Nghiên cứu đánh giá rủi ro lũ lụt tại khu vực hạ lưu hồ Ke Go, tỉnh Hà Tĩnh

Nghiên cứu đánh giá rủi ro lũ lụt tại khu vực hạ lưu hồ Ke Go, tỉnh Hà Tĩnh, cung cấp thông tin quan trọng cho quản lý tài nguyên nước.

• Tác giả: Tran Ngoc Huan
• Người hướng dẫn: Asso. Pham Thi Huong Lan
• Trường học: Thuyloi University
• Chuyên ngành: Intergrated Water Resources Management
• Đề tài: Nghiên cứu đánh giá rủi ro lũ lụt tại khu vực hạ lưu hồ Ke Go, tỉnh Hà Tĩnh
• Loại tài liệu: thesis
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hanoi

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHAPTER 1: INTRODUCTION
• 1.1. Problem statement
• 1.2. Research objectives
• 1.3. Scope of study
• 1.4. Structure of thesis
• 2. CHAPTER 2: LITERATURE REVIEW
• 2.1. Concepts of flood risk, hazard and vulnerability
• 2.2. Flood risk assessment
• 2.3. Previous studies in study area
• 3. CHAPTER 3: DESCRIPTION OF STUDY AREA
• 3.1. Location of this basin
• 3.2. Hydro-meteorological characteristics
• 3.3. Social and economic characteristics
• 3.4. Reservoir and current irrigation system
• 3.4.1. Overview of Ke Go reservoir
• 3.5. Flooding situation in downstream area
• 3.5.1. The flooding events occurred in 2010
• 3.5.2. The flooding events occurred in 2012
• 3.5.3. The flooding events occurred in 2013
• 4. CHAPTER 4: METHODOLOGY AND DATA USED
• 4.1. Methods to flood risk assessment
• 4.2. Method for estimating design hyetograph
• 4.3. Method for developing design hydrograph on lateral flow in downstream
• 4.4. Method for simulation floods corresponding to various return period
• 4.5. Method for inundation mapping
• 4.6. Governing equation in MIKE package
• 4.7. Rainfall runoff model (MIKE - Unit hydrograph model)
• 4.8. Identification of inundation maps
• 5. CHAPTER 5: RESULTS AND DISSCUSIONS
• 5.1. The reasons cause the flooding in downstream area
• 5.2. Climate change impacts
• 5.3. Rainfall runoff modeling
• 5.4. Flood hazard maps
• 5.5. Flood risk in downstream area of the Ke Go reservoir
• 6. CHAPTER 6: CONCLUSIONS AND RECOMMENDATIONS
• Appendix 1: Frequency curve of maximum rainfall during 1 day of stations
• Appendix 2: Roughness coefficient
• LIST OF TABLES
• LIST OF FIGURES
• LIST OF ARCONYM

Tóm tắt

I. Giới thiệu

Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá rủi ro lũ lụt tại khu vực hạ lưu hồ Ke Go, tỉnh Hà Tĩnh. Tình hình lũ lụt ngày càng nghiêm trọng, đặc biệt là ở các tỉnh miền Trung Việt Nam, do biến đổi khí hậu và sự phát triển hạ tầng. Hồ Ke Go có vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước tưới cho nông nghiệp và kiểm soát lũ cho khu vực hạ lưu. Việc đánh giá rủi ro lũ lụt là cần thiết để đưa ra các biện pháp phòng ngừa hiệu quả.

1.1. Tình hình lũ lụt tại khu vực

Khu vực hạ lưu hồ Ke Go thường xuyên phải đối mặt với các sự kiện lũ lụt nghiêm trọng. Các yếu tố như lượng mưa gia tăng, đô thị hóa nhanh chóng và sự phát triển hạ tầng đã làm tăng mức độ rủi ro. Theo số liệu từ Ủy ban Trung ương về Phòng chống thiên tai, thiệt hại do lũ lụt trong những năm gần đây đã lên tới hàng nghìn tỷ đồng. Việc nghiên cứu và đánh giá rủi ro lũ lụt là rất quan trọng để bảo vệ tính mạng và tài sản của người dân.

II. Đánh giá rủi ro lũ lụt

Đánh giá rủi ro lũ lụt là một phần quan trọng trong quản lý rủi ro lũ lụt. Nó bao gồm ba yếu tố chính: mối nguy lũ lụt, khả năng chịu đựng và khả năng ứng phó. Nghiên cứu này áp dụng mô hình thủy văn để đánh giá mối nguy lũ lụt tại khu vực hạ lưu hồ Ke Go. Kết quả cho thấy rằng việc hiểu rõ về mối nguy lũ lụt và khả năng chịu đựng của cộng đồng là rất cần thiết để xây dựng các kế hoạch ứng phó hiệu quả.

2.1. Phương pháp đánh giá

Nghiên cứu sử dụng mô hình MIKE để mô phỏng lũ lụt và lập bản đồ ngập lụt cho các sự kiện lũ với các chu kỳ trở lại khác nhau. Kết quả mô phỏng cho thấy mức độ ngập lụt và rủi ro tại các khu vực khác nhau trong hạ lưu hồ Ke Go. Bản đồ rủi ro lũ lụt được tạo ra sẽ là công cụ hữu ích cho việc lập kế hoạch phòng chống lũ lụt trong tương lai.

III. Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng đánh giá rủi ro lũ lụt là một công cụ hữu ích trong việc quản lý rủi ro lũ lụt. Bản đồ rủi ro lũ lụt được xây dựng cho các chu kỳ lũ 1000 năm và 200 năm, giúp xác định mức độ nguy hiểm và rủi ro cho từng cộng đồng trong khu vực. Những bản đồ này có thể được sử dụng để lập kế hoạch ứng phó và giảm thiểu thiệt hại do lũ lụt.

3.1. Ứng dụng thực tiễn

Các bản đồ rủi ro lũ lụt không chỉ giúp các nhà quản lý đưa ra quyết định chính xác mà còn nâng cao nhận thức của cộng đồng về nguy cơ lũ lụt. Việc áp dụng các biện pháp phòng chống lũ lụt dựa trên kết quả nghiên cứu sẽ góp phần giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản trong tương lai.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Lũ lụt là một trong những thảm họa thiên nhiên gây thiệt hại nghiêm trọng về kinh tế, xã hội và môi trường, đồng thời ảnh hưởng trực tiếp đến tính mạng con người. Tại Việt Nam, đặc biệt là khu vực miền Trung với địa hình dốc, tình trạng lũ lụt ngày càng trở nên nghiêm trọng do biến đổi khí hậu và sự phát triển hạ tầng đô thị nhanh chóng. Khu vực hạ lưu hồ chứa Kẻ Gỗ, tỉnh Hà Tĩnh, nằm trong lưu vực sông Rao Cái có diện tích khoảng 892 km², thường xuyên chịu ảnh hưởng bởi các đợt lũ lớn, gây thiệt hại nặng nề cho đời sống và sản xuất của người dân. Theo báo cáo, các trận lũ năm 2010 đã làm ngập sâu nhiều khu vực với độ sâu từ 1,8 đến 5 mét, gây thiệt hại hàng nghìn tỷ đồng và ảnh hưởng đến hàng chục nghìn hộ dân.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm đánh giá rủi ro lũ lụt tại khu vực hạ lưu hồ Kẻ Gỗ dựa trên ba yếu tố chính: nguy cơ lũ (hazard), tính dễ tổn thương (vulnerability) và khả năng ứng phó (coping capacity). Nghiên cứu tập trung vào việc mô phỏng lũ với các chu kỳ lặp lại 200 và 1000 năm, xây dựng bản đồ ngập lụt và bản đồ rủi ro lũ, từ đó đề xuất các biện pháp quản lý và giảm thiểu thiệt hại. Phạm vi nghiên cứu bao gồm toàn bộ lưu vực sông Rao Cái và khu vực hạ lưu hồ Kẻ Gỗ, với dữ liệu thu thập từ năm 1975 đến 2013. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc hỗ trợ hoạch định chính sách phòng chống lũ, quy hoạch không gian và nâng cao nhận thức cộng đồng tại Hà Tĩnh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên ba khái niệm trọng tâm trong quản lý rủi ro lũ lụt: nguy cơ lũ (flood hazard), tính dễ tổn thương (vulnerability) và rủi ro lũ (flood risk). Nguy cơ lũ được định nghĩa là khả năng xảy ra các sự kiện lũ có cường độ và tần suất nhất định, được đánh giá qua các thông số như độ sâu nước, vận tốc dòng chảy và thời gian ngập. Tính dễ tổn thương phản ánh mức độ tổn thương của cộng đồng và tài sản trước tác động của lũ, thường được đánh giá qua mật độ dân số, cơ sở hạ tầng và khả năng ứng phó. Rủi ro lũ được xác định là tích của nguy cơ lũ và tính dễ tổn thương, thể hiện mức độ thiệt hại tiềm tàng.

Mô hình nghiên cứu sử dụng phương pháp mô phỏng thủy văn và thủy lực kết hợp GIS để xây dựng bản đồ ngập lụt và bản đồ rủi ro. Các mô hình MIKE (MIKE UHM, MIKE 11, MIKE 11 GIS) được áp dụng để mô phỏng dòng chảy, lũ lụt và phân tích không gian. Các khái niệm chính bao gồm: mô hình thủy văn Unit Hydrograph Model (UHM), mô hình thủy lực động lực học (dynamic wave approach), và các chỉ số đánh giá nguy cơ, tính dễ tổn thương và rủi ro.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm số liệu thủy văn, khí tượng (lượng mưa, mực nước, lưu lượng) từ các trạm đo Ha Tĩnh, Kẻ Gỗ, Hương Khê, Kỳ Anh trong giai đoạn 1975-2013; dữ liệu địa hình số (DEM) với độ phân giải 30x30 m; dữ liệu dân số và sử dụng đất. Cỡ mẫu dữ liệu thủy văn được chọn dựa trên tính đầy đủ và độ tin cậy, với các chuỗi số liệu hàng ngày và giờ phục vụ cho việc hiệu chỉnh và kiểm định mô hình.

Phương pháp phân tích gồm: phân tích tần suất mưa sử dụng phân phối Pearson Type III để xác định lượng mưa thiết kế cho các chu kỳ lặp lại 200 và 1000 năm; mô hình thủy văn MIKE UHM để tính toán dòng chảy từ lượng mưa; mô hình thủy lực MIKE 11 HD để mô phỏng quá trình lũ và ngập lụt; GIS để xây dựng bản đồ ngập và bản đồ rủi ro dựa trên kết quả mô phỏng kết hợp với dữ liệu mật độ dân số. Quá trình nghiên cứu được thực hiện theo timeline từ thu thập dữ liệu, hiệu chỉnh mô hình, mô phỏng lũ, đến phân tích kết quả và xây dựng bản đồ.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Nguyên nhân gây lũ lụt: Mưa lớn kéo dài và tập trung trong mùa mưa (từ tháng 8 đến tháng 11), đặc biệt là tháng 10 chiếm tới 29% tổng lượng mưa hàng năm, kết hợp với việc xả lũ từ hồ Kẻ Gỗ với lưu lượng lên đến 600 m³/s trong các đợt lũ lớn, là nguyên nhân chính gây ngập lụt tại hạ lưu. Sự phát triển hạ tầng và đô thị hóa nhanh cũng làm giảm khả năng thoát nước tự nhiên.

2. Hiệu quả mô hình mô phỏng: Mô hình MIKE 11 được hiệu chỉnh và kiểm định bằng dữ liệu lũ tháng 10 năm 2010 cho kết quả phù hợp với số liệu quan trắc, sai số lưu lượng đỉnh dưới 10%. Mô phỏng lũ với chu kỳ 200 và 1000 năm cho thấy vùng ngập lụt mở rộng, độ sâu nước có thể lên tới 3-5 mét tại một số khu vực.

3. Bản đồ rủi ro lũ: Kết hợp giữa bản đồ nguy cơ lũ (dựa trên độ sâu nước) và bản đồ tính dễ tổn thương (dựa trên mật độ dân số), bản đồ rủi ro cho thấy các khu vực có mật độ dân số cao như thành phố Hà Tĩnh, huyện Cam Xuyên và Thạch Hà có mức rủi ro từ cao đến rất cao, chiếm khoảng 60% tổng diện tích ngập.

4. Thiệt hại kinh tế và xã hội: Trong đợt lũ năm 2010, thiệt hại về tài sản ước tính khoảng 1281 tỷ đồng, với hơn 59.000 hộ dân bị ảnh hưởng, 126 trường học bị ngập, và hơn 11.600 ha đất nông nghiệp bị thiệt hại. Tỷ lệ thiệt hại về nhà cửa chiếm tới 60% tổng thiệt hại.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của lũ lụt là sự kết hợp giữa yếu tố tự nhiên (mưa lớn, địa hình dốc) và nhân tố con người (xả lũ hồ chứa, phát triển đô thị). Kết quả mô hình phù hợp với các nghiên cứu trước đây và phản ánh chính xác diễn biến lũ thực tế, cho thấy tính khả thi của phương pháp mô hình thủy văn-thủy lực kết hợp GIS trong đánh giá rủi ro lũ. Bản đồ rủi ro cung cấp thông tin quan trọng cho việc quy hoạch không gian và xây dựng các biện pháp phòng chống lũ hiệu quả. So với các nghiên cứu trước, nghiên cứu này mở rộng phạm vi đánh giá rủi ro, bao gồm cả yếu tố xã hội và kinh tế, giúp nâng cao tính ứng dụng trong quản lý rủi ro thiên tai tại địa phương.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ thể hiện phân bố lượng mưa theo tháng, lưu lượng xả hồ, bản đồ ngập lụt với các mức độ sâu nước khác nhau, và biểu đồ phân bố thiệt hại theo khu vực, giúp trực quan hóa mức độ rủi ro và thiệt hại.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Xây dựng hệ thống cảnh báo sớm lũ lụt: Triển khai hệ thống giám sát mưa, mực nước và lưu lượng xả hồ theo thời gian thực, nhằm nâng cao khả năng dự báo và cảnh báo sớm cho cộng đồng, giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản. Thời gian thực hiện: 1-2 năm; chủ thể: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Ban chỉ huy phòng chống thiên tai tỉnh.

2. Quy hoạch sử dụng đất và phát triển đô thị phù hợp: Áp dụng bản đồ rủi ro lũ trong quy hoạch phát triển đô thị và nông nghiệp, hạn chế xây dựng tại các vùng có rủi ro cao, đồng thời cải tạo hệ thống thoát nước để giảm ngập úng. Thời gian thực hiện: 3-5 năm; chủ thể: Sở Xây dựng, UBND các huyện, thành phố.

3. Nâng cao nhận thức và năng lực ứng phó cộng đồng: Tổ chức các chương trình đào tạo, tập huấn về phòng chống lũ, kỹ năng sơ tán và bảo vệ tài sản cho người dân tại các khu vực nguy cơ cao. Thời gian thực hiện: liên tục; chủ thể: Ban chỉ huy phòng chống thiên tai, các tổ chức xã hội.

4. Cải tạo, nâng cấp hệ thống hồ chứa và kênh mương: Đầu tư nâng cấp các công trình thủy lợi, đặc biệt là hồ Kẻ Gỗ và hệ thống kênh mương để tăng khả năng điều tiết nước, giảm áp lực xả lũ đột ngột. Thời gian thực hiện: 5 năm; chủ thể: Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, các đơn vị quản lý hồ chứa.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên nước và phòng chống thiên tai: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, quy hoạch và kế hoạch ứng phó lũ lụt hiệu quả, nâng cao năng lực quản lý rủi ro thiên tai.

2. Các nhà nghiên cứu và chuyên gia thủy văn, môi trường: Tham khảo phương pháp mô hình thủy văn-thủy lực kết hợp GIS trong đánh giá rủi ro lũ, áp dụng cho các lưu vực sông khác có điều kiện tương tự.

3. Đơn vị quy hoạch đô thị và phát triển hạ tầng: Áp dụng bản đồ rủi ro lũ để thiết kế các dự án phát triển phù hợp, giảm thiểu tác động của lũ lụt đến hạ tầng và cộng đồng.

4. Cộng đồng dân cư và tổ chức xã hội tại vùng lũ: Nâng cao nhận thức về rủi ro lũ, chuẩn bị các biện pháp phòng tránh và ứng phó kịp thời, bảo vệ tài sản và tính mạng trong mùa mưa bão.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần đánh giá rủi ro lũ thay vì chỉ đánh giá nguy cơ lũ?
   Đánh giá rủi ro lũ kết hợp cả yếu tố nguy cơ lũ và tính dễ tổn thương của cộng đồng, giúp xác định mức độ thiệt hại tiềm tàng và ưu tiên các biện pháp phòng chống hiệu quả hơn.

2. Mô hình MIKE 11 có ưu điểm gì trong mô phỏng lũ?
   MIKE 11 sử dụng phương pháp động lực học sóng động, mô phỏng chính xác dòng chảy 1 chiều, kết hợp GIS giúp thể hiện không gian ngập lụt chi tiết, phù hợp với địa hình phức tạp.

3. Dữ liệu nào là quan trọng nhất để mô hình hóa lũ chính xác?
   Dữ liệu lượng mưa, mực nước, lưu lượng dòng chảy và địa hình số (DEM) là các yếu tố quan trọng nhất để mô hình hóa chính xác quá trình lũ và ngập lụt.

4. Làm thế nào để bản đồ rủi ro lũ hỗ trợ công tác quy hoạch?
   Bản đồ rủi ro lũ giúp xác định các khu vực có nguy cơ cao, từ đó hạn chế phát triển tại vùng này hoặc thiết kế các công trình phù hợp để giảm thiểu thiệt hại.

5. Các biện pháp giảm thiểu rủi ro lũ nào được ưu tiên tại Hà Tĩnh?
   Ưu tiên xây dựng hệ thống cảnh báo sớm, nâng cấp công trình thủy lợi, quy hoạch sử dụng đất hợp lý và nâng cao nhận thức cộng đồng để giảm thiểu thiệt hại do lũ gây ra.

Kết luận

• Nghiên cứu đã xây dựng thành công mô hình đánh giá rủi ro lũ tại hạ lưu hồ Kẻ Gỗ, kết hợp mô hình thủy văn-thủy lực và GIS, cho kết quả phù hợp với thực tế.
• Bản đồ rủi ro lũ cho thấy các khu vực đô thị và nông thôn có mật độ dân số cao chịu rủi ro lớn, cần ưu tiên các biện pháp phòng chống.
• Các trận lũ lớn năm 2010, 2012 và 2013 đã gây thiệt hại nghiêm trọng, làm nổi bật tầm quan trọng của việc quản lý rủi ro lũ hiệu quả.
• Đề xuất các giải pháp cụ thể như xây dựng hệ thống cảnh báo sớm, quy hoạch sử dụng đất, nâng cấp công trình thủy lợi và nâng cao nhận thức cộng đồng.
• Các bước tiếp theo bao gồm triển khai các giải pháp đề xuất, cập nhật dữ liệu và mở rộng nghiên cứu cho các lưu vực khác nhằm nâng cao khả năng quản lý rủi ro thiên tai tại Việt Nam.

Hành động ngay hôm nay để bảo vệ cộng đồng và phát triển bền vững vùng hạ lưu hồ Kẻ Gỗ!

Trích đoạn nội dung tài liệu

MINISTRY OF EDUCATION AND MINISTRY OF AGRICULTURE AND TRAINING RURAL DEVELOPMENT THUYLOI UNIVERSITY STUDY ON FLOOD RISK ASSESSMENT IN DOWNSTREAM AREA OF KE GO RESERVOIR, HA TINH PROVINCE Tran Ngoc Huan MSc Thesis on Intergrated Water Resources Management Hanoi, 2015 Luan van MINISTRY OF EDUCATION AND MINISTRY OF AGRICULTURE AND TRAINING RURAL DEVELOPMENT THUY LOI UNIVERSITY Tran Ngoc Huan STUDY ON FLOOD RISK ASSESSMENT IN DOWNSTREAM AREA IN KE GO RESERVOIR, HA TINH PROVINCE Major: Intergrated Water Resources Management THESIS OF MASTER DEGREE Supervisor: Asso. Pham Thi Huong Lan This research is done for a partial fulfilment of the requirement for Master of Science Degree at Thuyloi University This Master Programme is supported by NICHE – VNM 106 Project Hanoi, 2015 Luan van Abstract Flooding causes economic, social and environmental damages and life loss. This fact increases the great attention on flooding by government, and science in many countries around the world. As a country located in the tropical climate region, Vietnam has been facing various water related disasters since ancient time, particularly in central parts of Vietnam where featured by steep topography.

In recent years, Rao Cai river basin in Ha Tinh province is frequently flooded due to climate change impact, rapid infrastructure and urbanization growth. This problem caused serious damages to human life, properties, and social – economic development activities… Flood risk management is a new concept based on a proactive approach which recently becomes a robust tool for reducing flood damage. Main contents of flood risk management are flood risk assessment and flood preventive measures or flood preventive planning. Flood risk assessment is key part in flood risk management.

Flood risk assessment is a function of three main variables: flood hazards, vulnerability, and coping capacity. Understanding of flood hazards, vulnerability, and coping capacity is the vital step for efficiency of flood risk assessment. Flood risk management strategies have not been developed for Rao Cai river basin for many years and there is no spatial planning approach for regional development. This research aims at flood risk assessment for Rao Cai river basin based on the new concept of flood risk management mentioned above.

An incorporated hydrological modeling approach for hazard assessment for Rao Cai river basin has been adopted in this research. The research objective divides into three parts: (1) Identification of flooding and potential reasons based on available natural, social and economic data; (2) The second part involved flood simulation and inundation mapping of events with chosen return periods using a MIKE package model (MIKE UHM, MIKE 11, and MIKE 11 GIS).The model was calibrated and verified based on the data series in October, 2010. A flood from 2nd to 6th, October 2010 was used to calibrate the model. Another flood in October, 2010 (from 14th to 19th, October) Luan van was used to verify the model.

Results of calibration and verification were fit to measured data. The flood simulations for selected return periods were generated for 200 and 1000 years corresponding to frequency of design and checking flood of Ke Go reservoir. (3) Flood risk assessment is combined effect of flood depth (hazard factor) and population density (vulnerability factor) by weighing factors for both of them. As for the results, the research revealed that flood risk assessment is helpful tool for flood risk management.

Flood risk maps were produced for the flood of 1000 year and 200 year return period. The level of hazard and risk were determined for each community in Cam Xuyen, Thach Ha and Ha Tinh city. These maps can be used for flood risk management and mitigation planning for Ha Tinh province in general, Rao Cai river basin in particular. Luan van Declaration I hereby certify that the work which is being presented in this thesis entitled, “Study on flood risk assessment in downstream area in Ke Go reservoir, Ha Tinh province” in partial fulfillment of the requirement for the award of the Master of Science in Integrated Water Resource Management, is an authentic record of my own work carried out under supervision of Asso.

Pham Thi Huong Lan. The matter embodied in this thesis has not been submitted by me for the award of any other degree or diploma. Date: February 15, 2015 Tran Ngoc Huan Luan van Acknowledgements I would like to express my sincere gratitude to my advisor Asso. Dr Pham Thi Huong Lan for her guidance, suggestion and inspiration.

I would also like to acknowledge Dr. Vu Thanh Tu, Mr Duong Hai Thuan and Dr. Bui Du Duong for their comments and suggestion. I would like to thank the Hanoi University for Natural Resources and Environment, Ministry of Natural Resources and Environment, Vietnam and NICHE – VNM 106 Project for the award of a scholarship and also Hanoi Water Resources University for giving me the opportunity for this special study.

I also wish to thank members of the master thesis committee consist of Prof. Nguyen Quan Kim (chairman), Asso. Mai Van Cong (examination), Asso. Nguyen Mai Dang (examination), Dr Le Viet Son and Dr Dinh Thanh Mung for their comments, examination, and corrections.

Finally, I would like to express my special appreciation to my friends and colleagues for their supports, encourages and advices. The deepest thanks are expressed to my family members for their unconditional loves. Luan van i TABLE OF CONTENTS CHAPTER 1 - INTRODUCTION. Scope of study.

Structure of thesis. 3 CHAPTER 2: LITERATURE REVIEW. Concepts of flood risk, hazard and vulnerability. Flood risk assessment.

Previous studies in study area. 9 CHAPTER 3: DESCRIPTION OF STUDY AREA. Location of this basin. Hydro-meteorological characteristics.

Social and economic characteristics. Reservoir and current irrigation system. Overview of Ke Go reservoir. Flooding situation in downstream area.

The flooding events occurred in 2010. The flooding events occurred in 2012. The flooding events occurred in 2013. 26 CHAPTER 4: METHODOLOGY AND DATA USED.

Methods to flood risk assessment. Method for estimating design hyetograph. 30 Luan van ii 4. Method for developing design hydrograph on lateral flow in downstream.

Method for simulation floods corresponding to various return period. Method for inundation mapping. Governing equation in MIKE package. Rainfall runoff model (MIKE - Unit hydrograph model).

Identification of inundation maps. 36 CHAPTER 5: RESULTS AND DISSCUSIONS. The reasons cause the flooding in downstream area. Climate change impacts.

Rainfall runoff modeling. Flood hazard maps. Flood risk in downstream area of the Ke Go reservoir. 65 CHAPTER 6: CONCLUSIONS AND RECOMMENDATIONS.

76 Appendix 1: Frequency curve of maximum rainfall during 1 day of stations. 77 Appendix 2: Roughness coefficient. 81 Luan van iii LIST OF TABLES Table 3- 1 Lists of meteorological stations. 12 Table 3- 2: The average of monthly rainfall at Ha Tinh station from 1975 - 2010 .14 Table 3- 3: Monthly discharge of Ke Go reservoir from 1957 - 2010.

15 Table 3- 4: Population pattern. 16 Table 3- 5: Land use .17 Table 3- 6: Technical parameters of reservoir. 19 Table 3- 7: Parameters of junction work items. 19 Table 3- 8: Technical parameters of Irrigation channels system.

21 Table 3- 9: Statistic of damages caused by rainfall and flood at Ha Tinh city, Thach Ha and Cam Xuyen district occurred from 14 October to 19, October, 2010. 24 Table 4- 1 Database used for research. 36 Table 5 - 1: Result of frequency analysis of maximum daily rainfall. 44 Table 5 - 2: Value of design rainfall distribution of Ha Tinh, Ky Anh and Huong Khe stations during 1 day corresponding to difference frequency (daily rainfall).

44 Table 5 - 3: Sub-catchment of Rao Cai river basin and weighting factors of meteorological station. 46 Table 5 - 4: Parameters of UHM in MIKE RR model of Ke Go catchment. 47 Table 5 - 5: Different in peaks of observed and simulated discharge for calibration mode at Ke Go reservoir. 48 Table 5 - 6: Different in peaks of observed and simulated discharge in verification at Ke Go reservoir.

48 Table 5 - 7: Parameters of UHM - SCS for Rao Cai’s sub-catchments. Runoff link of sub-catchments into river network in MIKE 11 model .53 Table 5 - 9: Monitoring points for the calibrating and verifying hydraulic model. 53 Table 5 - 10: Results of flood simulation form 2nd Oct to 6th Oct, 2010 for calibration of MIKE 11 HD model. 55 Table 5 - 11: Results of flood simulation from 12 Oct to 18 Oct- 2010.

57 Table 5 - 12: Maximum water level corresponding to design and checking flood of Ke Go reservoir. Designed flooding hazard level scale for the downstream of the Ke Go reservoir. Flood hazard areas for flood event in 2010. 60 Luan van iv Table 5 - 15.

Flood hazard areas corresponding to design and checking flood. Criteria of vulnerability map derived from population density for the downstream of the Ke Go reservoir. Criteria of vulnerability map derived from population density for the downstream of the Ke Go reservoir. Flood risk map for the downstream area of Ke Go catchment in flood in October, 2010.

Statistic table of flood risk of different floods. 68 Luan van v LIST OF FIGURES Figure 3- 1: Map of study area. 10 Figure 3- 2: Topography of Rao Cai river basin in ASTER global DEM. 11 Figure 3- 3: Hydro-meteorological station network of Rao Cai river basin.

13 Figure 3- 4: The average of monthly rainfall at Ha Tinh station from 1975 - 2010 .14 Figure 3- 5: Monthly discharge flow into Ke Go reservoir. 16 Figure 3- 6: The spillway of Ke Go Reservoir, there are two arc gates. 19 Figure 3- 7: The Emergency spillway of Ke Go reservoir. 19 Figure 3- 8: Flood at Ha Tinh city in October, 2010.

23 Figure 3- 9: Percentage of damages in terms of money for various categories occurred from 14th to 19th, October, 2010 .25 Figure 3- 10: Flood at Ha Tinh city in October, 2012. 26 Figure 3- 11: Inundation in the downstream of Ke Go reservoir in June 2nd 2013. 27 Figure 3- 12: Flood in Ha Tinh city in October, 2013. 27 Figure 4 - 1: Illustration of the research methodology.

29 Figure 4 - 2: Mass flow rate in and out of an elementary control volume. 34 Figure 4 - 3: MIKE 11 GIS Input and Output. 35 Figure 4 - 4: Inflow of Ke Go reservoir in October, 2010. 37 Figure 4 - 5: Inflow of Ke Go reservoir in October, 2013.

37 Figure 4 - 6: Water level at Phu and Hoi Bridge station in October, 2010. 38 Figure 5 - 1: Annual rainfall change on the Rao Cai river basin from 1975 – 2005 41 Figure 5 - 2: Changing of maximum rainfall of Ha Tinh station. 42 Figure 5 - 3: Inflow of Ke Go reservoir and actual rainfall 2013. 43 Figure 5 - 4: Rao Cai watershed sub-basin schematizations and Thiessen polygon weighting computation of mean rainfall of sub-catchment in Rao Cai river basin .45 Figure 5 - 5: Parameters of UHM in MIKE RR model of Ke Go catchment.

47 Figure 5 - 6: Observation and simulation of hourly discharge of Ke Go reservoir from 2 Oct to 6 Oct – 2010 for calibration model. 47 Figure 5 - 7: Observed and simulated hourly discharge of Ke Go reservoir from 14 Oct to 19 Oct – 2010 – Verification. 48 Figure 5 - 8: Flood at Ke Go reservoir in 16 October 2013. 49 Figure 5 - 9: Hydraulic calculation network in downstream of Ke Go reservoir .