Luận văn thạc sĩ về tính toán ngập lụt và ảnh hưởng đến hạ du hồ chứa Khe Tân

Luận văn thạc sĩ thủy văn học phân tích tính toán ngập lụt và tác động đến hạ du hồ chứa khe Tân trong trường hợp xả lũ và vỡ đập.

• Tác giả: Lê Vĩnh Hưng
• Người hướng dẫn: TS. Trần Kim Châu
• Trường học: Đại học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Thủy văn
• Đề tài: Nghiên Cứu Tính Toán Ngập Lụt Và Tác Động Của Nó Đến Hạ Du Hồ Chứa Khe Tân
• Loại tài liệu: luận văn thạc sỹ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• BẢN CAM KẾT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LƯU VỰC SÔNG VU GIA - THU BỒN, ĐẬP KHE TÂN VÀ CÁC NGHIÊN CỨU VỀ VỠ ĐẬP
• 1.1. Tổng quan các nghiên cứu về vỡ đập
• 1.1.1. Một số trường hợp vỡ đập trên thế giới và Việt Nam
• 1.1.2. Một số trường hợp vỡ đập trên thế giới
• 1.1.3. Một số trường hợp vỡ đập tại Việt Nam
• 1.1.4. Tình hình nghiên cứu sóng vỡ đập trên thế giới
• 1.1.5. Tổng quan các nghiên cứu sóng vỡ đập tại Việt Nam
• 1.2. Đặc điểm địa lý tự nhiên
• 1.2.1. Vị trí địa lý
• 1.2.2. Điều kiện địa hình
• 1.2.3. Điều kiện địa chất
• 1.2.4. Điều kiện thổ nhưỡng, thảm phủ
• 1.3. Đặc điểm khí tượng, khí hậu
• 1.4. Đặc điểm thủy văn
• 1.4.1. Mạng lưới sông ngòi
• 1.4.2. Sông Thu Bồn
• 1.4.3. Sông Vu Gia
• 1.4.4. Chế độ dòng chảy
• 1.4.5. Lũ giữa mùa
• 1.5. Mạng lưới trạm khí tượng - thủy văn
• 1.6. Tình hình dân sinh, kinh tế và xã hội
• 1.7. Đặc điểm thông số kỹ thuật, hiện trạng đập Khe Tân
• 1.7.1. Cấp công trình
• 1.7.2. Thành phần quy mô và biện pháp trang công trình
• 1.7.3. Điều kiện địa chất công trình đầu mối
• 1.7.4. Công trình đập chính
• 1.7.5. Công trình đập phụ 1
• 1.7.6. Công trình đập phụ 2
• 2. CHƯƠNG II: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH THỦY VĂN THỦY LỰC TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG NGẬP LỤT HẠ DU HỒ CHỨA
• 2.1. Ứng dụng mô hình thủy văn tính toán biên nhập lưu và lũ đến hồ
• 2.1.1. Phân tích và lựa chọn mô hình
• 2.1.1.1. Mô hình MIKE - NAM
• 2.1.1.2. Nhận xét và lựa chọn mô hình
• 2.1.2. Cơ sở lý thuyết mô hình
• 2.1.3. Đường đơn vị
• 2.1.4. Tính toán đồng chảy ngầm
• 2.1.5. Diễn toán dòng chảy
• 2.1.6. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình
• 2.1.6.1. Lựa chọn trận lũ để hiệu chỉnh và kiểm định mô hình
• 2.1.6.2. Hiệu chỉnh mô hình trận lũ năm 2007
• 2.1.6.3. Kiểm định trận lũ năm 2009
• 2.1.7. Tính toán lưu lượng lũ tới hồ và các biên nhập lưu
• 2.1.7.1. Biên nhập lưu của mô hình
• 2.1.7.2. Tính toán đồng chảy đến các biên
• 2.1.7.3. Tính toán lưu lượng lũ thống kê đến lưu vực hồ Khe Tân
• 2.2. Ứng dụng mô hình thủy lực tính toán ngập lụt hạ du hồ chứa
• 2.2.1. Phân tích và lựa chọn mô hình
• 2.2.1.1. Mô hình VRSAP
• 2.2.1.2. Mô hình SAL
• 2.2.1.3. Mô hình ISIS
• 2.2.1.4. Bộ mô hình MIKE
• 2.2.2. Cơ sở lý thuyết mô hình
• 2.2.3. Thiết lập mô hình thủy lực sông Vu Gia - Thu Bồn
• 2.2.3.1. Phạm vi nghiên cứu
• 2.2.3.2. Các biên của mô hình
• 2.2.3.3. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình
• 2.2.3.3.1. Hiệu chỉnh mô hình thủy lực với trận lũ tháng 11 năm 2007
• 2.2.3.3.2. Kiểm định mô hình thủy lực với trận lũ tháng 9-10 năm 2009
• 3. CHƯƠNG III: MÔ PHỎNG CÁC KỊCH BẢN VÀ XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT ỨNG VỚI CÁC KỊCH BẢN
• 3.1. Phân tích các nguyên nhân và xây dựng các kịch bản vỡ đập
• 3.1.1. Phân tích các nguyên nhân vỡ đập
• 3.1.2. Xây dựng các kịch bản
• 3.2. Tính toán các kịch bản
• 3.2.1. Thiết lập mô hình HEC HMS tính điều tiết và vỡ đập
• 3.2.2. Lưu lượng xả đến hạ du tương ứng với các kịch bản
• 3.3. Xây dựng bản đồ ngập lụt
• 3.3.1. Nguyên lý xây dựng bản đồ ngập lụt
• 3.3.2. Thiết lập mạng thủy lực hạ lưu hồ Khe Tân
• 3.3.3. Xây dựng bản đồ ngập lụt
• 3.3.4. Thống kê diện tích ngập
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG

Tóm tắt

I. Giới thiệu về Nghiên cứu ngập lụt

Nghiên cứu ngập lụt và tác động đến hạ du hồ chứa Khe Tân là một vấn đề quan trọng trong quản lý tài nguyên nước, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Hồ chứa Khe Tân có dung tích lớn, phục vụ cho nhiều mục đích như tưới tiêu, cấp nước sinh hoạt và phát triển kinh tế. Tuy nhiên, khi có mưa lớn hoặc sự cố vỡ đập, nguy cơ ngập lụt tại hạ du là rất cao. Việc nghiên cứu và đánh giá tác động môi trường của hiện tượng này không chỉ giúp bảo vệ tính mạng và tài sản của người dân mà còn góp phần vào việc xây dựng các biện pháp ứng phó hiệu quả. Theo các nghiên cứu trước đây, tình trạng ngập lụt có thể gây ra thiệt hại lớn về kinh tế và làm suy giảm môi trường sống của cư dân hạ du. Do đó, việc xây dựng các kịch bản ứng phó với nguy cơ lũ lụt là cần thiết.

II. Tác động của ngập lụt đến hạ du

Tác động của ngập lụt đến hạ du hồ chứa Khe Tân là một vấn đề phức tạp. Ngập lụt không chỉ ảnh hưởng đến đời sống của người dân mà còn có tác động lớn đến kinh tế và môi trường. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, khi xảy ra ngập lụt, hoạt động sản xuất nông nghiệp bị đình trệ, cơ sở hạ tầng bị hư hại, và việc cung cấp nước sạch cho người dân gặp khó khăn. Đặc biệt, sự thay đổi về hệ sinh thái hạ du cũng là một vấn đề cần được chú ý. Nhiều loài động thực vật có thể bị đe dọa do môi trường sống bị biến đổi. Để đối phó với tình trạng này, việc quy hoạch và quản lý tài nguyên nước trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết. Các biện pháp như xây dựng hệ thống thoát nước và nâng cao ý thức cộng đồng về phòng chống ngập lụt là cần thiết.

III. Phân tích nguyên nhân và kịch bản vỡ đập

Nguyên nhân dẫn đến tình trạng vỡ đập thường xuất phát từ nhiều yếu tố, bao gồm thiết kế không hợp lý, chất lượng vật liệu kém, và điều kiện thời tiết bất lợi. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc thiếu thông tin và dữ liệu chính xác về thủy văn có thể dẫn đến những sai sót trong dự báo và quản lý. Các kịch bản vỡ đập cần được xây dựng dựa trên các mô hình thủy lực chính xác, nhằm xác định mức độ thiệt hại có thể xảy ra. Việc xây dựng bản đồ ngập lụt từ các kịch bản này sẽ giúp các cơ quan chức năng có cơ sở để đưa ra các biện pháp ứng phó kịp thời. Điều này không chỉ giúp giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản mà còn góp phần vào việc bảo vệ môi trường sống của cư dân hạ du.

IV. Đề xuất giải pháp quản lý và ứng phó

Để giảm thiểu tác động của ngập lụt và vỡ đập, các giải pháp quản lý cần được triển khai một cách đồng bộ. Đầu tiên, cần có hệ thống cảnh báo sớm cho người dân về nguy cơ ngập lụt, giúp họ có thời gian chuẩn bị và di dời. Thứ hai, việc nâng cao chất lượng xây dựng và bảo trì các công trình thủy lợi là rất quan trọng. Các biện pháp như gia cố đập, xây dựng hệ thống thoát nước và trữ nước mưa sẽ giúp giảm áp lực lên hồ chứa. Cuối cùng, việc tuyên truyền và giáo dục cộng đồng về phòng chống ngập lụt cũng cần được chú trọng, nhằm nâng cao nhận thức và khả năng ứng phó của người dân trong khu vực hạ du hồ chứa Khe Tân.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Hồ chứa Khe Tân, nằm tại xã Đại Chánh, huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam, là một trong những hồ thủy lợi lớn với diện tích gần 840 ha và dung tích hơn 46 triệu m³ nước. Công trình này không chỉ phục vụ tưới tiêu cho khoảng 3.500 ha đất nông nghiệp mà còn cung cấp nước sinh hoạt và phát triển du lịch sinh thái cho vùng lân cận. Tuy nhiên, hồ có dung tích phòng lũ nhỏ, dẫn đến hiện tượng xả lũ đột ngột khi có mưa lớn, gây ngập lụt nghiêm trọng và nguy cơ vỡ đập, đe dọa an toàn tính mạng và tài sản của hơn 62.800 người dân tại các xã hạ lưu như Đại Chánh, Đại Thạnh, Đại Tân, Đại Thăng.

Nghiên cứu tập trung vào việc xây dựng mô hình thủy lực mô phỏng quá trình xả lũ và vỡ đập hồ Khe Tân, nhằm xác định chính xác lưu lượng xả lũ thiết kế và các kịch bản vỡ đập. Qua đó, luận văn xây dựng bản đồ ngập lụt chi tiết cho các kịch bản khác nhau, tính toán diện tích ngập lụt và đánh giá tác động đến đời sống kinh tế - xã hội vùng hạ lưu. Phạm vi nghiên cứu bao gồm toàn bộ lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn, đặc biệt khu vực hạ lưu hồ Khe Tân với các công trình đập chính, đập phụ, tràn xả lũ và các công trình lấy nước.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm cung cấp cơ sở khoa học tin cậy cho công tác quy hoạch, quản lý hồ chứa và phòng chống thiên tai, góp phần giảm thiểu thiệt hại do ngập lụt và sự cố vỡ đập trong bối cảnh biến đổi khí hậu làm gia tăng tính bất thường của các hiện tượng thủy văn.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình thủy văn - thủy lực hiện đại để mô phỏng quá trình mưa - dòng chảy và tính toán ngập lụt:

• Mô hình HEC-HMS: Mô hình thủy văn tập trung dùng để mô phỏng quá trình mưa - dòng chảy trên lưu vực, bao gồm các thành phần như tổn thất mưa, đường đơn vị, dòng chảy ngầm và diễn toán dòng chảy. Mô hình này được lựa chọn do phù hợp với nguồn dữ liệu sẵn có và khả năng mô phỏng lũ trên lưu vực lớn.

• Mô hình HEC-RAS: Mô hình thủy lực một chiều dùng để mô phỏng dòng chảy trên mạng sông và hồ chứa, tính toán mực nước, lưu lượng và xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu. Mô hình này hỗ trợ phân tích các kịch bản xả lũ và vỡ đập.

• Mô hình MIKE NAM: Mô hình cân bằng nước và dòng chảy mặt được sử dụng để tính toán biên nhập lưu và lượng lũ đến hồ chứa, giúp hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy văn.

• Phương pháp GIS và Viễn thám: Ứng dụng trong xây dựng bản đồ ngập lụt, tính toán diện tích ngập và phân tích không gian ảnh hưởng của các kịch bản xả lũ và vỡ đập.

Các khái niệm chính bao gồm: lưu lượng đỉnh lũ, dung tích phòng lũ, kịch bản vỡ đập, bản đồ ngập lụt, dòng chảy ngầm, tổn thất mưa, và mô hình đường đơn vị.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Sử dụng số liệu khí tượng, thủy văn từ 19 trạm đo mưa và 8 trạm thủy văn trong lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn, bao gồm các số liệu mưa ngày, mưa giờ, lưu lượng và mực nước từ các năm 2007, 2009 làm cơ sở hiệu chỉnh và kiểm định mô hình.

• Phương pháp phân tích: Áp dụng phương pháp thống kê xử lý số liệu khí tượng thủy văn, phân tích đặc điểm địa hình, địa chất và khí hậu vùng nghiên cứu. Sử dụng mô hình toán học HEC-HMS để mô phỏng quá trình mưa - dòng chảy, mô hình HEC-RAS để mô phỏng thủy lực và xây dựng bản đồ ngập lụt.

• Timeline nghiên cứu: Quá trình nghiên cứu diễn ra từ việc thu thập và xử lý số liệu, xây dựng mô hình, hiệu chỉnh và kiểm định mô hình với các trận lũ thực tế (năm 2007, 2009), đến việc xây dựng các kịch bản vỡ đập và tính toán ngập lụt hạ lưu.

• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Dữ liệu được lấy từ các trạm khí tượng thủy văn đại diện cho vùng nghiên cứu, đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy cao. Việc lựa chọn mô hình dựa trên khả năng phù hợp với dữ liệu và yêu cầu nghiên cứu.

• Phương pháp kế thừa: Tham khảo và kế thừa kết quả nghiên cứu trước đây về vỡ đập và mô hình thủy văn tại Việt Nam và quốc tế để đảm bảo tính chính xác và phù hợp với điều kiện thực tế.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy văn: Mô hình HEC-HMS được hiệu chỉnh với trận lũ năm 2007 và kiểm định với trận lũ năm 2009 cho kết quả phù hợp với số liệu thực đo, sai số lưu lượng đỉnh dưới 10%, thể hiện độ tin cậy cao trong mô phỏng dòng chảy lưu vực.

2. Xác định lưu lượng xả lũ thiết kế và các kịch bản vỡ đập: Lưu lượng xả lũ thiết kế qua tràn hồ Khe Tân đạt khoảng 825 m³/s. Các kịch bản vỡ đập được xây dựng dựa trên các nguyên nhân vỡ đập phổ biến, với lưu lượng xả đỉnh có thể tăng lên gấp 2-3 lần so với lưu lượng thiết kế, gây ra ngập lụt diện rộng.

3. Bản đồ ngập lụt và diện tích ngập: Qua mô hình thủy lực HEC-RAS kết hợp GIS, diện tích ngập lụt hạ lưu hồ Khe Tân trong kịch bản xả lũ thiết kế khoảng 840 ha, trong khi các kịch bản vỡ đập có thể gây ngập từ 1.200 đến 1.500 ha, ảnh hưởng trực tiếp đến các xã Đại Chánh, Đại Thạnh, Đại Tân và Đại Thăng với tỷ lệ dân cư bị ảnh hưởng tăng từ 30% lên đến 70%.

4. Ảnh hưởng đến đời sống và kinh tế vùng hạ lưu: Ngập lụt do xả lũ và vỡ đập gây thiệt hại nghiêm trọng về sản xuất nông nghiệp, nhà cửa và cơ sở hạ tầng, đe dọa an toàn tính mạng của hàng ngàn người dân. Các kịch bản vỡ đập đặc biệt nguy hiểm trong mùa mưa lớn, khi mực nước hồ đạt cao.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến nguy cơ vỡ đập Khe Tân bao gồm đặc điểm địa chất phức tạp, lớp đất đắp không đồng nhất, hiện tượng nứt nẻ và rò rỉ nước đã được ghi nhận từ năm 2012. So với các nghiên cứu về vỡ đập trên thế giới như đập Bản Kiều (Trung Quốc) hay đập Gleno (Italia), các nguyên nhân tương tự như sai sót trong thiết kế, thi công và quản lý chất lượng vật liệu cũng được xác định.

Việc sử dụng mô hình HEC-HMS và HEC-RAS cho phép mô phỏng chính xác quá trình dòng chảy và ngập lụt, phù hợp với các nghiên cứu quốc tế về cảnh báo vỡ đập. Kết quả mô phỏng có thể được trình bày qua biểu đồ lưu lượng dòng chảy theo thời gian và bản đồ ngập lụt chi tiết, giúp các nhà quản lý dễ dàng đánh giá mức độ rủi ro.

So với các nghiên cứu trước đây tại Việt Nam, luận văn đã bổ sung các kịch bản vỡ đập cụ thể cho hồ Khe Tân, đồng thời ứng dụng công nghệ GIS để phân tích không gian ảnh hưởng, nâng cao tính thực tiễn và khả năng ứng dụng trong công tác phòng chống thiên tai.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường giám sát và bảo trì đập Khe Tân: Thực hiện kiểm tra định kỳ, đặc biệt tại các vị trí có dấu hiệu nứt nẻ và rò rỉ, nhằm phát hiện sớm nguy cơ vỡ đập. Thời gian thực hiện: hàng quý; Chủ thể: Ban quản lý hồ chứa và cơ quan chuyên môn.

2. Xây dựng hệ thống cảnh báo sớm ngập lụt và vỡ đập: Áp dụng công nghệ cảm biến và mô hình dự báo thủy văn để cảnh báo kịp thời cho người dân vùng hạ lưu. Mục tiêu giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản; Thời gian triển khai: 1-2 năm; Chủ thể: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, chính quyền địa phương.

3. Hoàn thiện quy hoạch sử dụng đất vùng hạ lưu: Hạn chế xây dựng và phát triển các khu dân cư, công trình quan trọng trong vùng có nguy cơ ngập lụt cao theo bản đồ ngập lụt đã xây dựng. Thời gian: 3-5 năm; Chủ thể: UBND tỉnh Quảng Nam, các sở ngành liên quan.

4. Tổ chức tập huấn và nâng cao nhận thức cộng đồng: Tuyên truyền về nguy cơ vỡ đập, kỹ năng ứng phó khi xảy ra sự cố, nhằm nâng cao khả năng tự bảo vệ của người dân. Thời gian: liên tục hàng năm; Chủ thể: Ban chỉ huy phòng chống thiên tai, các tổ chức xã hội.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý và hoạch định chính sách thủy lợi: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng các kế hoạch quản lý hồ chứa, phòng chống thiên tai hiệu quả, giảm thiểu rủi ro vỡ đập.

2. Chuyên gia và kỹ sư thủy lợi, thủy văn: Áp dụng mô hình và phương pháp nghiên cứu để thiết kế, vận hành và bảo trì các công trình thủy lợi tương tự, nâng cao độ chính xác trong dự báo lũ và ngập lụt.

3. Cơ quan phòng chống thiên tai và cứu hộ cứu nạn: Dựa trên bản đồ ngập lụt và kịch bản vỡ đập để xây dựng phương án ứng phó, tổ chức diễn tập và triển khai các biện pháp cứu trợ kịp thời.

4. Cộng đồng dân cư vùng hạ lưu hồ Khe Tân và các vùng tương tự: Nâng cao nhận thức về nguy cơ ngập lụt và vỡ đập, chuẩn bị các biện pháp phòng tránh và ứng phó phù hợp nhằm bảo vệ tính mạng và tài sản.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao hồ Khe Tân có nguy cơ vỡ đập cao?
   Nguy cơ vỡ đập xuất phát từ đặc điểm địa chất phức tạp, lớp đất đắp không đồng nhất, các vết nứt và lỗ rò rỉ đã được phát hiện từ năm 2012, cùng với hiện tượng xả lũ đột ngột do dung tích phòng lũ nhỏ.

2. Mô hình HEC-HMS và HEC-RAS có ưu điểm gì trong nghiên cứu này?
   HEC-HMS mô phỏng chính xác quá trình mưa - dòng chảy trên lưu vực, còn HEC-RAS mô phỏng thủy lực dòng chảy và xây dựng bản đồ ngập lụt chi tiết, giúp đánh giá tác động của các kịch bản xả lũ và vỡ đập một cách toàn diện.

3. Diện tích ngập lụt khi vỡ đập lớn hơn xả lũ thiết kế bao nhiêu?
   Diện tích ngập lụt trong kịch bản vỡ đập có thể tăng từ khoảng 840 ha (xả lũ thiết kế) lên đến 1.200 - 1.500 ha, ảnh hưởng sâu rộng đến các xã hạ lưu và tăng tỷ lệ dân cư bị ảnh hưởng lên đến 70%.

4. Các biện pháp phòng chống vỡ đập được đề xuất là gì?
   Bao gồm tăng cường giám sát, xây dựng hệ thống cảnh báo sớm, hoàn thiện quy hoạch sử dụng đất vùng hạ lưu, và tổ chức tập huấn nâng cao nhận thức cộng đồng nhằm giảm thiểu thiệt hại khi xảy ra sự cố.

5. Nghiên cứu này có thể áp dụng cho các hồ chứa khác không?
   Có, phương pháp mô hình hóa và phân tích kịch bản vỡ đập cùng xây dựng bản đồ ngập lụt có thể áp dụng cho các hồ chứa tương tự, đặc biệt ở các vùng có đặc điểm địa hình và khí hậu phức tạp như miền Trung Việt Nam.

Kết luận

• Luận văn đã xây dựng thành công mô hình thủy lực mô phỏng quá trình xả lũ và vỡ đập hồ Khe Tân, cho phép xác định lưu lượng xả và diện tích ngập lụt chi tiết cho nhiều kịch bản.
• Kết quả mô phỏng cho thấy nguy cơ ngập lụt và thiệt hại do vỡ đập là rất lớn, đòi hỏi các biện pháp quản lý và phòng chống hiệu quả.
• Các kịch bản vỡ đập được xây dựng dựa trên phân tích nguyên nhân thực tế và mô phỏng thủy lực, cung cấp cơ sở khoa học cho công tác quy hoạch và ứng phó thiên tai.
• Ứng dụng GIS trong xây dựng bản đồ ngập lụt giúp minh bạch hóa phạm vi ảnh hưởng, hỗ trợ công tác quản lý và truyền thông đến cộng đồng.
• Đề xuất các giải pháp cụ thể về giám sát, cảnh báo, quy hoạch và nâng cao nhận thức cộng đồng nhằm giảm thiểu rủi ro và thiệt hại do ngập lụt và vỡ đập.

Tiếp theo, cần triển khai thực hiện các giải pháp đề xuất, đồng thời cập nhật và hiệu chỉnh mô hình theo dữ liệu mới để nâng cao độ chính xác và hiệu quả quản lý hồ chứa. Các cơ quan quản lý và cộng đồng dân cư được khuyến khích phối hợp chặt chẽ trong công tác phòng chống thiên tai.

Hành động ngay hôm nay để bảo vệ an toàn cho vùng hạ lưu hồ Khe Tân và phát triển bền vững khu vực!

Trích đoạn nội dung tài liệu

LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sỹ khoa học “Nghiên cứu tính toán ngập lụt và anh hưởng cua nó đến hạ du hỗ chứa Khe Tân trong trường hop xả lũ và vỡ đập” hoàn thành tai Khoa Thủy văn & Tài nguyên nước trường Đại học thủy lợi vào tháng 3 năm 2016, dưới sự trực tiếp hướng dẫn của TS. Trần Kim Châu. Trước tiên, em xin chân thành cảm ơn thay giáo 7S.Trần Kim Châu (Trường DH Thuy Lợi) đã nhiệt tình hướng dẫn, tạo cho em những điều kiện tốt nhất, định hướng cho em cách tiếp cận với bài toán và đã giành nhiều thời gian quý báu để đọc, đóng góp những ý kiến, nhận xét dé em có thé hoàn thành luận văn của mình. Nhân đây cũng xin cảm ơn tới tat cả các anh, em và các bạn trong tap thé lớp 21V21 những người đã cùng tôi học tập, nghiên cứu và phan đấu trong suốt khóa học vừa qua đã đóng góp ý kiến, thảo luận giúp tôi hoàn thiện luận văn của mình.Và cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến toàn thê các thầy cô giáo trường Đại hoc Thủy Lợi, và đặc biệt là các thầy cô trong Khoa Thủy Văn & Tài Nguyên Nước đã tạo cho em một môi trường học tập lành mạnh, cho em những cơ hội dé phan dau và dan trưởng thành hon trong suốt khóa học vừa qua Hà Nội, thang 3 nam 2016.

Hoc vién Lé Vinh Hung BẢN CAM KET “Tôi xin cam đoạn đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả néu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được công bổ trong bắt kỳ công, nh nào khác. Tôi xin cam đoan, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được. cảm om và các thông tn trích dẫn trong Luận văn đã được ghi rỡ nguồn gốc.

Học viên thục hiện Luận văn Lê Vĩnh Hưng MỤC LUC LỎI CẢM ON 1 BAN CAM KET. i DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC BANG vi MO ĐÀU, I HUONG I TONG QUAN VE LƯU VUC SONG VU GIA - THU BON, DAP KHE TAN VÀ CÁC NGHIÊN CỨU VE VO BAP. 4 LI Tổng quan các nghiên cứu về vỡ đập 4 L1. Một số trường hợp vỡ đập trên thé giới và Việt Nam 4 1.1 Một số trường hợp vỡ đập trên thé giới.2 Một số trường hợp vỡ đập tại Việt Nam.2 Tình hình nghiên cứu sóng vỡ đập trên th giới 8 1.3 Tổng quan các nghién cứu sóng vỡ đập tại Việt Nam, " 1.

4 Phương pháp luận 12 1.2 Đặc điểm địa lý tự nhiên 13 12.1 Vị trí địa lý 13 1.2 Điều kiện địa hình.3 Điều kiện địa chất 16 1.4 Điều kiện thổ nhưỡng, thảm phủ 16 L3 Đặc điểm khí tượng, khí hậu.4 Đặc điểm thủy van 2 1.1 Mang lưới sông ngồi 2t 4.1 Sông Thu Bồn 2 14.2 Sông Vu Gia % 14.2 Chế độ ding chảy 10 2 142.3 Lũ giữa mùa 25 L5 Mang lưới tram khí tượng — thủy vin 35 16 Tinh hình dân sinh, kinh tế và xã hội. 26 L7 Đặc điểm thông số kỹ thuật, hiện trang đập Khe Tân 2 17.1 Cấp công trình.2 Thành phần quy mô và biện trang công trình 20 1.73 Điều kiện dja chất công tinh đầu mối 29 1.1 Công trình đập chính.2 Công trình đập phụ 1 30 1.3 Công trình đập phụ 2 31 CHUONG II UNG DUNG MÔ HÌNH THỦY VAN THUY LUC TÍNH TOÁN MO PHONG NGAP LUT HẠ DU HO CHỮA, 3 1,1 Ung dung mô hình thấy văn tính toán biên nhập lưu và lũ đến hỗ 3 1.1 Phân tích và lựa chọn mô hình 3 TLL.1 Mô hình MIKE - NAM.14 Nhận xét và lựa chọn mô hình 34 111.2 Cơ sở lý thuyết mô hình 35 11.3 Đường don vị.4 Tính toán đồng chiy ngằm 38 11.5 Diễn toán dòng chảy, 39 39 11.4 Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình 42 TH 1.1 Lựa chọn trận lồ để hiệu chỉnh và kiếm định mô hình 1.2 Hiệu chỉnh mô hình trận là năm 2007 4 11.3 Kiểm định trận lũ năm 2009.5 Tinh ton là đến hồ và các biện nhập lưu 45 1.1 Biên nhập lưu của mô hình 45 11.2 Tính toán đồng chảy đến các biên 46 1.3 Tính toán lưu lượng lũ tt kế đến lưu vực hỗ Khe Tân.2 Ung dụng mô hình thủy le tinh toán ngập lụt hạ du hỗ chia 112.1 Phân tích và lựa chọn m6 hình 1.1 Mô hình VRSAP.2 Mô hình SAL, 1.3 Mo hình ISIS 53 1.4 Bộ mô hình MIKE 53 1L2.2 Cơ sở lý thuyết mô hình 56 11.3 Thiết lập mô hinh thủy lực sông Vu Gia ~ Thu Bồn.1 Phạm vi nghiên cứu, 60 1123.2 Các biên của mô hình 11.24 Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình.42 Hiệu chính mô hình thủy lực với tận lũ tháng 11 năm 2007 L2.3 Kiểm định mô thủy lực với trận lũ tháng 9-10 năm 2009 CHONG III MO PHONG CÁC KỊCH BAN VA XÂY DUNG BAN ĐỎ NGAP LUT UNG VỚI CÁC KỊCH BAN 66 IL Phân tích các nguyên nhân và xây dựng các kịch bản vỡ đập.1 Phân tích các nguyên nhân vỡ đập.2 Xây dung các kịch bản. 68 IL2 Tính toán các kịch bản n 1UL2.1 Thiết lập mô hình HEC HMS tính điều it và vỡ đập n TL2.2 Lưu lượng xã đến ha du tường ứng với các kịch ban, 4 111.1 Nguyên lý điề tiết 4 101.2 Tỉnh toán lưu lượng tràn thiết kế 78 1112.23 Tính toán lưu lượng qua tran tương ứng vớ các kịch bản 79 ILS Xây đựng bản đổ ngập lụt 82 1113.1 Xây dựng bản đỗ ngập lụt 82 1113.11 Nguyên lý xây đựng bản đỗ ngập lụt 1113.12 Thiết lập mạng thủy lực hạ lưu hd Khe Tân 83 HHL3.3 Xây đựng bản đồ ngập lụt 85 .2 Thông ké diện tích ngập 88 KẾT LUẬN VA KIÊN NGHỊ ot ‘TAI LIEU THAM KHẢO. 93 DANH MỤC HÌNH Hình L1 Phương pháp thực hiện luận văn 1B Hình I.

j trí địa lý lưu vực sông Vu Gia Thu Bồn. 14 Hình L3 Bản đồ vị trí địa lý lưu vục nghiên cứu hd Khe Tân 1s Hình I.4 Mặt cắt ngang đại diện đập chính. 29 Hình L§ Mặt cit ngang đại điện đập phụ số Ï 30 Hình 1.6 Mặt cắt ngang đại diện đập phy số 2 32 Hình 1.1 Bản đồ phân vùng trong số mưa các tiêu lưu vực trạm Thành Mỹ.40 Hình 12 Mô hình hỏa đồng chảy trạm thay văn Thành Mỹ 4i Hình II.3 Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính toán trận lũ năm 2007 43 Hình IL.4 Đường lấy tích tổng lượng thực do và tinh toán trận lũ năm 2009.5 Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính toán trận lũ năm 2009.6 Đường lấy tích tổng lượng thực đo và tính ton trận lä năm 2009.ề Hình IL7 Bản đồ biên nhập lưu ving nghiên cứu.§ Mô hình hóa dong chảy các biên nhập lưu của lưu vực.9 Đường quả tinh la thiết kế đến lưu vực hd chứa Khe Tân 52 Mình 11.10 Mạng sơ đồ thủy lực sông Vu Gia Thu Bổn trong mô hình HEC RAS .6L Hình ILI1 Đường quá tỉnh mye nước thực do và tính toán tram Ai Nghĩa (hiệu chinh) 6 Hình 11.12 Đường quá trình mực nước thực đo và tinh toán trạm Giao Thủy (hiệu chinh).13 Đường quá trình mực nước thực đo và tính toán trạm Ái Nghĩa (kiếm. định) “ Hình IL14 Đường quá trình mực nước thực đo và tính toán trạm Giao Thủy (kiểm.

định) 65 Hình IIL.I Các nguyên nhân vỡ đập, 61 Hình {11.2 Hình ảnh vỡ đập Teton năm 1976 67 Hình I11.3 Hình thức tràn đỉnh va xói ngầm, 68 Hình H14 Đường quá tình lưu lượng đến hồ Khe Tân trơng ứng với các kịch bản 1.5 Đường quá trình lưu lượng đến hồ Khe Tân tương ứng với các kịch bản 45 n Hình 11.6 Mô hình hóa hỗ Khe Tân 7 Hình 11.7 Thông số vỡ đập ngày mưa 7ã Hình 11.8 Thông số vỡ đập ngày nắng 7 Hình 111.9 Quan hệ giữa lưu lượng và lượng trữ.10 Quan hệ mye nước — lưu lượng xả thiết kế qua đập tràn hồ Khe Tân.11 Đường gui tỉnh lưu lượng xả qua tràn với kịch bản 1 80 Hình 11.12 Đường qué tinh lưu lượng xả qua tin với kịch bản 2 80 Hình 11.13 Đường qui tình lưu lượng xả qua trần với kịch bản 3 si Hình HI.14 Đường quả tinh lưu lượng xa xuống hạ du với kịch bản 4 si Hình 11.15 Đường quá trình lưu lượng xả xuống hạ du với kịch bản 5.16 Mô phông mạng sông và khu chứa hạ lưu hd Khe Tân M Hình H17 Các công tinh bên mô phỏng trong HEC RAS 8s Hình 11.18 Bản đỗ ngập ạt tương ứng với kịch bản 1 ~ Xã là tiết kế 86 Hình 11.19 Bản đỗ ngập lt tương ứng với kịch bản 2 — Xã lũ kiểm tra 86 Hình 11.20 Bản đỗ ngập lt tương ứng với kịch bản 3 ~ Xã lồ vượt 87 Hình 11.21 Bản đỗ ngập lụt tương ứng với kịch bản 4 ~ Vai đập ngày nắng.22 Bán đồ ngập lụt tương ứng với kịch bản 5 ~ Võ đập ngày mưa.23 Model tính toán diện tích ngập trong ArcGIS. 89 DANH MỤC BANG Bảng Lt Nhiệt độ tối cao,tối thấp của một số trạm Bang 1.2 Nhiệt độ trung bình tháng, năm tại các trạm, Bảng L3 Tốc độ inh quân va lớn nhất, hưởng các vị trí Bang 1.4 Tin suất mưa năm ở một số trạm. Bảng L§ Lượng mưa mùa lũ, mia kiệt và tỷ lệ sơ với lượng mưa năm Bảng 1.6 Lượng bốc hơi bình quân thing, năm Bảng 1.7 Đặc trưng hình thái ông chính vùng nghiên cứu Bảng L8 Tin suất lưu lượng dinh lũ sớm các trạm thủy văn trong lưu vực Bang 1.9 Tần suất lưu lượng đinh lũ muộn các trạm thủy văn trong lưu vực Bảng 110 Tần suất lưu lượng đình lũ giữa mùa các trạm thủy văn rong vũng Bảng 1.11 Mạng lưới các trạm khí tượng thủy văn Bảng 112 Phân bổ dn cư trong khu vực hạ lưu hồ Bảng I1 Trọng số mưa các tiểu lưu vực tram thủy văn Thành Mỹ Bảng 11,2 Kết quả đánh giá số liệu thực đo và tinh toán khi hiệu chính trận lũ 2007 43 Bảng 13 Kết qua đánh gid số liệu thực do và tinh toán khi kiểm định trận lũ 2009 44 Bảng II4 Bộ thông số trận lũ năm 2007 45 Bảng ILS Đặc trưng lưu vực ti các tuyển 46 Bảng 1.6 Bộ thông số biên lưu vực sông Bung 48 Bang II.7 Bộ thông số biên lưu vực sông Con. 49 Bảng IL§ Bộ thông số biên lưu vực khu giữa 1 49 Bang II.9 Bộ thông số biên lưu vực khu giữa 2 so Bảng II10 Đặc trưng lượng mưa 1, 3, Š ngày lớn nhất trạm Thành Mỹ.

st Bảng IL.11 Tổng hợp các biên trong mô hình “ Bảng 1.12 Vị tí và mặt cắt kiểm tra “ Bảng 1.13 Kết qua thực đo và tính ton khi hiệu chỉnh trận lũ 2007 68 Bang II.14 Các chỉ tiêu đánh giá sau khi hiệu chỉnh.