................................................ 4
1.1.2.2. Dự báo lũ .................................................................................................. 11
1.2. Tổng quan nghiên cứu mô phỏng ngập lụt và vận hành hồ chứa .......................... 12
1.2.1. Các nghiên cứu trên thế giới ........................................................................... 12
1.3. Tổng quan lưu vực nghiên cứu ............................................................................... 15
1.3.1. Đặc điểm tự nhiên............................................................................................ 15
1.3.2. Đặc điểm khí tượng thủy văn ........................................................................... 16
1.3.3. Mạng lưới sông ngòi........................................................................................ 18
1.3.4. Đặc điểm địa hình, địa mạo ............................................................................ 19
1.4. Những tồn tại và phương pháp tiếp cận ................................................................. 20
CHƯƠNG II: CƠ SỞ KHOA HỌC DỰ BÁO LŨ VÀ MÔ PHỎNG NGẬP LỤT ...... 22
2.1. Đặc điểm và hình thế thời tiết gây mưa lũ trên lưu vực sông Dinh ....................... 22
2.2. Nghiên cứu sản phẩm mưa dự báo cho lưu vực sông Dinh ................................... 23
2.2.1. Các mô hình dự báo mưa số trị trên thế giới và Việt Nam ............................. 23
2.2.2 Lựa chọn sản phẩm mưa dự báo phù hợp cho lưu vực sông Dinh................... 25
2.3 Đánh giá sản phẩm mưa dự báo cho lưu vực sông Dinh tỉnh Quảng Bình ............ 29
2.3.1 Đánh giá sản phẩm mưa dự báo ...................................................................... 29

iii


2.3.1.1 Sai số trung bình (ME - Mean Error) ....................................................... 30
2.3.1.2 Sai số tuyệt đối trung bình (MAE-Mean Absolute Error) ......................... 30
2.3.1.3 Sai số bình phương trung bình MSE (Mean Square Error) ...................... 30
2.3.1.4 Sai số bình phương trung bình quân phương............................................ 31
2.3.1.5 Hệ số tương quan (Correlation coefficient) .............................................. 31
3.1.1.6 Phương pháp đánh giá đối với dự báo pha............................................... 31

2.3.1.7 Chỉ số FBI (BS hay FBI - Bias score): ...................................................... 32
2.3.1.8 Xác suất phát hiện (Probability oƒ Detection - POD) ............................. 33
2.3.1.9 Tỷ phần phát hiện sai (False Alarms Ratio - FAR).................................. 33
2.3.1.10 Điểm số thành công ................................................................................. 33
2.3.1.11 Điểm số thành công hợp lý (Equitable Threat Score — ETS) ................ 34
2.3.1.12 Điểm số so le (Odds Ratio) ..................................................................... 34
2.3.1.13 Điểm số Hanssen & Kuipers (HK hay TSS) ............................................ 34
3.1.2. Hiệu chỉnh sản phẩm mưa dự báo .................................................................. 37
2.3. Phương pháp dự báo lũ cho lưu vực sông Dinh ................................................... 38
2.3.1 Thực trạng dự báo lũ cho lưu vực sông Dinh .................................................. 38
2.3.2 Lựa chọn phương pháp dự báo lũ ................................................................... 39
2.3.2.1 Một số phương pháp dự báo lũ. ................................................................ 39
1.3.2.2 Lựa chọn mơ hình mơ phỏng ..................................................................... 41
1.3.2.3 Giới thiệu mơ hình Mike NAM .................................................................. 41
1.3.2.4 Giới thiệu mơ hình Mike 11....................................................................... 46
1.3.2.5 Giới thiệu mơ hình Mike 21FM. ................................................................ 50
1.3.2.6. Giới thiệu mơ hình Mike Flood ............................................................... 51
2.4. Phương pháp mô phỏng ngập lụt cho lưu vực sông Dinh ..................................... 52
CHƯƠNG III: DỰ BÁO LŨ PHỤC VỤ VẬN HÀNH HỒ CHỨA VÀ ĐÁNH GIÁ ẢNH
HƯỞNG CỦA HỒ CHỨA ĐẾN NGẬP LỤT VÙNG HẠ LƯU SÔNG DINH TỈNH
QUẢNG BÌNH .............................................................................................................. 53
3.1 Xây dựng phương án dự báo dòng chảy lũ .......................................................... 53
3.1.1 Mạng lưới trạm khí tượng thủy văn .............................................................. 53

iv


3.1.1.1 Trạm truyền thống ..................................................................................... 53
3.2.1.2 Trạm tự động. ............................................................................................ 55
3.2.2 Thiết lập mô hình thủy văn dự báo dòng chảy lũ. ............................................ 56

3.2.2.1 Thiết lập mô hình thủy văn cho lưu vực Đồng Tâm .................................. 56
3.2.2.2 Thiết lập mô hình thủy văn cho lưu vực sông Dinh................................... 58
3.2.3 Hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình .................................................................. 58
3.3 Dự báo thử nghiệm .................................................................................................. 61
3.3.2. Lựa chọn trận lũ dự báo .................................................................................. 61
3.3.3 Dự báo dòng chảy tới hồ và phương án vận hành an tồn hồ chứa. ............... 62
3.4 Mơ phỏng ngập lụt vùng hạ lưu sông Dinh ............................................................. 63
3.4.1 Thiết lập mô hình thủy lực mô phỏng ngập lụt hạ lưu sông Dinh .................... 63
3.4.1.1 Thiết lập mô hình thủy lực Mike11 cho sông Dinh ................................... 63
3.4.1.2 Thiết lập mô hình 2D Mike 21 ................................................................... 64
3.4.2 Hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình .................................................................. 64
3.4.2.1 Hiệu chỉnh mơ hình 2D.............................................................................. 65
3.4.2.2 Kiểm định mô hình 2D ............................................................................... 67
3.5 Đánh giá ảnh hưởng của hồ chứa đến ngập lụt vùng hạ lưu sơng Dinh. ............ 69
3.5.1 Khi chưa có hồ chứa ......................................................................................... 69
3.5.2 Khi các hồ chứa được vận hành ....................................................................... 69
3.5.2.1 Lựa chọn kịch bản ..................................................................................... 69
3.5.2.3 Kết quả tính toán kịch bản 2 ..................................................................... 71
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................... 73
1. Kết luận...................................................................................................................... 73
2. Kiến nghị.................................................................................................................... 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 75
PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 78

v


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1. Sơ đồ khới nghiên cứu luận văn ......................................................................... 2
Hình 1.1: Bản đồ địa hình lưu vực sông Dinh .............................................................. 20

Hình 2.1: Sơ đồ biểu diễn các chỉ số phục vụ đánh giá chất lượng dự báo mưa ......... 32
Hình 2.2: Sơ đồ minh họa phương pháp nội suy song tuyến tính ................................. 35
Hình 2.3: Giao diện trang web dự báo mưa cho hồ Thác Chuối.................................. 39
Hình 2.4: Cấu trúc mơ hình NAM ............................................................................... 42
Hình 2.5: Sơ đồ sai phân hữu hạn 6 điểm ẩn Abbott .................................................... 48
Hình 2.6: Sơ đồ sai phân 6 điểm ẩn Abbott trong mặt phẳng x ~ t .............................. 48
Hình 3.1: Bản đồ mạng lưới trạm KTTV tỉnh Quảng Bình ........................................... 53
Hình 3.2: Bản đồ mạng lưới trạm khí tượng thủy văn lưu vực sông Dinh ................... 56
Hình 3.3: Bản đồ lưu vực Đồng Tâm ............................................................................ 57
Hình 3.4: Sớ hóa tiểu lưu vực cho mô hình thủy văn lưu vực Đồng Tâm ..................... 57
Hình 3.5: Sớ hóa tiểu lưu vực cho mô hình thủy văn lưu vực sông Dinh ..................... 58
Hình 3.6: So sánh đường quá trình lũ tính toán và thực đo 15-17/10/2013. ................ 59
Hình.3.7: So sánh đường quá trình lũ tính toán và thực đo 13-15/10/2016 ................. 59
Hình 3.8: So sánh đường quá trình lũ tính toán và thực đo 31/10-02/11/2016. ........... 60
Hình 3.9: So sánh đường quá trình lũ tính tốn và thực đo 14-16/9/2017. .................. 60
Hình 3.10: Biểu đồ dòng chảy và lượng mưa thực đo hồ Thác Chuối ......................... 62
Hình 3.11: Kết quả dự báo thử dòng chảy về hồ bằng mô hình mike NAM ................. 62
Hình 3.12: Sơ đồ thủy lực lưu vực sông Dinh ............................................................... 63
Hình 3.13: Tạo địa hình cho mô hình 2D ..................................................................... 64
Hình 3.14: Minh họa thiết lập Mike flood ..................................................................... 64
Hình 3.15: Bản đồ ngập lụt vùng hạ du sông Dinh 16-18/10/2010 .............................. 67
Hình 3.16: Bản đồ ngập lụt vùng hạ du sông Dinh 01-02/10/1985 .............................. 68
Hình 3.17: Bản đồ ngập lụt hạ du sông Dinh theo kịch bản xả lũ thiết kế ................... 70
Hình 3.18: Bản đồ ngập lụt hệ thống sông Dinh ứng với kịch bản vỡ đập và mưa lớn 72
Phụ lục hình 1: Đường tần suất mưa 1 ngày max trạm Đồng Hới ............................... 78

vi


DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1. Đặc điểm hình thái sông ngòi tỉnh Quảng Bình ........................................... 19
Bảng 2.1: Các trạm đo mưa dùng đánh giá sai số dự báo mưa từ mơ hình ................. 29
Bảng 2.2: Một sớ chỉ sớ đánh giá mô hình .................................................................... 36
Bảng 3.1: Danh sách trạm khí tượng thủy văn cơ bản đang hoạt động ....................... 54
Bảng 3.2: Danh sách trạm đo mưa tự động công nghệ Hàn Quốc ............................... 55
Bảng 3.3: Thông số mô hình NAM cho trận lũ ngày 15-17/10/2013 ............................ 59
Bảng 3.4:: Thông số mô hình NAM hiệu chỉnh lũ ngày 13-15/10/2016 ....................... 59
Bảng 3.5: Thông số mô hình NAM hiệu chỉnh lũ ngày 31/10-02/11/2016.................... 60
Bảng 3.6: Bộ thông số tối ưu mô hình NAM của lưu vực Đồng Tâm ........................... 60
Bảng 3.7: tóm tắt kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình NAM................................ 61
Bảng 3.8: Số liệu quan trắc hồ Thác Chuối .................................................................. 61
Bảng 3.9: Phân loại chỉ tiêu xếp loại chất lượng mô hình. .......................................... 65
Bảng 3.10: Kết quả mô phỏng ngập lụt tháng 16-18/10/2010 ...................................... 66
Bảng 3.11: So sánh kết quả tính tốn mơ phỏng và thực đo lũ 16-18/10/2010 ...... 66
Bảng 3.12: Kết quả mô phỏng diện tích và độ sâu ngập lụt tháng 01-02/10/1985 ...... 67
Bảng 3.13: So sánh kết quả tính tốn mơ phỏng và thực đo lũ 01-02/10/1985 ...... 68
Bảng 3.14: Thống kê các xã ngập ứng với kịch bản 1 ................................................. 71
Bảng 3.15: Thống kê diện tích ngập của các xã ứng với kịch bản vỡ đập và mưa lớn 71
Phụ Lục 1: Bảng kết quả tính toán tần suất mưa 1 ngày max trạm Đồng Hới ............. 78
Phụ lục 2: Kết quả mô hình NAM lưu vực Dinh 16-18/10/2010 ................................... 79
Phụ lục 3: Kết quả mô hình NAM lưu vực Dinh 01-03/10/1985 ................................... 80

vii



MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của Đề tài luận văn:
Hệ thống sơng Dinh tỉnh Quảng Bình có diện tích lưu vực khoảng 212 km 2, bề rộng
trung bình của lưu vực 8,5 km và mật độ sông suối 0,93 km/km2. Hiện nay, trên lưu

vực sơng Dinh đang có gần 10 hồ chứa với tổng dung tích lên tới hơn 40 triệu m3.
Việc xây dựng và phát triển các hồ chứa trên lưu vực đã làm thay đổi dòng chảy tự
nhiên gây ảnh hưởng tới các vấn đề liên quan tới tài nguyên nước như ngập lụt vào
mùa lũ, thay đổi hệ thủy sinh, an ninh nguồn nước và sinh kế trong k hu vực.
Ngoài ra, trong những năm gần đây, Việt Nam nói chung và tỉnh Quảng Bình nói
riêng, các loại hình thiên tai như bão, lũ, ngập lụt đang có xu hướng diễn biến
phức tạp, gia tăng cả về tần suất xuất hiện và cường độ, đặc biệt trong bối cảnh
biến đổi k hí hậu. Để phục vụ cơng tác phòng chống giảm nhẹ thiên tai, đảm bảo
vận hành an tồn hồ chứa trên lưu vực sơng, rấ t cần thiết phải tăng cường giám sát,
nâng cao chất lượng dự báo và cảnh báo lũ, ngập lụt cũng như xây dựng các
phương án dự báo có tính hiệu quả cao.
Do vậy, việc lựa chọn hướng nghiên cứu dự báo lũ phục vụ vận hành hồ chứa và mô
phỏng ngập lụt vùng hạ lưu sơng Dinh tỉnh Quảng Bình nhằm giúp địa phương chủ
động ứng phó với các tình huống thiên tai có thể xảy ra, giảm thiểu thiệt hại và tăng
cường hiệu quả kinh tế xã hội và môi trường từ việc vận hành hồ chứa trên lưu vực
sông.
2. Mục tiêu của Đề tài:
Mục tiêu của đề tài: Dự báo dịng chảy lũ đến hồ và mơ phỏng ngập lụt vùng hạ du
sông Dinh.
Để đạt được mục tiêu trên, luận văn cần thực hiện các nội dung sau: Nghiên cứu đặc
điểm và hình thế gây mưa lũ trên lưu vực sông Dinh; Xây dựng phương án dự báo lũ
phục vụ vận hành an toàn hồ chứa Thác Chuối trên lưu vực sông Dinh; Đánh giá ảnh
hưởng của hồ chứa tới ngập lụt vùng hạ lưu sông Dinh.
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:
1


Hình 1. Sơ đồ khối nghiên cứu luận văn
Đối tượng nghiên cứu: Dòng chảy lũ đến hồ chứa, vận hành hồ chứa, ngập lụt hạ lưu
hồ chứa do vận hành hồ.

Phạm vi nghiên cứu: Thượng lưu hồ chứa Thác Chuối và hạ lưu các hồ ở lưu vực
sông Dinh tỉnh Quảng Bình.
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp mơ hình tốn: Ứng dụng mơ hình tốn thủy văn, thủy lực để tính tốn và
dự báo dịng chảy lũ cho lưu vực nghiên cứu.
Phương pháp thống kê: Phân tích đánh giá tính tin cậy cũng như tính xác thực của số
liệu thu thập được để có thể sử dụng trong nghiên cứu.
Phương pháp kế thừa: Kế thừa các kết quả, số liệu từ đề tài “Lập phương án phồng
chống lũ, lụt cho vùng hạ du hồ Thác Chuối”.
Số liệu thu thập: Mưa tại trạm đo mưa Nông trường Việt Trung, mưa tại hồ chứa
Thác Chuối, Đồng Tâm, Tun Hóa, Minh Hóa. Dịng chảy trạm Đồng Tâm. Mực
nước trạm thủy văn Đồng Hới.
4. Kết quả đạt được:
Cơ sở khoa học trong dự báo mưa lũ trên lưu vực sông Dinh
2


Xây dựng được phương án dự báo lũ đến hồ hiệu quả nhằm giúp đơn vị quản lý hồ
chủ động vận hành an tồn hồ chứa trên lưu vực sơng Dinh.
Đưa ra cảnh báo mức độ ngập lụt tại hạ du hồ chứa khi có sự cố cơng trình kết hợp với
thiên tai.
5. Bố cục luận văn:
Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị và phụ lục, bố cục luận văn bao gồm 4
chương:
Chương 1: Tổng quan nghiên cứu
Chương 2: Cơ sở khoa học dự báo lũ và mô phỏng ngập lụt.
Chương 3: Dự báo lũ phục vụ vận hành hồ chứa và đánh giá ảnh hưởng của hồ chứa
đến ngập lụt vùng hạ du lưu vực sông Dinh.

3

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan nghiên cứu dự báo mưa lũ
1.1.1. Các nghiên cứu trên thế giới
1.1.1.1. Dự báo mưa
Hiện nay, dự báo mưa lũ đóng một vai trò rất quan trọng trong đời sống phục vụ sự
phát triển kinh tế xã hội và thường được cung cấp bởi các trung tâm dự báo khí tượng,
thời tiết lớn trên thế giới. Phần lớn các sản phẩm dự báo mưa đều dựa trên phương
pháp dự báo tổ hợp nhằm nắm bắt các nguồn bất định do trường điều kiện ban đầu gây
ra. Hệ thống dự báo tổ hợp được chạy trên hệ thống siêu máy tính và bắt đầu đưa vào
chạy nghiệp vụ từ đầu những năm 90 để phục vụ công tác dự báo hạn vừa và hạn dài.
Dự báo tổ hợp nghiệp vụ đầu tiên được tiến hành tại Trung tâm quốc gia dự báo môi
trường của Mỹ (NCEP-National Center for Enviromental Prediction) từ năm 1992 dựa
trên phương pháp BGM (Breeding of Growing Mode) để tạo tập hợp các trường ban
đầu khác nhau cho mơ hình toàn cầu T126 với 28 mực thẳng đứng và thời gian tích
phân lên tới 180 giờ (Toth và Kalnay, 1997) [1]. Hiện tại, dự báo tổ hợp cho dự báo
hạn vừa của NCEP (GEFS) bao gồm 21 thành phần dựa theo phương pháp mới ET
(Ensemble Transform) độ phân giải T190L28 (khoảng 0.7o, 28 mực), hạn dự báo 15
ngày (Zhu và cộng sự, 2016) [2].
Tại Trung tâm dự báo hạn vừa Châu Âu (ECMWF – European Center for Mediumrange Weather Forecasts), dự báo tổ hợp cũng được đưa vào nghiệp vụ từ năm 1992
bằng việc sử dụng phương pháp SV (Singular Vector) để tạo nhiễu động ban đầu
(Palmer và cộng sự, 1992) [3]. Hiện nay, hệ thống dự báo với tên gọi VAREPS
(Variable Resolution EPS) có 51 dự báo thành phần được dự báo hàng ngày và cung
cấp kết quả cho các nước trong Cộng đồng Châu Âu là thành viên của ECMWF với
hạn dự báo 15 ngày, trong đó 9 ngày đầu hệ thống chạy với độ phân giải TL399L62
(khoảng 50 km, 62 mực) và 6 ngày sau với độ phân giải TL255L62 (khoảng 80 km, 62
mực). Đây là hệ thống dự báo tổ hợp (EPS) hạn vừa có độ phân giải cao nhất hiện nay
trên thế giới.
4

Tại Trung tâm Khí tượng Canada (CMC-Canadian Meteorological Center), hệ thống
dự báo tổ hợp cũng bắt đầu đưa vào chạy nghiệp vụ sử dụng phương pháp EnKF
(Ensemble Kalman Filter) theo Houtekamer và cộng sự (1996). EPS của CMC cho
thấy một sự kết hợp chặt chẽ giữa EF và đồng hóa số liệu. Hiện tại, EPS của CMC
(CEFS) bao gồm 21 thành phần tương tự như EPS của NCEP với độ phân giải 0.90, 28
mực và hạn dự báo 16 ngày.
Tại một số trung tâm khí tượng khác như MeteoFrance, BoM, JMA, KMA, CMA cũng
bắt đầu phát triển và sử dụng EPS cho các mơ hình tồn cầu trong dự báo hạn vừa và
hạn dài. Với rất nhiều EPS từ các trung tâm dự báo khác nhau như trên, cộng đồng khí
tượng đang hướng đến một dự báo siêu tổ hợp, kết hợp tất cả thông tin dự báo từ các
EPS thơng qua chương trình TIGGE (THORPEX Interactive Grand Global Ensemble)
(Philippe Bougeault và cộng sự, 2009)[4]. Thành công bước đầu của TIGGE được thể
hiện qua hệ thống dự báo tổ hợp Bắc Mỹ NAEFS kết hợp hai hệ thống GEFS của
NCEP và CEFS của CMC (Zhu và cộng sự, 2009) [5].
Ngoài ra, Molteni và cộng sự (2001)[6], Marsigli và cộng sự (2001)[7] cũng bắt đầu
những nghiên cứu lý thuyết cho phép thực hiện dự báo tổ hợp trên các mơ hình khu
vực với độ phân giải cao hơn so với mô hình tồn cầu với tên gọi LEPS (Limited-area
Ensemble Prediction System). Tuy nhiên, LEPS hướng đến hạn dự báo từ 2 cho đến 5
ngày. Đối với trường hợp này các nhiễu động điều kiện biên sẽ trở nên quan trọng hơn
so với nhiễu động điều kiện ban đầu. Hệ thống được thực hiện đơn giản bằng cách tích
phân mơ hình khu vực (LM) lồng trong các thành phần của EPS toàn cầu tại ECMWF.
Vào năm 2003, sau những thử nghiệm đầu tiên tại ARPA-SIM, hệ thống với tên gọi
COSMO-LEPS đã được thực hiện tại ECMWF (Montani và cộng sự 2003b)[8]. Theo
các đánh giá của Marsigli và cộng sự (2005) [9] đã cho thấy kỹ năng dự báo của hệ
thống này cao hơn so với kỹ năng tương ứng từ hệ thống dự báo tổ hợp toàn cầu mà
LM chạy lồng trong đó.
Cùng với sự phát triển của các hệ thống dự báo tổ hợp kể trên, các trung tâm lớn trên
thế giới cũng tiến hành dự báo tất định với hạn 1-15 ngày dựa trên các mơ hình tồn

cầu tự phát triển. Tại Trung tâm Dự báo hạn vừa Châu Âu, hệ thống mơ hình dự báo
tích hợp IFS (Intergrated Forecast System) được chạy một ngày 2 lần, dự báo đến 10
5


ngày với độ phân giải 0.1x0.1 độ kinh vĩ. Trường mưa dự báo với thời đoạn 3 tiếng
với 5 ngày đầu trong khi 5 ngày sau thời đoạn dự báo là 6 tiếng.
Tại NCEP, mơ hình GFS được chạy 4 phiên trong ngày, cách nhau 06 tiếng với các
tùy chọn độ phân giải là 0.25x0.25 độ, 0.5x0.5 độ và 1.0x1.0 độ kinh vĩ. Thời hạn dự
báo của mơ hình lên đến 384h (15 ngày) hồn tồn có thể đáp ứng được nhu cầu dự
báo mưa hạn vừa, làm đầu vào cho các mơ hình thủy văn hiện nay.
Tại Cơ quan khí tượng Nhật Bản (JMA), mơ hình GSM đang chạy với độ phân giải
0.5x0.5 độ và 0.25x0.25 độ với hạn dự báo lên đến 10 ngày. Trong đó, mơ hình chạy
mỗi ngày 04 phiên dự báo 84h đầu tiên, riêng dự báo từ 84h đến 240h (10 ngày) được
chạy duy nhất 1 lần vào phiên 12Z.
1.1.1.2. Dự báo lũ
Đối với dự báo lũ, B.T Gouweleeuw và cộng sự [10] đã sử dụng mơ hình LISFLOOD
dự báo lũ hạn vừa với đầu vào dự báo mưa tổ hợp 51 thành phần của Trung tâm dự
báo hạn vừa Châu Âu (ECMWF), nghiên cứu cho 2 trường hợp lũ trên sông Meuse
(tháng 01/1995) và Odra (tháng 07/1997). Các kết quả cho thấy mô hình LISFLOOD
đã cảnh báo được lũ sớm trước từ 2-3 ngày, đặc biệt là thời điểm xảy ra đỉnh lũ. Mặc
dù vậy đối với trường hợp lũ trên sông Odra, mơ phỏng đỉnh lũ từ mơ hình thiên thấp
hơn so với thực tế.
Vào năm 2008, F. Pappenberger và cộng sự [11] đã áp dụng mơ hình LISFLOOD để
nghiên cứu trận lũ năm 2007 tại Romania, sử dụng đầu vào là lượng mưa dự báo từ
các dự báo tổ hợp của nhiều trung tâm lớn trên thế giới như ECMWF, UKMO hay
BOM. Kết quả dự báo có thể cảnh báo được trận lũ trước 8 ngày. Kết quả cũng chứng
tỏ rằng dự báo tổ hợp theo cách tiếp cận đa mô hình có đặc tính trung bình tốt nhất là
của ECMWF va UKMO, các kết quả mô phỏng rất tốt phần đuôi của hàm phân bố tức
là các giá trị cực trị có thể xảy ra.

Dữ liệu mưa cực trị hạn vừa đến hạn dài (bao gồm cực trị ngày, cực trị tuần và cực trị
mùa) cũng được nhóm các tác giả C. J. White và cộng sự [12] tại Đại học Tasmania sử
dụng để nghiên cứu dự báo lũ tại Úc
1.1.2. Các nghiên cứu trong nước
6


1.1.2.1. Dự báo mưa
Hiện nay, một số phương pháp chính đang được áp dụng trong dự báo mưa tại nước ta
như: Phương pháp synop, phương pháp thống kê và phương pháp mơ hình số trị.
Phương pháp synop là phương pháp dựa trên các bản đồ synop. Đối với hạn dự báo
ngắn sẽ sử dụng trực tiếp các bản đồ synop hằng ngày với các hình thế synop được thể
hiện trên bản đồ tại các kỳ quan trắc như 1, 7, 13, 19 giờ thì dự báo hạn dài sử dụng
các bản đồ khí hậu với các thời đoạn dài hơn như 5, 10 ngày hay thậm chí 1, 3
tháng...Phương pháp thống kê là phương pháp đơn giản để dự báo những dị thường
của các yếu tố so với khí hậu trung bình quy mơ tháng hay mùa dựa trên những chỉ số
liên quan tới nhiệt độ bề mặt biển và dao động Nam. Trong khi đó, phương pháp dự
báo số trị chỉ mới được bắt đầu và phát triển từ những năm giữa thế kỷ 20 cho tới nay
dựa trên việc mơ hình hóa các q trình tương tác vật lý trong khí quyển và sự tương
tác giữa các thành phần khí hậu.
Ở Việt Nam, các kết quả nghiên cứu về mưa lớn có gắn với thiên tai lũ lụt đã được đề
cập đến trong một số cơng trình nghiên cứu khác nhau. Đối với ngành Khí tượng thủy
văn (KTTV) đó là các nghiên cứu có tính tổng kết về các hình thế synop gây mưa lớn
ở Miền Bắc, hoạt động của bão, ATNĐ, gió mùa đơng bắc và mưa lũ lớn của Nguyễn
Ngọc Thục và Lương Tuấn Minh (1990) [13], và những nhân tố gây ra mưa lớn, lũ ở
các tỉnh miền Trung và Tây Nguyên (Nguyễn Ngọc Thục và cộng sự, 1994). [14].
Trong báo cáo của Lê Văn Ánh (2004)[15], mưa, bão, lũ và thiệt hại do chúng gây ra ở
khu vực Bắc Trung Bộ. Bên cạnh đó cịn có nghiên cứu các loại hình thời tiết, khí
tượng thủy văn, thiên tai bất thường ở miền Trung, (Nguyễn Đức Hậu, 2011)[16].
Nghiên cứu về mưa lũ lớn diện rộng của Lê Bắc Huỳnh, lũ lụt lịch sử đầu tháng XI và

đầu tháng XII- 999 ở Miền Trung (2000) [17]. Ngồi ra, cịn có những nhiệm vụ
chun mơn, dự án như Tăng cường hệ thống dự báo, cảnh báo lũ lụt ở Việt Nam
(Tổng cục KTTV, 2013)[18], Điều tra, khảo sát, xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ
lũ quét khu vực Miền Trung, Tây Nguyên, và xây dựng hệ thống thí điểm phục vụ
cảnh báo cho các địa phương có nguy cơ cao xảy ra lũ quét phục vụ cơng tác quy
hoạch, chỉ đạo điều hành phịng tránh thiên tai thích ứng với biến đổi khí hậu(Viện
Khoa học KTTV&BĐKH, 2015) [19].
7


Từ những năm 2006, cùng sự phát triển của công nghệ máy tính, đường truyền dữ liệu
và sự hợp tác với các trung tâm dự báo thời tiết lớn trên thế giới, hàng loạt các sản
phẩm dự báo số trị được thu nhận và sử dụng dưới dạng số. Đầu tiên phải kể tới là sản
phẩm mơ hình GSM (Global Spectral Model) của Cơ quan khí tượng Nhật Bản JMA
(Japan Meteorological Agency) được truyền với độ phân giải 1.25 x 1.25 độ kinh vĩ và
hạn dự báo lớn nhất mới đến 72h. Sau đó được nâng cấp, cải tiến và chạy với độ phân
giải tinh hơn với độ phân giải 0.5 x 0.5 độ kinh vĩ đối với đầy đủ các trường khí tượng
và 0.25 x 0.25 độ kinh vĩ đối với các trường bề mặt. Hạn dự báo của cả hai phiên bản
này cũng được tăng từ 72h lên đến 240h (10 ngày) và khoảng thời gian dự báo cách
nhau 6 tiếng tăng lên 3 tiếng một, tần suất thu nhận là 4 phiên/ngày. Sản phẩm dự báo
mưa từ mơ hình này đã được tác giả Bùi Minh Tăng đánh giá, kiểm định có độ tin cậy
cao khi áp dụng dự báo thời tiết nghiệp vụ tạiTrung tâm Dự báo khí tượng thủy văn
quốc gia, nay là Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn quốc gia (TTDBQG). Song
song với sản phẩm mơ hình GSM, sản phẩm dự báo của mơ hình GFS (Global
Forecast System) của Trung tâm dự báo môi trường quốc gia Hoa Kỳ (NCEP) cũng
được thu thập. Ban đầu loại sản phẩm này cũng được thu thập khá thô, độ phân giải
không gian là 1.0 x 1.0 độ kinh vĩ, hạn dự báo 72h và khoảng thời gian dự báo cách
nhau 3h. Theo thời gian phát triển, mơ hình GFS được cải tiến cả về động lực và độ
phân giải của sản phẩm. Độ phân giải không gian tăng lên 0.5 x 0.5 độ kinh vĩ, thời
gian dự báo cách nhau 3h và hạn dự báo cũng tăng lên đến 10 ngày. Ngoài ra, để phục

vụ nhu cầu dự báo mưa hạn vừa, TTDBQG cũng đã thu nhận số liệu tổ hợp Bắc Mỹ
(NAEFS – North American Ensemble Forecast System) từ NCEP với 21 thành phần tổ
hợp, hạn dự báo đến 384h (16 ngày), độ phân giải 1x1 độ kinh vĩ. Các sản phẩm từ
trung tâm khác như Cơ quan khí tượng Canada, Cục khí tượng Cộng hòa liên bang
Đức, Hải quân Hoa Kỳ cũng được thu nhận tuy nhiên các loại sản phẩm này chỉ đáp
ứng yêu cầu dự báo hạn ngắn.
Dư Đức Tiến và cộng sự (2011) đã tiến hành nghiên cứu phát triển hệ thống dự báo tổ
hợp hạn vừa cho khu vực Việt Nam với hạn dự báo 5 ngày. Hệ thống tổ hợp dựa trên
cách tiếp cận một mơ hình đa phân tích tức là chạy mơ hình khu vực độ phân giải cao
HRM với 21 thành phần tổ hợp GFS (NAEFS) làm đầu vào để tạo ra 21 thành phần dự
báo với độ phân giải 0.15x0.15 độ. Sản phẩm này đã được sử dụng làm biên đầu vào
8


cho các mơ hình thủy văn, dự báo dịng chảy hạn vừa trên hệ thống sơng Hồng - Thái
Bình. Tuy nhiên, do hạn chế về năng lực tính tốn, hệ thống tổ hợp này mới cung cấp
sản phẩm 2 lần/ngày và chưa đáp ứng đủ nhu cầu dự báo thủy văn hạn vừa thời gian
thực đặc biệt là trong điều kiện mưa lũ. Cuối năm 2011, TTDBQG tiến hành hợp tác
mua sản phẩm dự báo từ Trung tâm dự báo thời tiết hạn vừa Châu Âu (ECMWF).
Trong dự án này, sản phẩm mơ hình dự báo tích hợp IFS (Integrated Forecast System)
được truyền cho TTDBQG 2 phiên/ngày với độ phân giải cao nhất từ trước tới nay
0.125 x 0.125 độ kinh vĩ và hạn dự báo lên đến 15 ngày, thời gian dự báo cách nhau
6h. Ngồi ra, TTDBQG cịn thu thập thêm sản phẩm tổ hợp 51 thành phần dự báo đến
10 ngày với độ phân giải 0.25x0.25 độ và thời gian dự báo cách nhau 6h. Đặc biệt,
ECMWF cũng đã hỗ trợ TTDBQG phát triển các phần mềm giải mã số liệu, hiển thị số
liệu theo cách riêng phù hợp với u cầu nghiêp vụ, ngồi ra cịn cung cấp tài khoản
truy cập riêng để tham khảo các sản phẩm dự báo đặc biệt về hạn vừa, hạn dài tại
website ECMWF. Đối với dự báo hạn dài, các sản phẩm dự báo hạn tháng, dự báo hạn
mùa cũng được tiếp nhận tại TTDBQG. Dự báo tháng có độ phân giải không gian 0.5
x 0.5 độ, thu nhận 2 phiên/tuần, hạn dự báo 32 ngày với các yếu tố dự báo trung bình

cho từng tuần trong tháng. Dự báo mùa có độ phân giải 0.75x0.75 độ, thu nhận mỗi
tháng một lần và dự báo cho 6 tháng tiếp theo. Các trường dự báo nhận được của dự
báo hạn mùa được lấy trung bình cho từng tháng. Cho đến nay các sản phẩm dự báo
của ECMWF đã được khai thác hiệu quả và góp phần nâng cao chất lượng dự báo
KTTV.
Ngoài TTDBQG, các sản phẩm dự báo mưa số trị còn được các cơ quan, đơn vị khác
nghiên cứu như Trường Đại học Khoa học tự nhiên và Viện khoa học Khí tượng thủy
văn và biến đổi khí hậu. Hướng nghiên cứu dự báo mưa hạn vừa và dài chủ yếu của
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên do GS. Phan Văn Tân và các cộng sự thực hiện tại
Khoa khí tượng thủy văn và hải dương học dựa theo cách tiếp cận sử dụng các mơ
hình khí hậu khu vực RCM (Regional Climate Model) chạy với đầu vào từ các dự báo
khí hậu tồn cầu xuống độ phân giải tinh hơn nhằm đáp ứng nhu cầu dự báo hạn vừa,
hạn dài của từng địa phương. Các mơ hình được áp dụng thử nghiệm bao gồm clWRF,
RegCM, MM5CL, REMO... chạy với đầu vào thu thập miễn phí từ hệ thống CFS
(Climate Forecast System) của NCEP. Với dự báo hạn ngắn, các nghiên cứu tập trung
9


vào các mơ hình như WRF, ETA hay HRM.
Nguyễn Văn Thắng (2013) [20] đã xây dựng thành công phương pháp xác định mưa từ
số liệu ra đa, ảnh mây vệ tinh và kết hợp ra đa và vệ tinh. Đề tài đã xây dựng thành
công phương pháp xác định mưa từ số liệu ra đa, ảnh mây vệ tinh và kết hợp ra đa và
vệ tinh. Trong đó các hệ số hiệu chỉnh mưa ra đa và các phương trình hồi quy hiệu
chỉnh mưa cho cả ra đa và vệ tinh được xây dựng chi tiết theo dạng các ô lưới. Lượng
mưa ước lượng từ ra đa bước đầu cho kết quả thấp so với thực tế. Có nhiều nguyên
nhân ảnh hưởng đến quá trình ước lượng mưa như mạng lưới ra đa chưa đồng bộ, mật
độ trạm quan trắc thưa và thuật toán xử lý nhiễu. Lượng mưa được chiết xuất trực tiếp
từ ảnh mây vệ tinh còn nhiều hạn chế. Diện mưa và cường độ mưa thường lớn hơn giá
trị quan trắc nên cần được nghiên cứu kết hợp để cho kết quả phù hợp hơn. Việc kết
hợp thông tin ra đa, vệ tinh và số liệu quan trắc cho kết quả khá tốt. Tuy nhiên, với

mạng lưới trạm quan trắc bề mặt đối với lượng mưa còn thưa và mạng lưới ra đa
không đồng bộ gây ra nhiều khó khăn trong việc thiết lập quan hệ giữa ba loại số liệu
này.
Trần Đình Trọng (2011)[21] đã ứng dụng thơng tin ảnh mây vệ tinh để phân tích và dự
báo mưa, mưa lớn trong thời gian ngắn. Qua việc phân tích, ứng dụng số liệu vệ tinh
trong việc phân tích và dự báo mưa lớn trên lãnh thổ Việt Nam nói chung, khu vực
Đơng Bắc Bộ nói riêng thơng qua áp dụng thử nghiệm cho các đợt mưa lớn điển hình.
Việc dự báo mưa lớn nếu tham khảo thơng tin mưa phân tích từ ảnh vệ tinh và xem xét
hoạt hình chuỗi các ảnh vệ tinh sẽ tăng cường hiệu quả dự báo mưa về cả thời gian và
cường độ; Tuy nhiên vẫn còn nhiều điểm đo mưa thực tế còn chưa phù hợp hoặc sai so
với dự báo hoặc sai so với phân tích trên ảnh vệ tinh. Điều này có thể được giải thích
là do sự sai khác về độ phân giải không gian và thời gian giữa ảnh vệ tinh và trạm đo
hoặc có thể sai sót trong q trình qui đổi các điểm mưa từ vệ tinh hoặc do hạn chế của
phương pháp chưa được nghiên cứu. Tất cả các đợt mưa vừa, mưa lớn trong thời gian
thử nghiệm đều được ra đa quan trắc và phát hiện ra. Việc thực hiện quan trắc, cảnh
báo, dự báo cực ngắn mưa và các hiện tượng thời tiết theo các bước như quy trình cho
thấy hiệu quả tương đối tốt trong việc giám sát và cảnh báo các hiện tượng này bằng ra
đa thời tiết ở Việt Nam
10


1.1.2.2. Dự báo lũ
Dự báo lũ, dòng chảy đến hồ với thời đoạn vừa và dài là một nhiệm vụ quan trọng
phục vụ việc điều hành chống lũ cho hạ du và sản xuất điện, cấp nước v.v…Đây là vấn
đề hết sức phức tạp được nhiều nhà nghiên cứu trong nước quan tâm trong thời gian
gần đây. Các nghiên cứu thường chia thành hạn dự báo ngắn (dự báo, cảnh báo từ 06
giờ đến 24 giờ) và hạn vừa (cảnh báo đến 05 ngày). Đối với hướng dự báo lũ với thời
đoạn ngắn (6-24giờ): Các nghiên cứu tập trung phân tích rõ tính chất các yếu tố thủy
văn, hiện tượng thủy văn, diễn biến, mức độ hoặc giá trị của mực nước, lưu lượng
nước. Một số nghiên cứu điển hình như: Nghiên cứu xây dựng công nghệ dự báo lũ

sông Đà phục vụ điều tiết hồ Hồ Bình trong cơng tác phòng chống lũ lụt (Nguyễn
Lan Châu, 2004) [23]; Nghiên cứu ứng dụng mơ hình WETSPA và HECRAS mơ
phỏng, dự báo q trình lũ trên hệ thống sơng Thu Bồn - Vu Gia (Đặng Thanh Mai,
2005) [24].
Trong khi đó, đối với hướng dự báo dòng chảy lũ hạn vừa: Các nghiên cứu tập trung
vào việc ứng dụng các phương pháp, mơ hình thủy văn sử dụng số liệu dự báo mưa
định lượng từ các mơ hình khí tượng để tính tốn dự báo mực nước, lưu lượng vào dự
báo dịng chảy lũ. Một số nghiên cứu điển hình như: Nghiên cứu ứng dụng số liệu vệ
tinh, viễn thám, mưa số trị kết hợp số liệu bề mặt trong dự báo thủy văn (Đặng Ngọc
Tĩnh, 2010) [25]; Nghiên cứu phát triển hệ thống phân tích, giám sát, cảnh báo và dự
báo thiên tai thủy văn cho hệ thống sông Ba (Đặng Thanh Mai, 2011) [26]; Nghiên
cứu xây dựng công nghệ cảnh báo, dự báo lũ cho các sơng chính ở Quảng Bình,
Quảng Trị (Vũ Đức Long, 2012) [27]; Nghiên cứu xây dựng cơng nghệ dự báo dịng
chảy lũ đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sơng Hồng (Bùi Đình Lập, 2014) [28];
Nghiên cứu xây dựng công nghệ dự báo lũ và cảnh báo ngập lụt cho các sơng chính
tỉnh Bình Định và Khánh Hòa (Đặng Thanh Mai, 2014) [29].
Từ việc nghiên cứu các kết quả đạt được của các đề tài nghiên cứu khoa học theo 2
hướng nghiên cứu trên, tình hình nghiên cứu dự báo lũ ở Việt Nam hiện nay có thể
được tổng kết tóm tắt như sau:
Dự báo dòng chảy ngắn hạn thường sử dụng các biểu đồ kinh nghiệm, phương pháo
truyền thống, mơ hình TANK, NAM, SSARR dạng thu gọn, mơ hình diễn tốn lũ
11


trong sơng, quan hệ mưa rào dịng chảy, phương pháp mực nước tương ứng. Mức bảo
đảm của dự báo thuỷ văn đạt mức 70% - 85% với thời gian dự nhỏ hơn 24h. Khi tăng
thời gian dự kiến thêm 12-24h nữa thì độ chính xác giảm xuống cịn 65-70%.
Dự báo dòng chảy hạn vừa thường được tiến hành với việc sử dụng các phương pháp
sau: Các phương pháp thuộc nhóm thống kê như phân tích tương quan đa biến, mơ
hình ARIMA. Các mơ hình mưa dịng chảy như TANK, SSARR, HEC-HMS, MIKENAMsử dụng số liệu định lượng mưa từ các mơ hình khí tượng đang được thử nghiệm

trong dự báo tác nghiệp. Điều đó dẫn đến chất lượng dự báo phụ thuộc rất nhiều vào
dự báo mưa. Các mơ hình thủy văn đang được sử dụng nhiều: Mơ hình Marine của
Viện Cơ học chất lỏng Toulouse (Pháp) xây dựng. Mô hình này đang được Viện Cơ
học Việt nam và Trung tâm Dự báo KTTVTW nghiên cứu trong một đề tài NCKH cấp
Bộ (Nguyễn Lan Châu, 2007) [30]. Nghiên cứu xây dựng công nghệ dự báo lũ sông
Đà phục vụ điều tiết hồ Hồ Bình trong cơng tác phịng chống lũ lụt, (Nguyễn Lan
Châu, 2004)[31]. Xây dựng công nghệ dự báo trước 5 ngày dòng chảy đến các hồ chứa
lớn trên hệ thống sông Đà và sông Lô (Nguyễn Viết Thi, 2006) [32]. Hợp tác nghiên
cứu xây dựng công nghệ dự báo lũ trung hạn kết nối với công nghệ điều hành hệ thống
cơng trình phịng chống lũ cho đồng bằng sơng Hồng – sơng Thái Bình, (Vũ Minh
Cát, 2007) [33]. Nghiên cứu dự báo mưa, lũ trung hạn cho vận hành hệ thống hồ chứa
phòng lũ ứng dụng cho lưu vực sơng cả (Hồng Thanh Tùng, 2010) [34]. Nhìn chung
mức bảo đảm dự báo thủy văn hạn vừa (trước 3 ngày và 5 ngày vào mùa lũ) mới chỉ
đạt khoảng 70%, trong trường hợp lũ lớn thì đạt được dưới 60%
1.2. Tổng quan nghiên cứu mô phỏng ngập lụt và vận hành hồ chứa
1.2.1. Các nghiên cứu trên thế giới
Cho đến nay, hướng nghiên cứu ngập lụt tập trung vào những nội dung chính như: Xây
dựng hệ thống giám sát và cảnh báo ngập lụt trên cơ sở sử dụng mơ hình thuỷ văn,
thuỷ lực MIKE11 kết hợp với sử dụng tư liệu viễn thám GMS, NOAA-12 và NOAA14 như ở Bangladest; sử dụng tư liệu viễn thám FY-II, OLR, GPCP, ERS-II, SSM/I tại
Trung Quốc. Thái Lan đã sử dụng mơ hình thuỷ lực HEC- RAS và khảo sát thực địa
để xây dựng các mặt cắt sông ở sông Mae Chaem dựa vào các trạm đo D-GPS phục vụ
cho công tác cảnh báo và dự báo lũ. Ứng dụng công nghệ viễn thám vào nghiên cứu
12


ngập lụt như ở Thái Lan với “Dự án phát triển hệ thống cảnh báo ngập lụt cho vùng
lòng chảo Chao Phraya”; các nước châu Phi đã sử dụng mô hình thuỷ văn FEWS NET
kết hợp với hệ thống thơng tin địa lý GIS, từ đó xây dựng hệ thống giám sát và cảnh
báo ngập lụt với sự trợ giúp của tổ chức USGS/EROS. Tại Pháp hãng cung cấp ảnh vệ
tinh SPOT đã ứng dụng ảnh vệ tinh vào giám sát ngập lụt hiện đang được nhiều nước

đang áp dụng. Tổ chức GISTDA của Thái Lan cũng đã áp dụng ảnh vệ tinh Landsat 5
TM để xác định vùng ngập lụt cho các lưu vực sơng vùng phía Bắc Thái Lan như sông
Songkram, vùng ngập lụt thuộc tỉnh Sukotha.
Xây dựng tổ chức quản lý lưu vực sơng và phịng ngừa lũ lụt theo hướng “Quản lý lưu
vực sơng và phịng ngừa lụt lội” đó là mơ hình tổ chức quản lý lưu vực sông Seine
(Pháp), với sự tham gia chặt chẽ của các ngành, các địa phương và cộng đồng dân cư
trong lưu vực. Chris Nielsen (2006). đã ứng dụng mơ hình MIKE SHE để tính tốn
ngập lụt vùng đồng bằng và tiêu thốt nước đơ thị, đã áp dụng cho khu vực Đông Nam
Á đông đúc dân cư sinh sống với đặc trưng các dịng sơng lớn chảy qua các vùng đồng
bằng trũng và các khu đô thị. Nathalie Asselman và các tác giả khác (2009) đã công bố
nghiên cứu về một số mơ hình số mơ phỏng ngập lụt. Tác giả đã phân tích các kiểu mơ
hình số mô phỏng ngập lụt. Tác giả đã chọn 3 lưu vực tính tốn thử nghiệm: vùng cửa
sơng Scheldt (Hà Lan) với đặc điểm địa hình thấp và được bảo bệ bởi đê; vùng dọc
theo sơng Thames (Anh), có đồng bằng thấp trũng có đê bảo vệ và lưu vực sơng
Brembo (Italia) với đặc điểm địa hình núi cao, dịng sơng dốc. Qua nghiên cứu, các tác
giả đã có đánh giá tổng quan việc áp dụng các kiểu mơ hình mơ phỏng tương ứng với
các lưu vực như sau: Với các lưu vực sông thấp, vùng ngập lụt rộng, phẳng hoặc vùng
cửa sơng có vùng ngập lụt rộng thì áp dụng mơ hình 2 chiều có lưới cấu trúc hoặc
khơng cấu trúc. Cũng có thể sử dụng ơ ruộng nếu vùng đó mang tính chất chứa là chủ
yếu và thiếu số liệu địa hình chi tiết:
+ Với lưu vực sơng có dịng sơng dốc và vùng ngập rộng: nếu có đủ dữ liệu u cầu thì
sử dụng mơ hình 2 chiều kết hợp với dịng chính; nếu có đủ số liệu về mặt cắt ngang
sơng nhưng thiếu tài liệu địa hình thì dụng mơ hình 1 chiều kết hợp với dịng chính.
+ Với lưu vực sơng có dịng sơng dốc và vùng ngập hẹp thì sử dụng mơ hình 1 chiều
hoặc 2 chiều kết hợp với dịng chính; cũng có thể sử dụng mơ hình 1 chiều với sự thay
13