Luận văn: Xây dựng bản đồ ngập lụt hạ du hồ Định Bình khi xả lũ khẩn cấp

Luận văn: Xây dựng bản đồ ngập lụt hạ du hồ Định Bình khi xả lũ khẩn cấp tại Bình Định. Nghiên cứu tác động và giải pháp ứng phó hiệu quả.

• Tác giả: Huỳnh Tự Hiếu
• Người hướng dẫn: TS. Võ Ngọc Dương
• Trường học: Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng công trình thủy
• Đề tài: Xây dựng bản đồ ngập lụt hạ du hồ chứa nước Định Bình, tỉnh Bình Định trong tình huống xả lũ khẩn cấp
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sỹ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Đà Nẵng

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• MỞ ĐẦU
• TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI:
• MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI:
• ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU:
• PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI:
• NỘI DUNG NGHIÊN CỨU:
• PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:
• Ý NGHĨA THỰC TIỄN ĐỀ TÀI:
• BỐ CỤC VÀ NỘI DUNG LUẬN VĂN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VẤN ĐỀ NGẬP LỤT Ở HẠ DU HỒ CHỨA NƯỚC ĐỊNH BÌNH
• 1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên khu vực nghiên cứu
• 1.1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên:
• 1.1.2. Điều kiện khí tượng, thủy văn:
• 1.1.3. Tài nguyên thiên nhiên
• 1.2. Điều kiện kinh tế xã hội
• 1.2.1. Tình hình dân sinh kinh tế
• 1.2.2. Tình hình sản xuất nông nghiệp
• 1.2.3. Cơ sở hạ tầng:
• 1.3. Vấn đề ngập lụt ở khu vực nghiên cứu
• 1.3.1. Hiện trạng ngập lụt và thiệt hại:
• 1.3.2. Các trận lụt lịch sử:
• 1.4. Hồ chứa nước Định Bình
• 1.4.1. Vai trò của Hồ chứa nước Định Bình trong điều tiết dòng chảy lũ ở hạ lưu sông Kôn:
• 2. CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG CÁC KỊCH BẢN XẢ LŨ KHẨN CẤP
• 2.1. Xây dựng các tình huống xả lũ khẩn cấp
• 2.2. Mô hình thủy văn
• 2.2.1. Hiện trạng cơ sở dữ liệu phục vụ tính toán
• 2.2.2. Xây dựng và hiệu chỉnh mô hình:
• 2.3. Mô phỏng dòng chảy tương ứng với các kịch bản xả lũ khẩn cấp
• 2.3.1. Phân tích kết quả - Xác định dòng chảy tương ứng với các tình huống xả lũ khẩn cấp
• 3. CHƯƠNG 3 : MÔ PHỎNG NGẬP LỤT TRONG TÌNH HUỐNG XẢ LŨ KHẨN CẤP
• 3.1. Mô hình thủy lực:
• 3.1.1. Mô hình một chiều ( mike 11)
• 3.1.2. Hiện trạng cơ sở dữ liệu phục vụ tính toán
• 3.1.3. Xây dựng mô hình
• 3.1.4. Xây dựng mô hình một chiều
• 3.2. Mô phỏng ngập lụt ứng với các kịch bản xả lũ khẩn cấp
• 3.3. Phân tích kết quả
• 4. CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 4.1. .Giới thiệu quy trình xây dựng bản đồ ngập lụt kết hợp công cụ GIS
• 4.1.1. Khái niệm hệ thống thông tin địa lý (GIS):
• 4.1.2. Các phương pháp GIS xây dựng bản đồ ngập lụt:
• 4.1.3. Xây dựng, quản lý cơ sở dữ liệu:
• 4.1.4. Xây dựng bản đồ ngập lụt bằng công nghệ GIS
• 4.2. Bản đồ ngập lụt:
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN
• PHỤ LỤC TÍNH TOÁN
• PHẦN MỞ RỘNG LUẬN VĂN

Tóm tắt

I. Tổng quan bản đồ ngập lụt hạ du hồ Định Bình và vai trò

Nghiên cứu xây dựng bản đồ ngập lụt hạ du hồ Định Bình là một nhiệm vụ khoa học có ý nghĩa thực tiễn to lớn, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu và các hiện tượng thời tiết cực đoan ngày càng gia tăng. Hồ chứa nước Định Bình, công trình thủy lợi lớn nhất tỉnh Bình Định, đóng vai trò đa mục tiêu, từ tưới tiêu cho hơn 30.000 ha đất nông nghiệp đến cấp nước sinh hoạt và công nghiệp. Tuy nhiên, với dung tích khổng lồ lên tới 226,21 triệu m³, việc vận hành và đặc biệt là các tình huống xả lũ khẩn cấp luôn tiềm ẩn những rủi ro thiên tai nghiêm trọng cho vùng hạ du. Bài viết này phân tích sâu về quá trình nghiên cứu, ứng dụng các công nghệ tiên tiến để xây dựng bản đồ chi tiết, cung cấp một công cụ trực quan và hiệu quả cho công tác phòng chống lụt bão. Việc mô phỏng chính xác các kịch bản xả lũ không chỉ giúp các cơ quan chức năng, đặc biệt là Ban chỉ huy PCTT&TKCN, có cơ sở để xây dựng phương án ứng phó mà còn giúp người dân trong vùng ảnh hưởng chủ động hơn trong việc bảo vệ tính mạng và tài sản. Nghiên cứu này kế thừa các tài liệu khoa học trước đó, kết hợp với việc áp dụng các mô hình thủy lực hiện đại như MIKE FLOOD và công nghệ bản đồ GIS, nhằm đưa ra những kết quả có độ tin cậy cao. Mục tiêu cuối cùng là cung cấp một bộ công cụ hỗ trợ ra quyết định, giúp giảm thiểu tối đa thiệt hại do ngập lụt gây ra, đảm bảo an toàn hồ đập và thúc đẩy sự phát triển kinh tế - xã hội bền vững cho toàn bộ lưu vực sông Kôn.

1.1. Vai trò đa mục tiêu của hồ chứa nước Định Bình

Công trình hồ chứa Định Bình được xây dựng trên dòng chính của sông Kôn, thuộc địa phận huyện Vĩnh Thạnh, là một dự án trọng điểm của tỉnh Bình Định. Chức năng chính của hồ không chỉ giới hạn ở việc tích nước. Nó đóng vai trò là một công trình tổng hợp, phục vụ nhiều mục tiêu kinh tế - xã hội quan trọng. Thứ nhất, hồ đảm bảo nguồn nước tưới ổn định cho khoảng 30.000 ha đất canh tác, biến những vùng đất khô cằn thành các cánh đồng trù phú, góp phần đảm bảo an ninh lương thực. Thứ hai, đây là nguồn cung cấp nước sinh hoạt cho hàng trăm nghìn người dân và nước sản xuất cho các khu công nghiệp trong khu vực. Bên cạnh đó, công trình còn kết hợp phát điện thông qua thủy điện Định Bình, bổ sung nguồn năng lượng sạch cho lưới điện quốc gia. Một vai trò đặc biệt quan trọng khác là cắt giảm lũ cho vùng hạ du. Với dung tích phòng lũ được tính toán, hồ có khả năng điều tiết, làm giảm đỉnh lũ, kéo dài thời gian lũ lên, tạo điều kiện cho công tác di tản và phòng chống. Ngoài ra, hồ còn góp phần cải thiện môi trường sinh thái, duy trì dòng chảy lũ tối thiểu trong mùa khô và mở ra tiềm năng phát triển du lịch, nuôi trồng thủy sản.

1.2. Đặc điểm tự nhiên và kinh tế xã hội lưu vực sông Kôn

Lưu vực sông Kôn là con sông lớn nhất chảy qua tỉnh Bình Định, bắt nguồn từ vùng núi cao của dãy Trường Sơn. Địa hình lưu vực có độ dốc lớn ở thượng nguồn, tạo điều kiện cho lũ tập trung nhanh và di chuyển với tốc độ cao. Vùng hạ du là đồng bằng ven biển, địa hình thấp và bằng phẳng, khả năng thoát lũ kém, thường xuyên bị ngập úng hạ du kéo dài khi có mưa lớn hoặc hồ chứa xả lũ. Về kinh tế, khu vực này có hoạt động nông nghiệp phát triển mạnh, đặc biệt là trồng lúa nước. Đây cũng là nơi tập trung đông dân cư với nhiều cơ sở hạ tầng quan trọng như đường quốc lộ, trường học, bệnh viện. Sự phát triển kinh tế - xã hội mạnh mẽ trong những năm gần đây đã làm tăng mức độ脆弱 (vulnerability) trước các hiểm họa thiên tai. Do đó, bất kỳ sự cố nào liên quan đến việc vận hành hồ Định Bình, đặc biệt là xả lũ khẩn cấp, đều có thể gây ra những đánh giá tác động tiêu cực trên diện rộng, ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống và sản xuất của người dân.

II. Rủi ro ngập lụt hạ du hồ Định Bình Các thách thức lớn

Thách thức lớn nhất đối với an toàn hồ đập và vùng hạ du hồ Định Bình chính là các trận lũ lụt có cường suất lớn và diễn biến bất thường. Lịch sử đã ghi nhận nhiều trận lũ kinh hoàng tại tỉnh Bình Định, gây thiệt hại nặng nề về người và tài sản, điển hình như các trận lũ năm 1999, 2009, 2013 và gần đây nhất là năm 2016. Các trận lũ này không chỉ do mưa lớn tại chỗ mà còn chịu ảnh hưởng trực tiếp từ quy trình vận hành hồ chứa. Việc vận hành xả lũ, nếu không được tính toán kỹ lưỡng và thông báo kịp thời, có thể làm gia tăng mức độ ngập lụt ở hạ du, tạo ra tình huống "lũ chồng lũ". Một thách thức khác là sự thiếu hụt các công cụ dự báo, cảnh báo chính xác và trực quan. Người dân và chính quyền địa phương thường khó hình dung được phạm vi và độ sâu ngập lụt tương ứng với các kịch bản xả khác nhau. Điều này gây khó khăn cho việc lập kế hoạch sơ tán dân và triển khai các biện pháp ứng phó hiệu quả. Ngoài ra, việc phát triển kinh tế - xã hội và xây dựng cơ sở hạ tầng ở vùng ven sông cũng làm thay đổi đặc điểm dòng chảy lũ, thu hẹp không gian thoát lũ và làm tăng mức độ rủi ro thiên tai. Do đó, việc xây dựng một bản đồ ngập lụt hạ du hồ Định Bình chi tiết, dựa trên cơ sở khoa học vững chắc, là yêu cầu cấp thiết để giải quyết những thách thức này, nâng cao năng lực chủ động phòng chống thiên tai.

2.1. Phân tích các trận lũ lịch sử và thiệt hại tại Bình Định

Theo tài liệu thống kê, Bình Định là một trong những địa phương chịu ảnh hưởng nặng nề nhất của bão lụt ở miền Trung. Các trận lũ lịch sử như trận lũ tháng 11/1999 đã gây ra thảm họa trên diện rộng. Gần đây hơn, đợt mưa lũ kéo dài từ ngày 30/11 đến 18/12 năm 2016 đã làm 39 người chết, gây thiệt hại ước tính lên đến 2.225 tỷ đồng. Các trận lũ này cho thấy mức độ nguy hiểm khi mưa lớn kéo dài kết hợp với việc các hồ chứa, bao gồm cả hồ chứa Định Bình, phải tiến hành xả lũ để đảm bảo an toàn công trình. Thiệt hại không chỉ dừng lại ở các con số về kinh tế mà còn là những tổn thất về nhà cửa, trường học, trạm xá và đặc biệt là sinh mạng con người. Việc phân tích các trận lũ lịch sử này cung cấp những dữ liệu thủy văn quý giá, giúp hiệu chỉnh và kiểm định các mô hình thủy lực, từ đó nâng cao độ chính xác của kết quả mô phỏng ngập lụt.

2.2. Tính cấp thiết của việc xây dựng bản đồ rủi ro thiên tai

Trước những thách thức nêu trên, việc xây dựng bản đồ ngập lụt không còn là một nghiên cứu học thuật đơn thuần mà đã trở thành yêu cầu bắt buộc, được quy định trong các tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia như TCKT 03:2015. Một bản đồ ngập lụt chi tiết cung cấp thông tin trực quan về các vùng có nguy cơ bị ảnh hưởng, độ sâu ngập dự kiến và thời gian nước lũ tiếp cận. Đây là cơ sở khoa học vững chắc để chính quyền địa phương quy hoạch các khu dân cư an toàn, xác định các tuyến đường sơ tán, bố trí các điểm trú ẩn và phân bổ nguồn lực ứng phó một cách hợp lý. Bản đồ cũng là công cụ truyền thông hiệu quả, giúp nâng cao nhận thức của cộng đồng về rủi ro thiên tai, để người dân không còn bị động trước các thông tin cảnh báo lũ và có sự chuẩn bị tốt hơn. Tóm lại, đây là một giải pháp nền tảng, mang tính chiến lược trong công tác quản lý rủi ro thiên tai hiện đại.

III. Phương pháp xây dựng kịch bản xả lũ hồ Định Bình chi tiết

Để xây dựng bản đồ ngập lụt hạ du hồ Định Bình một cách chính xác, bước đầu tiên và quan trọng nhất là phải thiết lập được các kịch bản xả lũ khoa học và phù hợp với thực tế. Nghiên cứu của Huỳnh Tự Hiếu (2017) đã đề xuất một phương pháp tiếp cận toàn diện, bắt đầu từ việc sử dụng mô hình thủy văn SWAT (Soil and Water Assessment Tool). Đây là một công cụ mạnh mẽ cho phép mô phỏng lại quá trình hình thành dòng chảy trên toàn bộ lưu vực, đặc biệt là ở những nhánh sông không có trạm quan trắc. Bằng cách sử dụng các dữ liệu đầu vào như bản đồ địa hình (dữ liệu địa hình DEM), bản đồ thổ nhưỡng, hiện trạng sử dụng đất và số liệu mưa lịch sử, mô hình SWAT đã khôi phục lại chuỗi dữ liệu dòng chảy đến hồ. Quá trình này rất quan trọng vì nó cung cấp đầu vào thủy văn cho các bước mô phỏng tiếp theo. Sau khi hiệu chỉnh và kiểm định mô hình với các số liệu thực đo tại trạm thủy văn Bình Tường, nghiên cứu đã tiến hành xây dựng các kịch bản xả lũ. Các kịch bản này bao gồm cả việc mô phỏng lại trận lũ thực tế tháng 11/2016 để kiểm chứng, và các kịch bản giả định trong tình huống khẩn cấp với các tần suất lũ thiết kế (P=0.5%) và lũ kiểm tra (P=0.1%), tương ứng với các mức nước hồ khác nhau. Việc xây dựng đa dạng các kịch bản giúp đánh giá tác động một cách toàn diện, từ đó có cái nhìn đầy đủ về các mức độ rủi ro thiên tai mà vùng hạ du có thể phải đối mặt.

3.1. Ứng dụng mô hình thủy văn SWAT để phục hồi dòng chảy

Một trong những khó khăn lớn trong nghiên cứu thủy văn là sự thiếu hụt số liệu tại các nhánh sông nhỏ. Để giải quyết vấn đề này, nghiên cứu đã ứng dụng mô hình SWAT. Mô hình này chia toàn bộ lưu vực sông Kôn thành các lưu vực con nhỏ hơn và tính toán cân bằng nước cho từng ô. SWAT có khả năng mô phỏng các quá trình phức tạp như mưa, bốc hơi, thấm, và hình thành dòng chảy mặt cũng như dòng chảy ngầm. Bằng cách hiệu chỉnh các thông số của mô hình (như chỉ số đường cong CN, thời gian trễ dòng chảy) dựa trên dữ liệu thực đo tại trạm chính, mô hình đã tái tạo lại được quá trình thủy văn của toàn lưu vực với độ tin cậy cao. Kết quả từ SWAT không chỉ cung cấp dữ liệu dòng chảy lũ đến hồ Định Bình mà còn tính toán được lưu lượng từ các nhánh phụ lưu ở hạ du, đây là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tổng lượng nước gây ngập úng hạ du.

3.2. Xây dựng các kịch bản xả lũ khẩn cấp theo tần suất

Dựa trên cơ sở TCKT 03:2015, nghiên cứu đã xây dựng 6 kịch bản chính để mô phỏng ngập lụt. Các kịch bản này được chia thành hai nhóm: Nhóm 1 là mô phỏng lại các trận lũ thực tế đã xảy ra (tháng 11 và 12 năm 2016) để kiểm chứng độ chính xác của toàn bộ hệ thống mô hình. Nhóm 2 là các kịch bản xả lũ khẩn cấp giả định, được xây dựng dựa trên lũ thiết kế với tần suất 0.5% (chu kỳ lặp 200 năm) và lũ kiểm tra với tần suất 0.1% (chu kỳ lặp 1000 năm). Mỗi tần suất lũ lại được tính toán với hai trường hợp mực nước hồ ban đầu khác nhau, tạo ra các tình huống từ bất lợi đến rất bất lợi. Cách tiếp cận này đảm bảo rằng bản đồ ngập lụt sẽ bao quát được hầu hết các tình huống nguy hiểm có thể xảy ra, cung cấp thông tin giá trị cho việc lập phương án ứng phó với các cấp độ rủi ro khác nhau.

IV. Cách xây dựng bản đồ ngập lụt bằng mô hình MIKE và GIS

Sau khi có được các kịch bản dòng chảy từ mô hình thủy văn, bước tiếp theo là tiến hành mô phỏng ngập lụt bằng mô hình thủy lực. Nghiên cứu này đã sử dụng bộ phần mềm MIKE của Viện Thủy lợi Đan Mạch (DHI), cụ thể là mô hình MIKE 11 (cho mô phỏng 1 chiều trên sông) kết hợp với các công cụ của MIKE FLOOD và ArcGIS. Quá trình này bắt đầu bằng việc xây dựng mô hình số của hệ thống sông. Các dữ liệu quan trọng như mặt cắt ngang sông, độ nhám lòng sông và dữ liệu địa hình DEM của vùng bãi sông được đưa vào mô hình. Dòng chảy từ các kịch bản xả lũ (đã tính ở bước trước) được sử dụng làm điều kiện biên phía thượng lưu (tại đập Định Bình), và mực nước biển hoặc điều kiện dòng chảy tại cửa sông được dùng làm biên hạ lưu. Mô hình MIKE 11 sẽ giải hệ phương trình Saint-Venant để tính toán sự biến đổi của mực nước lũ và lưu lượng dọc theo sông theo thời gian. Kết quả tính toán từ MIKE 11 (bao gồm độ cao mực nước tại các mặt cắt) sau đó được xử lý và nội suy trên nền bản đồ GIS. Bằng cách so sánh độ cao mực nước mô phỏng với cao độ của bề mặt địa hình, công cụ GIS sẽ xác định được các khu vực bị ngập, tính toán độ sâu ngập và xuất bản thành các bản đồ ngập lụt chi tiết, dễ hiểu và trực quan cho từng kịch bản xả lũ.

4.1. Thiết lập mô hình thủy lực MIKE 11 cho hệ thống sông Kôn

Việc thiết lập mô hình thủy lực MIKE 11 là một công việc đòi hỏi sự tỉ mỉ và chính xác. Mạng lưới sông Kôn từ sau đập Định Bình đến đập dâng Văn Phong, bao gồm cả các nhánh sông chính, được số hóa trong mô hình. Hàng loạt mặt cắt ngang sông được đo đạc hoặc trích xuất từ dữ liệu địa hình DEM và nhập vào mô hình. Một thông số quan trọng là hệ số nhám Manning, đại diện cho sức cản của lòng sông, được hiệu chỉnh cẩn thận thông qua việc so sánh kết quả mô phỏng với mực nước thực đo trong các trận lũ lịch sử. Việc hiệu chỉnh thành công đảm bảo rằng mô hình có thể tái hiện chính xác quá trình lan truyền lũ trong thực tế, là tiền đề cho các kết quả mô phỏng ngập lụt đáng tin cậy.

4.2. Quy trình kết hợp kết quả mô phỏng và công nghệ GIS

Công nghệ Hệ thống Thông tin Địa lý (bản đồ GIS) đóng vai trò then chốt trong việc biến những con số kết quả từ mô hình thủy lực thành một sản phẩm trực quan. Sau khi MIKE 11 tính toán xong, kết quả là một chuỗi các giá trị mực nước lũ tại mỗi mặt cắt theo thời gian. Dữ liệu này được xuất ra và nhập vào một phần mềm GIS như ArcGIS. Tại đây, bằng các công cụ phân tích không gian, mực nước được nội suy ra toàn bộ vùng đồng bằng ngập lụt. Lớp bản đồ mực nước này sau đó được "trừ" đi lớp bản đồ địa hình gốc (DEM). Kết quả của phép trừ này chính là bản đồ độ sâu ngập, cho biết tại mỗi điểm, nước ngập sâu bao nhiêu mét. Từ đó, có thể dễ dàng xác định phạm vi các xã, thôn, các công trình hạ tầng bị ảnh hưởng, hỗ trợ đắc lực cho công tác phòng chống lụt bão.

V. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng bản đồ ngập lụt thực tiễn

Kết quả cuối cùng của nghiên cứu là một bộ bản đồ ngập lụt hạ du hồ Định Bình chi tiết cho từng kịch bản xả lũ đã được xây dựng. Các bản đồ này cung cấp thông tin vô giá và có tính ứng dụng thực tiễn cao. Chúng thể hiện rõ ràng các khu vực dân cư, đất nông nghiệp, và cơ sở hạ tầng có nguy cơ bị ngập. Quan trọng hơn, bản đồ còn chỉ ra độ sâu ngập tại từng vị trí, giúp phân loại mức độ rủi ro. Ví dụ, khu vực ngập sâu trên 2 mét sẽ được xác định là vùng nguy hiểm cao, cần ưu tiên cho kế hoạch sơ tán dân. Các thông tin này là cơ sở khoa học để Ban chỉ huy PCTT&TKCN các cấp xây dựng và diễn tập các phương án ứng phó với lũ lụt một cách chủ động và hiệu quả. Thay vì phản ứng một cách bị động khi lũ đã về, các cơ quan chức năng có thể dựa vào bản đồ để dự báo trước các khu vực bị ảnh hưởng nặng nề nhất và tập trung nguồn lực vào đó. Ngoài ra, bản đồ cũng là tài liệu quan trọng phục vụ công tác quy hoạch dài hạn, như quy hoạch sử dụng đất, quy hoạch xây dựng các công trình công cộng, giúp tránh bố trí các dự án quan trọng vào những vùng có rủi ro ngập lụt cao. Đây là một công cụ không thể thiếu trong việc quản lý tổng hợp rủi ro thiên tai và phát triển bền vững tại tỉnh Bình Định.

5.1. Phân tích vùng ngập độ sâu và thời gian ngập úng hạ du

Kết quả mô phỏng cho thấy, với kịch bản xả lũ khẩn cấp tần suất 0.1%, diện tích ngập úng hạ du có thể lên tới hàng nghìn hecta, ảnh hưởng đến nhiều xã thuộc huyện Vĩnh Thạnh và Tây Sơn. Bản đồ chi tiết đã xác định các "điểm nóng" ngập lụt, thường là các vùng trũng, ven sông. Độ sâu ngập trung bình có thể từ 1-2 mét, nhưng tại một số khu vực cục bộ có thể sâu hơn 3 mét. Ngoài ra, mô hình còn cho phép ước tính thời gian lũ truyền từ đập đến các vị trí trọng yếu, cung cấp thông tin về "thời gian vàng" để triển khai các biện pháp ứng phó. Những phân tích định lượng này giúp lượng hóa được mức độ rủi ro, làm cơ sở cho việc xây dựng các phương án chi tiết hơn là các ước tính định tính trước đây.

5.2. Hỗ trợ ra quyết định trong công tác phòng chống lụt bão

Ứng dụng lớn nhất của bộ bản đồ này là hỗ trợ ra quyết định. Khi nhận được thông tin dự báo mưa lớn và kế hoạch vận hành của hồ chứa Định Bình, cán bộ chỉ huy có thể tra cứu bản đồ tương ứng với kịch bản xả lũ dự kiến. Từ đó, họ có thể nhanh chóng xác định: số hộ dân cần sơ tán, các tuyến đường nào sẽ bị chia cắt, những trường học, trạm y tế nào sẽ bị ngập, và các vị trí nào cần gia cố đê bao. Thông tin cảnh báo lũ gửi đến người dân sẽ trở nên cụ thể và rõ ràng hơn (ví dụ: "khu vực thôn A, xã B dự kiến ngập sâu 1.5m sau 6 tiếng nữa"). Điều này giúp tăng cường hiệu quả của công tác chỉ đạo, điều hành và giảm thiểu sự hoang mang trong cộng đồng, góp phần bảo vệ an toàn tối đa cho người dân và tài sản trong mùa mưa lũ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VẤN ĐỀ NGẬP LỤT Ở HẠ DU HỒ CHỨA NƯỚC ĐỊNH BÌNH 1. Đặc điểm địa lý tự nhiên khu vực nghiên cứu 1. Đặc điểm địa lý tự nhiên: a. Vị trí địa lý Bình Định là một tỉnh thuộc duyên hải miền Trung Việt Nam, Bắc giáp tỉnh Quảng Ngãi, Nam giáp tỉnh Phú Yên, Tây giáp 2 tỉnh Gia Lai, Kon Tum, Đông giáp biển Đông.

Giới hạn bỡi hệ toạ độ địa lý như sau: - Cực Bắc : 140 42′ 10″ độ vĩ bắc, 1080 55′ 42″ độ kinh Đông. - Cực Nam : 130 30′ 10″ độ vĩ bắc, 1080 54′ 00″ độ kinh Đông. - Cực Đông : 130 36′ 33″ độ vĩ bắc, 1090 22′ 00″ độ kinh Đông. - Cực Tây : 140 25′ 00″ độ vĩ bắc, 1080 37′ 30″ độ kinh Đông.

Diện tích tự nhiên: 5996 km2, gồm thành phố Quy Nhơn và 10 huyện: An Lão, Hoài Ân, Hoài Nhơn, Phù Mỹ, Phù Cát, Vĩnh Thạnh, Tây Sơn, An Nhơn, Tuy Phước, Vân Canh. Dân số trong toàn tỉnh, tính đến 1998 là 1,522 triệu người, phân bố ở 126 xã, 26 phường và thị trấn. Số dân cư sống ở thành thị chiếm 23,70%. Còn lại 76,30% sống ở nông thôn.

Mật độ bình quân 253,8 người/ km2. Đại bộ phận dân cư sông bằng nghề nông - lâm – ngư nghiệp. Một bộ phận hoạt động trong các ngành công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, khai thác chế biến lâm sản, thủy sản, xây dựng, thương nghiệp dịch vụ y tế, giáo dục v.v… Khu vực nghiên cứu thuộc phía Nam tỉnh Bình Định, nằm gọn trong 3 lưu vực của các sông La Tinh, sông Kôn và sông Hà Thanh, bao gồm đất đai của 5 huyện: Vĩnh Thạnh, Tây Sơn, Phù Cát, An Nhơn, Tuy Phước và thành phố Qui Nhơn. - Công trình đầu mối hồ chứa nước Định Bình có vị trí tuyến áp lực tại xã Vĩnh Hảo, huyện Vĩnh Thạnh, tỉnh Bình Định trên sông Kôn.

Vĩnh Thạnh ở phía Tây của tỉnh Bình Định, cách thành phố Quy Nhơn 80 km. Phía Bắc giáp huyện An Lão, phía Đông giáp huyện Phù Cát, phía Nam giáp huyện Tây Sơn và phía Tây giáp thị xã An Khê (tỉnh Gia Lai). - Công trình đập dâng Văn Phong nằm xã Bình Tường, thuộc huyện Tây Sơn, ngay tại trạm thủy văn Cây Muồng sát quốc lộ 19 thuộc huyện Tây Sơn. - Khu tưới Văn Phong nằm trên phần đất của 18 xã thuộc 3 huyện Tây Sơn, Phù Cát, An Nhơn.

Phía Bắc giáp sông La Tinh. Phía Nam giáp sông Kôn. Phía Đông giáp núi Bà. Phía Tây giáp đồi núi các xã Bình Thành, Bình Thuận, Cát Hiệp.

- Khu tưới Vĩnh Thạnh nằm trên phần đất của 2 xã thuộc huyện Vĩnh Thạnh. 5 Phía Bắc giáp đập Định Bình. Phía Nam giáp xã Tây Thuận, huyện Tây Sơn. Phía Đông giáp sông Côn.

Phía Tây giáp sườn Đông dãy Trường Sơn. Hồ chứa nước Định Bình xây dựng trên sông Kôn. Khu vực đầu mối hồ thuộc địa bàn xã Vĩnh Hảo, huyện Vĩnh Thạnh, tỉnh Bình Định. Diện tích lưu vực tính đến tuyến công trình F=1.1: Các đặc trưng lưu vực hồ Định Bình Các đặc trưng lưu vực Giá trị Diện tích lưu vực F (Km2) 1.040 Chiều dài sông chính Lsc(Km) 83 Độ dốc lòng suối chính Js (%0) 40 Độ dốc sườn khu vực Jd (%0) 150 MNDBT (m) 91,93 MNC (m) 65 Vc (10 m3) 6 16,28 VMNDBT (106 m3) 226,21 Hình1.1: Sơ đồ vị trị Hồ Định Bình.

Đặc điểm địa hình Khu vực nghiên cứu nằm trong vùng có địa hình đồi núi cao, các dãy núi phát triển theo hướng Bắc Nam, các đỉnh núi có cao độ 800 – 900m và bị phân cách bới các nhánh suối nhỏ của sông Kôn. Địa mạo khu vực đặc trưng bởi dạng thung lũng mở rộng, với các sườn đồi hai bên khá thoải, kết quả của một quá trình bào mòn, phát triển mạnh cả về chiều thẳng đứng và chiều nằm ngang trên một nền địa chất tương đối tương đối đồng 6 nhất, không có tính phân lớp. Quá trình bào mòn phát triển mạnh dọc theo các hệ thống đứt gãy chính trong vùng. Lớp phủ tàn tích, sản phẩm của quá trình phong hoá đá gốc thường có bề dày lớn từ 5 ÷ 15 m, hoặc hơn.

Dạng địa hình tích tụ chỉ gặp ở dọc sông, các thềm sông thường có bề rộng 50 ÷ 60 m kéo dài hàng trăm mét, Từ phía đập Định Bình về phía phía hạ lưu địa hình tích tụ phát triển mạnh, tạo thành cánh đồng rộng vài km thuộc xã Vĩnh Thịnh. Đặc điểm địa chất Theo các kết quả nghiên cứu địa chất, cấu tạo và kiến tạo mới nhất, nền đá biến chất của địa khối Kon Tum trong vùng công trình bị phân cách bởi hệ thống đứt gãy cấp III chạy dọc theo hướng Bắc- Nam. Đứt gãy lớn nhất gọi là đứt gãy sông Kôn chạy phía bên phải và gần song song với hướng chảy của sông Kôn. Do tác động của đứt gãy này đã kéo theo sự hình thành của một loại đứt gãy nhỏ khác theo hướng tương tự.

Hệ thông đứt gãy thứ hai cáo hướng Tây Bắc – Đông Nam. Dọc theo các đứt gãy thuộc hệ thống này đã hình thành các khối xâm nhập Granit nhỏ như đã nêu trên. Một đứt gãy thuộc hệ thống này chạy ngang phía hạ lưu vị trí đầu mối Định Bình, và có thể là nguyên nhân chính làm thay đổi hướng chảy của sông Côn ngay phía hạ lưu vị trí dự định xây dựng đập. Do nền địa chất là các lớp đất đá kết tinh và đá xâm nhập liền khối, có tính thấm nước và trữ nước nhỏ, do đó nước ngầm chỉ gặp ở phần trên cùng của nề đá gốc trong đới đá phong hoá nứt nẻ.

Nước ngầm có nguồn bù cấp chính là nước mưa và có hướng vận động về phía sông Kôn và các nhánh của nó. Do lượng mưa trong vùng tương đối cao, khoảng 1700 ÷ 1800 mm/ năm, nên nước ngầm khá dồi dào. Mực nước ngầm tại các sườn đồi nói chung nằm sâu từ 7÷ 15m. Nước mặt tập trung chủ yếu ở sông Kôn và các chi lưu chính như Đắc Sem, Kriêng- Tin.

Dòng chảy hiện tại của sông Kôn phụ thuộc một mặt vào sự làm việc của hồ chứa Vĩnh Sơn, cách vị trí dự định xây dựng đập Định Bình khoảng 20 km về thượng lưu, và vào lưu lượng của các chi lưu nhỏ nằm dưới thuỷ điện Vĩnh Sơn. Điều kiện khí tượng, thủy văn: Bình Định thuộc vùng nhiệt đới ẩm gió mùa. Nhiệt độ trung bình 270C. Lượng mưa trung bình hàng năm trong 5 năm gần đây là 2.

Mùa mưa (từ tháng 8 đến tháng 12) tập trung 70 - 80% lượng mưa cả năm. Mùa mưa trùng với mùa bão nên thường gây ra lũ lụt. Ngược lại mùa nắng kéo dài nên gây hạn hán ở nhiều nơi. Độ ẩm trung bình là 80%.Khí Tượng: - Mạng lưới các yếu tố và thời gian quan trắc khí tượng khu vực và vùng liên quan: Công tác nghiên cứu KTTV trên lưu vực sông Kôn đã được quan tâm từ lâu.

Cho đến nay, tài liệu đo đạc từ mạng lưới trạm trên lưu vực sông Kôn khá đầy đủ, tuy nhiên việc phân bố trạm lại chưa thật hợp lý. 7 Mạng lưới trạm đo mưa trên lưu vực sông Kôn, nhất là vùng hạ du khá dày, nhưng trạm đo thủy văn thì thưa thớt, tài liệu thiếu đồng bộ và đây là một hạn chế trong việc đánh giá nguồn nước của dòng chính sông Kôn.2:Mạng lưới trạm quan trắc các yếu tố khí tượng - thủy văn TT Tên trạm Thời kỳ đo Số năm đo Yếu tố đo Ghi chú 1 Vĩnh Kim 1983-2008 25 X(mm) X(mm): Điểm đo 2 Vĩnh Sơn 1983-2008 25 X(mm) mưa 3 Định Bình 1983-2008 25 X(mm) Trạm thuỷ văn 4 Kbang 1983-2008 25 X(mm) 5 Krong 1983-2008 25 X(mm) 6 An Toàn 1983-2008 25 X(mm) 7 Hoài Ân 1983-2008 25 X(mm) 8 An Khê 1983-2008 25 X(mm) 9 Bình Tường 1983-2008 25 X(H,Q) 10 Quy Nhơn 1983-2008 25 X,V,Z,U Trạm khí tượng -Nhiệt độ không khí (ToC): Nhiệt độ không khí bình quân, cao nhất, thấp nhất các tháng trong năm ghi ở bảng sau.3: Các đặc trưng nhiệt độ của khu vực nghiên cứu. Nhiệt độ bình quân Nhiệt độ cao nhất Nhiệt độ thấp Tháng ( ) ( Tmax) nhất( Tmin) 1 23,1 33,0 15,2 2 23,9 35,4 15,7 3 25,4 38,3 16,4 4 27,3 36,6 19,4 5 28,9 39,7 19,1 6 29,7 40,9 21,7 7 29,8 42,1 20,6 8 29,8 40,9 20,7 9 28,4 39,0 20,5 10 26,8 37,3 17,9 11 25,4 32,9 15,0 12 23,7 31,5 16,1 Năm 26,9 42,1 15,0 8 - Độ ẩm không khí, (u%): Bảng1.4: Các đặc trưng độ ẩm không khí trung bình của khu vực dự án. Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm (%) 84 82 83 83 80 74 71 71 78 83 84 83 200 8 - Số giờ nắng, n (giờ/ ngày): Bảng1.5:Số giờ nắng bình quân ngày các tháng trong năm.6: Vận tốc gió bình quân các tháng trong năm.

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm v (m/s) 2,3 2,0 2,2 2,0 1,7 2,0 1,8 2,0 1,5 2,2 2,8 2,7 2,1 Bảng 1.7: Vận tốc gió mạnh theo các hướng theo tần xuất Pi (%). Pi (%) Trị số VP ( m/s) 2 4 10 Ghi chú Hướng (B), Bắc 26,5 23,6 19,8 (ĐB), Đông -Bắc 20,7 18,8 16,2 (Đ), Đông 16,8 14,3 11,1 (ĐN), Đông Nam 16,2 15,1 13,5 (N), Nam 25,1 21,0 15,8 (TN), Tây – Nam.8:Lượng bốc hơi đo bằng ống Piche Zpic (mm) Thán 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm g Zpic 68, 63, 80, 81, 96, 109, 117, 124, 78, 67, 64, 69, 1022, (mm) 4 4 4 2 2 3 8 8 5 8 8 8 3 Bảng1.9: Lượng bốc hơi mặt nước Znc (mm) Thán 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm g 9 1,2 1,3 1,3 Kh.c 75,9 88,4 87,9 143,9 150,3 170,8 111,4 87,2 1293 8 5 0 0 - Mưa: Lượng mưa trung bình năm trong vùng vào khoảng 1700 ÷ 1800 mm, phân bố thành 2 mùa rõ rệt. Mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12, mùa khô từtháng 1 đến tháng 8. Trong mùa mưa, cường độ mưa lớn thường tập trung vào tháng 10 và tháng 11, chiếm tới 80% lượng mưa cả năm, thường gây lũ lụt.

Mùa khô kéo dài khoảng 8 tháng, lượng mưa chỉ chiếm 20% cả năm, bốc hơi lớn, thường gây ra hạn hán thiếu nước nghiêm trọng.2: Bản đồ đẳng trị mưa của tỉnh Bình Định - Tình hình gió, bão trong vùng * Gió: Vùng lãnh thổ Bình Định chịu ảnh hưởng của hai hướng gió chính, gió mùa mùa Đông và gió mùa mùa Hạ có thời gian thịnh hành tương ứng là tháng 1 và tháng 7 hàng năm. Vận tốc gió trung bình là 2,1 m/s, trung bình tháng lớn nhất là 2,8 m/s và nhỏ nhất là 1,5 m/s.