Luận văn thạc sĩ ảnh hưởng của tình huống vỡ đê phúc long nhượng huyện cẩm xuyên tỉnh hà tĩnh và đề xuất giải phap giảm thiểu

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu ảnh hưởng của tình huống vỡ đê phúc long nhượng huyện cẩm xuyên tỉnh hà tĩnh và đề xuất giải phap, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất

• Tác giả: Trần Quốc Hùng
• Người hướng dẫn: PGS. TS Nguyễn Cao Đơn
• Trường học: Đại học Thủy lợi
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Tài nguyên nước
• Đề tài: Ảnh hưởng của tình huống vỡ đê Phúc Long Nhượng, huyện Cẩm Xuyên, tỉnh Hà Tĩnh và đề xuất giải pháp giảm thiểu
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM KẾT
• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Tính cấp thiết của Đề tài
• 0.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 0.3. Đối tượng và nội dung nghiên cứu
• 0.4. Phạm vi nghiên cứu
• 0.5. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
• 0.5.1. Cách tiếp cận
• 0.5.2. Phương pháp nghiên cứu
• 0.6. Kết quả đạt được
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Những nghiên cứu liên quan ở ngoài nước
• 1.2. Những nghiên cứu liên quan trong nước
• 1.3. Tổng quan về vùng nghiên cứu
• 1.3.1. Điều kiện tự nhiên, dân sinh, kinh tế - xã hội
• 1.3.1.1. Vị trí địa lý
• 1.3.1.2. Đặc điểm địa hình, địa chất
• 1.3.1.3. Điều kiện khí tượng, thủy văn công trình, sông ngòi
• 1.3.1.4. Tình hình dân sinh, kinh tế - xã hội
• 1.3.1.5. Hiện trạng thuỷ lợi
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Tính toán xác định quá trình lưu lượng nước tràn qua đê
• 2.1.1. Trường hợp không xảy ra vỡ đê
• 2.1.2. Trường hợp xảy ra vỡ đê
• 2.2. Xác định mực nước ngập lụt trong đồng
• 2.2.1. Xây dựng đường đặc tính Z - F - V của khu chứa
• 2.2.2. Tính toán dung tích ngập, cao trình ngập, diện tích vùng ngập
• 2.2.3. Xây dựng bản đồ ngập lụt cho khu vực nghiên cứu
• 2.2.3.1. Khái niệm về bản đồ ngập lụt
• 2.2.3.2. Các phương pháp xây dựng bản đồ ngập lụt
• 2.2.3.3. Xây dựng bản đồ ngập lụt kết hợp công cụ GIS
• 3. CHƯƠNG 3: TÌNH HÌNH NGẬP LỤT, ĐÁNH GIÁ SƠ BỘ THIỆT HẠI VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU
• 3.1. Xác định mức độ ngập lụt khu vực nghiên cứu
• 3.2. Xây dựng đường đặc tính Z - F - V cho khu vực nghiên cứu
• 3.3. Xác định độ sâu ngập, dung tích ngập, diện tích ngập và thời gian ngập lụt khu vực nghiên cứu
• 3.4. Kiểm tra kết quả tính toán thông qua Storage Units (khu chứa) của phần mềm SWMM
• 3.4.1. Giới thiệu phần mềm SWMM
• 3.4.2. Áp dụng cho bài toán đê Phúc Long Nhượng
• 3.5. Xây dựng bản đồ ngập lụt và đánh giá sơ bộ mức độ thiệt hại
• 3.6. Đề xuất các biện pháp giảm thiểu
• 3.6.1. Giải pháp công trình
• 3.6.2. Giải pháp phi công trình
• 3.6.3. Đảm bảo sự an toàn của tuyến đê
• 3.6.4. Những biện pháp chủ động tự ứng phó nhằm giảm thiểu thiệt hại cho nhân dân trong khu vực có nguy cơ bị ảnh hưởng
• 3.6.5. Ứng phó khi có sự cố xảy ra
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Luận Văn Thạc Sĩ

Luận văn thạc sĩ tập trung nghiên cứu ảnh hưởng vỡ đê Phúc Long Nhượng và đề xuất giải pháp giảm thiểu tại huyện Cẩm Xuyên, Hà Tĩnh. Nghiên cứu này nhằm đánh giá tác động của thiên tai như lũ lụt, bão, và nước dâng đến hệ thống đê điều và cộng đồng dân cư. Luận văn sử dụng các phương pháp khoa học hiện đại như GIS và mô hình toán học để dự báo và phân tích ngập lụt. Kết quả nghiên cứu sẽ hỗ trợ công tác quản lý rủi ro và phòng chống lũ lụt tại địa phương.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của luận văn là tính toán vùng ảnh hưởng ngập lụt do nước tràn đê và đề xuất các giải pháp giảm thiểu thiệt hại. Nghiên cứu tập trung vào đê Phúc Long Nhượng và vùng bảo vệ của nó, nhằm đánh giá tác động môi trường và an toàn đê điều. Kết quả sẽ giúp cải thiện quy hoạch đê điều và bảo vệ dân cư khỏi các rủi ro thiên tai.

1.2. Phương pháp nghiên cứu

Luận văn sử dụng các phương pháp như kế thừa tài liệu, thu thập số liệu, và mô hình toán học để phân tích ngập lụt. Các công cụ như GIS và phần mềm SWMM được áp dụng để xây dựng bản đồ ngập lụt và đánh giá thiệt hại. Phương pháp tiếp cận hệ thống kinh tế - sinh thái - môi trường giúp đảm bảo tính toàn diện và phát triển bền vững.

II. Ảnh Hưởng Vỡ Đê Phúc Long Nhượng

Vỡ đê Phúc Long Nhượng đã gây ra ngập lụt nghiêm trọng tại huyện Cẩm Xuyên, ảnh hưởng đến dân cư và kinh tế - xã hội địa phương. Nghiên cứu chỉ ra rằng, thiên tai như bão và nước dâng là nguyên nhân chính dẫn đến vỡ đê. Hậu quả bao gồm thiệt hại tài sản, ô nhiễm môi trường, và dịch bệnh. Luận văn đánh giá mức độ ngập lụt và đề xuất các giải pháp khắc phục hậu quả.

2.1. Tác động môi trường

Vỡ đê gây ra ngập lụt làm tăng ô nhiễm môi trường và dịch bệnh. Nghiên cứu chỉ ra rằng, nước dâng và lũ lụt làm tăng diện tích đất nhiễm mặn, ảnh hưởng đến hệ sinh thái và sản xuất nông nghiệp. Các giải pháp bảo vệ môi trường được đề xuất nhằm giảm thiểu tác động xấu đến đời sống dân cư.

2.2. Thiệt hại kinh tế

Vỡ đê gây thiệt hại lớn về tài sản và nông nghiệp. Nghiên cứu ước tính, mỗi năm huyện Cẩm Xuyên chịu thiệt hại hàng chục tỷ đồng do ngập lụt. Các giải pháp công trình và phi công trình được đề xuất nhằm giảm thiểu thiệt hại và bảo vệ dân cư.

III. Giải Pháp Giảm Thiểu

Luận văn đề xuất các giải pháp giảm thiểu thiệt hại do vỡ đê Phúc Long Nhượng. Các giải pháp công trình bao gồm nâng cấp đê điều và xây dựng nhà chống lũ. Các giải pháp phi công trình tập trung vào quản lý rủi ro và phòng ngừa thiên tai. Nghiên cứu cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của quy hoạch đê điều và bảo vệ dân cư.

3.1. Giải pháp công trình

Các giải pháp công trình bao gồm nâng cấp đê điều, xây dựng nhà chống lũ, và cải tạo hệ thống thoát nước. Nghiên cứu đề xuất sử dụng kỹ thuật xây dựng đê hiện đại để tăng cường an toàn đê điều và bảo vệ dân cư.

3.2. Giải pháp phi công trình

Các giải pháp phi công trình tập trung vào quản lý rủi ro và phòng ngừa thiên tai. Nghiên cứu đề xuất nâng cao nhận thức cộng đồng, xây dựng kế hoạch sơ tán, và tăng cường giám sát thời tiết. Các giải pháp này nhằm giảm thiểu thiệt hại và bảo vệ dân cư khỏi các rủi ro thiên tai.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam, đặc biệt khu vực Bắc Trung Bộ, là vùng chịu ảnh hưởng nặng nề của thiên tai như bão, áp thấp nhiệt đới, lũ lụt và nước dâng do triều cường. Tỉnh Hà Tĩnh với diện tích tự nhiên khoảng 602.564 ha và dân số trên 1,28 triệu người, có địa hình phức tạp gồm núi non hiểm trở và bờ biển dài 137 km, thường xuyên chịu thiệt hại do thiên tai. Huyện Cẩm Xuyên, nằm ven biển Hà Tĩnh, có tổng diện tích 635,54 km² với dân số khoảng 151.834 người, là khu vực chịu ảnh hưởng trực tiếp của các hiện tượng thiên tai như bão, lũ, nước dâng và xâm nhập mặn. Tuyến đê Phúc Long Nhượng dài 11,41 km, bảo vệ trực tiếp cho gần 20.000 người và hơn 2.400 ha đất sản xuất, đang xuống cấp nghiêm trọng, làm tăng nguy cơ tràn đê và ngập lụt.

Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào việc tính toán dự báo vùng ảnh hưởng và diện tích ngập lụt do nước tràn qua đê Phúc Long Nhượng, đồng thời đề xuất các biện pháp giảm thiểu thiệt hại. Phạm vi nghiên cứu giới hạn ở khu vực bờ tả đê Phúc Long Nhượng, không xét đến cơ chế vỡ đê và dòng chảy trong nội đồng. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo vệ tính mạng, tài sản của người dân, đồng thời hỗ trợ công tác quản lý, ứng phó thiên tai hiệu quả hơn, góp phần nâng cao chỉ số an toàn đê điều và giảm thiểu thiệt hại kinh tế xã hội.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn áp dụng các lý thuyết và mô hình sau:

• Lý thuyết thủy lực đập tràn đỉnh rộng: Sử dụng công thức tính lưu lượng nước tràn qua đê trong các trường hợp chảy không ngập và chảy ngập, dựa trên các tham số như chiều dài đoạn đê có nước tràn, cột nước tràn, hệ số lưu tốc và gia tốc trọng trường.

• Mô hình đặc tính Z-F-V của khu chứa: Xây dựng đường đặc tính mối quan hệ giữa mực nước (Z), diện tích mặt nước (F) và thể tích nước (V) trong khu vực nội đồng, giúp mô phỏng quá trình tích nước và ngập lụt trong vùng bảo vệ đê.

• Phương pháp xây dựng bản đồ ngập lụt kết hợp GIS: Kết hợp mô phỏng thủy văn thủy lực với hệ thống thông tin địa lý để tạo bản đồ ngập lụt dự báo, phục vụ công tác quy hoạch và ứng phó thiên tai.

Các khái niệm chính bao gồm: lưu lượng tràn đê, cột nước tràn, đặc tính khu chứa, bản đồ ngập lụt, và hệ số lưu tốc.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu khí tượng thủy văn từ trạm Cẩm Nhượng (1966-2006), số liệu địa hình, địa chất, hiện trạng đê và các tài liệu liên quan đến thiên tai tại huyện Cẩm Xuyên, Hà Tĩnh.

• Phương pháp chọn mẫu: Sử dụng toàn bộ dữ liệu quan trắc có sẵn của khu vực nghiên cứu để đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy.

• Phương pháp phân tích: Áp dụng các công thức thủy lực để tính toán lưu lượng nước tràn qua đê, xây dựng đường đặc tính Z-F-V dựa trên dữ liệu địa hình, sử dụng phần mềm SWMM để mô phỏng diễn biến mực nước và diện tích ngập lụt.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ năm 2022 đến 2023, bao gồm thu thập số liệu, phân tích, mô phỏng và đề xuất giải pháp.

Phương pháp nghiên cứu tích hợp giữa lý thuyết thủy lực, mô hình toán học và công nghệ GIS nhằm đảm bảo kết quả chính xác, thực tiễn và có tính ứng dụng cao.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Quá trình mực nước tràn qua đê: Lưu lượng nước tràn qua đê Phúc Long Nhượng được tính toán theo công thức đập tràn đỉnh rộng, với chiều dài đoạn đê có nước tràn khoảng 11,41 km. Kết quả mô phỏng cho thấy lưu lượng tràn đạt đỉnh trong các trận lũ có tần suất từ 0,3 đến 0,5, với cột nước tràn dao động từ 0,5 đến 1,2 m.

2. Diện tích vùng ngập lụt: Dựa trên đường đặc tính Z-F-V xây dựng từ dữ liệu địa hình, diện tích ngập lụt trong nội đồng có thể lên tới khoảng 2.471 ha khi mực nước tràn đạt mức cao nhất. Thời gian ngập lụt kéo dài từ 3 đến 7 ngày tùy theo cường độ lũ.

3. Đánh giá sơ bộ thiệt hại: Ngập lụt do tràn đê ảnh hưởng trực tiếp đến gần 20.000 người và hơn 2.400 ha đất sản xuất, gây thiệt hại ước tính hàng chục tỷ đồng mỗi năm. Các ngành nông nghiệp, giao thông và cơ sở hạ tầng bị ảnh hưởng nặng nề, với thiệt hại về mùa vụ lúa hè thu lên tới 3.000 ha và hư hỏng các công trình đê điều, giao thông.

4. Hiện trạng đê và công trình phụ trợ: Tuyến đê Phúc Long Nhượng đã xuống cấp nghiêm trọng sau hơn 20 năm sử dụng, với mái đê bị sạt lở, mặt đê nứt vỡ, cống dưới đê hư hỏng, làm giảm khả năng chống chịu với lũ lớn và bão.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến hiện tượng tràn đê và ngập lụt nghiêm trọng là do sự kết hợp giữa yếu tố tự nhiên như mưa lớn, bão, nước dâng do triều cường và yếu tố kỹ thuật như xuống cấp đê, mặt cắt đê nhỏ, cao trình thấp. So sánh với các nghiên cứu tương tự trong nước và quốc tế, kết quả mô phỏng lưu lượng tràn và diện tích ngập lụt phù hợp với các mô hình thủy lực đập tràn đỉnh rộng và mô hình đặc tính khu chứa.

Việc sử dụng phần mềm SWMM giúp mô phỏng chính xác diễn biến mực nước trong đồng, hỗ trợ xây dựng bản đồ ngập lụt dự báo có tính ứng dụng cao trong công tác phòng chống thiên tai. Bản đồ ngập lụt kết hợp GIS cung cấp thông tin trực quan, giúp các cơ quan quản lý và người dân có thể chủ động ứng phó.

Kết quả nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng của việc duy tu, nâng cấp hệ thống đê điều, đồng thời phát triển các biện pháp phi công trình nhằm giảm thiểu thiệt hại do ngập lụt gây ra. Các số liệu cụ thể về lưu lượng tràn, diện tích ngập và thiệt hại kinh tế là cơ sở khoa học để xây dựng các kế hoạch ứng phó hiệu quả.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Nâng cấp, gia cố tuyến đê Phúc Long Nhượng: Tăng cao trình đê lên mức tối thiểu +3,5 m, mở rộng mặt đê từ 2-3 m lên 4-5 m, gia cố mái đê bằng kè đá và cây chắn sóng để giảm sạt lở. Thời gian thực hiện trong vòng 3 năm, do Ban Quản lý Đê điều và Phòng chống lụt bão tỉnh Hà Tĩnh chủ trì.

2. Cải tạo và nâng cấp hệ thống cống dưới đê: Thay thế các cống hư hỏng, nâng cao khả năng tiêu thoát nước, đảm bảo vận hành thông suốt trong mùa mưa bão. Thời gian thực hiện 2 năm, phối hợp giữa chính quyền địa phương và các đơn vị kỹ thuật.

3. Xây dựng bản đồ ngập lụt dự báo và hệ thống cảnh báo sớm: Ứng dụng công nghệ GIS và phần mềm mô phỏng để cập nhật bản đồ ngập lụt theo từng trận lũ, kết hợp hệ thống cảnh báo sớm nhằm hỗ trợ công tác sơ tán và ứng phó kịp thời. Thời gian triển khai 1 năm, do Sở Tài nguyên và Môi trường phối hợp với Trung tâm Khí tượng Thủy văn.

4. Tuyên truyền, đào tạo nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các lớp tập huấn, diễn tập ứng phó thiên tai cho người dân vùng ven đê, xây dựng phương án sơ tán và bảo vệ tài sản. Thực hiện liên tục hàng năm, do UBND huyện Cẩm Xuyên và các xã liên quan đảm nhiệm.

5. Phát triển các giải pháp phi công trình: Xây dựng nhà chống lũ, hệ thống kênh mương tiêu thoát nước nội đồng, trồng rừng chắn sóng ven biển để giảm thiểu tác động của sóng và nước dâng. Thời gian thực hiện 3-5 năm, phối hợp giữa các ngành nông nghiệp, thủy lợi và môi trường.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cơ quan quản lý đê điều và phòng chống thiên tai: Sử dụng kết quả nghiên cứu để lập kế hoạch duy tu, nâng cấp đê, xây dựng hệ thống cảnh báo và ứng phó thiên tai hiệu quả.

2. Chính quyền địa phương các xã ven biển huyện Cẩm Xuyên: Áp dụng bản đồ ngập lụt và các giải pháp đề xuất để tổ chức sơ tán dân cư, bảo vệ tài sản và phát triển kinh tế bền vững.

3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành kỹ thuật tài nguyên nước, thủy lợi: Tham khảo phương pháp tính toán lưu lượng tràn đê, mô hình đặc tính khu chứa và ứng dụng GIS trong xây dựng bản đồ ngập lụt.

4. Người dân và cộng đồng sống trong vùng bảo vệ đê: Nắm bắt thông tin về nguy cơ ngập lụt, các biện pháp phòng tránh và ứng phó khi có sự cố tràn đê xảy ra, nâng cao ý thức tự bảo vệ.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao tuyến đê Phúc Long Nhượng dễ bị tràn và ngập lụt?
   Do đê đã xuống cấp, cao trình thấp, mặt cắt nhỏ, kết hợp với tác động của bão, mưa lớn và nước dâng do triều cường, làm tăng nguy cơ nước tràn qua đê.

2. Phương pháp tính lưu lượng nước tràn qua đê được áp dụng như thế nào?
   Sử dụng công thức thủy lực đập tràn đỉnh rộng, tính lưu lượng dựa trên chiều dài đoạn đê có nước tràn, cột nước tràn và hệ số lưu tốc, phân biệt trường hợp chảy ngập và không ngập.

3. Bản đồ ngập lụt được xây dựng dựa trên dữ liệu nào?
   Kết hợp dữ liệu địa hình, mực nước, lưu lượng tràn đê và mô phỏng thủy văn thủy lực bằng phần mềm chuyên dụng, tích hợp với hệ thống GIS để tạo bản đồ dự báo.

4. Các biện pháp giảm thiểu thiệt hại do tràn đê gồm những gì?
   Bao gồm nâng cấp đê, cải tạo cống tiêu thoát nước, xây dựng hệ thống cảnh báo sớm, tuyên truyền cộng đồng và phát triển các giải pháp phi công trình như nhà chống lũ và trồng rừng chắn sóng.

5. Nghiên cứu này có thể áp dụng cho các khu vực khác không?
   Phương pháp và kết quả có thể tham khảo để áp dụng cho các vùng đê ven biển và đồng bằng khác có điều kiện tương tự, giúp nâng cao hiệu quả phòng chống thiên tai.

Kết luận

• Xác định chính xác quá trình lưu lượng nước tràn qua đê Phúc Long Nhượng và mô phỏng diễn biến mực nước trong đồng, diện tích ngập lụt với các trận lũ có tần suất từ 0,3 đến 0,5.
• Đánh giá sơ bộ thiệt hại do ngập lụt gây ra cho các ngành nông nghiệp, giao thông và cơ sở hạ tầng, với thiệt hại ước tính hàng chục tỷ đồng mỗi năm.
• Phát hiện tuyến đê và các công trình phụ trợ đã xuống cấp nghiêm trọng, làm giảm khả năng chống chịu thiên tai.
• Đề xuất các giải pháp nâng cấp đê, cải tạo hệ thống cống, xây dựng bản đồ ngập lụt dự báo và tăng cường tuyên truyền cộng đồng nhằm giảm thiểu thiệt hại.
• Khuyến nghị triển khai các bước tiếp theo trong vòng 1-3 năm để nâng cao an toàn đê điều và bảo vệ người dân vùng ven biển.

Luận văn cung cấp cơ sở khoa học và công cụ thực tiễn cho công tác quản lý, phòng chống thiên tai tại Hà Tĩnh, đồng thời mở ra hướng nghiên cứu ứng dụng mô hình thủy lực và GIS trong quản lý đê điều và giảm nhẹ thiên tai. Các cơ quan chức năng và cộng đồng được khuyến khích áp dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao hiệu quả phòng chống thiên tai trong tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: TỔNG QUAN 1. Những nghiên cứu liên quan ở ngoài nước Trên thế giới từ trước tới nay đã ghi nhận nhiều sự cố tràn đê, vỡ đê lớn nhỏ khác nhau và cũng đã có những nghiên cứu về vấn đề này. Tuy nhiên những nghiên cứu này chủ yếu đang đi phân tích quá trình vỡ đê và những yếu tố kỹ thuật xung quanh sự cố tràn, vỡ đê nhưng chưa có nghiên cứu nào đi vào phân tích diễn biễn ngập lụt, mức độ ảnh hưởng tới khu vực bảo vệ của đê sau khi sự cố tràn, vỡ đê xảy ra. Cụ thể một số nghiên cứu như sau: Năm 2006, S.

Busse (Hà Lan) trình bày nghiên cứu về truyền sóng lũ khi vỡ đê: Xây dựng mô hình thực nghiệm để quan trắc các thông số mực nước, vận tốc dòng chảy, hướng chảy của dòng nước sau một trận vỡ đê giả định. Sau đó sử dụng các thông số quan trắc đó để kiểm tra lại kết quả tính toán của phương pháp số RKDG và đánh giá khả năng sử dụng của phương pháp này cho các bài toán vỡ đê. Zomorodian (Iran) trình bày nghiên cứu Đánh giá của mô hình Mike 21 trong mô phỏng vỡ đê, đập: Xây dựng cơ sở lý thuyết và quá trình sử dụng mô hình Mike 21 mô phỏng cho các trường hợp vỡ đê, đập. Áp dụng cho bài toán thực tế trên sông Helleh (Iran).

Kết quả tính toán của mô hình được so sánh với kết quả tính toán của 2 phương pháp số khác là MacCormack và Gubutti. Nhận thấy quá trình Mike 21 mô phỏng vỡ đê cho kết quả đáng tin cậy hơn vỡ đập và ở những trường hợp dòng chảy phức tạp, cần phải dùng tới mô hình ba chiều để mô phỏng bài toán. Roger (Đức) trình bày nghiên cứu Dòng chảy do vỡ đê - Mô hình đơn giản: Các mô hình đơn giản hóa đã được phát triển trong khuôn khổ của một mô hình thu nhỏ và với sự giúp đỡ của mô phỏng số được sử dụng để 8 xác định các đặc tính hữu ích của dòng chảy. Mô hình dựa trên nguyên lý bảo toàn khối lượng và động lượng, áp dụng cùng với các điều kiện biên có liên quan như mặt cắt dòng chảy, hướng dòng chảy.

Sau khi xây dụng cơ sở lý thuyết, tiến hành tính toán cho các trường hợp giả định và so sánh với các dữ liệu thực nghiệm. Những nghiên cứu liên quan trong nước Cũng tương tự như trên, ở trong nước hầu như chưa có nghiên cứu nào đề cập đến việc tính toán quá trình ngập lụt và mức độ ảnh hưởng của khu vực trong đê khi có tình huống tràn, vỡ đê xảy ra, chủ yếu là các nghiên cứu quá trình phân tích bài toán vỡ đập: Nghiên cứu ảnh hưởng tình huống vỡ đập hồ Kẻ Gỗ - Hà Tĩnh đến vùng hạ du (PGS. TS Phạm Thị Hương Lan, PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái, KS. Trần Ngọc Huân): Hồ Kẻ Gỗ là một trong những hồ chứa lớn ở khu vực miền Trung, vùng hạ lưu hồ là khu vực tập trung đông dân cư, khu kinh tế phát triển.

Kết quả nghiên cứu vỡ đập hồ Kẻ Gỗ giúp xác định chiều sâu, lưu tốc dòng chảy, phạm vi ảnh hưởng và thời gian xuất hiện dòng lũ sinh ra do vỡ đập. Đó là những thông tin quan trọng giúp các nhà quản lý có những biện pháp thích hợp để giảm tối đa các thiệt hại do sự cố vỡ đập gây ra. Nghiên cứu này tập trung vào việc mô phỏng ngập lụt hạ du hồ Kẻ Gỗ trong tình huống đập chính hồ Kẻ Gỗ bị vỡ. Thời điểm tự vỡ an toàn cho đập tràn sự cố hồ Yên Lập (Ths Phạm Thị Hương): Nghiên cứu trình bày kết quả tính toán xác định thời điểm tự vỡ tràn sự cố - tràn kiểu đập đất tự vỡ - để đảm bảo an toàn cho đập chính của hồ chứa nước Yên Lập, tỉnh Quảng Ninh.

Với đập tràn sự cố kiểu đập đất tự vỡ, thời điểm vỡ đập trong quá trình xả lũ sự cố là rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến an toàn của đập chính. Nếu tràn sự cố vỡ trước thời điểm tính toán thì có thể dẫn đến lãng phí vì khi đó chưa cần thiết phải gây vỡ đập tràn sự cố, đường tràn chính vẫn đủ năng lực tháo. Nếu tràn vỡ sau thời điểm tính toán thì có thể dẫn đến khả năng nước tràn qua đập chính gây mất an toàn cho đập. Vậy với các công trình có đập tràn sự cố kiểu đập đất 9 tự vỡ, cần xác định chính xác thời điểm tự vỡ an toàn của đập.

Tổng quan về vùng nghiên cứu 1. Điều kiện tự nhiên, dân sinh, kinh tế - xã hội 1. Vị trí địa lý Tuyến đê Phúc Long Nhượng, thuộc thị trấn Thiên Cầm (xã Cẩm Long) và các xã Cẩm Phúc, Cẩm Nhượng, huyện Cẩm Xuyên, tỉnh Hà Tĩnh. Khu vực nghiên cứu nằm cách thành phố Hà Tĩnh khoảng 20km theo hướng Đông Nam.

Đê Phúc Long Nhượng Hình 1.1: Vị trí công trình Huyện Cẩm Xuyên, tỉnh Hà Tĩnh với tổng diện tích đất tự nhiên 635,54km 2 với 151.834 người, được giới hạn như sau: + Phía Bắc giáp huyện Thạch Hà và thành phố Hà Tĩnh. + Phía Đông giáp biển Đông. + Phía Tây giáp huyện Hương Khê. 10 + Phía Nam giáp huyện Kỳ Anh.

CÈm Nam Huy 108 Đoạn đê nghiên cứu CÈm Nh­îng CÈm Long km 14+800 Nh­îng Cg.Liªn Thanh 544 km 10 CÈmTh¨ng 20.3 cèng Muèi Phó Hµ BT 12 Cg. b¶y Nµng km 7+530 Cg. Hãi Sãc(19-5) KÌ M¸i §ª km 0 458 Õn CÈm Phóc Cg.®Ëp Lµng KÌ Ho¸ Léc km 5 Muèi CÈmXuyªn KÌ M¸i §ª km 6 Cg.Gon km 0 Cg. §Ëp Tró 5 km 5 Cg.®ång Léc km 5 CÈm LÜnh 301 Cg.Trung Hoµ Cg.Hãi ThuyÒn km 5 Cg.Trung Th¾ng km 11+700 Cg.4 KÌ CÈm Trung : BT 165 10 CÈm Léc KÌ CÈm Trung CÈm Hµ Cg.§Ëp Lµng km 0 329 118 > Cg.S«ng QuÌn 213 CÈm H­ng 30.Cöa Ng¨n Kú xu©n 10 km 10 km 0 Kú B¾c BT 11.10 BT 30 CÈm ThÞnh CÈm Minh Kú Gi Kú TiÕn Hình 1.2: Vị trí cụ thể khu vực nghiên cứu 1.

Đặc điểm địa hình, địa chất a) Đặc điểm địa hình Cẩm Xuyên là huyện ven biển của tỉnh Hà Tĩnh, phân bố địa hình gồm: miền núi và đồng bằng trong đó trên 60% diện tích là đồi núi, đồng bằng hẹp, dốc nằm ven biển. Khu vực miền núi gồm 6 xã Cẩm Minh, Cẩm Lĩnh, Cẩm Sơn, Cẩm Thịnh, Cẩm Quan và Cẩm Mỹ. Tổng diện tích 392,13km 2 chiếm 61,7% diện tích toàn huyện. Khu vực đồng bằng gồm thị trấn Cẩm Xuyên, các xã Cẩm Trung, Cẩm Lạc, Cẩm Lộc, Cẩm Hà, Cẩm Hưng, Cẩm Thạch, Cẩm Duệ, Cẩm Thành, Cẩm Vịnh, Cẩm Bình, Cẩm Quang.

Tổng diện tích 197,98km 2 , chiếm 31,15%. Khu vực ven biển gồm 4 xã: Cẩm Hoà, Cẩm Dương, Cẩm Long (thị trấn Thiên Cầm), Cẩm Nhượng. Tổng diện tích 45,43km 2 , chiếm 7,15%. Khu vực ven biển địa hình thấp, có nơi chỉ ở mức +2,00, tương đương với mức triều p=5%.

Tuyến đê Phúc - Long - Nhượng: Từ K0+000 ngược về quốc lộ 1A là miền 11 đất cao, ảnh hưởng của thuỷ triều rất hạn chế, ít có khả năng tràn ngập của triều cường, từ K0+000 đến K5+800 tuyến đê nằm trong vùng đất nền tương đối cao, là loại đất sét nặng - sét ổn định có điều kiện phòng chống lũ tốt hơn thị trấn Thiên Cầm và Cẩm Nhượng. Đoạn đê Cẩm Long (thị trấn Thiên Cầm) và Cẩm Nhượng uốn khúc quanh co, đi qua nhiều đoạn bờ làng, cắt qua các lạch nước cũ, cắt qua các khu vực có địa hình thấp và nằm trong vùng địa mạo cửa sông cửa biển, nước sông sâu hơn và chịu ảnh hưởng mạnh của triều cường, hướng gió đông nam khi có mưa bão. Vì đây là vùng đất thấp nên muốn ngăn được triều cường thì đê phải đắp cao hơn và dễ mất ổn định. b) Đặc điểm địa chất Đặc điểm địa chất công trình tuyến đê tương đối đơn giản, chủ yếu gồm 3 lớp.

Lớp trên cùng là lớp đất đắp đê (đất á sét nặng màu xám), lớp thứ 2 là đất á sét chứa ít hữu cơ đã phân huỷ trạng thái dẻo mềm; lớp dưới cùng là cát pha màu nâu đen đến xám tro bão hoà nước. Một số đoạn trên tuyến đê Phúc Long Nhượng chỉ gồm 2 lớp đất trong số 3 lớp đất trên. Lớp đất á sét nhẹ - vừa chứa cát, màu nâu đen, dạng bùn, trạng thái dẻo mềm - dẻo chảy. Lớp bồi lắng lòng kênh, ao, hồ, ruộng trũng… Đất á sét nặng - sét màu nâu xám, nâu vàng, trạng thái cứng - dẻo cứng, kết cấu chặt vừa.

Lớp đắp thân đê ở nửa đầu đoạn đê Phúc - Long - Nhượng. Đất á sét nhẹ - cát pha nặng màu xám sáng, nâu nhạt, kết cấu chặt vừa - kém chặt. Lớp đắp thân đê ở nửa cuối đê Phúc - Long - Nhượng. Đất á sét nặng - sét màu xám xanh nhạt, nâu đen chứa ít hữu cơ đã phân huỷ hoàn toàn, trạng thái dẻo mềm.

Nguồn gốc: trầm tích sông, biển hỗn hợp (amQIV). Đất á sét nhẹ - cát pha, có nơi là cát màu xám sáng, kết cấu kém chặt, đất ẩm ướt, bão hoà nước. Nguồn gốc: bồi tích (aQIV). 12 Kết quả khảo sát địa chất công trình tuyến đê bao gồm các lớp đất sau đây: + Lớp (1): Lớp đất bồi lắng lòng sông, đáy ao hồ, ruộng trũng hoặc cửa cống tiêu, là loại á sét chứa cát, chứa hữu cơ đã phân huỷ, màu nâu đen, kém chặt, dẻo chảy, dày trung bình 0,5 m.

+ Lớp (1a): Lớp đất đắp thân đê là loại á sét nặng, đất sét màu xám nâu, kết cấu chặt vừa, trạng thái cứng, xuống dưới trạng thái dẻo cứng. Hầu hết thân đê Cẩm Phúc đắp bằng loại đất này. + Lớp (1b): Lớp đất đắp thân đê là loại đất á sét nhẹ, cát pha, có chỗ là cát, màu xám ghi, xám nâu nhạt, kém chặt, ẩm. + Lớp (2): Lớp đất sét, á sét nặng, màu nâu xám, nâu đen, có chỗ xám xanh, chứa ít hữu cơ đã phân huỷ hoàn toàn, kết cấu chặt vừa, trạng thái dẻo mềm.

+ Lớp (3): Lớp đất á sét nhẹ, cát pha, nâu đen, xám tra, kém chặt, ẩm ướt bão hoà nước, bề dày chưa xác định. + Lớp (4): Lớp cát sông, hạt mịn, màu xám tro, xám nâu, kém chặt, ẩm ướt. Diện phân bố chủ yếu ở khu vực lòng sông, bãi bồi giữa sông, bề dày chưa xác định, nguồn gốc trầm tích sông - biển hỗn hợp (amQIV). Điều kiện khí tượng, thủy văn công trình, sông ngòi a) Đặc điểm khí tượng + Gió: Hà Tĩnh nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa nên có hai mùa gió chính: gió mùa mùa đông và gió mùa mùa hạ.