(Luận văn thạc sĩ) Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu tới lũ thiết kế và khả năng phòng lũ hạ du các hồ chứa lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.17 MB, 116 trang )
L I CAM OAN
Tôi xin cam đoan lu n v n đ
t , đã đ
c th c hi n d a trên các s li u thu th p t ngu n th c
c công b , đ ng t i trên các t p chí, sách, báo chuyên ngành. Các k t qu nêu
trong lu n v n là trung th c, không sao chép b t k m t lu n v n ho c m t đ tài
nghiên c u nào khác đã th c hi n tr
c đó.
Tơi xin cam đoan, đây là cơng trình nghiên c u đ c l p c a b n thân v i s giúp đ
c a giáo viên h
ng d n. M i s giúp đ cho vi c th c hi n lu n v n này đã đ
n và các thơng tin trích d n trong lu n v n đã đ
cc m
c ghi rõ ngu n g c.
Hà N i, ngày tháng 11 n m 2016
H c viên
Ngô M nh Hà
i
L IC M
N
Trong quá trình h c t p và làm lu n v n t t nghi p cao h c, đ
th y, cô giáo Khoa Thu v n – Tài nguyên n
c, tr
ng
c s giúp đ c a các
i h c Th y l i, đ c bi t là
TS. Ngô Lê An và PGS.TS. Ngô Lê Long, cùng s n l c c a b n thân, đ n nay tác
gi đã hoàn thành lu n v n th c s k thu t, chuyên ngành Th y v n h c v i đ tài
“ ánh giá tác đ ng c a Bi n đ i khí h u t i l thi t k và kh n ng phòng l h du
các h ch a l u v c sông Vu Gia – Thu B n”.
Do th i gian và kinh nghi m còn h n ch nên lu n v n không tránh kh i nh ng thi u
sót, vì v y r t mong nh n đ
c s góp ý c a các th y, cô và các đ ng nghi p.
Tác gi bày t lòng bi t n sâu s c t i TS. Ngô Lê An và PGS.TS. Ngô Lê Long đã
h
ng d n, ch b o t n tình và cung c p các ki n th c khoa h c c n thi t trong quá
trình th c hi n lu n v n. Xin chân thành c m n các th y, cô giáo Khoa Thu v n –
Tài nguyên n
c, phòng
ào t o
i h c và sau
i h c tr
ng
i h c Th y L i đã
t o m i đi u ki n thu n l i cho tác gi hoàn thành t t lu n v n th c s c a mình.
Tác gi chân thành c m n các đ ng nghi p và lãnh đ o C c Qu n lý tài nguyên n
c
đã t o đi u ki n, cung c p các tài li u liên quan và giúp đ tác gi hoàn thành lu n v n.
Tác gi xin chân thành c m n các b n bè và gia đình đã đ ng viên, khích l tác gi
trong q trình h c t p và th c hi n lu n v n này.
Hà N i, ngày tháng
n m 2016
H c viên
Ngô M nh Hà
ii
M CL C
M C L C HÌNH .........................................................................................................vi
M C L C B NG ...................................................................................................... viii
M
U .........................................................................................................................1
1. Tính c p thi t c a
tài ............................................................................... 1
2. M c tiêu nghiên c u ...................................................................................... 1
3.
it
ng và ph m vi nghiên c u ................................................................. 2
4. Cách ti p c n và ph
CH
ng pháp nghiên c u ................................................... 2
NG 1: T NG QUAN CÁC V N
NGHIÊN C U ....................................3
1.1. T ng quan tính tốn l thi t k có xét đ n B KH .................................... 3
1.1.1. Các ph
ng pháp tính l thi t k ............................................................ 3
1.1.2. T ng quan tính tốn l thi t k có xét đ n bi n đ i khí h u ................... 5
1.1.2.1. Các nghiên c u trên th gi i ................................................................ 5
1.1.2.2. Các nghiên c u
Vi t Nam ................................................................. 7
1.2. T ng quan nghiên c u v n hành h ch a phòng l h du ......................... 9
1.2.1. Các nghiên c u v n hành h ch a phòng l h du trên th gi i ............. 9
1.2.2. Các nghiên c u v n hành h ch a phòng l h du
1.3.
Vi t Nam ........... 13
xu t nh ng v n đ nghiên c u trong lu n v n ................................... 15
CH
NG 2:
C I M T NHIÊN VÀ TÌNH HÌNH L L T VÙNG
NGHIÊN C U .............................................................................................................16
2.1.
c đi m t nhiên l u v c sông Vu Gia - Thu B n ................................ 16
2.1.1. V trí đ a lý ............................................................................................ 16
2.1.2.
c đi m đ a hình ................................................................................. 16
2.1.3.
c đi m th m ph th c v t ................................................................. 17
2.2. M ng l
i sơng ngịi ................................................................................ 18
2.2.1. Sơng Vu Gia .......................................................................................... 18
2.2.2. Sông Thu B n ....................................................................................... 19
2.3. M ng l
i tr m quan tr c khí t
ng, th y v n trên l u v c .................... 20
2.4. Tình hình m a, l trên l u v c sơng Vu Gia - Thu B n.......................... 22
2.4.1. Tình hình m a l ................................................................................... 22
iii
2.4.2.
c đi m dòng ch y l trên l u v c ..................................................... 24
2.4.3. Kh n ng x y ra l l n nh t trong n m trên l u v c ............................ 26
2.4.4. ánh giá tác đ ng c a bi n đ i khí h u đ n đ c tr ng dòng ch y l ... 28
2.5. Hi n tr ng h th ng h ch a th y đi n trên l u v c................................ 29
CH
NG 3: ÁNH GIÁ S THAY
I L THI T K CÁC H CH A
TRÊN L U V C SÔNG VU GIA - THU B N D
I TÁC
NG C A BI N
I KHÍ H U ............................................................................................................. 37
3.1. L a ch n k ch b n B KH ........................................................................ 37
3.1.1.
c đi m các mơ hình mơ phịng k ch b n bi n đ i khí h u ................ 37
3.1.2. Phân tích l a ch n k ch b n bi n đ i khí h u ....................................... 38
3.2. Phân tích, đánh giá s thay đ i l ng m a t i các tr m trên l u v c d i
tác đ ng c a B KH ........................................................................................ 40
3.2.1. Ph ng pháp tính tốn, xác đ nh l ng m a t i các tr m theo các k ch
b n B KH ....................................................................................................... 40
3.2.2. K t qu tính tốn, d báo s thay đ i l ng m a t i các tr m theo các
k ch b n B KH l a ch n ................................................................................ 43
3.3. Phân tích, đánh giá thay đ i dòng ch y l thi t k t i h A V ng d i
tác đ ng c a B KH ........................................................................................ 46
3.3.1. Xác đ nh dòng ch y l thi t k t i h A V
ng.................................... 46
3.3.2. Xác đ nh dòng ch y l thi t k t i h A V ng theo các k ch b n
B KH .............................................................................................................. 47
CH
NG 4: ÁNH GIÁ KH N NG I U TI T L VÀ
XU T GI I
PHÁP V N HÀNH H TH NG H CH A KHI XÉT
N NH H
NG
C A BI N
I KHÍ H U ........................................................................................ 51
4.1. Thi t l p bài toán v n hành liên h ch a ki m sốt l l u v c sơng Vu
Gia-Thu B n .................................................................................................... 51
4.1.1. Phân tích l a ch n các tr n l đi n hình ............................................... 51
4.1.2. Thi t l p bài toán v n hành liên h ch a ki m sốt l l u v c sơng Vu
Gia-Thu B n .................................................................................................... 54
4.1.2.1.Nguyên t c v n hành liên h ch a c t gi m l l u v c sông Vu GiaThu B n ........................................................................................................... 54
4.1.2.2.Thi t l p b cơng c mơ hình tốn ph c v bài tốn v n hành liên h
ch a phịng l . ................................................................................................. 56
4.2. ánh giá hi u qu c t gi m l h du c a h A V
ng ............................ 64
4.2.1. ánh giá s gia t ng m c n c h du theo s bi n đ i l u l ng đ n h
A V ng .......................................................................................................... 65
iv
4.2.2. Hi u qu c t gi m l c a h A V
ng .................................................. 66
4.3. ánh giá hi u qu c t gi m l h du c a h th ng h ch a trên l u v c
sơng Vu Gia-Thu B n ..................................................................................... 70
4.3.1. Tính tốn v i tr n l n m 1998 (t 18 ÷ 25/11) ................................... 72
4.3.2. Tính tốn v i tr n l n m 2007 (t 09 ÷ 17/11) ................................... 75
4.3.3. Tính toán v i tr n l n m 2009 (t 28/9 ÷ 4/10) .................................. 76
4.4. Nghiên c u đi u ch nh quy t c v n hành h ch a A V ng trong tr ng
h p l đ n h là l thi t k , l thi t k (có xét B KH) .................................. 79
K T LU N VÀ KI N NGH .....................................................................................87
1. Các k t qu đ t đ
c ................................................................................... 87
2. Nh ng t n t i trong lu n v n ...................................................................... 89
3. Nh ng ki n ngh v h
ng nghiên c u ti p theo ........................................ 89
TÀI LI U THAM KH O...........................................................................................90
Ti ng Vi t ........................................................................................................ 90
Ti ng Anh ........................................................................................................ 91
PH L C .....................................................................................................................93
v
M C L C HÌNH
Hình 2.1. Ph m vi l u v c sông Vu Gia – Thu B n ........................................... 18
Hình 2.2. B n đ m ng l i tr m khí t ng th y v n l u v c Vu Gia - Thu B n
............................................................................................................................. 22
Hình 2.3. Xu th bi n đ i m a 1,3,5,7 ngày max tr m Thành M (1979 - 2008)
............................................................................................................................. 23
Hình 2.4. T ng h p q trình l chính v tr m Thành M ................................. 28
Hình 2.5. Th i gian xu t hi n l l n nh t tr m Thành M ................................. 28
Hình 2.6. S đ v trí trí các cơng trình th y đi n n m trong Quy trình v n hành
liên h ch a trên l u v c sông Vu Gia – Thu B n ............................................. 36
Hình 3.1. Ph m vi mơ hình HadGEM3-RA ........................................................ 39
Hình 3.2. Ơ l
i mơ hình khí h u HadGEM3-RA cho vùng Vi t Nam ............. 41
Hình 3.3. Các tr m khí t ng, th y v n s d ng đ tính tốn chi ti t hố l ng
m a t mơ hình HadGEM3-RA .......................................................................... 42
Hình 3.4: V trí cơng trình th y đi n A V ng trên l u v c sông Vu Gia – Thu
B n....................................................................................................................... 46
Hình 3.5.
ng t n su t X1max tr m Hiên và à N ng k ch b n RCP4.5 và
RCP8.5................................................................................................................. 48
Hình 4.1. Quá trình l đ n h A V
ng – mơ hình l n m 1988 ....................... 53
Hình 4.2. Quá trình l đ n h A V
ng – mơ hình l n m 2007 ....................... 53
Hình 4.3. Q trình l đ n h A V
ng – mơ hình l n m 2009 ....................... 54
Hình 4.4. S đ kh i bài tốn quy trình v n hành liên h ch a.......................... 56
Hình 4.5. M ng mơ hình thu l c l u v c sông Vu Gia-Thu B n ..................... 60
Hình 4.6.S đ quy trình hi u ch nh b thơng s mơ hình ................................. 60
Hình 4.7. K t qu mơ ph ng q trình m c n
c l t i tr m Thành M ........... 62
Hình 4.8. K t qu mơ ph ng q trình m c n
c l t i tr m H i Khách........... 62
Hình 4.9. K t qu mơ ph ng q trình m c n
c l t i tr m Ái Ngh a ............. 63
Hình 4.10. K t qu mơ ph ng q trình m c n
c l t i tr m Nông S n .......... 63
Hình 4.11. K t qu mơ ph ng quá trình m c n
c l t i tr m Giao Th y ......... 64
Hình 4.12. Quá trình m c n c t i Ái Ngh a-đi u ti t h A V ng (mơ hình l
thi t k n m 1998) ............................................................................................... 66
Hình 4.13. Quá trình m c n c t i Ái Ngh a-đi u ti t h A V ng (mơ hình l
thi t k có xét B KH n m 1998) ........................................................................ 67
vi
Hình 4.14. Quá trình m c n c t i Ái Ngh a-đi u ti t h A V ng (mơ hình l
thi t k n m 2007) ............................................................................................... 67
Hình 4.15. Quá trình m c n c t i Ái Ngh a-đi u ti t h A V ng (mô hình l
thi t k có xét B KH n m 2007) ........................................................................ 68
Hình 4.16. Quá trình m c n c t i Ái Ngh a-đi u ti t h A V ng (mơ hình l
thi t k n m 2009) ............................................................................................... 68
Hình 4.17. Quá trình m c n c t i Ái Ngh a-đi u ti t h A V ng (mơ hình l
thi t k có xét B KH n m 2009) ........................................................................ 69
Hình 4.18. Quá trình m c n c t i Ái Ngh a-mơ hình l thi t k đ n h A
V ng n m 1998 ................................................................................................. 74
Hình 4.19. Quá trình m c n c t i Ái Ngh a- mơ hình l thi t k đ n h A
V ng (có xét B KH) n m 1998 ....................................................................... 74
Hình 4.20. Quá trình m c n c t i Ái Ngh a-mơ hình l thi t k đ n h A
V ng n m 2007 ................................................................................................. 75
Hình 4.21. Quá trình m c n c t i Ái Ngh a- mơ hình l thi t k đ n h A
V ng (có xét B KH) n m 2007 ....................................................................... 76
Hình 4.22. Quá trình m c n c t i Ái Ngh a-mơ hình l thi t k đ n h A
V ng n m 2009 ................................................................................................. 77
Hình 4.23. Quá trình m c n c t i Ái Ngh a- mơ hình l thi t k đ n h A
V ng (có xét B KH) n m 2009 ....................................................................... 77
Hình 4.24. i u ti t h A V
ng tr n l thi t k (mơ hình n m 1998) .............. 80
Hình 4.25. i u ti t h A V ng tr n l thi t k có xét B KH (mơ hình n m
1998) .................................................................................................................... 81
Hình 4.26. i u ti t h A V
ng tr n l thi t k (mơ hình n m 2007) .............. 81
Hình 4.27. i u ti t h A V ng tr n l thi t k có xét B KH (mơ hình n m
2007) .................................................................................................................... 82
Hình 4.28. i u ti t h A V
ng tr n l thi t k (mơ hình n m 2009) .............. 82
Hình 4.29. i u ti t h A V ng tr n l thi t k có xét B KH (mơ hình n m
2009) .................................................................................................................... 83
Hình 4.30.Quá trình m c n
c t i Ái Ngh a-n m 1998 ..................................... 83
Hình 4.31.Quá trình m c n
c t i Ái Ngh a-n m 1998 (ti p)............................ 84
Hình 4.32.Quá trình m c n
c t i Ái Ngh a-n m 2007 ..................................... 84
Hình 4.33.Quá trình m c n
c t i Ái Ngh a-n m 2007 (ti p)............................ 85
Hình 4.34.Quá trình m c n
c t i Ái Ngh a-n m 2009 ..................................... 85
Hình 4.35.Quá trình m c n
c t i Ái Ngh a-n m 2009 (ti p)............................ 86
vii
M C L C B NG
B ng 2.1.
c tr ng hình thái sơng chính vùng nghiên c u ............................... 20
B ng 2.2. M ng l i các tr m khí t ng và đo m a trên l u v c sông Vu Gia Thu B n ............................................................................................................... 20
B ng 2.3. M ng l
i các tr m th y v n trên l u v c sông Vu Gia – Thu B n .. 21
B ng 2.4. Xu th bi n đ i l ng m a 1, 3, 5, 7 ngày max các tr mtrên l u v c
sông Vu Gia – Thu B n (1979 - 2008)................................................................ 23
B ng 2.5. T n s xu t hi n l l n nh t n m vào các tháng trong n m ( n v :
%)......................................................................................................................... 27
B ng 2.6. Thông s k thu t ch y u c a các h ch a th y đi n n m trong Quy
trình v n hành liên h ch a trên l u v c sông Vu Gia – Thu B n ..................... 34
B ng 3.1.
c tr ng c a các k ch b n bi n đ i khí h u ...................................... 38
B ng 3.2. S thay đ i l ng m a 1 ngày l n nh t so v i th i k n n theo K ch
b n RCP 4.5 (đ n v : %) ..................................................................................... 44
B ng 3.3. S thay đ i l ng m a 1 ngày l n nh t (%) so v i th i k n n theo
K ch b n RCP 8.5 ................................................................................................ 45
B ng 3.4.
ng đ n v cho tuy n đ p A V
B ng 3.5. M a 1 ngày l n nh t và l u l
ng .............................................. 47
ng đ nh l thi t k h A V
ng ....... 47
B ng 3.6. L ng m a ngày l n nh t theo hi n tr ng và K ch B n B KH (mm)
............................................................................................................................. 48
B ng 3.7. So sánh l u l ng đ nh l thi t k theo hi n tr ng và các k ch b n
B KH .................................................................................................................. 49
B ng 4.1. Các n m l đi n hình trên l u v c sơng Vu Gia-Thu B n ................. 52
B ng 4.2. K t qu hi u ch nh mơ hình (tr n l 31/10 ÷ 11/11/1999) ................. 61
B ng 4.3. K t qu hi u ch nh mơ hình (tr n l 27/10 - 7/11/1996) .................... 64
B ng 4.4.
c tr ng đ nh l h A V
ng và Ái Ngh a ...................................... 66
B ng 4.5. Dung tích đi u ti t c a các h ............................................................. 72
B ng 4.6.Các đ c tr ng tr n l n m 1998 ........................................................... 73
B ng 4.7.Các đ c tr ng tr n l n m 2007 ........................................................... 75
B ng 4.8.Các đ c tr ng tr n l n m 2009 ........................................................... 76
B ng 4.9. T ng h p l u l ng x l n nh t h A V ng các ph ng án mô
ph ng ................................................................................................................... 79
B ng 4.10. T ng h p hi u qu gi m m c n c tr m Ái Ngh a theo các ph ng
án ......................................................................................................................... 86
viii
M
U
1. Tính c p thi t c a
tài
L u v c sông Vu Gia - Thu B n n m
khu v c Trung b Vi t Nam, thu c vùng kinh
t tr ng đi m mi n Trung, là n i có nhi u di s n v n hóa đ
Tuy nhiên, do đ c đi m c a l u v c, v mùa l dòng ch y
c th gi i cơng nh n...
th
ng ngu n có t c đ
l n, l t p trung nhanh đ xu ng đ ng b ng, vùng đ ng b ng sông có đ d c bé, lịng
nơng, b sơng th ng, các c a sông th
ng b b i và th t h p d n đ n kh n ng thốt l
kém, đ i b ph n dịng ch y l khi g n đ n Ái Ngh a và Giao Th y đã ch y tràn b và
gây ng p úng cho tồn b h l u sơng.
Ngày 07 tháng 9 n m 2015 Th t
ng Chính ph đã ký Quy t đ nh s 1537/Q -TTg v
vi c ban hành quy trình v n hành liên h ch a trên l u v c sông Vu Gia – Thu B n.
Trong đó quy đ nh các h ch a ngồi nhi m v phát đi n cịn ph i đ m b o an tồn
cơng trình đ i v i các tr n l ki m tra t i tuy n cơng trình và góp ph n gi m l h du.
D
i tác đ ng c a bi n đ i khí h u tồn c u, l l t
các t nh Mi n Trung nói chung và
l u v c sông Vu Gia – Thu B n nói riêng s gia t ng c v t n su t l n c
ng đ . Vì th
đ tài “ ánh giá tác đ ng c a Bi n đ i khí h u t i l thi t k và kh n ng phòng l
h du các h ch a l u v c sông Vu Gia – Thu B n” có tính c p thi t và ý ngh a th c
ti n sâu s c trong vi c đánh giá l i kh n ng phòng l h du c a các h ch a, làm c s
đ a ra các gi i pháp v n hành h p lý, phát huy hi u qu gi m l c a các h ch a phía
th
ng l u, góp ph n gi m thi u thi t h i do l gây ra đ i v i dân c h du các h ch a.
2. M c tiêu nghiên c u
- Nghiên c u đ xu t đ
c ph
ng pháp tính tốn l thi t k h ch a có xét đ n bi n đ i
khí h u, đ ng th i đánh giá l i kh n ng phòng l h du c a m t s h ch a th
ng
ngu n l u v c sông Vu Gia – Thu B n.
-
xu t ph
ng án v n hành h A V
ng ng v i các tr n l thi t k và tr n l thi t
k có xét đ n bi n đ i khí h u, ph i h p v i các h ch a ak Mi 4, Sông Tranh 2, Sông
Bung 4 gi m l h du l u v c sông Vu Gia - Thu B n.
1
3.
it
it
-
ng và ph m vi nghiên c u
ng nghiên c u: Các h ch a l n trên l u v c sông Vu Gia – Thu B n tham
gia c t gi m l cho h du.
- V ph m vi nghiên c u: l u v c sông Vu Gia – Thu B n
4. Cách ti p c n và ph
ng pháp nghiên c u
- Cách ti p c n:
+ Tính tốn l thi t k m t s h ch a l u v c sông Vu Gia - Thu B n có xét đ n bi n
đ i khí h u.
+
ng d ng mơ hình tốn đánh giá vai trò c a các h ch a trong vi c gi m l h du
l u v c sông Vu Gia – Thu B n
- Ph
ng pháp nghiên c u:
+ Ph
ng pháp th ng kê, x lý s li u: Thu th p và x lý s li u, các tài li u liên quan
c n thi t đ n l nh v c nghiên c u.
+ Ph
ng pháp mơ hình tốn: Phân tích và l a ch n các mơ hình tốn phù h p đ s
d ng trong phân chia vùng nghiên c u, tính toán th y v n th y l c cho l u v c sông
Vu Gia - Thu B n.
+ Ph
ng pháp k th a: Tham kh o và k th a các tài li u, k t qu , các h s có báo
cáo liên quan đ n n i dung báo cáo đã đ
c nghiên c u tr
quan và t ch c.
2
c đây c a các tác gi , c
CH
NG 1: T NG QUAN CÁC V N
NGHIÊN C U
1.1. T ng quan tính tốn l thi t k có xét đ n B KH
1.1.1. Các ph
ng pháp tính l thi t k
L thi t k đ
c đ nh ngh a là đ
đ
ng quá trình l hay l u l
ng đ nh l t c th i thu
c dùng đ thi t k m t cơng trình thu l i ho c ch nh tr sông sau khi đã xem xét
các y u t chính tr , xã h i, kinh t và thu v n. Tính tốn l thi t k là m t n i dung
quan tr ng trong thi t k và thi cơng các cơng trình th y nói chung trong đó có đ p và
h ch a, đê sông, đê bi n. K t qu tính tốn l thi t k s quy t đ nh quy mơ cơng
trình và các thơng s thi t k c a cơng trình có liên quan đ n an toàn vùng h du. Các
đ c tr ng l thi t k đ
thi t k W max và đ
Các ph
c tính tốn bao g m l u l
ng l
ng quá trình l thi t k (Q~t) maxp .
ng pháp tính tốn l thi t k có th đ a ra d
g m: (a) các ph
ng pháp th ng kê, (b) các ph
pháp k t h p c 2 nhóm ph
a) Ph
ng đ nh l Q max , t ng l
i nhi u d ng khác nhau bao
ng pháp t t đ nh và (c) các ph
ng
ng pháp trên.
ng pháp th ng kê tính tốn l thi t k b ng cách kh p m t phân b t n su t l
v i các đ nh l th c đo. N u chu i quan tr c l dài thì ph
s d ng và đ
Trong tr
c coi nh là m t “ph
ng pháp này th
ng đ
ng pháp chu n” trong vi c tính tốn t n su t l .
ng h p khơng có chu i quan tr c l thì phân b t n su t l có th đ
b ng cách s d ng các ph
nh t c a ph
c
ng pháp phân vùng m a (l u v c t
cl y
ng t ). H n ch l n
ng pháp th ng kê này là c n ph i có chu i s li u l quan tr c dài đ i
bi u. Các sai s l n có th x y ra khi các chu i đo ng n và c n ph i đ
c ngo i suy đ
c tính l có t n su t nh .
b) Các ph
ng pháp t t đ nh l a ch n m t tr n m a thi t k t đ
ng IDF (c
ng đ ,
th i đo n và t n su t) v i th i đo n xác đ nh. Tr n m a này s là đ u vào cho mơ hình
dịng ch y đ tính đ
ng q trình l thi t k . Th i kho ng c a tr n m a b thay đ i vì
th tr n m a nào cho đ nh l l n nh t th
ng đ
c xem xét l a ch n.
c a cách ti p c n này là d dàng th c hi n và xem xét đ
u đi m chính
c các q trình c a l u v c.
Các q trình này chính là quá trình v t lý chuy n đ i t m a sang dịng ch y và nó
d a trên y u t sau: vi c l a ch n bi u đ m a thi t k (hình d ng và th i kho ng), s
3
t
ng t gi a th i k l p l i m a và dòng ch y và l a ch n đi u ki n m c a đ t tr
tr n m a. Ph
toán t đ
ng pháp th
ng dùng nh t là s d ng đ
ng m a hi u qu thi t k . Các đ
v t ng h p SCS, Snyder. Ho c ph
nghi m trong tr
c
ng q trình l đ n v tính
ng l đ n v th
ng dùng là đ
ng đ n
ng pháp khác là s d ng các công th c kinh
ng h p khơng có tài li u đo dịng ch y, nh
th c quan h Q = CIA đ tính tốn l u l
M thì s d ng cơng
ng đ nh l .
c) Các cách ti p c n khác là s k t h p gi a các ph
ng pháp th ng kê và ph
ng
pháp t t đ nh. Eagleson (1972) đ xu t vi c k t h p gi a hàm m t đ xác su t m a v i
hàm ph n ng l u v c đ thu đ
máy tính, cách ti p c n này đ
c phân b t n su t l . Do s phát tri n c a khoa h c
c phát tri n m nh và gi th
ng đ
c ng d ng b ng
cách k t h p gi a vi c sinh chu i m a ng u nhiên dài (s d ng các mơ hình sinh chu i
ng u nhiên nh Monte Carlo) v i các mơ hình liên t c m a - dòng ch y đ t o ra
chu i dịng ch y có th dùng trong vi c phân tích t n su t l . Trái ng
pháp tính l thi t k d a trên l th c đo, ph
ng đ c a nó c ng nh đ
m k tr
ng
ng pháp mô ph ng liên t c này có l i th
là khơng c n ph i gi thi t v th i k l p l i c a l
c
c v i ph
ng m a thi t k , th i đo n và
c c a đ t. Nh
c đi m c a ph
ng pháp có
th là m t nhi u th i gian tính tốn c ng nh mơ hình m a khá ph c t p.
Ngoài ra, m t s qu c gia phát tri n đang dùng đó là s d ng l đ
kh n ng - l c c h n (PMF) đ
các y u t khí t
c đ nh ngh a là l l n nh t x y ra do s k t h p c a
ng thu v n c c đoan cho m t vùng c th , hay nói cách khác khơng
có tr n l nào l n h n tr n l này có th x y ra
Ph
vùng nghiên c u.
ng pháp tính l PMF có th t m chia thành 2 d ng chính là ph
và ph
c g i là l l n nh t
ng pháp t t đ nh. Ph
ng pháp th ng kê đ
ng pháp th ng kê
c tính tốn d a trên vi c c c đ i
hố các thơng s gây m a l b ng cách phân tích chu i th c đo trong quá kh . Ph
pháp t t đ nh th
ng đ
kh n ng PMP. Ph
t
c s d ng đ tính tốn l PMF thơng qua l
ng
ng m a l n nh t
ng pháp này đòi h i r t nhi u tài li u, s li u liên quan v khí
ng và thu v n.
ng quá trình l thi t k là quá trình th y v n đáp ng tiêu chu n thi t k đ đ m
b o an tồn cho cơng trình. Tiêu chu n l thi t k cho h ch a d a trên vi c tính tốn
4
l c c h n (PMF) hay l
ng v i m t t n su t nào đó.
1.1.2. T ng quan tính tốn l thi t k có xét đ n bi n đ i khí h u
1.1.2.1. Các nghiên c u trên th gi i
L
ng m a và dòng ch y là hai y u t quan tr ng hình thành nên dịng ch y l . Các
d án bi n đ i khí h u (IPCC, 2007) ch ra r ng bi n đ i khí h u làm thay đ i c ch
đ th y v n
nhi u vùng trên th gi i. Trong nh ng n m g n đây, vi c nghiên c u s
thay đ i ch đ th y v n trên toàn c u, vùng hay khu v c d
khí h u toàn c u đang đ
i tác đ ng c a bi n đ i
c s quan tâm chú ý c a r t nhi u nhà khoa h c.
R. Dankers, L. Feyen (2008) đã đánh giá tác đ ng c a bi n đ i khí h u đ n hi m h a
l
châu Âu trong t
ng lai. Nghiên c u đã s d ng mơ hình HIRHAM đ mơ ph ng
khí h u vùng v i đ phân gi i ngang 12 km làm đ u vào cho mô hình th y v n
LISFLOOD nh m tính tốn t n su t c a các giá tr l u l
ng c c đoan. K t qu cho
th y vào cu i th k này v i k ch b n phác th i A2 các giá tr l u l
ng c c đoan
nhi u sông su i Châu Âu s t ng c t n s l n đ l n. M t s con sông đ c bi t là
phía Tây và m t ph n c a ông Âu, các tr n l
ng v i đ l p l i N=100 n m s gi m
xu ng cịn 50 n m.
Nauy, tính tốn l i l thi t k đ
c yêu c u ph i c p nh t sau m i 15-20 n m đ
đ m b o an toàn đ p (OED, 2009). Tác đ ng c a B KH c ng đ
tốn phân tích r i ro do l . B KH b ng cách s d ng ph
đ phân tích. K t qu bi n đ i đ
M t s vùng c a Na Uy đ
thay đ i đ
c xem xét trong bài
ng pháp m a – dòng ch y
c chia thành các m c đ thay đ i 0%, 20%, 40%.
c d báo là có s suy gi m v dịng ch y l , thì m c đ
c đ xu t là 0%. M t s vùng khác tính tốn cho th y l u l
ng đ nh l
thi t k có th gia t ng thêm 20-40%.
Hyun-Han Kwon và c ng s (2011) đã nghiên c u đánh giá l i l thi t k có xét đ n
bi n đ i khí h u. Nghiên c u đã s d ng mơ hình đa bi n ng u nhiên v tr ng thái th i
ti t nh là m t mơ hình t n su t đi u ki n nh m mô ph ng l
ng m a. M t ti n đ
quan tr ng c a nghiên c u là các đ c tr ng khí h u thu c vùng r ng l n s bi n đ i
liên t c t n m này sang n m khác trong vi c đánh giá t n su t m a. Vi c đánh giá
tính b t đ nh c a bi n đ i khí h u là c n thi t đ ki m tra đ tin c y c a k t qu trong
5
nghiên c u này. Nghiên c u c ng áp d ng chu i Bayesian Markov đ đánh giá đ
m
đ t trong mơ hình m a dịng ch y. Nghiên c u đã ng d ng tính tốn th nghi m cho
đ p Soyang
Hàn Qu c.
D. Lawrence, L. P. Graham, J. den Besten (2012) đã đ a ra ph
ng pháp ti p c n đánh
giá tác đ ng c a bi n đ i khí h u đ i v i l th y v n trong đó s d ng m t chu i liên
k t các mơ hình khác nhau. B t đ u t vi c phân tích bi n đ i khí h u d a trên vi c
mô ph ng t l l n b ng vi c s d ng mơ hình khí h u tồn c u (GCM).
hóa cho t
ng lai, các GCM đã đ
c ch y v i các k ch b n phát th i t
mơ hình
ng ng v i
các l a ch n khác nhau v m c đ phát th i khí nhà kính do phát tri n xã h i và công
ngh
th k 21. K t qu đ u ra c a mơ hình s đ
c downscale v các ơ l
i có đ
phân gi i l n h n (ví d : 25 x 25 ho c 55 x 55 km) b ng mơ hình khí h u khu v c
(RCMS) tr
c khi phân tích tác đ ng
M t s qu c gia khác
quy mô khu v c.
Châu Âu nh Thu
i n, Hà Lan c ng xem xét tác đ ng c a
B KH t i l thi t k trong an toàn đ p. K t qu phân tích cho th y, s xu t hi n nhi u
tr n l c c tr h n trong t
ng lai. Veijalainen và Vehvilainen (2008) c ng kh o sát
tác đ ng c a B KH t i r i ro cho đ p
Ph n Lan. L thi t k đ
c tính tốn t m a
th c đo trong 40 n m, và B KH không tác đ ng nhi u t i l thi t k cho Ph n Lan.
Graham và nnk (2007) kh o sát các tác đ ng c a B KH t i thu v n
vùng B c Âu
s d ng 15 mơ hình khí h u khác nhau. K t qu cho th y, nhìn chung dịng ch y trên
sơng t ng nhi u h n, dòng ch y l s m xu t hi n s m h n, và đ ng th i c ng làm t ng
ti m n ng thu đi n.
sơng chính
an M ch, Thodzen (2007) cho th y tác đ ng c a B KH
5
an M ch cho giai đo n 2071 – 2100 s d ng mô hình m a dịng ch y
thì cho th y l thi t k 100 n m ( ng v i t n su t 1%) có kh n ng t ng thêm 11%.
Anh, nghiên c u cho th y l 50 n m có kh n ng t ng thêm 50%, trong khi đ l p l i
l n h n. Key và nnk (2006) mơ ph ng dịng ch y t mơ hình RCM HadRM3 cho th y
l ul
l
ng đ nh l
m t s l u v c phía nam và đông c a n
c Anh gi m, m c dù l u
ng l mùa đơng có t ng thêm. Các l u v c khác phía B c ho c Tây thì l u l
ng
đ nh l l i gia t ng, m t s tr
ng h p còn t ng nhi u. Lehner và nnk (2006) ch ra
r ng m t s vùng phía Nam và
ơng Nam Châu Âu thì có s gia t ng đáng k v t n
s l . Các tr n l 100 n m có th xu t hi n trong m i kho ng th i gian 10-50 n m vào
6
nh ng n m 2070. Các k t qu nghiên c u này cho th y s gia t ng đang k v th i
gian trong ch đ dòng ch y mùa l .
1.1.2.2. Các nghiên c u
n
Vi t Nam
c ta, nghiên c u tính l thi t k đã có t n m 1903 -1904, b t đ u t cơng th c
kinh nghi m tính l xác đ nh kh u di n c ng thoát l do Desbos, k s ng
i pháp xây
d ng. Sau n m 1954 đã có thêm nhi u cơng th c n a kinh nghi m c a các n
Xô (c ), Trung Qu c và c trong n
nghi m th
c. Tr công th c Desbos các công th c n a kinh
ng cho k t qu đ nh l cao song t ng l
theo th i gian m a hi u qu .
L ng S n (1968) và
ng l
ng l thi t k thì q nh do tính
i u này là nguyên nhân gây nên các h ch a b v
Ngh An (1978). Sau n m 1975, l thi t k ngồi tính tốn theo
cơng th c n a kinh nghi m, t ng l
l
c Liên
ng l đ
c xác đ nh theo t
ng quan đ nh –
ng v i th i kho ng và q trình l tính tốn theo s li u th c đo. Các nhà
khoa h c th y v n ph n l n s d ng mơ hình tốn th y v n t t đ nh.
Nh ng n i dung tính tốn l thi t k c ng đã đ
ch
ng d n c th trong các quy
chu n, tiêu chu n, quy ph m và các tài li u liên quan khác: QCVN 04-05:
2012/BNNPTNT; Quy ph m QP.TL.C-6-77. Tuy nhiên, quy chu n và tiêu chu n c a
Vi t Nam có s khác bi t so v i các n
th y v n thi t k QP.TL.C-6-77 đ
l c h u và ch a đ
c phát tri n, Quy ph m tính tốn đ c tr ng
c biên so n t n m 1977 có m t s n i dung đã
c b sung k p th i c ng nh thay đ i ký hi u theo lu t TC&QC.
B i v y, m t s l u ý khi tính tốn l thi t k cho các đ p thi t k m i và c nh ng
đ p c n nâng c p s a ch a:
Tiêu chu n Vi t Nam đã nhi u l n đ
m i l n ch nh s a. Th
cao h n l n ban hành tr
th
c ch nh s a, b sung và có s khác bi t trong
ng thì tiêu chu n thi t k
nh ng l n ban hành sau th
c đó. Vì v y, các cơng trình đ p đ
c xây d ng tr
ng
c đó
ng khơng đáp ng tiêu chu n m i sau khi đ p đã xây d ng.
Theo tiêu chu n Vi t Nam l thi t k đ
c ch n t
ng ng v i m t t n su t nh t đ nh
ph thu c vào c p và qui mơ c a cơng trình (cơng su t phát đi n, kh n ng c p n
t
c
i, sinh ho t, công nghi p...) c a công trình g i là t n su t thi t k l . Tiêu chu n
ch ng l do Nhà n
c quy đ nh tùy thu c vào c p c a cơng trình.
7
i v i các cơng
trình quan tr ng (h ch a Hồ Bình, h ch a S n La ...) s có quy đ nh riêng và ch n
theo c p đ c bi t. Do yêu c u ch ng l cho các cơng trình ngày càng t ng nên
n
c
ta tiêu chu n l quy đ nh c ng thay đ i nhi u l n.
Tiêu chu n thi t k
các n
c phát tri n th
Hi n nay, m t s cơng trình l n
ng cao h n tiêu chu n c a Vi t Nam.
Vi t Nam (Thu đi n S n La, thu đi n Hồ Bình,
h Lai Châu....) đã tính toán l thi t k l ki m tra l y b ng l PMF.
Tiêu chu n m i nh t v tính tốn l thi t k là TCVN 9845:2013 do T ng c c
ng
b Vi t Nam biên so n, B Giao thông V n t i đ ngh , T ng c c Tiêu chu n
o
l
ng Ch t l
ng th m đ nh, B Khoa h c và Công ngh công b . TCVN 9845:2013
đ
c xây d ng trên c s tham kh o 22TCN220-95: Tính tốn các đ c tr ng dòng
ch y l . Vi c tính l u l
ng đ nh l thi t k , tùy theo di n tích l u v c, có th s d ng
m t trong các cơng th c sau:
công th c c
i v i l u v c có di n tích nh h n 100 km2, tính theo
ng đ gi i h n;
i v i l u v c có di n tích l n h n 100 km2, có th
tính theo cơng th c tri t gi m.
Hi n nay,
Vi t Nam có r t nhi u ph
ng pháp tính tốn l thi t k đ
cho các h ch a. V c b n, vi c l a ch n các ph
c ng d ng
ng pháp này ph thu c vào m c đ
tài li u đo đ c s n có. N u h ch a có chu i đo dịng ch y l trong th i k dài, l thi t
k s đ
c tính tốn tr c ti p t chu i đo dòng ch y này. N u chu i s li u đo đ c
ng n ho c khơng có thì ph
ng pháp tính ch y u d a trên chu i quan tr c m a l n
nh t th i đo n sinh l ho c tính tốn d a trên các l u v c t
ng t . Vì th , có th nói
s li u đ u vào trong bài tốn tính tốn l là m a, các y u t khí t
đ
nh h
ng ít h n và th
ng khơng s d ng trong bài tốn tính l thi t k . Trong
b i c nh bi n đ i khí h u s làm thay đ i l
thay đ i.
ng m a d n đ n giá tr l thi t k s b
xác đ nh l thi t k h ch a xét trong đi u ki n bi n đ i khí h u,
Nam đã s d ng m t s các ph
Vi t
ng pháp chính đ xây d ng các k ch b n B KH cho
m t s các khu v c nh :
- S d ng tr c ti p k t qu t mơ hình tồn c u;
- Ph
ng khác có m c
ng pháp Downscaling th ng kê;
8
- Ph
ng pháp nhân t
đ a ph
ng v i ph n m m đ
c s
d ng là
MAGICC/SCENGEN c a NCAR/ Hoa K và CRU/Anh ph i h p phát tri n;
-
ng d ng mơ hình khí h u đ ng l c cho khu v c, ch ng h n nh RegCM c a
NCAR/Hoa K và PRECIS c a Trung tâm khí h u tồn c u Hadley, Anh.
1.2. T ng quan nghiên c u v n hành h ch a phòng l h du
Các nghiên c u v l trên th gi i cho th y “qu n lý l ” (Flood management) thay vì
“ki m sốt l ” (Flood control) là h t s c c n thi t nh ng c ng g p nhi u thách th c và
địi h i ph i có cách ti p c n đa chi u, đa t ng và đa l nh v c mà
đó s tham gia,
chia s ki n th c c a t t c các nhóm xã h i là chìa khóa d n t i thành công. M t
trong nh ng công c h u hi u là vi c xây d ng các h ch a th
ng ngu n nh m c t
gi m l cho h du.
1.2.1. Các nghiên c u v n hành h ch a phòng l h du trên th gi i
V n hành h ch a là m t trong nh ng v n đ đ
c chú ý nghiên c u nhi u nh t trong
l ch s hàng tr m n m c a công tác quy ho ch, qu n lý h th ng ngu n n
c. Nghiên
c u v n hành qu n lý h th ng h ch a luôn phát tri n cùng th i gian nh m ph c v
các yêu c u phát tri n c a xã h i. M c dù đã đ t đ
c nh ng ti n b v
t b c nh ng
cho đ n th i đi m hi n t i v n ch a có m t l i gi i chung cho m i h th ng mà tùy
đ c thù c a t ng h th ng s có các l i gi i phù h p.
Có th tóm t t các ph
ng pháp xây d ng quy trình v n hành h th ng h ch a thành
03 nhóm chính: mơ ph ng, t i u, k t h p gi a mô ph ng và t i u.
- Ph
ng pháp mơ ph ng: Mơ hình mơ ph ng k t h p v i đi u hành h ch a bao g m
tính tốn cân b ng n
c c a đ u vào, đ u ra h ch a và bi n đ i l
mô ph ng đã cung c p c u n i t các công c gi i tích tr
ng tr . K thu t
c đây cho phân tích h
th ng h ch a đ n các t p h p m c đích chung ph c t p. Theo Simonovic, các khái
ni m v mô ph ng là d hi u và thân thi n h n các khái ni m mơ hình hố khác. Các
mơ hình mơ ph ng có th cung c p các bi u di n chi ti t và hi n th c h n v h th ng
h ch a và quy t c đi u hành chúng (ch ng h n đáp ng chi ti t c a các h và kênh
riêng bi t ho c hi u qu c a các hi n t
ng theo th i gian khác nhau). Th i gian yêu
c u đ chu n b đ u vào, ch y mơ hình và các u c u tính tốn khác c a mơ ph ng là
9
ít h n nhi u so v i mơ hình t i u hố. Các k t qu mơ ph ng s d dàng th a hi p
trong tr
ng h p đa m c tiêu. H u h t các ph n m m mơ ph ng có th ch y trong máy
vi tính cá nhân đang s d ng r ng rãi hi n nay. H n n a, ngay sau khi s li u yêu c u
cho ph n m m đ
c chu n b , nó d dàng chuy n đ i cho nhau và do đó các k t qu
c a các thi t k , quy t đ nh đi u hành, thi t k l a ch n khác nhau có th đ
c đánh
giá nhanh chóng. Có l m t trong s các mơ hình mơ ph ng h th ng h ch a ph bi n
r ng rãi nh t là mơ hình HEC-5, phát tri n b i Trung tâm k thu t th y v n Hoa K .
M t trong nh ng mơ hình mơ ph ng n i ti ng khác là mơ hình Acres, t ng h p dòng
ch y và đi u ti t h ch a (SSARR), mơ ph ng h th ng sóng t
ph n m m phân tích quy n l i các h s d ng n
ng tác (IRIS). Gói
c (WRAP). M c dù có s n m t s
các mơ hình t ng quát, v n c n thi t ph i phát tri n các mơ hình mơ ph ng cho m t
(h th ng) h ch a c th vì m i h th ng h ch a có nh ng đ c đi m riêng.
- Ph
ng pháp t i u: K thu t t i u hoá b ng quy ho ch tuy n tính (LP) và quy
ho ch đ ng (DP) đã đ
c s d ng r ng rãi trong quy ho ch và qu n lý tài ngun
n
c. Nhi u cơng trình nghiên c u áp d ng k thu t h th ng cho bài toán tài nguyên
n
c Yeh (1985), Simonovic (1992) và Wurbs (1993). Young (1967) l n đ u tiên đ
xu t s d ng ph
ng pháp h i quy tuy n tính đ xây d ng quy t c v n hành chung t
k t qu t i u hoá. Ph
ng pháp mà ông đã dùng đ
Monte-Carlo”. V c b n ph
ng pháp c a ông dùng k thu t Monte-Carlo t o ra m t
s chu i dòng ch y nhân t o. Quy trình t i u thu đ
t o sau đó đ
h
c g i là “quy ho ch đ ng (DP)
c c a m i chu i dòng ch y nhân
c s d ng trong phân tích h i quy đ c g ng xác đ nh nhân t
nh
ng đ n chi n thu t t i u. Các k t qu là m t x p x t t c a quy trình t i u th c.
M t mơ hình quy ho ch đ thi t k h th ng ki m soát l h ch a đa m c tiêu đã đ
c
phát tri n b i Windsor (1975). Karamouz và Houck (1987) đã đ ra quy t c v n hành
chung khi s d ng quy ho ch đ ng (DP) và h i quy (DPR). Mô hình DPR s d ng h i
quy tuy n tính nhi u bi n đã đ
c Bhaskar và Whilach (1980) g i ý. M t ph
ng
pháp khác xác đ nh quy trình đi u hành m t h th ng nhi u h ch a khác là quy ho ch
đ ng b t đ nh (Stochastic Dynamic Programing – SDP). Ph
t rõ xác su t c a dòng ch y đ n và t n th t. Ph
Louks và nnk (1981) và nhi u ng
ng pháp này yêu c u mô
ng pháp này đ
c Butcher (1971),
i khác s d ng. Mơ hình t i u hố th
ng đ
c
s d ng trong nghiên c u đi u hành h ch a s d ng dòng ch y d báo nh đ u vào.
10
Datta và Bunget (1984) đ xu t m t quy trình đi u hành h n ng n cho h ch a đa m c
tiêu t m t mơ hình t i u hoá v i m c tiêu c c ti u hoá t n th t h n ng n. Nghiên
c u ch ra r ng khi có m t s đánh đ i gi a m t đ n v l
x t các giá tr đích t
t
ng tr và m t đ n v l
ng
ng ng thì phép gi i t i u hoá ph thu c vào dòng ch y
ng lai b t đ nh c ng nh d ng hàm t n th t. Áp d ng mơ hình t i u hố cho đi u
hành h ch a đa m c tiêu là khá khó kh n. S khó kh n trong áp d ng bao g m phát
tri n mơ hình, đào t o nhân l c, gi i bài toán, đi u ki n th y v n t
b t l c đ xác đ nh và l
tích v i ng
ng hóa t t c các m c tiêu và m i t
i s d ng. M t ph
ng pháp khác đang đ
ng lai b t đ nh, s
ng tác gi a nhà phân
c s d ng hi n nay đ gi i
thích tính ng u nhiên c a đ u vào là logic m . Lý thuy t t p m đã đ
c Zadeth
(1965) gi i thi u. Nhi u ph n m m v n hành t i u h th ng h ch a đã đ
c xây
d ng, tuy nhiên kh n ng gi i quy t các bài tốn th c t v n cịn h n ch . Các ph n
m m t i u hi n nay nói chung v n ch đ a ra l i gi i cho nh ng đi u ki n đã bi t mà
không đ a ra đ
h ch a đ
c các nguyên t c v n hành h u ích. Ph n l n các ph n m m v n hành
c k t n i v i mô hình di n tốn l d a trên mơ hình Muskingum hay sóng
đ ng h c nh các ph n m m th
ng m i MODSIM, RiverWare, CalSIM. i u này r t
h n ch cho vi c đi u hành ch ng l và không áp d ng đ
h
ng c a th y tri u hay n
ch ng l c ng ch đ
- Ph
c cho l u v c có nh
c v t. Các nghiên c u m i nh t g n đây v đi u hành
c áp d ng cho h th ng m t h .
ng pháp k t h p: Theo Wurb (1993), trong t ng quan v các nhóm mơ hình chính
s d ng trong thi t l p quy trình v n hành h th ng h ch a đã t ng k t “M c dù, t i u
hóa và mơ ph ng là hai h
phân bi t rõ ràng gi a hai h
ng ti p c n mơ hình hóa khác nhau v đ c tính, nh ng s
ng này là khó vì h u h t các mơ hình, xét v m c đ nào
đó đ u ch a các thành ph n c a hai h
Quy ho ch m ng l
thi n c a hai h
ng ti p c n trên”. Wurb c ng đ c p đ n nhóm
i dịng (Network Flow Programming) nh là m t k t h p hoàn
ng ti p c n t i u và mơ ph ng. Trong các quy trình t i u ph c v bài
toán liên h ch a (Labadie, 2004) thì c hai nhóm quy ho ch n b t đ nh (Implicit
stochastic optimization) và quy ho ch hi n b t đ nh (Explicit stochastic optimization)
đ u c n có mơ hình mơ ph ng đ ki m tra các quy trình t i u đ
11
c thi t l p.
T i khu v c châu Á, các nghiên c u v các bi n pháp ch ng l và đi u hành h th ng đa
h ch a ch ng l đ
Trung Qu c trong nh ng n m g n đây.
c phát tri n m nh m
N m 2004, Chung-Tian Cheng, K.W. Chau đã xây d ng ch
th ng h ch a
n m 1998
Trung Qu c. Sau đ t l n m 1995
sơng D
ng T , chính quy n t trung
ng trình đi u khi n l h
l u v c sông Liaohe và l l t
ng đ n đ a ph
ng Trung Qu c
đã nh n ra r ng các ho t đ ng ki m soát l các h ch a có th đóng m t vai trò quan
tr ng trong vi c gi m thi t h i l l t nh ng hi n còn t n t i m t s v n đ trong qu n
lý ki m soát l cho các h ch a. H u h t các h th ng qu n lý l l t hi n có ki m soát
c a h ch a đã đ
c thành l p cho các m c đích đ c bi t và thi u chia s d li u,
thông tin liên l c v i chính ph , đi u đó r t khó kh n cho vi c ra quy t đ nh.
N m 2006, Xiang-Yang Li, K.W. Chau, Chun-Tian Cheng, Y.S. Li s d ng h th ng
Trung Qu c (WFFS). D báo l truy n
c nh báo trên Web cho vùng Shuangpai
th ng và v n hành các h ch a
ch
Trung Qu c trên c s tính tốn th y v n thơng qua
ng trình tính trên máy tính. WFFS mang l i ý ngh a thu n ti n h n cho ng
id
báo l và đi u khi n, cho phép phân b th i gian th c trong ph m vi r ng, c nh báo l
t i các v trí khác nhau theo khơng gian và th i gian.
N m 2008, Chih-Chiang Wei, Nien-Sheng Hsu đã trình bày th t c mơ ph ng v n
hành th i gian th c đ xác đ nh l
ng x h ch a trong mùa l b ng mơ hình th y
v n và mơ hình v n hành h ch a. Trong mơ hình v n hành h ch a nghiên c u so
sánh 2 qu đ o v n hành đi u khi n l cho h th ng h ch a đa m c đích. Ý t
d ng c a ph
ng pháp này nh n đ
c t ch
ng trình HEC 5 đ
Army Corps of Engineers. Th t c mô ph ng này đã đ
v c sông Tanshui ài Loan, s d ng b
đ tđ
c phát tri n b i US
c áp d ng cho h th ng l u
c th i gian d báo 6 gi . So sánh các k t qu
c t hai qu đ o bi u th r ng trong xác đ nh l
qua h th ng l d phòng đ minimum l
ng s
ng x th c t h ch a thông
ng l x .
N m 2012, Wan Xin-yu, Zhong Ping-an, Chen Xuan, Dai Li, Jia Ben-you đã mô
ph ng tính tốn q trình l trong h th ng đi u khi n l l n, bao g m nhi u d án
đi u khi n l khác nhau, nh đê bao, h ch a ch m l . B ng cách ng d ng ti p c n
phân tích h th ng. Nghiên c u này phân tích h th ng đi u khi n l ph c t p vào
12
trong xây d ng các d án cân b ng n
c, mơ ph ng t
ng ng và sau đó k t n i v i
các ph n t đ n l i, dùng các k thu t nh t i nút, nút mã hóa, c u trúc liên k t ma
tr n và s th t mã tính tốn, cu i cùng mô ph ng trên h th ng đi u khi n l
th
ng l u Zhengyanghuan, thông qua s d ng mơ hình k t h p. Theo đó mô ph ng
k t qu , k t h p mô ph ng h th ng đi u khi n l ph c t p có th nh n đ
c h tr ra
quy t đ nh t t, hi u qu và nhanh chóng.
1.2.2. Các nghiên c u v n hành h ch a phòng l h du
Vi t Nam
N m 2005, Nguy n Lan Châu và Nguy n Qu c Anh đã trình bày k t qu
ng d ng h
th ng th y v n th y l c trong bài tốn đi u hành h Hồ Bình mùa l n m 2005, s
d ng các mơ hình MARINE+TL (cho th
ng l u sơng à), mơ hình FIRR (cho th
ng
ngu n sơng Lơ, Thao và à), mơ hình đi u ti t d báo h Hịa Bình, mơ hình th y l c 2
chi u cho các v trí h l u Hà N i trên sông H ng, Ph L i trên sơng Thái Bình.
N m 2005, Nguy n V n H nh, Nguy n
c Di n, nnk, xây d ng mơ hình d báo l
và đ xu t các k ch b n tính tốn. Các tác gi đã xây d ng và đ a vào áp d ng th
nghi m mơ hình d báo l trung h n (5 ngày) nh m ph c v đi u hành h ch a trong
mùa m a l .
N m 2006, Ngô Huy C n, Nguy n Thành
ôn và Nguy n Tu n Anh đã nghiên c u
tính tốn cho h th ng sơng H ng - Thái Bình v i các m c tiêu:
- Gia c h th ng đê
- i u ti t l b ng các h ch a Hịa Bình, Thác Bà
- Phân l vào sông áy
- Ch m l và các khu ch m l
- Cho tràn qua m t s đo n đê đã chu n b s n g i là các đ
ng tràn c u h .
Các tác gi dùng mô hình dịng ch y m t chi u và mơ hình hai chi u, đánh giá kh
n ng c t l c a các h ch a.
N m 2006,
oàn Xuân Th y, Hà Ng c Hi n, Nguy n V n
i p, Ngô Huy C n và
c ng s , tính tốn đi u ti t l ph c v quy trình v n hành liên h cho h th ng sông
13
H ng – Thái Bình v i dung tích kho ng 500-700 tri u m3. Các tác gi đã trình xây
d ng các k ch b n l cho tr n l 125 n m, ph c v cho vi c xây d ng quy trình tính
tốn liên h ch a. K t qu tính tốn cho th y khi có thêm h Tun Quang thì có th
nâng cao đ
s nl
cm cn
c tr
c l c a th y đi n Hịa Bình lên 2-3m, làm t ng 6,8%
ng đi n trong mùa l .
N m 2007, Nguy n H u Kh i và Lê Th Hu áp d ng mô hình HEC-RESSIM đi u ti t
l h th ng h ch a l u v c sơng H
ng, mơ hình cho phép xác đ nh các thông s và
th i gian thích h p trong v n hành h th ng đ đ m b o an toàn h l u và an toàn b n
thân các h ch a.
N m 2010, Hà Ng c Hi n, Nguy n H ng Phong và Tr n Th H
ng đã xây d ng mơ
hình v n hành t i u ch ng l theo th i gian th c cho h th ng h ch a trên sông
à
và sông Lô v i các m c tiêu là t i đa t ng dung tích ch ng l c a các h ch a. Mơ
hình đã đ
c áp d ng cho h th ng sông H ng g m b n h ch a là S n La, Hịa Bình,
Tun Quang và Thác Bà. K t qu tính tốn cho th y hi u qu ch ng l c a mơ hình.
N m 2011, Ngơ Lê Long đã áp d ng mơ hình MIKE 11 mô ph ng h th ng liên h
ch a sơng Srêpơk v i m c đích c t gi m l cho h du, tác gi đã ng d ng k t h p v i
mô đun v n hành cơng trình (SO) mơ ph ng v n hành các cơng trình c a van. B
đ u đã đ xu t đ
c
c nguyên t c đi u ti t h th ng h ch a ph c v c t gi m l cho h
du, t o c s khoa h c cho vi c đ xu t qui trình v n hành liên h ch a phịng ch ng
l cho h du.
N m 2011, Hoàng Thanh Tùng, V Minh Cát và Ngơ Lê An đã tích h p d báo m a
trung h n trong v n hành h th ng h ch a phòng l cho l u v c sông C , ti n hành v n
hành th nghi m cho các k ch b n dòng ch y l khác nhau đ n các h ch a, t đó xây
d ng c s khoa h c v n hành h th ng h ch a phịng l cho l u v c sơng C .
Ngày 13/10/2010 Phó Th t
ng Chính ph Hồng Trung H i đã ký v n b n s
1879/Q -TTg phê duy t danh m c các h th y l i, th y đi n trên l u v c sơng ph i
xây d ng quy trình v n hành liên h ch a. Hi n nay, Th t
ng Chính ph đã ban
hành quy trình v n hành liên h ch a trên 11 l u v c sông. Các quy trình này đ
c
xây d ng nh m đ m b o yêu c u phòng l , phát đi n và dòng ch y t i thi u và nhu
14
c u s d ng n
c t i thi u
h du. Tuy nhiên, do di n bi n b t th
nhi u l u v c các h khơng tích đ n
ng c a th i ti t,
c, vi c v n hành g p nhi u khó kh n, khơng
đ m b o theo đúng quy trình. M t khác, do có s xu t hi n thêm c a m t s h ch a
m i c n đ a vào quy trình v n hành. Chính vì th vi c xem xét đánh giá kh n ng l i
kh n ng phòng l c a các h này là c n thi t.
1.3.
xu t nh ng v n đ nghiên c u trong lu n v n
T phân tích tình hình nghiên c u thi t k l trên th gi i và trong n
xu t hi n l , bão ngày càng l n v c
th y các tiêu chu n thi t k l
n
c, đ ng th i s
ng đ , l n t n s v i quy lu t th t th
ng đã cho
c ta m c dù đã có qui chu n, tiêu chu n tính tốn
t lâu và thay đ i nhi u l n song v n ch a đáp ng yêu c u c a th c t đã, đang gây
nên nh ng hi m h a không đáng có. Trong b i c nh bi n đ i khí h u nh hi n nay,
vi c phịng ch ng l đang là m t đòi h i mang tính s ng cịn đ i v i s phát tri n b n
v ng c a môi tr
ng, xã h i và n n kinh t c a l u v c. Các nghiên c u v l nói
chung và l h ch a nói riêng c n đ
c th c hi n th
ng xuyên và ph i có s g n k t c a
t t c các khâu t chu n b , quy ho ch t i ng phó và khơi ph c m i đ m b o đ t đ
hi u qu toàn di n, h n ch m c r i ro v ng
c
i và c a. Chính vì th lu n v n s t p trung
nghiên c u: (i) tính tốn l thi t k h ch a có xét đ n bi n đ i khí h u và, (ii) đánh giá
kh n ng phòng l c a các h ch a th
ng ngu n l u v c Vu Gia – Thu B n.
15
CH
NG 2:
NGHIÊN C U
2.1.
C
I MT
NHIÊN VÀ TÌNH HÌNH L
L T VÙNG
c đi m t nhiên l u v c sông Vu Gia - Thu B n
2.1.1. V trí đ a lý
Sông Vu Gia - Thu B n là h th ng sông l n
b l uv cn m
s
n
ông c a dãy Tr
trong đó di n tích n m
vùng Dun h i Trung Trung B . Tồn
ng S n có di n tích l u v c: 10.350 km2,
t nh Kon Tum: 301,7 km2, còn l i ch y u thu c đ a ph n
t nh Qu ng Nam và Thành ph
à N ng.
L u v c có v trí to đ : 16o03’ - 14o55’ v đ B c; 107o15’ - 108o24’ kinh đ
ơng.
Có ranh gi i l u v c : Phía B c giáp l u v c sơng Cu ê, phía Nam giáp l u v c sơng
Trà B ng và Sê San, phía Tây giáp Lào và phía ơng giáp bi n ơng và l u v c sông
Tam K .
L u v c sông Vu Gia - Thu B n bao g m đ t đai c a 17 huy n, thành ph c a 3 t nh
Kon Tum, Qu ng Nam và Thành ph
Ph
c, Ph
Xuyên,
c S n, Hi p
i L c,
c,
ông Giang, Tây Giang, Nam Giang, Qu S n, Duy
i n Bàn, Thành ph
m t ph n c a huy n Th ng Bình,
2.1.2.
à N ng, đó là B c Trà My, Nam Trà My, Tiên
H i An, thành ph
à N ng, Hoà Vang và
k Glei (Kon Tum).
c đi m đ a hình
Nhìn chung đ a hình c a l u v c bi n đ i khá ph c t p và b chia c t m nh.
có xu h
ng nghiêng d n t Tây sang
a hình
ơng đã t o cho l u v c có 4 d ng đ a hình
chính sau:
a.
a hình vùng núi
Vùng núi chi m ph n l n di n tích c a l u v c, dãy núi Tr
bi n t 500 ÷ 2.000 m.
1.000 m ÷ 2.000 m, đ
ng S n có đ cao ph
ng phân thu c a l u v c là nh ng đ nh núi có đ cao t
c kéo dài t đèo H i Vân
phía B c có cao đ 1.700 m sang
phía Tây r i Tây Nam và phía Nam l u v c hình thành m t cánh cung bao l y l u
v c.
i u ki n đ a hình này r t thu n l i đón gió mùa
16
ơng B c và các hình thái th i
ti t t bi n
ơng đ a l i hình thành các vùng m a l n gây l quét cho mi n núi và
ng p l t cho vùng h du.
b.
a hình vùng gị đ i
Ti p theo vùng núi v phía ơng là vùng đ i có đ a hình l
Tây sang ơng.
nh đ i trịn, nhi u n i khá b ng ph ng, s
n sóng đ cao th p d n t
n đ i có đ d c 20 ÷ 30o.
a hình vùng đ ng b ng
c.
Là d ng đ a hình t
ng đ i b ng ph ng, ít bi n đ i, t p trung ch y u là phía ơng l u
v c, hình thành t s n ph m tích t c a phù sa c , tr m tích và phù sa b i đ p c a
bi n, sông, su i... Do đ c đi m đ i núi n sát bi n nên đ ng b ng th
d c theo h
d.
ng nh h p ch y
ng B c - Nam.
a hình vùng cát ven bi n
Vùng ven bi n là các c n cát có ngu n g c bi n. Cát đ
tác d ng c a gió, cát đ
c đ a đi xa b
c sóng gió đ a lên b và nh
v phía Tây t o nên các đ i cát có d ng l
n
sóng ch y dài hàng tr m km d c b bi n.
2.1.3.
c đi m th m ph th c v t
Qu ng Nam và Thành ph
à N ng có 894.000 ha đ t lâm nghi p chi m 74% di n
tích tồn t nh, trong đó di n tích đ t có r ng kho ng 450.000 ha b ng kho ng 38%
di n tích t nhiên và r ng tr ng kho ng 16.200 ha, b ng 3,5% đ t lâm nghi p. R ng
Qu ng Nam - à N ng ch y u là r ng g , kho ng 430.000 ha chi m 36% di n tích t
nhiên và r ng tre n a ch có 6.500 ha chi m x p x 1,5%.
i u ki n t nhiên và đ t đai r t thu n l i cho r ng phát tri n, tuy nhiên di n tích r ng
b suy gi m m t cách nhanh chóng do vi c khai thác và ch t phá b a bãi. Di n tích
r ng ngun sinh ch cịn kho ng 10%, r ng trung bình là 38%, cịn l i là r ng th a,
r ng tái sinh.
Do di n tích r ng b thu h p d n, l
y u làm xói mịn b m t t ng lên, l
ng
c l i mùa khô l
ng m a có xu th t ng lên là nguyên nhân ch
ng dòng ch y l c ng t p trung nhanh h n,
ng dịng ch y ít h n, làm t ng m c đ kh c nghi t v ch đ
dòng ch y l u v c.
17
