Luận Văn Thạc Sĩ: Mô Phỏng Ngập Lụt Hạ Lưu Lưu Vực Sông Cả

Luận văn thạc sĩ HUS nghiên cứu mô phỏng ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Cả, cung cấp giải pháp quản lý và ứng phó hiệu quả với thiên tai.

• Tác giả: Nguyễn Thị Xuân Quỳnh
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Ngọc Anh
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên, Đại Học Quốc Gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Thủy văn học
• Đề tài: Mô Phỏng Ngập Lụt Hạ Lưu Lưu Vực Sông Cả
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 0.2. Một số nghiên cứu trước đây
• 0.3. Mục tiêu của đề tài
• 0.4. Phạm vi nghiên cứu
• 0.5. Phương pháp nghiên cứu
• 0.6. Cấu trúc của luận văn
• 1. CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên của khu vực nghiên cứu
• 1.1.1. Vị trí địa lí
• 1.1.2. Địa hình
• 1.1.3. Lớp phủ thực vật
• 1.2. Đặc điểm kinh tế xã hội
• 1.2.1. Dân cư và lao động
• 1.2.2. Một số ngành kinh tế
• 1.2.3. Cơ sở hạ tầng
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT CỦA MÔ HÌNH MIKE FLOOD
• 2.1. Hệ phương trình cơ bản
• 2.2. Phương pháp giải
• 3. CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG NGẬP LỤT CHO HẠ LƯU LƯU VỰC SÔNG CẢ
• 3.1. Cơ sở dữ liệu
• 3.2. Thiết lập mô hình
• 3.2.1. Mạng thủy lực 1D
• 3.2.2. Miền tính 2 chiều
• 3.2.3. Mạng thủy lực kết nối 1-2 chiều
• 3.3. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình NAM
• 3.4. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy lực kết nối 1-2 chiều
• 3.5. Nhận xét chung
• 4. CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT HẠ LƯU LƯU VỰC SÔNG CẢ
• 4.1. Giới thiệu chung
• 4.2. Bản đồ ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Cả ứng với trận lũ cực đại năm 2010
• 4.3. Xây dựng bản đồ nguy cơ ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Cả ứng với mực nước biển dâng theo các kịch bản phát thải
• 4.3.1. Mực nước biển dâng ứng với kịch bản phát thải thấp
• 4.3.2. Mực nước biển dâng ứng với kịch bản phát thải trung bình
• 4.3.3. Mực nước biển dâng ứng với kịch bản phát thải cao
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Mô Phỏng Ngập Lụt Hạ Lưu Lưu Vực Sông Cả

Mô phỏng ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Cả là một nghiên cứu quan trọng nhằm hiểu rõ hơn về tác động của lũ lụt đến khu vực này. Lưu vực sông Cả, với đặc điểm địa lý và khí hậu đặc thù, thường xuyên phải đối mặt với các trận lũ lớn. Việc mô phỏng ngập lụt không chỉ giúp dự đoán mức độ ngập mà còn cung cấp thông tin cần thiết cho công tác quản lý và phòng chống thiên tai.

1.1. Đặc Điểm Địa Lý Của Lưu Vực Sông Cả

Lưu vực sông Cả có diện tích lớn, với địa hình đa dạng từ đồi núi đến đồng bằng. Đặc điểm này ảnh hưởng trực tiếp đến dòng chảy và khả năng thoát nước, làm tăng nguy cơ ngập lụt trong mùa mưa.

1.2. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu Ngập Lụt

Nghiên cứu ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Cả không chỉ giúp giảm thiểu thiệt hại do thiên tai mà còn hỗ trợ trong việc lập kế hoạch phát triển bền vững cho khu vực.

II. Vấn Đề Ngập Lụt Tại Hạ Lưu Lưu Vực Sông Cả

Ngập lụt tại hạ lưu lưu vực sông Cả là một vấn đề nghiêm trọng, ảnh hưởng đến đời sống và sản xuất của người dân. Các trận lũ lớn trong quá khứ đã để lại nhiều hậu quả nặng nề, từ thiệt hại về người đến tài sản.

2.1. Nguyên Nhân Gây Ngập Lụt

Nguyên nhân chính gây ra ngập lụt bao gồm mưa lớn kéo dài, sự gia tăng dòng chảy từ các nhánh sông và sự thay đổi khí hậu. Những yếu tố này kết hợp lại tạo ra áp lực lớn lên hệ thống thoát nước.

2.2. Hậu Quả Của Ngập Lụt

Ngập lụt gây ra thiệt hại lớn về kinh tế, làm giảm năng suất nông nghiệp, tắc nghẽn giao thông và đe dọa tính mạng của người dân. Các khu vực thường xuyên bị ngập lụt cần có các biện pháp phòng ngừa hiệu quả.

III. Phương Pháp Mô Phỏng Ngập Lụt Hạ Lưu Lưu Vực Sông Cả

Để mô phỏng ngập lụt, nhiều phương pháp và công nghệ hiện đại đã được áp dụng. Mô hình MIKE FLOOD là một trong những công cụ hiệu quả nhất trong việc dự đoán và phân tích tình hình ngập lụt.

3.1. Mô Hình MIKE FLOOD

Mô hình MIKE FLOOD kết hợp giữa mô hình 1 chiều và 2 chiều, cho phép mô phỏng chính xác sự biến động của mực nước và lưu lượng trong các tình huống khác nhau.

3.2. Quy Trình Thiết Lập Mô Hình

Quy trình thiết lập mô hình bao gồm việc thu thập dữ liệu, hiệu chỉnh mô hình và kiểm định kết quả. Điều này đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của các dự đoán về ngập lụt.

IV. Ứng Dụng Kết Quả Mô Phỏng Ngập Lụt Trong Thực Tiễn

Kết quả từ mô phỏng ngập lụt có thể được sử dụng để xây dựng bản đồ ngập lụt, từ đó giúp các cơ quan chức năng đưa ra các biện pháp ứng phó kịp thời và hiệu quả.

4.1. Xây Dựng Bản Đồ Ngập Lụt

Bản đồ ngập lụt được xây dựng dựa trên các kịch bản lũ khác nhau, giúp người dân và chính quyền địa phương có cái nhìn rõ ràng về nguy cơ ngập lụt trong tương lai.

4.2. Đề Xuất Giải Pháp Phòng Chống Ngập Lụt

Các giải pháp phòng chống ngập lụt bao gồm cải thiện hệ thống thoát nước, xây dựng đê điều và nâng cao nhận thức cộng đồng về nguy cơ ngập lụt.

V. Kết Luận Về Mô Phỏng Ngập Lụt Hạ Lưu Lưu Vực Sông Cả

Mô phỏng ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Cả là một công cụ quan trọng trong việc quản lý và phòng chống thiên tai. Nghiên cứu này không chỉ cung cấp thông tin hữu ích mà còn góp phần bảo vệ tính mạng và tài sản của người dân.

5.1. Tương Lai Của Nghiên Cứu Ngập Lụt

Nghiên cứu ngập lụt sẽ tiếp tục được phát triển, với sự hỗ trợ của công nghệ mới và các phương pháp mô phỏng tiên tiến, nhằm nâng cao khả năng dự đoán và ứng phó với thiên tai.

5.2. Ý Nghĩa Của Nghiên Cứu Đối Với Cộng Đồng

Nghiên cứu này không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn mang lại lợi ích thiết thực cho cộng đồng, giúp họ chủ động hơn trong việc ứng phó với các tình huống khẩn cấp.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Lưu vực sông Cả là một trong chín hệ thống sông lớn nhất Việt Nam với tổng diện tích lưu vực thuộc lãnh thổ quốc gia đạt 17.730 km². Vùng hạ lưu sông Cả có diện tích tự nhiên khoảng 787 km² nhưng là nơi sinh sống tập trung của hơn 400.000 người dân, phân bố tại các huyện Nam Đàn, Hưng Nguyên, thành phố Vinh thuộc tỉnh Nghệ An và các huyện Đức Thọ, Nghi Xuân, thị xã Hồng Lĩnh thuộc tỉnh Hà Tĩnh. Với đặc trưng địa hình đồng bằng trũng thấp có cao trình phổ biến không vượt quá 15 m, khu vực này thường xuyên phải đối mặt với hiểm họa ngập lụt nghiêm trọng mỗi khi xuất hiện mưa lớn cực đoan và lũ thượng nguồn đổ về.

Thống kê thực tế trong giai đoạn từ năm 1990 đến năm 2010 cho thấy lưu vực sông Cả đã hứng chịu 34 cơn bão đổ bộ trực tiếp và 29 trận lũ lớn, gây tổng thiệt hại về kinh tế vượt mức 3.300 tỷ đồng. Điển hình như đợt thiên tai năm 2007 đã làm 38 người thiệt mạng với tổn thất gần 900 tỷ đồng, hay trận lũ lịch sử năm 2010 gây ngập úng trên diện rộng với tổng giá trị thiệt hại ước tính lên tới 2.920 tỷ đồng.

Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là ứng dụng công nghệ mô hình hóa thủy lực tiên tiến MIKE FLOOD để tái hiện chi tiết không gian ngập lụt hạ lưu sông Cả từ các trận lũ điển hình năm 1978, 1988, 2010, đồng thời dự báo rủi ro ngập lụt theo các kịch bản nước biển dâng đến năm 2020, 2050 và 2100. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học định lượng với độ chính xác cao, hỗ trợ đắc lực cho công tác quy hoạch kinh tế - xã hội, củng cố đê điều và xây dựng phương án sơ tán dân cư an toàn cho vùng hạ du.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng thủy động lực học dòng chảy một chiều, hai chiều và mô hình thủy văn mưa - dòng chảy:

• Hệ phương trình Saint-Venant một chiều: Mô tả động lực học dòng chảy không ổn định dọc theo mạng lưới lòng dẫn chính, bao gồm phương trình liên tục bảo toàn khối lượng và phương trình chuyển động bảo toàn động lượng có xét đến hệ số nhám Chezy và bán kính thủy lực.
• Hệ phương trình dòng chảy nước nông hai chiều Navier-Stokes tích phân theo chiều sâu: Mô tả sự biến động của mực nước, lưu lượng đơn vị và trường vận tốc dòng chảy tràn trên bề mặt ô chứa, đồng ruộng và vùng ngập lũ theo hai phương tọa độ không gian.
• Mô hình thủy văn NAM: Hệ thống mô phỏng toán học mưa - dòng chảy dạng thông số tập trung, vận hành dựa trên cấu trúc 5 bể chứa thẳng đứng gồm bể chứa bề mặt, bể chứa tầng rễ cây và hai bể chứa nước ngầm nhằm tính toán chính xác dòng chảy sinh ra từ lượng mưa.
• Khái niệm liên kết thủy lực bên: Cơ chế trao đổi nước tự động giữa mô hình một chiều và hai chiều khi mực nước trong sông vượt quá cao trình bờ tự nhiên hoặc đỉnh đê.
• Chỉ số hiệu quả Nash-Sutcliffe: Tiêu chuẩn thống kê đánh giá mức độ tương thích giữa chuỗi số liệu tính toán và chuỗi số liệu quan trắc thực đo.

Phương pháp nghiên cứu

Để thiết lập mô hình mô phỏng ngập lụt, tác giả đã tiến hành thu thập, xử lý và tích hợp nguồn dữ liệu đa dạng:

• Dữ liệu địa hình: Mô hình số độ cao DEM độ phân giải 30x30m kết hợp bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25.000 nhằm xác định chính xác ranh giới lưu vực và vùng ngập trũng.
• Dữ liệu hình học lòng dẫn: Cỡ mẫu gồm 97 mặt cắt ngang khảo sát thực tế trên tổng chiều dài 143,8 km sông. Trong đó, dòng chính sông Cả có 45 mặt cắt trên chiều dài 73 km, sông La có 13 mặt cắt trên 12 km, sông Ngàn Phố có 16 mặt cắt trên 27,5 km, sông Ngàn Sâu có 14 mặt cắt trên 25 km và sông Hào có 9 mặt cắt trên 6,3 km. Phương pháp chọn mẫu tập trung tại các vị trí xung yếu, khúc uốn và điểm hợp lưu chính.
• Dữ liệu khí tượng thủy văn: Chuỗi số liệu đo mưa, mực nước và lưu lượng thực đo từ mạng lưới gồm 12 trạm khí tượng, 20 trạm thủy văn và 60 trạm đo mưa trong các trận lũ lịch sử năm 1978, 1988 và 2010.
• Phân chia biên thủy lực: Toàn bộ khu vực nghiên cứu được chia thành 11 tiểu lưu vực và vùng nhập lưu. Dòng chảy gia nhập khu giữa được tính toán từ mô hình NAM, làm biên nhập lưu cho mạng lưới thủy lực.
• Lý do lựa chọn phương pháp: Mô hình MIKE FLOOD được lựa chọn vì khả năng tích hợp linh hoạt giữa MIKE 11 và MIKE 21 qua hơn 2.130 ô lưới kết nối biên. Giải pháp này giúp tối ưu hóa thời gian tính toán so với mô hình thuần 2D, đồng thời khắc phục triệt để nhược điểm không mô tả được trường vận tốc dòng tràn trên mặt ruộng của mô hình thuần 1D.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình hiệu chỉnh, kiểm định mô hình và mô phỏng các kịch bản ngập lụt đã ghi nhận những kết quả định lượng nổi bật:

• Độ tin cậy rất cao của mô hình mưa - dòng chảy: Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình NAM cho hai tiểu lưu vực đại diện SL4 và SL5 trong thời đoạn lũ tháng 9 và tháng 10 năm 1978, 1979 đạt chỉ số Nash-Sutcliffe từ 0,82 đến 0,92. Cụ thể, trạm Hòa Duyệt đạt chỉ số Nash 0,88 trong giai đoạn hiệu chỉnh và 0,92 trong giai đoạn kiểm định, khẳng định độ chính xác mô phỏng dòng chảy trên 88%.
• Tái hiện chính xác trận lũ lịch sử năm 1978: Đỉnh lũ thực đo tại trạm Nam Đàn đạt 9,64 m và trạm Linh Cảm đạt 7,75 m với lưu lượng đỉnh lũ tại trạm Dừa lên tới 9.920 m³/s. Lũ lớn đã làm vỡ 25 đoạn đê tại Cẩm Thái và Đồng Văn với tổng chiều dài 730 m, khiến 16.133 ha diện tích canh tác phía bờ tả sông Lam bị mất trắng, ngập sâu phổ biến từ 3 m đến 4 m trên đồng ruộng và kéo dài từ 15 đến 20 ngày.
• Tác động nghiêm trọng của trận lũ năm 1988 và 2010: Trận lũ năm 1988 duy trì mực nước trên mức báo động 3 tại Nam Đàn suốt 8 ngày liên tục với đỉnh lũ 9,41 m. Trận lũ năm 2010 với lượng mưa cục bộ tại thành phố Vinh đạt 406 mm và Nam Đàn đạt 355 mm đã làm ngập lụt sâu nhiều tuyến đường huyết mạch như Quốc lộ 1A và Quốc lộ 15A.
• Mức độ lan rộng diện ngập theo biến đổi khí hậu: Kết quả mô phỏng theo kịch bản nước biển dâng của Bộ Tài nguyên và Môi trường cho thấy diện tích ngập lụt tại hạ lưu tăng dần qua các mốc thời gian 2020, 2050 và đạt mức cao nhất vào năm 2100 dưới kịch bản phát thải cao, đe dọa trực tiếp các vùng trũng Nam Đàn, Hưng Nguyên và Đức Thọ.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân gây ngập lụt sâu và kéo dài tại hạ lưu sông Cả bắt nguồn từ sự kết hợp bất lợi giữa lượng mưa tập trung cường độ lớn ở thượng nguồn (trung bình 3 ngày đạt trên 700 mm đến 957,9 mm), địa hình lòng chảo bằng phẳng và hiện tượng triều cường tại Cửa Hội ngăn cản quá trình thoát lũ tự nhiên ra biển. Khi lũ sông La lên cao kết hợp với đỉnh lũ sông chính, nước lũ bị ứ đọng và tràn qua các đê bối gây ngập diện rộng.

So với các công trình trước đây của các nhà nghiên cứu thủy văn vốn chỉ tiếp cận bằng mô hình một chiều toàn lưu vực hoặc lập bản đồ tỷ lệ nhỏ, nghiên cứu này đã tạo ra bước đột phá khi chi tiết hóa không gian ngập lụt bằng mạng lưới 97 mặt cắt 1D liên kết trực tiếp với mô hình 2D trên nền địa hình DEM 30x30m.

Toàn bộ kết quả tính toán thủy lực được minh chứng sinh động thông qua hệ thống bảng chỉ số sai số Nash-Sutcliffe tại các trạm khống chế (Nam Đàn, Chợ Tràng, Bến Thủy, Linh Cảm) và biểu đồ đường quá trình mực nước mô phỏng bám sát đường thực đo. Các bản đồ số ngập lụt đã trực quan hóa ranh giới ngập, phân cấp rõ nét các mức độ ngập sâu dưới 0,5 m; từ 0,5 m đến 1,0 m; từ 1,0 m đến 2,0 m và trên 3,0 m, hỗ trợ đắc lực cho công tác phân tích rủi ro.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả mô phỏng không gian và mức độ ngập lụt, nghiên cứu đề xuất 4 nhóm giải pháp chiến lược:

1. Nâng cấp và kiên cố hóa hệ thống đê điều: Ủy ban nhân dân hai tỉnh Nghệ An và Hà Tĩnh cần phối hợp cùng Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đầu tư tu bổ 169,34 km tuyến đê Tả Lam và 19,213 km tuyến đê La Giang, xử lý dứt điểm các điểm ẩn họa sạt trượt và hang mối, đảm bảo công trình chống chịu an toàn mức lũ thiết kế với tần suất 1,05% trước năm 2030.
2. Hoàn thiện quy trình vận hành liên hồ chứa cắt lũ: Ban Chỉ huy Phòng chống thiên tai và Tìm kiếm cứu nạn khu vực Bắc Trung Bộ cần tối ưu hóa quy chế điều tiết xả lũ giữa các công trình thủy điện, thủy lợi lớn gồm hồ Bản Vẽ với dung tích phòng lũ 300 triệu m³, hồ Khe Bố, hồ Bản Mồng và hồ Ngàn Trươi, hướng tới mục tiêu giảm từ 10% đến 15% lưu lượng đỉnh lũ qua trạm Nam Đàn trong giai đoạn 2025 - 2028.
3. Cải tạo hạ tầng tiêu thoát lũ vùng trũng: Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn triển khai nạo vét các trục tiêu chính như Kênh Thấp, Kênh Gai, sông Bùng, cống Diễn Thủy và cống Trung Lương, nâng công suất tiêu thoát nước thêm 20% cho 48.000 ha đất canh tác vùng Nam Đàn - Hưng Nguyên - Nghi Lộc đến năm 2027.
4. Xây dựng hệ thống bản đồ số cảnh báo ngập lụt thời gian thực: Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn quốc gia chủ trì tích hợp mô hình MIKE FLOOD với hệ thống thông tin địa lý GIS và trạm quan trắc tự động, hoàn thành việc xây dựng công cụ hỗ trợ ra quyết định và sơ tán dân cư trong vòng 24 tháng tới.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả nghiên cứu của luận văn mang lại giá trị ứng dụng thiết thực cho 4 nhóm đối tượng chính:

• Cơ quan quản lý nhà nước và Ban Chỉ đạo Phòng chống thiên tai: Cung cấp bản đồ phân vùng rủi ro ngập lụt chi tiết để hoạch định chính sách ứng phó khẩn cấp, bảo vệ an toàn cho hơn 400.000 dân cư vùng hạ lưu sông Cả.
• Kỹ sư quy hoạch xây dựng và giao thông thủy lợi: Sử dụng các thông số cao trình ngập cực đại 9,64 m và lưu tốc dòng chảy để tính toán khẩu độ thoát nước cầu cống, nâng cao trình nền đường Quốc lộ 1A, Quốc lộ 15A và thiết kế đê kè ven sông.
• Các nhà khoa học, giảng viên và học viên cao học chuyên ngành Thủy văn: Kế thừa bộ thông số mô hình NAM có chỉ số Nash 0,82 - 0,92 và quy trình liên kết 1D-2D qua 2.130 ô lưới để mở rộng nghiên cứu cho các lưu vực sông miền Trung.
• Các tổ chức phát triển quốc tế và dự án thích ứng biến đổi khí hậu: Tham khảo dữ liệu dự báo ngập lụt theo các kịch bản phát thải giai đoạn 2020 - 2100 để xây dựng các chương trình tài trợ sinh kế chống chịu lũ bền vững.

Câu hỏi thường gặp

Mô hình MIKE FLOOD mang lại ưu điểm vượt trội gì trong nghiên cứu ngập lụt hạ lưu sông Cả?

Mô hình MIKE FLOOD kết hợp linh hoạt ưu thế truyền triều dòng chảy lòng dẫn một chiều của MIKE 11 với khả năng mô phỏng hai chiều của MIKE 21 trên mặt ruộng. Giải pháp này giúp tái hiện chi tiết không gian ngập lụt qua 97 mặt cắt mà vẫn tiết kiệm đáng kể thời gian tính toán so với mô hình 2D toàn phần.

Mô hình thủy văn NAM đạt độ chính xác như thế nào khi tính dòng chảy gia nhập khu giữa?

Mô hình NAM được hiệu chỉnh và kiểm định qua chuỗi số liệu thực tế các trận lũ lớn, đạt chỉ số Nash-Sutcliffe từ 0,82 đến 0,92 tại trạm Sơn Diệm và Hòa Duyệt. Độ chính xác trên 85% này chứng minh mô hình tính toán lượng nhập lưu từ 11 tiểu lưu vực rất sát với thực tế.

Những yếu tố tự nhiên nào làm trầm trọng thêm tình trạng ngập lụt tại đồng bằng sông Cả?

Ngập lụt nghiêm trọng do địa hình lòng chảo trũng thấp dưới 15 m kết hợp vũ lượng cực đoan vượt 700 mm trong 3 ngày. Đồng thời, triều cường dâng cao tại Cửa Hội làm nghẽn dòng thoát lũ tự nhiên của sông Lam, khiến nước ngập sâu 3 m đến 4 m suốt 15 đến 20 ngày.

Biến đổi khí hậu và nước biển dâng tác động như thế nào đến mức độ ngập lụt trong tương lai?

Mô phỏng theo các kịch bản biến đổi khí hậu cho thấy diện tích và độ sâu ngập lụt tăng liên tục qua các năm 2020, 2050 và 2100. Dưới kịch bản phát thải cao, mực nước biển dâng làm chậm dòng thoát lũ, mở rộng đáng kể ranh giới ngập úng tại các vùng dân cư ven sông.

Hệ thống hồ chứa thượng nguồn đóng góp vai trò gì trong việc giảm nhẹ ngập lụt hạ du?

Các công trình hồ chứa lớn như Bản Vẽ với dung tích phòng lũ 300 triệu m³, Khe Bố và Ngàn Trươi giữ vai trò cắt giảm lưu lượng đỉnh lũ từ thượng nguồn đổ về hạ du. Khi vận hành liên hồ hợp lý, hệ thống giúp hạ thấp mực nước lũ tại Nam Đàn và giảm áp lực đê điều.

Kết luận

• Ứng dụng thành công công nghệ mô hình hóa MIKE FLOOD kết nối mô hình một chiều MIKE 11 với mô hình hai chiều MIKE 21 để mô phỏng ngập lụt hạ lưu sông Cả.
• Xác lập bộ thông số mô hình thủy văn NAM tin cậy với chỉ số Nash-Sutcliffe đạt từ 0,82 đến 0,92, giải quyết triệt để bài toán tính toán dòng chảy nhập lưu khu giữa từ 11 tiểu lưu vực.
• Tái hiện trung thực diễn biến ngập lụt của các trận lũ lịch sử năm 1978, 1988, 2010 và xây dựng hệ thống bản đồ ngập lụt chi tiết theo các kịch bản nước biển dâng đến năm 2100.
• Đóng góp cơ sở khoa học định lượng vững chắc phục vụ quy hoạch hệ thống đê điều Tả Lam dài 169,34 km, đê La Giang dài 19,213 km và tối ưu hóa quy trình điều tiết liên hồ chứa.
• Kế hoạch hành động giai đoạn 2025 - 2030 tập trung số hóa bản đồ ngập lụt thời gian thực và nạo vét trục tiêu thoát lũ, kêu gọi các cấp chính quyền và cơ quan chuyên môn khẩn trương ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn quản lý rủi ro thiên tai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 - ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1. Đặc điểm địa lý tự nhiên của khu vực nghiên cứu 1. Vị trí địa lí Hệ thống sông Cả là một trong 9 hệ thống sông lớn của nước ta. Sông chính bắt nguồn từ nước Lào, chảy qua địa phận tỉnh Nghệ An, cuối cùng đổ ra biển ở Cửa Hội.

Phần lớn lưu vực sông Cả nằm trên lãnh thổ Việt Nam, có diện tích 17.730 km2, giới hạn bởi phạm vi địa lý: từ 18015'00’’ đến 20010'30'' vĩ độ Bắc, từ 103045'20'' đến 105015'20'' kinh độ Đông; phía Bắc giáp với hệ thống sông Mã, phía Nam giáp lưu vực sông Gianh và phía Đông giáp với biển. Sơ đồ khu vực nghiên cứu 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Khu vực nghiên cứu (hạ lưu lưu vực sông Cả) nằm trong giới hạn từ 18°29'16" đến 18°53'43" vĩ độ Bắc, từ 105°27'26" đến 105°48'30" kinh độ Đông (hình 1). Địa hình Lưu vực sông Cả có 3 dạng địa hình chính, đó là: đồi, núi và đồng bằng. Địa hình đồi, núi chiếm tới 90% diện tích lưu vực, phân bố ở thượng lưu và trung lưu.

Địa hình đồng bằng chỉ chiếm tỷ lệ nhỏ và tập trung ở vùng hạ lưu sông. Địa hình đồi, núi thấp chiếm 25% diện tích lưu vực; độ cao thường từ 500 đến 1.000 m; phân bố ở các huyện: Anh Sơn, Nghĩa Đàn, Tân Kỳ, Quỳ Châu, Quỳ Hợp, Quế Phong, Con Cuông, Tương Dương, Kỳ Sơn. Địa hình núi cao chiếm 65% diện tích lưu vực. Khu vực cao nhất là rìa phía Tây và phía Bắc của lưu vực, với các đỉnh núi cao như Pu Hoạt (2.452 m), Pu Lai Leng (2.235 m) và nhiều đỉnh khác cao trên 1.

Theo hướng từ Tây Bắc xuống Đông Nam và từ Tây sang Đông, địa hình lưu vực có xu hướng thấp dần. Vùng chuyển tiếp từ núi cao sang đồi bát úp có địa hình karst, nằm rải rác ở các huyện Con Cuông, Anh Sơn, Quỳ Châu, Quỳ Hợp, Tân Kỳ, Thanh Chương, Đô Lương. Địa hình đồi có độ cao khoảng 200 – 300 m, đỉnh bằng, sườn thoải, phân bố ở thượng lưu sông Cả và lưu vực sông Ngàn Sâu. Khu vực nghiên cứu có địa hình đồng bằng là chủ yếu.

Đây là vùng địa hình thấp, tương đối bằng phẳng, độ cao phổ biến không vượt quá 15 m. Với địa hình như vậy, khu vực có nguy cơ xảy ra ngập lụt rất cao, đặc biệt là dưới ảnh hưởng của lũ trên sông Cả. Lớp phủ thực vật Thảm phủ thực vật trên lưu vực rất phong phú. Trong đó, phổ biến một số kiểu rừng: rừng thường xanh mưa mùa nhiệt đới; rừng hỗn giao cây lá rộng - lá kim, mưa ẩm á nhiệt đới.

8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Hiện nay, rừng thường xanh lá rộng chiếm phần lớn diện tích, phân bố chủ yếu ở miền núi phía Tây. Trong rừng có nhiều loại gỗ quý, có giá trị kinh tế cao. Rừng hỗn giao cây lá rộng - lá kim chiếmdiện tích không nhiều nhưng có tác dụng phòng hộ, điều tiết dòng chảy, giữ nước trong mùa khô và giữ đất, hạn chế xói mòn, thoái hóa [12]. Bên cạnh đó, trên lưu vực còn tồn tại một số khu rừng nguyên sinh, tiêu biểu là rừng nguyên sinh Pù Mát (thuộc các huyện Tương Dương và Con Cuông), diện tích khoảng 91.

Với sự đóng góp của rừng như vậy, tỷ lệ che phủ trên lưu vực đến nay khoảng 44%. Rừng phân bố chủ yếu ở vùng thượng lưu và trung lưu nên góp phần đáng kể vào việc phòng lũ ở hạ lưu.