Nâng Cao Khả Năng Tiêu Nước và Giảm Thiệt Hại Do Lũ Lụt Tại Lưu Vực Sông Cái Nha Trang

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu giải pháp tiêu thoát lũ cho lưu vực sông Cái Nha Trang, góp phần cải thiện tình hình ngập lụt khu vực.

• Trường học: Trường Đại Học Khánh Hòa
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Thủy Lợi
• Đề tài: Nâng Cao Khả Năng Tiêu Nước và Giảm Thiệt Hại Do Lũ Lụt Tại Lưu Vực Sông Cái Nha Trang
• Loại tài liệu: Luận Văn
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Nha Trang

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LƯU VỰC SÔNG CÁI NHA TRANG
• 1.1. Điều kiện tự nhiên
• 1.2. Vị trí địa lý và ranh giới vùng nghiên cứu
• 1.3. Đặc điểm địa hình
• 1.4. Đặc điểm địa chất
• 1.5. Đặc điểm khí hậu
• 1.6. Mạng lưới trạm đo khí tượng và mưa
• 2. CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM SỰ HÌNH THÀNH LŨ VÀ TÌNH HÌNH THIÊN TAI Ở LƯU VỰC SÔNG CÁI NHA TRANG
• 2.1. Đặc điểm sự hình thành lũ trên lưu vực
• 2.2. Đặc trưng một số trận mưa lớn xảy ra trên lưu vực
• 2.3. Tổng hợp và phân tích số liệu thiệt hại do lũ trên lưu vực
• 2.4. Hiện trạng ngập lụt
• 2.5. Thiệt hại do lũ gây ra
• 2.5.1. Đánh giá tác động của lũ lụt đến các ngành kinh tế xã hội toàn lưu vực
• 2.5.2. Ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp
• 2.5.3. Ảnh hưởng đến nuôi trồng thủy sản
• 2.5.4. Ảnh hưởng đến dân sinh và môi trường sinh thái
• 2.5.5. Ảnh hưởng đến các ngành kinh tế khác
• 3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN NHẰM ĐƯA RA CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG TIÊU NƯỚC VÀ GIẢM THIỆT HẠI DO LŨ GÂY RA TRÊN LƯU VỰC SÔNG CÁI NHA TRANG
• 3.1. Phân vùng tiêu
• 3.2. Yêu cầu tiêu thoát lũ
• 3.3. Quan điểm tiêu thoát và phòng chống lũ
• 3.4. Tiêu chuẩn chống lũ
• 3.5. Nguyên nhân gây lũ
• 3.6. Biến đổi dòng chảy lũ
• 3.7. Hiện trạng hệ thống công trình tiêu thoát lũ
• 3.8. Đề xuất các phương án nâng cao khả năng tiêu nước và giảm thiệt hại do lũ gây ra ở lưu vực sông Cái Nha Trang
• 4. CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11 ĐỂ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO KHẢ NĂNG TIÊU NƯỚC VÀ HẠN CHẾ THIỆT HẠI CỦA LŨ LỤT GÂY RA
• 4.1. Phân tích cơ sở để lựa chọn mô hình
• 4.2. Giới thiệu sơ lược về mô hình Mike 11
• 4.3. Phương pháp tính toán
• 4.4. Thuật toán đối với công trình thủy lợi
• 4.5. Ứng dụng mô hình Mike 11 để lựa chọn giải pháp nâng cao khả năng tiêu nước và hạn chế thiệt hại của lũ lụt gây ra trên lưu vực sông Cái Nha Trang
• 4.6. Các tài liệu sử dụng để tính toán
• 4.7. Mô phỏng và xác định bộ thông số của mô hình
• 4.8. Kết quả tính toán các phương án
• 4.9. Lựa chọn giải pháp nâng cao khả năng tiêu nước và hạn chế thiệt hại của lũ lụt gây ra
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Khả Năng Tiêu Nước Tại Lưu Vực Sông Cái Nha Trang

Lưu vực sông Cái Nha Trang là một trong những khu vực chịu ảnh hưởng nặng nề từ lũ lụt. Việc nâng cao khả năng tiêu nước là rất cần thiết để giảm thiểu thiệt hại do lũ gây ra. Nghiên cứu này sẽ cung cấp cái nhìn tổng quan về tình hình hiện tại và các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tiêu nước trong khu vực.

1.1. Đặc Điểm Tự Nhiên Ảnh Hưởng Đến Tiêu Nước

Đặc điểm địa hình, khí hậu và mạng lưới sông ngòi là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến khả năng tiêu nước. Địa hình phức tạp và khí hậu nhiệt đới gió mùa tạo ra những thách thức lớn trong việc quản lý nước.

1.2. Tình Hình Hiện Tại Về Khả Năng Tiêu Nước

Khả năng tiêu nước hiện tại tại lưu vực sông Cái Nha Trang còn nhiều hạn chế. Hệ thống thoát nước chưa được đầu tư đồng bộ, dẫn đến tình trạng ngập lụt nghiêm trọng trong mùa mưa.

II. Vấn Đề Lũ Lụt Tại Lưu Vực Sông Cái Nha Trang

Lũ lụt tại lưu vực sông Cái Nha Trang đã gây ra nhiều thiệt hại về người và tài sản. Việc hiểu rõ nguyên nhân và tác động của lũ lụt là rất quan trọng để tìm ra giải pháp hiệu quả.

2.1. Nguyên Nhân Gây Ra Lũ Lụt

Các nguyên nhân chính gây ra lũ lụt bao gồm mưa lớn kéo dài, biến đổi khí hậu và sự phát triển đô thị không bền vững. Những yếu tố này làm gia tăng nguy cơ lũ lụt trong khu vực.

2.2. Tác Động Của Lũ Lụt Đến Kinh Tế Xã Hội

Lũ lụt không chỉ gây thiệt hại về tài sản mà còn ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản và đời sống của người dân. Các ngành kinh tế khác cũng bị ảnh hưởng nghiêm trọng.

III. Phương Pháp Nâng Cao Khả Năng Tiêu Nước Tại Lưu Vực

Để nâng cao khả năng tiêu nước, cần áp dụng các phương pháp và giải pháp hiệu quả. Các giải pháp này bao gồm cải thiện hệ thống thoát nước và ứng dụng công nghệ mới.

3.1. Cải Thiện Hệ Thống Thoát Nước

Cải thiện hệ thống thoát nước hiện tại là cần thiết để tăng cường khả năng tiêu nước. Việc xây dựng các công trình thủy lợi và hệ thống kênh mương sẽ giúp giảm thiểu ngập lụt.

3.2. Ứng Dụng Công Nghệ Mới Trong Quản Lý Nước

Sử dụng công nghệ như mô hình toán thủy văn và hệ thống giám sát tự động sẽ giúp quản lý nước hiệu quả hơn. Các công nghệ này có thể dự đoán và cảnh báo sớm về lũ lụt.

IV. Ứng Dụng Mô Hình MIKE 11 Để Nâng Cao Khả Năng Tiêu Nước

Mô hình MIKE 11 là một công cụ hữu ích trong việc phân tích và dự đoán dòng chảy. Việc ứng dụng mô hình này sẽ giúp nâng cao khả năng tiêu nước tại lưu vực sông Cái Nha Trang.

4.1. Giới Thiệu Về Mô Hình MIKE 11

Mô hình MIKE 11 được sử dụng rộng rãi trong quản lý nước và lũ lụt. Mô hình này cho phép mô phỏng dòng chảy và phân tích tác động của các yếu tố môi trường.

4.2. Kết Quả Ứng Dụng Mô Hình MIKE 11

Kết quả từ mô hình MIKE 11 cho thấy khả năng tiêu nước có thể được cải thiện đáng kể. Các phương án được đề xuất từ mô hình sẽ giúp giảm thiểu thiệt hại do lũ lụt.

V. Kết Luận Về Giải Pháp Nâng Cao Khả Năng Tiêu Nước

Việc nâng cao khả năng tiêu nước tại lưu vực sông Cái Nha Trang là một nhiệm vụ cấp bách. Các giải pháp cần được triển khai đồng bộ và hiệu quả để giảm thiểu thiệt hại do lũ lụt.

5.1. Tầm Quan Trọng Của Việc Nâng Cao Khả Năng Tiêu Nước

Nâng cao khả năng tiêu nước không chỉ giúp giảm thiệt hại do lũ lụt mà còn góp phần ổn định kinh tế xã hội trong khu vực. Đây là một yếu tố quan trọng trong phát triển bền vững.

5.2. Đề Xuất Các Giải Pháp Thực Tiễn

Các giải pháp thực tiễn cần được đề xuất và thực hiện ngay, bao gồm cải thiện hạ tầng thoát nước và ứng dụng công nghệ mới. Điều này sẽ giúp tăng cường khả năng chống lũ cho khu vực.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Lưu vực sông Cái Nha Trang sở hữu diện tích tự nhiên 1.900 km², chiếm 36,6% tổng diện tích tỉnh Khánh Hòa và là địa bàn sinh sống của 557.132 người dân tính đến năm 2011. Đây là trung tâm kinh tế, chính trị và du lịch trọng điểm của khu vực Duyên hải Nam Trung Bộ. Tuy nhiên, lưu vực thường xuyên phải đối mặt với các đợt thiên tai lũ lụt khốc liệt. Điển hình như trận lũ lịch sử năm 2009 với mực nước đỉnh lũ đạt +13,42 m tại trạm Đồng Trăng, vượt mức báo động III tới 3,42 m và gây tổng thiệt hại kinh tế lên đến 449 tỷ đồng. Tình trạng ngập úng sâu từ 0,5 m đến 2,0 m tại thành phố Nha Trang và huyện Diên Khánh đã làm tê liệt các tuyến giao thông huyết mạch, đe dọa trực tiếp đến an toàn dân sinh và phá vỡ cấu trúc hạ tầng ven sông.

Vấn đề cốt lõi của nghiên cứu bắt nguồn từ địa hình lòng sông có độ dốc lớn ở thượng nguồn nhưng co hẹp ở cửa thoát, kết hợp tác động của triều cường khiến khả năng tiêu thoát nước tự nhiên bị suy giảm nghiêm trọng. Mục tiêu cụ thể của luận văn là xây dựng cơ sở khoa học và thực tiễn vững chắc, ứng dụng mô hình toán thủy lực nhằm đề xuất tổ hợp giải pháp công trình và phi công trình tối ưu giúp nâng cao khả năng tiêu thoát lũ, hạn chế tối đa rủi ro ngập lụt.

Phạm vi nghiên cứu bao quát toàn bộ mạng lưới sông Cái Nha Trang trên địa phận 4 huyện, thành phố gồm Khánh Vĩnh, Diên Khánh, Cam Lâm và Nha Trang với chuỗi dữ liệu khí tượng thủy văn được thu thập liên tục từ năm 1976 đến năm 2011. Luận văn đóng vai trò nền tảng giúp nâng cao năng lực ứng phó thiên tai với mục tiêu bảo vệ an toàn cho hơn 550.000 cư dân và giảm thiểu trên 60% thiệt hại do các trận lũ có tần suất thiết kế 10% gây ra.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng hệ thống lý thuyết thủy lực công trình và thủy văn lưu vực, trọng tâm là lý thuyết dòng chảy một chiều không ổn định trong mạng lưới sông hở mô tả qua hệ phương trình Saint-Venant vi phân phi tuyến gồm phương trình liên tục và phương trình động lượng. Bên cạnh đó, luận văn áp dụng lý thuyết xác suất thống kê trong thủy văn theo đường phân phối tần suất Pearson loại III (P-III) để tính toán các đặc trưng mưa và dòng chảy lũ thiết kế.

Hệ thống khái niệm kỹ thuật chủ chốt được triển khai bao gồm:

• Mô số dòng chảy đỉnh lũ (Mô số đỉnh lũ): Chỉ số biểu thị lưu lượng đỉnh lũ sinh ra trên một đơn vị diện tích lưu vực, đạt giá trị đỉnh lịch sử 2,29 m³/s-km² ứng với lưu lượng 3.320 m³/s tại trạm Đồng Trăng vào năm 2003.
• Hệ số biến sai dòng chảy lũ (Cv): Đo lường mức độ phân tán của lưu lượng dòng chảy qua các năm, dao động từ 0,54 đến 1,10 cho thấy sự biến động cực kỳ phức tạp của các trận lũ sớm và lũ muộn.
• Cường suất lũ: Tốc độ dâng của mực nước lũ theo thời gian, đo lường tốc độ tập trung dòng chảy trên sườn dốc lưu vực.
• Khả năng tiêu thoát lũ: Năng lực chuyển tải lưu lượng nước của mặt cắt lòng dẫn tự nhiên và các tuyến phân lưu nhân tạo ra biển mà không làm tràn đê hoặc vượt ngưỡng ngập cho phép.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn được tổng hợp từ hệ thống trạm quan trắc khí tượng thủy văn Đồng Trăng, Khánh Vĩnh, Nha Trang, Suối Dầu và Sông Chò trong khoảng thời gian từ năm 1976 đến 2011. Cỡ mẫu nghiên cứu sử dụng chuỗi số liệu đo đạc thủy văn liên tục 35 năm đối với lượng mưa và 25 năm đối với lưu lượng, mực nước chi tiết từ năm 1983. Phương pháp chọn mẫu là phương pháp chọn mẫu toàn bộ chuỗi số liệu quan trắc thực đo lịch sử nhằm đảm bảo độ tin cậy và tính đại diện thống kê theo tiêu chuẩn quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về tính toán thủy văn.

Lý do lựa chọn mô hình toán MIKE 11 (kết hợp mô hình khí tượng thủy văn NAM) là vì phần mềm này sử dụng sơ đồ sai phân hữu hạn ẩn 6 điểm Abbott có độ ổn định và độ chính xác rất cao. MIKE 11 đặc biệt phù hợp để mô phỏng mạng lưới sông tự nhiên có phân nhánh phức tạp, tích hợp các công trình đê điều, cống ngăn triều, cầu giao thông và các vùng trũng ngập lũ đặc trưng của dải ven biển miền Trung Việt Nam.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình mô phỏng thủy lực và phân tích dữ liệu thực đo đã chỉ ra các phát hiện cốt lõi:

Thứ nhất, dòng chảy lũ trên lưu vực sông Cái tập trung cực nhanh với cường suất mực nước lũ lên tới 2,0 - 3,0 m/h tại khu vực vùng núi Khánh Vĩnh. Lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất từng quan trắc đạt 3.320 m³/s (ngày 13/11/2003) và 3.130 m³/s (năm 2009), gấp 14,6 lần so với năm có đỉnh lũ nhỏ nhất là năm 2004 (đạt 225 m³/s).

Thứ hai, chế độ xuất hiện lũ phân bố tập trung cao độ vào tháng 11, chiếm tới 48% tổng số trận lũ lớn nhất trong năm, trong khi tháng 12 chiếm 28% và tháng 10 chiếm 12%. Lượng dòng chảy trong 2 tháng này đóng góp từ 20% đến 25% tổng lượng dòng chảy cả năm.

Thứ ba, sự tắc nghẽn khả năng tiêu thoát nước tại hạ lưu rất nghiêm trọng. Cửa Hà Ra và cửa Xóm Bóng có độ rộng hẹp, đáy bị bồi lắng cồn cát và tồn tại nhiều khối đá chắn dòng, kết hợp với mực nước triều dâng làm chậm dòng thoát lũ. Điều này gây ngập úng trên diện rộng kéo dài từ 1 đến 3 ngày với độ sâu ngập từ 0,5 m đến 2,0 m tại các xã Vĩnh Thái, Vĩnh Ngọc, Vĩnh Phương (TP. Nha Trang) và các xã Diên Lạc, Diên Phú (huyện Diên Khánh).

Thứ tư, diễn biến thiệt hại kinh tế có xu hướng leo thang rõ rệt theo thời gian. Mức độ thiệt hại tăng từ 45 tỷ đồng năm 1996 lên 65,2 tỷ đồng năm 1998, đạt 204 tỷ đồng năm 2005 và chạm mốc kỷ lục 449 tỷ đồng vào năm 2009 với hơn 2.853 ha lúa bị ngập úng, 20.320 ha đìa nuôi tôm bị sạt lở cuốn trôi.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến ngập lụt nghiêm trọng là do đặc điểm địa hình chuyển tiếp đột ngột: sườn núi phía Tây cao trên 1.000 m hạ nhanh xuống cao độ đồng bằng chỉ còn 20 - 30 m và 5 - 10 m ở ven biển mà không có dải đệm chuyển tiếp. Khi bão kết hợp không khí lạnh tăng cường mang lại lượng mưa 3 ngày vượt trên 500 mm (như trận mưa 516,4 mm năm 1981), toàn bộ lượng nước trên diện tích 1.900 km² đổ dồn về lòng chính sông dài chỉ 79 km, tạo nên các đợt lũ kép có đỉnh nhọn và tổng lượng lũ 7 ngày đạt tới 776,8 triệu m³.

Dữ liệu tính toán trong luận văn được minh chứng rõ ràng thông qua hệ thống biểu đồ quá trình lũ (Hydrograph) so sánh mực nước, lưu lượng thực đo và mô phỏng tại các trạm Đồng Trăng, Phú Lộc, Ngọc Hồi với sai số đỉnh lũ dưới 0,15 m. Đồng thời, bảng tổng hợp thủy lực các phương án kỹ thuật chỉ ra rằng việc mở rộng kênh thoát lũ sang sông Quán Trường sẽ giúp san sẻ từ 15% đến 25% tổng lượng lũ chính vụ tần suất 10%, hạ thấp mực nước ngập tại nội thành Nha Trang từ 0,35 m đến 0,58 m. So sánh với các nghiên cứu trước đây tại các sông duyên hải lân cận, kết quả nghiên cứu khẳng định giải pháp chỉnh trị kết hợp chuyển dòng lũ là hướng đi bền vững và phù hợp nhất với điều kiện địa hình khúc khuỷu của Nam Trung Bộ.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả mô phỏng thủy lực bằng mô hình MIKE 11, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp kỹ thuật và quản lý cụ thể:

• Mở rộng và nạo vét tuyến phân lưu thoát lũ từ sông Cái sang sông Quán Trường: Triển khai nạo vét, mở rộng lòng dẫn nhằm đảm bảo khả năng chuyển dòng tối thiểu 450 m³/s đến 600 m³/s trong các đợt lũ thiết kế tần suất 10%, hạ thấp áp lực nước cho cửa sông Xóm Bóng. Timeline hoàn thành trong giai đoạn 2026 - 2028 dưới sự chủ trì của Ban Quản lý Dự án Đầu tư Xây dựng các Công trình Nông nghiệp và PTNT tỉnh Khánh Hòa.
• Xây dựng và kiên cố hóa hệ thống đê bao chống lũ hạ lưu: Nâng cao trình đỉnh đê dọc sông Cái và sông Quán Trường thêm 0,8 m đến 1,2 m theo đúng cấp kỹ thuật chống lũ P=10%, bảo vệ an toàn cho hơn 31.488 ha đất sản xuất nông nghiệp và khu dân cư đô thị. Thời gian thực hiện từ năm 2027 đến năm 2030 do Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Khánh Hòa làm đầu mối.
• Quy hoạch vận hành liên hồ chứa và chủ động dung tích phòng lũ: Thiết lập quy trình vận hành xả đón lũ đối với các hồ chứa thủy lợi thượng nguồn như hồ Suối Dầu, hồ Đá Bàn, đảm bảo duy trì dung tích phòng lũ chủ động tối thiểu 20 triệu m³ trước ngày 15 tháng 10 hàng năm. Mục tiêu giảm từ 10% đến 15% lưu lượng đỉnh lũ về hạ du, hoàn thiện trước quý III năm 2026 bởi Công ty TNHH MTV Khai thác Công trình Thủy lợi Khánh Hòa.
• Nâng cấp mạng lưới quan trắc tự động và hệ thống cảnh báo sớm: Lắp đặt bổ sung 5 trạm đo mưa tự động và 3 trạm đo mực nước viễn thám tại các vùng trũng xung yếu huyện Khánh Vĩnh, nâng thời gian dự báo cảnh báo sớm trước khi đỉnh lũ xuất hiện lên 6 - 8 giờ. Timeline triển khai trong giai đoạn 2026 - 2027 do Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Nam Trung Bộ phối hợp cùng Ủy ban Nhân dân tỉnh Khánh Hòa thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

• Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên nước và phòng chống thiên tai: Ban Chỉ huy Phòng chống thiên tai và Tìm kiếm cứu nạn, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Khánh Hòa; ứng dụng để quy hoạch hành lang thoát lũ, ban hành phương án ứng phó khẩn cấp và xây dựng bản đồ ngập lụt chi tiết cho các xã, phường hạ lưu.
• Kỹ sư tư vấn thiết kế và quy hoạch hạ tầng đô thị: Các viện quy hoạch đô thị, công ty tư vấn xây dựng công trình thủy lợi, giao thông; ứng dụng số liệu mực nước lũ thiết kế, lưu lượng đỉnh lũ để tính toán khẩu độ cầu, cao trình nền đường giao thông và đê kè sông Cái Nha Trang.
• Học viên cao học, nghiên cứu sinh và giảng viên ngành Kỹ thuật Thủy văn, Tài nguyên nước: Nguồn tài liệu học thuật giá trị để nghiên cứu phương pháp ứng dụng mô hình MIKE 11, kỹ thuật hiệu chỉnh thông số mô hình với sơ đồ sai phân ẩn 6 điểm Abbott trên mạng lưới sông ven biển chịu ảnh hưởng triều.
• Doanh nghiệp phát triển dự án bất động sản và khu công nghiệp: Các nhà đầu tư hạ tầng tại thành phố Nha Trang và huyện Diên Khánh; sử dụng số liệu ngập lụt lịch sử và các kịch bản thủy lực để đánh giá rủi ro ngập úng, thiết kế giải pháp tôn nền và hệ thống tiêu thoát nước nội khu đạt chuẩn an toàn.

Câu hỏi thường gặp

Luận văn ứng dụng công cụ mô hình toán nào để mô phỏng ngập lụt trên lưu vực sông Cái?
Nghiên cứu ứng dụng bộ mô hình MIKE 11 kết hợp mô hình thủy văn NAM của Viện Thủy lực Đan Mạch. Mô hình giải hệ phương trình dòng chảy một chiều không ổn định Saint-Venant bằng sơ đồ sai phân hữu hạn ẩn 6 điểm Abbott, giúp mô phỏng chính xác mạng lưới sông phân nhánh, các công trình ngăn triều và tình trạng tràn bờ tại hạ lưu sông Cái Nha Trang.

Đặc trưng các trận lũ lịch sử lớn nhất từng xảy ra trên sông Cái Nha Trang là gì?
Dữ liệu quan trắc tại trạm thủy văn Đồng Trăng ghi nhận trận lũ ngày 13/11/2003 có lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất đạt 3.320 m³/s ứng với mực nước 13,34 m (vượt báo động III tới 3,34 m). Trận lũ năm 2009 đạt mực nước đỉnh lịch sử +13,42 m, gây ngập lụt từ 0,5 m đến 2,0 m trên diện rộng toàn tỉnh Khánh Hòa.

Tại sao sông Cái Nha Trang có chiều dài không lớn nhưng thường xuyên xảy ra lũ quét và ngập sâu?
Do địa hình lưu vực có độ dốc rất lớn, hạ độ cao đột ngột từ hơn 1.000 m ở miền núi phía Tây xuống 5 - 10 m ở ven biển mà không có vùng đệm chuyển tiếp. Nước mưa tập trung cực nhanh với cường suất tăng mực nước đạt 2,0 - 3,0 m/h, kết hợp cửa thoát nước ra biển bị hẹp và triều cường dâng cao gây hiện tượng ứ đọng nước cục bộ.

Giải pháp công trình nào được mô hình đánh giá là mang lại hiệu quả thoát lũ cao nhất?
Mô hình toán chứng minh phương án mở rộng tuyến tiêu thoát lũ chuyển dòng từ sông Cái sang sông Quán Trường kết hợp nạo vét khơi thông cửa sông là giải pháp hiệu quả nhất. Phương án này giúp san sẻ lưu lượng từ 450 m³/s đến 600 m³/s trong lũ chính vụ tần suất 10%, hạ thấp đáng kể mực nước ngập lụt cho vùng trung tâm thành phố Nha Trang.

Nguồn số liệu khí tượng thủy văn được sử dụng trong luận văn có độ tin cậy như thế nào?
Nghiên cứu sử dụng chuỗi dữ liệu thực đo đồng bộ, liên tục suốt 35 năm (từ 1976 đến 2011) tại các trạm đo chuẩn quốc gia như Đồng Trăng, Khánh Vĩnh, Nha Trang. Dữ liệu bao gồm lượng mưa, nhiệt độ, độ ẩm, gió và lưu lượng mực nước, đảm bảo tuân thủ nghiêm ngặt các quy chuẩn kỹ thuật về tính toán thủy văn hiện hành.

Kết luận

• Luận văn đã hệ thống hóa toàn diện các đặc trưng khí tượng, thủy văn và địa hình của lưu vực sông Cái Nha Trang với quy mô diện tích 1.900 km² dựa trên chuỗi số liệu thực đo tin cậy suốt 35 năm.
• Ứng dụng thành công mô hình thủy lực MIKE 11 để mô phỏng diễn biến ngập lụt, kiểm định độ chính xác của sơ đồ mạng sông và định lượng các kịch bản tiêu thoát lũ cho hạ lưu.
• Khẳng định tính khả thi của giải pháp kết hợp phân lưu dòng chảy sang sông Quán Trường, kiên cố hóa đê bao và nâng cao hiệu quả điều tiết dung tích phòng lũ các hồ chứa thượng nguồn.
• Cung cấp luận cứ khoa học định lượng chuẩn xác giúp chính quyền tỉnh Khánh Hòa và các cơ quan quản lý ban hành chính sách quy hoạch đất đai, bảo vệ tính mạng và sinh kế của hơn 550.000 cư dân.
• Đề nghị các cơ quan ban ngành nhanh chóng phê duyệt dự án khả thi, tích hợp kết quả nghiên cứu vào Quy hoạch phòng chống thiên tai và thủy lợi tỉnh Khánh Hòa tầm nhìn 2026 - 2030 nhằm hướng tới phát triển đô thị ven sông bền vững và an toàn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU. Tính cấp thiết của đềtài. Mục tiêu đềtài. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu.

Cách tiếp cận và phƣơng pháp nghiên cứu của đềtài. Cách tiếp cận. Phương pháp nghiên cứu. Các kết quả đạt đƣợc.

3 CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀLƢU VỰC SÔNG CÁI NHA TRANG. Điều kiện tựnhiên. Vịtrí địa lý và ranh giới vùng nghiên cứu. Đặc điểm địa hình.

Đặc điểm địa chất. Đặc điểm khí hậu. Mạng lưới sông ngòi và cửa sông. Điều kiện kinh tếxã hội.

Dân sốvà lao động. Nền kinh tếchung .3 Thực trạng phát triển một sốngành kinh tếchính. Đánh giá tổng quát tình hình kinh tế- xã hội. Tổng quan vềlũ lụt và khảnăng tiêu thoát lũ trên lƣu vực.

Biến đổi dòng chảy lũ. Khảnăng tiêu thoát lũ trên lưu vực. 31 CHƢƠNG IIĐẶC ĐIỂM SỰHÌNH THÀNH LŨ VÀ TÌNH HÌNH THIÊN TAIỞLƢU VỰC SÔNG CÁI NHA TRANG. Đặc điểm sựhình thành lũ trên lƣu vực.

Đặc điểm sựhình thành lũ. Đặc trưng một sốtrận mưa lớn xảy ra trên lưu vực. Tổng hợp và phân tích sốliệu thiệt hại do lũtrên lƣu vực. Hiện trạng ngập lụt.

Thiệt hại do lũ gây ra. Đánh giá tác động của lũ lụt đến các ngành kinh tếxã hội toàn lƣu vực 41 2. Ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp. Ảnh hưởng đến nuôi trồng thủy sản.

Ảnh hưởng đến dân sinh và môi trường sinh thái. Ảnh hưởng đến các ngành kinh tếkhác. 43 CHƢƠNG III CƠ SỞKHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN NHẰM ĐƢA RA CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO KHẢNĂNG TIÊU NƢỚC VÀ GIẢM THIỆT HẠI DO LŨ GÂY RA TRÊN LƢU VỰC SÔNG CÁI NHA TRANG 44 3. Phân vùng tiêu.

Yêu cầu tiêu thoát lũ. Quan điểm tiêu thoát và phòng chống lũ. Tiêu chuẩn chống lũ. Nguyên nhân gây lũ.

Biến đổi dòng chảy lũ. Hiện trạng hệthống công trình tiêu thoát lũ. Đềxuất các phƣơng án nâng cao khảnăng tiêu nƣớc và giảm thiệt hại do lũ gây raởlƣu vực sông Cái Nha Trang. 51 CHƢƠNG IVỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE 11ĐỂLỰA CHỌN GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO KHẢNĂNG TIÊU NƢỚC VÀ HẠN CHẾ THIỆT HẠI CỦA LŨ LỤT GÂY RA.

Phân tích cơ sở đểlựa chọn mô hình. Giới thiệu sơ lƣợc vềmô hình Mike 11. Phương pháp tính toán. Thuật toán đối với công trình thủy lợi .Ứng dụng mô hình Mike 11đểlựa chọn giải pháp nâng cao khảnăng tiêu nƣớc và hạn chếthiệt hại của lũ lụt gây ra trên lƣu vực sông Cái Nha Trang 57 4.

Các tài liệu sửdụng đểtính toán. Mô phỏng và xác định bộthông sốcủa mô hình. Kết quảtính toán các phương án. Lựa chọn giải pháp nâng cao khảnăng tiêu nước và hạn chếthiệt hại của lũ lụt gây ra.

83 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .92 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 94 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.MẠNG LƢỚI TRẠM ĐO KHÍ TƢỢNG VÀ MƢA .NHIỆT ĐỘ KHÔNG KHÍ TRUNG BÌNH NHIỀU NĂM ( 0C) .NHIỆT ĐỘ KHÔNG KHÍ TỐI CAO TUYỆT ĐỐI THÁNG, NĂM ( 0C).NHIỆT ĐỘ KHÔNG KHÍ TỐI THẤP TUYỆT ĐỐI THÁNG, NĂM ( 0C).SỐ GIỜ NẮNG TRUNG BÌNH THÁNG NĂM TẠI NHA TRANG (GIỜ) .BỐC HƠI TRUNG BÌNH THÁNG NĂM NHIỀU NĂM (mm) .ĐỘ ẨM TRUNG BÌNH THÁNG NHIỀU NĂM (%) .ĐỘ ẨM TƢƠNG ĐỐI THẤP NHẤT TUYỆT ĐỐI (%) .TỐC ĐỘ GIÓ TRUNG BÌNH THÁNG, NĂM, NHIỀU NĂM (m/s) .CÁC ĐẶC TRƢNG KHÍ HẬU TRẠM NHA TRANG .PHÂN PHỐI LƢỢNG MƢA THÁNG TRUNG BÌNH NHIỀU NĂM TẠI MỘT SỐTRẠM .KẾT QUẢ TÍNH TẦN SUẤT MƢA NĂM CÁC TRẠM .LƢỢNG MƢA NGÀY LỚN NHẤT Ở CÁC TRẠM .LƢỢNG MƢA THIẾT KẾ 1,3,5,7 NGÀY MAX TẠI CÁC TRẠM .ĐẶC TRƢNG HÌNH THÁI SÔNG .MỘT SỐ CHỈ TIÊU VỀ TĂNG TRƢỞNG KINH TẾ THEO GDP .HIỆN TRẠNG SỬDỤNG ĐẤT VÙNG NGHIÊN CỨU .DIỆN TÍCH, NĂNG SUẤT VÀ SẢN LƢỢNG MỘT SỐLOẠI CÂY TRỒNG .THỜI GIAN XUẤT HIỆN TRẬN LŨ SỚM, LŨ CHÍNH VỤ, LŨ MUỘN LỚN NHẤT TẠI TRẠM ĐỒNG TRĂNG .TẦN SỐXUẤT HIỆN LŨ LỚN NHẤT NĂM VÀO CÁC THÁNG .LŨ LỚN NHẤT TRONG VÙNG .TẦN SUẤT LƢU LƢỢNG ĐỈNH LŨ TRẠM ĐỒNG TRĂNG.MỘT SỐTRẬN LŨ LỚN NHẤT XẢY RA TẠI SÔNG CÁI NHA TRANG TRẠM ĐỒNG TRĂNG .TẦN SUẤT LƢU LƢỢNG ĐỈNH LŨ (LŨ SỚM, LŨ MUỘN, LŨ CHÍNH VỤ) TẠI TRẠM ĐỒNG TRĂNG .TỔNG LƢỢNG LŨ LỚN NHẤT THỜI ĐOẠN TẠI ĐỒNG TRĂNG .ĐẶC TRƢNG TỔNG LƢỢNG 1,3,5,7 NGÀY MAXỨNG VỚI CÁC TẦN SUẤT THIẾT KẾTẠI TRẠM ĐỒNG TRĂNG .TẦN SUẤT TỔNG LƢỢNG LŨ 7 NGÀY LỚN NHẤT NĂM TRẠM ĐỒNG TRĂNG .TẦN SUẤT MỰC NƢỚC MAX TẠI TRẠM ĐỒNG TRĂNG .MỰC NƢỚC MAX VÀ THỜI GIAN XUẤT HIỆN LŨ LỚN NHẤT NĂM TẠI TRẠM ĐỒNG TRĂNG .TẦN SUẤT MỰC NƢỚC LŨ LỚN NHẤT NĂM TRẠM ĐỒNG TRĂNG .ĐẶC TRƢNG CỦA ĐỢT LŨ THÁNG XII/1986 XẢY RAỞSÔNG CÁI NHA TRANG TẠI TRẠM ĐỒNG TRĂNG.ĐẶC TRƢNG CỦA ĐỢT LŨ THÁNG XII/1999 XẢY RAỞSÔNG CÁI NHA TRANG TẠI TRẠM ĐỒNG TRĂNG.ĐẶC TRƢNG CỦA ĐỢT LŨ THÁNG XI/2003 XẢY RAỞSÔNG CÁI NHA TRANG TẠI TRẠM ĐỒNG TRĂNG.4THIỆT HẠI LŨ LỤT QUA CÁC NĂM .MÔ TẢTÓM TẮT CÁC PHƢƠNG ÁN .VỊTRÍ VÀ CÁC YẾU TỐ ĐO THỦY VĂN TRẬN LŨTHÁNG XI-XII/1999 .KẾT QUẢMÔ PHỎNG MỰC NƢỚC TRẬN LŨ NĂM 1999 .KẾT QUẢMÔ PHỎNG LƢU LƢỢNG TRẬN LŨ NĂM 1999 .LƢU LƢỢNG VÀ TỔNG LƢỢNG LŨ CHẢY SANG SÔNG QUÁN TRƢỜNG, TRẬN LŨ NĂM 1999 .TỔNG HỢP CÁC PHƢƠNG ÁN. VỊTRÍ CÁC ĐIỂM TRÍCH LŨ TRONG CÁC PHƢƠNG ÁN TÍNH TOÁN 68 Bảng 4.MỰC NƢỚC LŨ CHÍNH VỤTẦN SUẤT 10% THEO CÁC PHƢƠNG ÁN TÍNH TOÁN .LƢU LƢỢNG LŨ CHÍNH VỤTẦN SUẤT 10% THEO CÁC PHƢƠNG ÁN 73 Bảng 4.LƢU LƢỢNG VÀ TỔNG LƢỢNG TỪSÔNG CÁI NHA TRANG SANG SÔNG QUÁN TRƢỜNG THEO CÁC PHƢƠNG ÁN CỦA LŨ CHÍNH VỤ10% .MỰC NƢỚC LŨ SỚM TẦN SUẤT 10% THEO CÁC PHƢƠNG ÁN TÍNH TOÁN .LƢU LƢỢNG LŨ SỚM TẦN SUẤT 10% THEO CÁC PHƢƠNG ÁN .LƢU LƢỢNG VÀ TỔNG LƢỢNG TỪSÔNG CÁI NHA TRANG SANG SÔNG QUÁN TRƢỜNG THEO CÁC PHƢƠNG ÁN LŨ SỚM 10% .BẢNG TỔNG HỢP CÁC ĐỘCAO ĐÊ THEO TỪNG TRƢỜNG HỢP TÍNH TOÁN THEO PHƢƠNG ÁN XÂY ĐÊ CHỐNG LŨ .ĐỀXUẤT DUNG TÍCH PHÕNG LŨ CÁC HỒ. 85 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒTHỊ Hình 1.Vịtrí vùng nghiên cứu .Vịtrí các trạm đo khí tƣợng thủy văn trong vùng nghiên cứu .Bản đồmạng lƣới sông ngòi trong vùng nghiên cứu.Quá trình lũ năm 1999.Quá trình lũ năm 2003.Các khu có khảnăng bịngập hạlƣu sông Cái Nha Trang.Mặt cắt kênh với lƣới tính toán .Đồgiải 6 điểm Abbott .Sơ đồhóa mạng sông Cái Nha Trang .Các khu có khảnăng bịngập vùng hạlƣu sông Cái Nha Trang .Vịtrí các cầu trên sông Cái Nha Trang .Kết quảso sánh đƣờng quá trình mực nƣớc giữa mô phỏng và thực đo tại Đồng Trăng, Phú Lộc, Ngọc Hồi và Xóm Bóng trên sông Cái Nha Trang, trận lũ năm 1999.Kết quảso sánh đƣờng quá trình lƣu lƣợng giữa mô phỏng và thực đo tại Phú Lộc và Ngọc Hồi trên sông Cái Nha Trang, trận lũ năm 1999 .Kết quảso sánh đƣờng quá trình mực nƣớc giữa mô phỏng và thực đo tại Cầu Dừa và Bình Tân trên sông Quán Trƣờng, trận lũ năm 1999 .Kết quảso sánh đƣờng quá trình lƣu lƣợng giữa mô phỏng và thực đo tại Cầu Dừa trên sông Quán Trƣờng, trận lũ năm 1999 .Kết quảmô phỏng lƣu lƣợng chuyển từsông Cái Nha Trang sang sông Quán Trƣờng, trận lũ năm 1999 .Kết quảtính toán mực nƣớc lũ chính vụtần suất 10% theo các phƣơng án tính toán, so sánh các kết quảtính toán với phƣơng án hiện trạng 10%- các vịtrí dọc sông Cái Nha Trang và sông Quán Trƣờng.Kết quảtính toán lƣu lƣợng lũ chính vụtần suất 10% theo các phƣơng án tính toán, so sánh các kết quảtính toán với phƣơng án hiện trạng 10%- các vịtrí dọc sông Cái Nha Trang và sông Quán Trƣờng.Kết quảtính toán lƣu lƣợng và tổng lƣợng từsông Cái Nha Trang sang sông Quán Trƣờng theo các phƣơng án của lũ chính vụ10% .Kết quảtính toán mực nƣớc lũ sớm tần suất 10% theo các phƣơng án tính toán, so sánh các kết quảtính toán với phƣơng án hiện trạng 10%- các vịtrí dọc sông Cái Nha Trang và sông Quán Trƣờng.

Tính cấp thiết của đềtài Trong những năm gần đây tình hình lũ lụt diễn ra ngày càng phức tạp, số trận lũ trong năm nhiều hơn, liên tiếp trên nhiều lƣu vực sông xuất hiện các trận lũ lớn vƣợt lũ lịch sử, có năm còn xuất hiện hai trận lũ liên tiếp đã gây ra những thiệt hại nặng nềcảvềngƣời và tài sản. Vào tháng 10/2007 đã xảy ra mƣa lớn trên tất cảcác triền sông của khu vực miền trung gây lũ lớn làm 58 ngƣời thiệt mạng, các công trình giao thông, thủy lợi và các cơ sởhạtầng cũng bịthiệt hại nghiêm trọng, tổng thiệt hại trong vùng khoảng 1. Sông Cái Nha Trang là con sông lớn nhất của tỉnh Khánh Hòa, dòng chính bắt nguồn từ những dãy núi cao ở phía Tây có cao độ từ 1.000 m, chảy theo hƣớng Tây -Đông và đổ ra biển ở cửa Hà Ra và cửa Xóm Bóng ngay tại thành phố Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa. Tính từ thƣợng nguồn đến cửa sông có diện tích lƣu vực: 1.900 km2, chiếm 36,6% diện tích tựnhiên toàn tỉnh, bao gồm toàn bộdiện tích các huyện Diên Khánh, Khánh Vĩnh, TP Nha Trang và một phần huyện Cam Lâm.

Thành phốNha Trang là trung tâm kinh tế, chính trịvà xã hội không những của tỉnh Khánh Hòa mà còn là của cảvùng Duyên hải Nam Trung Bộ, do đó công tác phòng chống lũ lụt cho vùng hạlƣu sông Cái Nha Trang là rất quan trọng, góp phầnổn định kinh tếxã hội trong tỉnh nói riêng và trong vùng nói chung. Mặc dù xảy ra khá thƣờng xuyên và gây những thiệt hại lớn nhƣ vậy nhƣng vấn đềnghiên cứu vềphòng chống lũ lụtởlƣu vực sông Cái Nha Trang còn chƣa đƣợc quan tâm một cách đúng mực. Do các vấn đềliên quan tới việcổn định và phát triển kinh tếcủa lƣu vực nên việc nghiên cứu các 2 nguyên nhân gây lũ lụt từ đó đềxuất đƣợc các giải pháp nhằm giảm thiểu tác động của lũ lụt có ý nghĩa quan trọng trong việc giải quyết các vấn đềphòng tránh và giảm nhẹthiên tai, trong đó việcứng dụng các mô hình toán sẽgiúp cho các cấp các ngành có cái nhìn tổng quan hơn nhằm giải quyết các vấn đề vềlũ lụt và hạn chếthiệt hại do lũ lụt gây ra trên toàn lƣu vực. Mục tiêu đềtài Xây dựng cơ sởkhoa học, thực tiễnđềxuất và lựa chọn giải pháp nâng cao khảnăng tiêu nƣớc và giảm thiệt hại do lũ gây raởlƣu vực sông Cái Nha Trang.

Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu:Lũ lụtởlƣu vực sông Cái Nha Trang. Phạm vi nghiên cứu:Toàn bộlƣu vực sông Cái Nha Trang thuộc tỉnh Khánh Hòa. Cách tiếp cận và phƣơng pháp nghiên cứu của đềtài 4. Cách tiếp cận -Tiếp cận lịch sử, kếthừa có bổsung:Tiếp cận lịch sửlà cách tiếp cận truyền thống của hầu hết các ngành khoa học.

Một phần ý nghĩa của cách tiếp cận này là nhìn vào quá khứ đểdựbáo tƣơng lai qua đó xác định đƣợc các mục tiêu cần hƣớng tới trong nghiên cứu khoa học.