Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu sông Ba

Luận văn thạc sĩ HUS nghiên cứu xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Ba, cung cấp thông tin quan trọng cho quản lý tài nguyên nước.

• Tác giả: Bùi Minh Hoà
• Người hướng dẫn: TS. Huỳnh Thị Lan Hương
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Thủy văn học
• Đề tài: Nghiên cứu xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Ba
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN NGẬP LỤT
• 1.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN LƯU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.1.1. Điều kiện tự nhiên
• 1.1.2. Đặc điểm mạng lưới sông ngòi
• 1.1.3. Đặc điểm khí tượng – khí hậu
• 1.1.4. Đặc điểm thủy văn
• 1.2. ĐIỀU KIỆN KINH TẾ XÃ HỘI
• 1.2.1. Đặc điểm dân sinh kinh tế
• 1.2.2. Đặc điểm kinh tế
• 1.3. TÌNH HÌNH NGẬP LỤT HẠ LƯU SÔNG BA
• 1.3.1. Tình hình ngập lụt
• 1.3.2. Thiệt hại do ngập lụt
• 1.3.3. Hiện trạng công trình phòng chống lũ và tiêu úng
• 1.3.4. Mục tiêu phòng chống lũ trên lưu vực
• 1.3.5. Phương án quy hoạch phòng chống lũ
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT
• 2.1. TỔNG QUAN CHUNG
• 2.1.1. Khái niệm về bản đồ ngập lụt
• 2.1.2. Các phương pháp xây dựng bản đồ ngập lụt
• 2.2. TỔNG QUAN VỀ CÁC MÔ HÌNH THỦY VĂN, THỦY LỰC TÍNH TOÁN NGẬP LỤT
• 2.2.1. Các mô hình mưa dòng chảy
• 2.2.2. Mô hình thủy lực
• 2.2.2.1. Lựa chọn mô hình diễn toán
• 2.2.2.2. Cơ sở lý thuyết của mô hình
• 2.2.2.3. Các bước triển khai mô hình
• 2.3. GIỚI THIỆU QUY TRÌNH XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT
• 2.3.1. Khái niệm hệ thống thông tin địa lý
• 2.3.2. Các phương pháp GIS xây dựng bản đồ ngập lụt
• 3. CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 3.1. XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU
• 3.1.1. Tài liệu địa hình
• 3.1.2. Tài liệu thủy văn
• 3.1.3. Tài liệu điều tra vết lũ
• 3.2. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH THỦY LỰC TÍNH TOÁN NGẬP LỤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 3.2.1. Mô hình mưa rào dòng chảy NAM
• 3.2.2. Mô hình EFDC
• 3.2.3. Kết quả mô phỏng quá trình ngập lụt bằng mô hình EFDC
• 3.3. TÍNH TOÁN NGẬP LỤT THEO TẦN SUẤT 1%, 2%, 5% VÀ 10%
• 3.4. XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT
• 3.4.1. Quy trình chuyển kết quả của mô hình EFDC sang GIS và xây dựng bản đồ ngập lụt
• 3.4.2. Kết quả xây dựng bản đồ ngập lụt
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu bản đồ ngập lụt hạ lưu sông Ba

Nghiên cứu xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu sông Ba là một công việc quan trọng nhằm đánh giá và quản lý rủi ro ngập lụt trong khu vực. Sông Ba, một trong những con sông lớn ở miền Trung Việt Nam, thường xuyên phải đối mặt với tình trạng ngập lụt nghiêm trọng, đặc biệt trong mùa mưa. Việc xây dựng bản đồ ngập lụt không chỉ giúp xác định diện tích ngập mà còn hỗ trợ trong việc lập kế hoạch phòng chống thiên tai hiệu quả.

1.1. Ý nghĩa của bản đồ ngập lụt trong quản lý thiên tai

Bản đồ ngập lụt cung cấp thông tin quan trọng về khả năng ngập lụt, giúp các nhà quản lý đưa ra quyết định kịp thời trong các tình huống khẩn cấp. Nó cho phép đánh giá nguy cơ thiệt hại hàng năm và phân tích chi phí - lợi ích của các dự án phòng chống ngập lụt.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu bản đồ ngập lụt hạ lưu sông Ba

Mục tiêu chính của nghiên cứu là xây dựng bản đồ ngập lụt ứng với các tần suất lũ khác nhau, từ đó hỗ trợ cho việc hoạch định các hoạt động kinh tế - xã hội trong khu vực hạ lưu sông Ba.

II. Thách thức trong việc quản lý ngập lụt hạ lưu sông Ba

Tình hình ngập lụt tại hạ lưu sông Ba đang ngày càng trở nên nghiêm trọng. Các trận lũ lớn đã gây ra thiệt hại nặng nề về người và tài sản. Việc quản lý ngập lụt gặp nhiều khó khăn do sự biến đổi khí hậu và sự phát triển đô thị không kiểm soát. Các công trình phòng chống lũ hiện tại chưa đáp ứng được yêu cầu thực tế.

2.1. Tình hình ngập lụt và thiệt hại do ngập lụt

Theo thống kê, thiệt hại do ngập lụt tại hạ lưu sông Ba đã tăng lên đáng kể trong những năm qua. Các trận lũ lớn như năm 2009 đã gây ra thiệt hại lên đến hàng trăm tỷ đồng, ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống của người dân.

2.2. Các yếu tố gây ra ngập lụt tại hạ lưu sông Ba

Các yếu tố như mưa lớn, sự phát triển đô thị và khai thác tài nguyên nước không hợp lý đã làm gia tăng nguy cơ ngập lụt. Đặc biệt, việc thay đổi khí hậu cũng góp phần làm tăng tần suất và cường độ của các trận lũ.

III. Phương pháp xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu sông Ba

Nghiên cứu sử dụng các mô hình thủy văn và thủy lực kết hợp với công nghệ GIS để xây dựng bản đồ ngập lụt. Phương pháp này cho phép mô phỏng chính xác diễn biến ngập lụt trong khu vực, từ đó tạo ra các bản đồ ngập lụt ứng với các tần suất khác nhau.

3.1. Mô hình thủy văn và thủy lực trong nghiên cứu

Mô hình thủy văn và thủy lực được sử dụng để dự đoán lưu lượng nước và mức độ ngập lụt. Các mô hình này giúp xác định các khu vực có nguy cơ cao và đưa ra các giải pháp phòng chống hiệu quả.

3.2. Ứng dụng công nghệ GIS trong xây dựng bản đồ ngập lụt

Công nghệ GIS cho phép tích hợp và phân tích dữ liệu không gian, từ đó tạo ra các bản đồ ngập lụt chi tiết. Việc sử dụng GIS giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong việc quản lý ngập lụt.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn của bản đồ ngập lụt

Kết quả nghiên cứu đã tạo ra các bản đồ ngập lụt ứng với các tần suất khác nhau, cung cấp thông tin hữu ích cho các nhà quản lý và hoạch định chính sách. Bản đồ này không chỉ giúp dự đoán tình hình ngập lụt mà còn hỗ trợ trong việc lập kế hoạch phát triển bền vững cho khu vực.

4.1. Kết quả mô phỏng ngập lụt tại hạ lưu sông Ba

Mô phỏng cho thấy các khu vực có nguy cơ ngập lụt cao, từ đó giúp các nhà quản lý có thể đưa ra các biện pháp phòng chống kịp thời. Các bản đồ ngập lụt đã được sử dụng để cải thiện quy hoạch đô thị và phát triển hạ tầng.

4.2. Ứng dụng bản đồ ngập lụt trong quản lý thiên tai

Bản đồ ngập lụt đã được áp dụng trong các kế hoạch ứng phó khẩn cấp, giúp giảm thiểu thiệt hại do ngập lụt gây ra. Nó cũng hỗ trợ trong việc phân bổ nguồn lực cho các hoạt động cứu trợ và phục hồi sau thiên tai.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu sông Ba đã cung cấp những thông tin quý giá cho công tác quản lý ngập lụt. Tuy nhiên, cần tiếp tục nghiên cứu và cập nhật dữ liệu để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả của bản đồ trong tương lai.

5.1. Đề xuất các giải pháp cải thiện quản lý ngập lụt

Cần có các giải pháp đồng bộ trong việc quản lý tài nguyên nước, quy hoạch đô thị và phát triển hạ tầng. Việc nâng cao nhận thức cộng đồng về phòng chống ngập lụt cũng rất quan trọng.

5.2. Triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu có thể mở rộng ra các khu vực khác, áp dụng các công nghệ mới trong việc xây dựng bản đồ ngập lụt. Sự kết hợp giữa công nghệ và nghiên cứu khoa học sẽ giúp nâng cao hiệu quả trong công tác phòng chống thiên tai.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Lưu vực sông Ba là một trong những hệ thống sông lớn nhất khu vực Nam Trung Bộ với tổng diện tích lưu vực tự nhiên đạt 14.132 km2 và chiều dài dòng chính lên đến 374 km, trải dài qua 4 tỉnh Kon Tum, Gia Lai, Đắk Lắk và Phú Yên. Hằng năm, vùng hạ du sông Ba thuộc tỉnh Phú Yên liên tục phải hứng chịu các trận thiên tai lũ lụt khốc liệt. Trong đợt lũ lịch sử tháng 10 năm 1993, lưu lượng đỉnh lũ quan trắc tại trạm Củng Sơn lên tới 20.700 m3/s, làm 72 người thiệt mạng, 10.902 ngôi nhà bị sập trôi hoàn toàn, 20.083 ha lúa bị tàn phá và tổng thiệt hại kinh tế ước tính 394 tỷ đồng. Đợt lũ lớn tháng 11 năm 2009 với lưu lượng xả về hạ lưu gần 15.000 m3/s tiếp tục gây ngập trắng toàn bộ các huyện đồng bằng ven biển.

Vấn đề cốt lõi của khu vực là địa hình lòng máng dốc đứng, thời gian truyền lũ ngắn chỉ từ 3 đến 5 ngày, kết hợp với việc chưa có hệ thống đê ngăn lũ kiên cố do đặc thù dòng chảy rút nhanh ra biển. Nghiên cứu được thực hiện nhằm mục tiêu ứng dụng tích hợp mô hình thủy văn mưa dòng chảy, mô hình thủy lực hai chiều và hệ thống thông tin địa lý để xây dựng bộ bản đồ ngập lụt chi tiết cho hạ lưu sông Ba. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào vùng đồng bằng trọng điểm từ trạm thủy văn Củng Sơn đến cửa biển Đà Rằng, sử dụng chuỗi số liệu khí tượng thủy văn thực đo giai đoạn 1976 - 2009. Nghiên cứu cung cấp công cụ định lượng hỗ trợ quy hoạch không gian thoát lũ, giúp giảm thiểu rủi ro cho hơn 5.000 ha đất canh tác và khu dân cư ven sông, nâng cao hiệu quả cảnh báo ngập lụt đạt độ tin cậy trên 85%.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết thủy lực dòng chảy hai chiều không ổn định trong lòng dẫn hở và bãi tràn dựa trên hệ phương trình vi phân đạo hàm riêng Saint-Venant và phương trình Navier-Stokes trung bình theo chiều sâu. Hệ phương trình này mô tả chặt chẽ định luật bảo toàn khối lượng và định luật bảo toàn động lượng của khối chất lỏng.

Khung lý thuyết mưa - dòng chảy dựa trên nguyên lý cân bằng nước phân tầng thẳng đứng của mô hình thủy văn NAM. Mô hình mô phỏng liên tục hàm lượng ẩm tương tác qua lại giữa 4 vùng trữ lượng gồm: trữ lượng tuyết mặt đất, trữ lượng nước mặt, trữ lượng nước sát mặt và trữ lượng nước ngầm.

Bốn khái niệm khoa học nền tảng được làm rõ trong nghiên cứu gồm:

1. Bản đồ nguy cơ ngập lụt: Tài liệu phân vùng không gian thể hiện ranh giới, độ sâu và thời gian ngập tương ứng với các cấp lưu lượng lũ.
2. Mô hình số độ cao DEM: Cơ sở dữ liệu độ cao địa hình dạng raster phục vụ nội suy bề mặt ngập lụt.
3. Tần suất lũ thiết kế: Đại lượng biểu thị xác suất xuất hiện một trận lũ có quy mô tương đương hoặc lớn hơn trong một năm.
4. Trường vận tốc dòng chảy: Sự phân bố vector vận tốc nước trên toàn bộ mặt bằng ngập lụt.

Mô hình thủy lực hai chiều EFDC do Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ phát triển được sử dụng làm khung động lực học chủ đạo để mô phỏng sự lan truyền sóng lũ và độ sâu ngập trên bãi tràn.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu phục vụ nghiên cứu bao gồm: mô hình độ cao số DEM độ phân giải 30m x 30m, chuỗi tài liệu địa hình gồm 14 mặt cắt ngang thực đo từ Củng Sơn đến cửa Đà Rằng, số liệu khí tượng quan trắc tại 14 trạm đo mưa và số liệu thủy văn liên tục tại trạm Củng Sơn và Phú Lâm từ năm 1976 đến năm 2009.

Về cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu, nghiên cứu chọn 3 trận lũ lớn điển hình gồm trận lũ tháng 10 năm 1993, tháng 11 năm 2003 và tháng 11 năm 2009 làm mẫu dữ liệu hiệu chỉnh và kiểm định mô hình thủy lực. Phương pháp chọn mẫu có chủ đích này đảm bảo đại diện đầy đủ cho các kịch bản lũ đặc biệt lớn và lũ trung bình, phản ánh chân thực các tổ hợp hình thái thời tiết cực đoan như bão kết hợp không khí lạnh tăng cường.

Phương pháp phân tích là sự tích hợp đa mô hình: sử dụng mô hình NAM để khôi phục dòng chảy gia nhập khu giữa tại các lưu vực nhánh chưa có trạm đo, sau đó chuyển dữ liệu lưu lượng làm biên đầu vào cho mô hình thủy lực 2D EFDC. Kết quả độ sâu ngập từ mô hình EFDC được trích xuất và xử lý bằng công cụ phân tích không gian Vertical Mapper trong môi trường GIS để xây dựng các lớp bản đồ đường đồng mức ngập lụt. Phương pháp này được lựa chọn vì khắc phục được nhược điểm của mô hình một chiều truyền thống, cho phép mô phỏng chính xác dòng chảy tràn bờ và hiển thị chi tiết độ sâu ngập từ dưới 0,5m đến trên 3,0m.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Mô hình hóa trận lũ lịch sử tháng 11 năm 2009 cho thấy diện tích ngập lụt trải rộng trên toàn bộ các xã thuộc huyện Phú Hòa, huyện Tuy Hòa và thành phố Tuy Hòa. Độ sâu ngập lụt phổ biến từ 1,0m đến trên 3,0m, trong đó diện tích ngập sâu trên 2,0m chiếm tới hơn 42% tổng diện tích ngập lụt toàn vùng hạ lưu.

Nghiên cứu định lượng chính xác khả năng cắt giảm lũ của hệ thống hồ chứa hiện hữu ở thượng lưu. Tổng dung tích phòng lũ của hai hồ chứa Ayun Hạ (153 triệu m3) và hồ Sông Hinh (250 triệu m3) đạt 403 triệu m3. Khi đối chiếu với tổng lượng lũ 7 ngày lớn nhất năm 1993 tại Củng Sơn là 2,72 tỷ m3, hệ thống hồ chỉ cắt giảm được khoảng 14,8% tổng lượng dòng chảy lũ, và chỉ cắt được khoảng 20% đối với trận lũ thiết kế tần suất 10%.

Kết quả tính toán ngập lụt theo các kịch bản tần suất thiết kế 1%, 2%, 5% và 10% chỉ ra rằng: với kịch bản lũ cực đoan tần suất 1% (chu kỳ 100 năm), diện tích ngập lụt hạ du mở rộng thêm 28,5% so với kịch bản tần suất 10%. Khi đó, nước lũ tràn qua toàn bộ hệ thống kênh chính Bắc và kênh chính Nam Đồng Cam, chia cắt hoàn toàn các trục giao thông huyết mạch gồm Quốc lộ 1A và tuyến đường sắt Bắc Nam.

Độ chính xác của mô hình EFDC được kiểm chứng thông qua so sánh đường quá trình mực nước thực đo tại trạm Phú Lâm và các vết lũ thực tế. Chỉ số hiệu quả Nash-Sutcliffe đạt trên 0,86 và sai số mực nước đỉnh lũ không vượt quá 0,18m, khẳng định độ tin cậy rất cao của bản đồ ngập lụt được thành lập.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân ngập lụt sâu và trên diện rộng tại hạ lưu sông Ba xuất phát từ sự tương tác giữa yếu tố địa hình và khí tượng. Lưu vực có tới 60% diện tích là vùng núi cao với độ dốc lớn, tạo điều kiện cho dòng chảy mặt tập trung cực nhanh về hạ lưu khi lượng mưa 3 ngày vượt ngưỡng 600 mm. Dữ liệu ngập lụt được biểu diễn trực quan qua hệ thống bản đồ số và bảng thống kê diện tích ngập chi tiết theo từng đơn vị hành chính xã, phường.

So với các nghiên cứu trước đây chỉ sử dụng mô hình thủy lực 1 chiều, việc ứng dụng mô hình 2 chiều EFDC kết hợp GIS đã giải quyết triệt để bài toán mô tả trường vận tốc dòng chảy trên bãi tràn. Tại các vị trí thắt hẹp như đập dâng Đồng Cam và cửa sông Đà Rằng, vận tốc dòng chảy đạt từ 1,5 đến 2,8 m/s, giải thích rõ nguyên nhân sạt lở đê kè và hư hỏng các công trình giao thông nông thôn ven sông.

Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa chiến lược, cung cấp căn cứ định lượng để chuyển dịch phương thức phòng chống thiên tai từ "ngăn chặn triệt để" sang "chủ động thích nghi và sống chung an toàn với lũ", phù hợp với tập quán canh tác lâu đời của cư dân duyên hải miền Trung.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Vận hành liên hồ chứa đa mục tiêu theo thời gian thực: Ban hành quy trình vận hành điều tiết phối hợp giữa các hồ chứa Ayun Hạ, Sông Hinh, Krông Hnăng và Sông Ba Hạ; chủ động hạ thấp mực nước đón lũ trước ngày 15 tháng 9 hằng năm nhằm nâng dung tích phòng lũ khả dụng lên trên 650 triệu m3. Chủ thể thực hiện: Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn phối hợp với Ủy ban nhân dân tỉnh Phú Yên và các công ty thủy điện.

2. Nâng cấp và kiên cố hóa 35 km tuyến đê bao kết hợp hạ tầng giao thông: Triển khai gia cố các đoạn đê bao xung yếu ven sông Ba và sông Bàn Thạch theo tiêu chuẩn đê cấp IV ứng với tần suất chống lũ 10%, hoàn thành trong giai đoạn 2026 - 2030 nhằm bảo vệ an toàn cho các khu dân cư tập trung. Chủ thể thực hiện: Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn tỉnh Phú Yên.

3. Xây dựng hệ thống cảnh báo sớm ngập lụt số hóa: Thiết lập mạng lưới quan trắc tự động kết hợp bản đồ ngập lụt WebGIS để truyền tin cảnh báo sớm trước 6 đến 12 giờ cho 100% các xã, phường vùng trũng thuộc huyện Phú Hòa, huyện Đông Hòa và thành phố Tuy Hòa. Chủ thể thực hiện: Ban Chỉ huy Phòng chống thiên tai và Tìm kiếm cứu nạn tỉnh Phú Yên cùng Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Nam Trung Bộ.

4. Chuyển đổi cơ cấu mùa vụ nông nghiệp thích ứng với lũ: Điều chỉnh lịch gieo cấy vụ hè thu kết thúc thu hoạch dứt điểm trước ngày 15 tháng 9, đồng thời chuyển đổi diện tích đất trũng thấp sang nuôi trồng thủy sản nước ngọt hoặc trồng cỏ chăn nuôi, phấn đấu giảm 80% thiệt hại kinh tế nông nghiệp do lũ chính vụ. Chủ thể thực hiện: Ủy ban nhân dân các huyện, thành phố vùng hạ du.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cơ quan quản lý nhà nước và Ban chỉ đạo phòng chống thiên tai: Sử dụng tài liệu và bản đồ ngập lụt để xây dựng phương án sơ tán dân cư, xác định vị trí các điểm cứu hộ an toàn và lập kế hoạch cứu trợ khẩn cấp trong mùa mưa bão.

2. Kỹ sư tư vấn quy hoạch thủy lợi và giao thông: Ứng dụng các thông số tính toán về mực nước đỉnh lũ, độ sâu ngập và trường vận tốc dòng chảy ứng với các tần suất 1%, 2%, 5% và 10% để thiết kế cao trình nền đường, khẩu độ cầu cống và quy hoạch hệ thống thoát lũ đô thị.

3. Chủ đầu tư và đơn vị quản lý vận hành công trình thủy điện, hồ chứa: Tham khảo phương pháp tính toán diễn toán lũ và tương tác dòng chảy hạ du để tối ưu hóa quy trình xả lũ, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho công trình đầu mối và giảm thiểu ngập lụt nhân tạo cho vùng hạ lưu.

4. Giảng viên, nghiên cứu sinh và sinh viên chuyên ngành Thủy văn, Kỹ thuật tài nguyên nước, Biến đổi khí hậu: Sử dụng công trình làm tài liệu tham khảo chuẩn mực về quy trình công nghệ kết nối mô hình thủy văn NAM, mô hình thủy lực hai chiều EFDC và hệ thống thông tin địa lý GIS.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao vùng hạ lưu sông Ba không áp dụng giải pháp đắp đê ngăn lũ khép kín như hệ thống sông Hồng? Vùng hạ lưu sông Ba có địa hình dốc, dải đồng bằng hẹp chạy sát biển nên lũ lên nhanh và rút rất nhanh trong 3 đến 5 ngày. Việc đắp đê khép kín sẽ làm nghẽn hành lang thoát lũ tự nhiên, dâng cao mực nước thượng lưu và gây ngập lụt cục bộ nghiêm trọng hơn. Do đó, phương án tối ưu là duy trì hành lang thoát lũ và sống chung với lũ.

Mô hình EFDC có ưu thế gì vượt trội trong tính toán ngập lụt hạ lưu sông Ba? Mô hình EFDC là mô hình thủy lực hai chiều có khả năng mô phỏng chi tiết dòng chảy tràn trên các ô trũng, bãi sông và tính toán chính xác hướng lẫn vận tốc nước chảy qua các công trình phức tạp như đập dâng Đồng Cam. Sai số mô phỏng mực nước đỉnh lũ tại trạm Phú Lâm chỉ dưới 0,18m, vượt trội so với các mô hình một chiều.

Hệ thống hồ chứa hiện hữu có khả năng cắt giảm hoàn toàn nguy cơ ngập lụt cho hạ du không? Không thể cắt giảm hoàn toàn. Tổng dung tích phòng lũ của hai hồ Ayun Hạ và Sông Hinh chỉ đạt 403 triệu m3, cắt giảm được khoảng 14,8% tổng lượng nước của các trận lũ lịch sử. Khi xuất hiện mưa lớn cực đoan vượt tần suất thiết kế, hạ lưu vẫn phải đối mặt với tình trạng ngập sâu trên diện rộng.

Bản đồ ngập lụt ứng với tần suất lũ 1% được sử dụng nhằm mục đích gì? Bản đồ ngập lụt tần suất 1% ứng với chu kỳ lặp lại 100 năm một lần, được dùng làm căn cứ pháp lý để kiểm tra mức độ an toàn cho các công trình hạ tầng trọng điểm quốc gia, bệnh viện, khu công nghiệp và đê biển, đảm bảo các cơ sở trọng yếu không bị tê liệt trước thiên tai cực đoan.

Người dân địa phương có thể ứng dụng kết quả nghiên cứu này vào sản xuất như thế nào? Người dân có thể tra cứu phạm vi ngập lụt tại địa bàn cư trú để chủ động thu hoạch sớm hoa màu trước ngày 15 tháng 9, gia cố chuồng trại chăn nuôi cao hơn mức nước ngập dự báo và triển khai thu hoạch thủy sản an toàn trước mùa lũ chính vụ.

Kết luận

• Luận văn đã xây dựng thành công bộ cơ sở dữ liệu thủy văn và địa hình số DEM 30m x 30m cùng 14 mặt cắt thực đo phục vụ mô phỏng ngập lụt hạ lưu sông Ba.
• Ứng dụng thành công chuỗi mô hình tích hợp NAM, EFDC và GIS để thành lập bộ bản đồ ngập lụt chi tiết cho trận lũ lịch sử năm 2009 cùng 4 kịch bản tần suất lũ thiết kế từ 1% đến 10%.
• Định lượng rõ ràng hiệu quả cắt lũ của hệ thống hồ chứa thượng lưu, chứng minh sự cần thiết phải vận hành liên hồ chứa đa mục tiêu.
• Đề xuất hệ thống giải pháp công trình và phi công trình đồng bộ, chuyển dịch chiến lược sang quản lý rủi ro thiên tai và thích ứng an toàn.
• Cung cấp cơ sở khoa học và công cụ thực tiễn phục vụ công tác quy hoạch kinh tế xã hội tỉnh Phú Yên tầm nhìn giai đoạn 2026 - 2030.

Các cơ quan quản lý nhà nước, viện nghiên cứu và doanh nghiệp hạ tầng cần đẩy mạnh ứng dụng ngay kết quả nghiên cứu và bộ bản đồ ngập lụt này vào thực tiễn quản lý lưu vực sông Ba để bảo vệ tính mạng, tài sản của nhân dân và thúc đẩy phát triển bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Mở Đầu CHƢƠNG 1: Điều kiện tự nhiên và xã hội khu vực nghiên cứu liên quan đến ngập lụt CHƢƠNG 2: Cơ sở lý thuyết xây dựng bản đồ ngập lụt CHƢƠNG 3: Xây dựng bản đồ ngập lụt khu vực nghiên cứu Kết luận và kiến nghị Tài liệu tham khảo ix LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] CHƢƠNG 1. ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN NGẬP LỤT 1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN LƢU VỰC NGHIÊN CỨU 1. Điều kiện tự nhiên a.

Vị trí địa lý Lƣu vực sông Ba nằm ở miền Trung Trung Bộ Việt Nam có hình dạng chữ L. Phạm vi lƣu vực ở : 12035‟ đến 14038‟ vĩ độ Bắc và 108000‟ đến 109055‟ kinh độ Đông. Phía Bắc giáp lƣu vực sông Trà Khúc; Phía Nam giáp lƣu vực sông Cái và sông Sêrêpôk; Phía Tây giáp lƣu vực sông Sêsan và sông Sêrêpôk; Phía Đông giáp lƣu vực sông Kône, sông Kỳ Lộ và biển Đông. Diện tích tự nhiên toàn lƣu vực là 14.132 km2 nằm trên địa phận hành chính của 15 huyện, thị thuộc 3 tỉnh Gia Lai, Đak Lăk và Phú Yên bao gồm hầu hết diện tích đất đai các huyện K„bang, An Khê, KonchRô, Mƣang Yang, A.Rông H Năng, Mƣa Rak, Sơn Hoà, sông Hinh, Tuy Hoà và thị xã Tuy Hoà và một phần diện tích các huyện Chƣ Sê, Ea H Leo, Krông Buk, Eaka.

Tổng diện tích nông nghiệp 352. [6] Phú Yên là một tỉnh thuộc duyên hải Nam Trung Bộ, phía Bắc giáp tỉnh Bình Định, phía Nam giáp tỉnh Khánh Hòa, phía Tây giáp tỉnh Gia Lai và Đắc Lắc, phía Đông giáp Biển Đông. Diện tích tự nhiên toàn tỉnh là 5.045km2 giới hạn bởi tọa độ 12039‟ 10‟‟ đến 13045‟20‟‟ độ vĩ bắc, 108039‟45‟‟ đến 109029‟20‟‟ độ kinh Đông. Có đƣờng Quốc lộ 1A và đƣờng sắt Bắc Nam chạy qua, có sân bay Đông Tác, cảng biển Vũng Rô.

Đặc biệt phía Tây giáp ranh với vùng Tây Nguyên rộng lớn, đƣợc nối liền bằng quốc lộ 25, tỉnh lộ 645 và hƣởng chung nguồn nƣớc sông Ba. Phía Đông giáp Biển Đông với nhiều loài hải sản phong phú, trữ lƣợng lớn, có thể đánh bắt quanh năm. Bờ biển Phú Yên dài 198km chạy từ Cù Mông đến Vũng Rô, một bên là núi một bên là biển với nhiều bãi tắm đẹp, cấu trúc khá đặc biệt xen kẽ rất nhiều đầm, vịnh, vũng, mũi điển hình nhƣ đầm Cù Mông, đầm Ô Loan, Vũng Rô và vịnh Xuân Đài đều là vị trí thuận lợi để phát triển du lịch và nuôi trồng hải sản (hình 1). 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.

Bản đồ khu vực tỉnh Phú Yên (Tỉ lệ 1:600 000) b. Đặc điểm địa hình Địa hình lƣu vực sông Ba biến đổi khá phức tạp, bị chia cắt mạnh mẽ bởi sự chi phối của dãy Trƣờng Sơn. Đƣờng phân thuỷ của lƣu vực có độ cao từ (500- 2000)m bao bọc 3 phía: Bắc, Đông, Nam và chỉ đƣợc mở rộng về phía Tây với cao nguyên rộng lớn Pleiku, Mƣang Yang, Chƣ Sê. Đồng thời mở ra biển qua vùng đồng bằng Tuy Hoà rộng trên 20.

Đƣờng chia nƣớc phía Đông Bắc lƣu vực thuộc giải Trƣờng Sơn có cao độ từ 600-1.300m (cá biệt có đỉnh Chƣ Trung Ari cao 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 1331m) dải núi này chạy theo hƣớng Tây Bắc - Đông Nam cho đến đèo An Khê sau đó chuyển hƣớng và kết thúc ở thƣợng nguồn sông Cà Lúi, sông Con ở độ cao (600- 700)m. Phía Nam là dãy núi Phƣợng Hoàng chạy sát ra biển theo hƣớng Đông Bắc đến Tây Nam và kết thúc tại đèo Cả có cao độ biến đổi (600-2000)m. Điển hình có đỉnh Chƣhơmu cao 2051m. Hai dãy núi phía Đông và phía Nam của lƣu vực tạo thành bức tƣờng chắn gió, cản trở việc hoạt động của hƣớng gió Đông và Đông Nam.

Phía Tây Bắc có các đỉnh núi cao hơn ở phía Đông, nhƣng bị chia cắt nhiều, không liên tục. Độ cao các đỉnh núi biến động từ (700-1.700)m và chạy theo hƣớng Bắc Nam. Các đỉnh nhƣ Ngọc Rô cao 1549m, Kon Ka Kinh cao 1761m, Chƣ Rơ Pan cao 1571m. Đến Cheo Reo, độ cao các đỉnh núi thấp dần (300-400)m.

Sau đó lại đƣợc nâng lên từ (700-1.200)m và chuyển hƣớng Tây Bắc - Đông Nam cho đến thƣợng nguồn sông KRông H Năng: Chƣ Tun cao 1215m. Do các dãy núi phía Tây bị chia cắt mạnh và không liên tục đã hình thành trên lƣu vực các thung lũng An Khê, Cheo Reo, Phú Túc và vùng đồng bằng hạ lƣu. Dƣới tác động của các yếu tố địa hình phức tạp có thể chia lƣu vực thành 5 vùng địa hình sau: -Vùng núi cao: chiếm 60% diện tích lƣu vực. Độ cao bình quân trong vùng này (600-800)m, độ dốc địa hình từ thoải đến rất dốc.

-Vùng thung lũng: kéo dài từ An Khê đến Phú Túc. Cao độ phổ biến ở thung lũng An Khê (400-500)m, thung lũng Cheo Reo (150-200)m và Phú Túc (100-150)m. Địa hình bằng phẳng, tập trung thành những cánh đồng lớn dọc theo hai bờ sông. -Vùng cao nguyên: có cao độ phổ biến từ (300-500)m.

-Vùng gò đồi: chủ yếu là vùng An Khê, Sơn Hoà, hạ lƣu sông Hinh và lƣu vực sông Krông H Năng. -Vùng đồng bằng: tập trung ở hạ lƣu sông Ba, cao độ (5-7)m. Phú Yên phía Đông giáp Biển Đông, ba mặt còn lại đều giáp núi, có dãy Cù Mông ở phía Bắc, dãy Vọng Phu - Đèo Cả ở phía Nam, phía Tây là rìa đông của dãy Trƣờng Sơn. Ở giữa sƣờn Đông của dãy Trƣờng Sơn cũng có một dãy núi thấp hơn đâm ngang ra biển tạo nên cao nguyên Vân Hòa là ranh giới phân chia hai đồng bằng trù phú, màu mỡ do sông Ba, sông Kỳ Lộ bồi đắp.

Toàn tỉnh ngoại trừ vài đỉnh 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] núi cao trên 1.000m nhƣ Hòn Dù, Hòn Ông, Hòn Chùa phía Nam huyện Tuy Hòa, Chƣ Ninh, Chƣ Đan, Chƣ Hle nằm phía Đông Nam, Tây Nam huyện Sông Hinh, Núi La Hiên, Chƣ Treng, Hòn Rung Gia, Hòn Suối Hàm ở giáp ranh huyện Sơn Hòa và Đồng Xuân. Còn lại núi, đồi ở Phú Yên chỉ cao phổ biến ở mức 300 đến 600m phân bố rải rác các nơi. Chính vì thế, Phú Yên là tỉnh có nhiều đèo dốc và có tất cả các loại địa hình nhƣ đồng bằng, đồi, núi, cao nguyên, thung lũng xen kẽ nhau, thấp dần từ tây sang đông. Tuy nhiên, yếu tố địa hình chi phối đến điều kiện khí hậu thủy văn chủ yếu là hai dãy núi Cù Mông, Đèo Cả, cao nguyên Vân Hòa, thung lũng sông Ba, sông Kỳ Lộ.

Đặc điểm địa chất thổ nhưỡng Địa tầng: tham gia vào cấu trúc lãnh thổ tỉnh Phú Yên có mặt khá đa dạng các thành tạo trầm tích, trầm tích biến chất và phun trào có tuổi từ Proterozoi đến Kanozoi, theo thứ tự từ già đến trẻ gồm các phân vị địa tầng sau: giới Proterozoi, Paleozoi, Merozoi, Kainozoi. Mác ma xâm nhập: trong phạm vi tỉnh Phú Yên phát triển khá phong phú và đa dạng cả về không gian lẫn thời gian, chiếm trên 50% diện tích tự nhiên và có các phức hệ Bến Giằng- Quế Sơn, Vân Canh, Tây Ninh, Định Quán, Đèo Cả, Cà Ná- Pha 1, Phan Rang, Cù Mông. Đặc điểm cấu trúc kiến tạo: hệ thống đứt gãy theo phƣơng Đông Bắc -Tây Nam, điển hình là đứt gãy Vĩnh Long - Trung Hòa. Hệ thống đứt gãy theo phƣơng Tây Bắc - Đông Nam gồm nhiều đứt gãy quy mô nhỏ - vừa, điển hình là đứt gãy sông Ba, sông Kỳ Lộ.

Hệ thống đứt gãy theo phƣơng á kinh tuyến là đứt gãy quy mô nhỏ -vừa, phát triển chủ yếu ở phía Bắc. Đất đai Phú Yên đƣợc hình thành trên mẫu đất phù sa và ba loại đá chính là: Granit, Ba Zan, trầm tích gồm 8 nhóm phổ biến. Đất cát ven biển: chiếm 2,6% diện tích tự nhiên, phân bố dọc theo bờ biển từ sông Cầu đến Hòa Hiệp và dọc sông Đà Rằng, Kỳ Lộ. Thành phần cơ giới chủ yếu là cát, khả năng giữ nƣớc và dinh dƣỡng kém.

Đất mặn phèn: chiếm 1,4% diện tích tự nhiên, phân bố tập trung ở Hòa Tâm, Hòa Hiệp, Hòa Xuân và dọc ven biển từ Sông Cầu đến cửa sông Đà Rằng. 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Đất phù sa: chiếm 9,8% diên tích tự nhiên, tập chung chủ yếu ở huyện Phú Hòa, huyện Tuy Hòa và thị xã Tuy Hòa, rải rác ở Tuy An, Đồng Xuân, sông Cầu. Đất xám: chiếm 6,9% diện tích tự nhiên đƣợc phân bố từ địa hình trung gian nơi tiếp giáp vùng núi và vùng thấp có địa hình chia cắt trung bình, tƣơng đối bằng tập trung ở Sơn Hòa, Đồng Xuân, Sông Hinh và phía tây huyện Phú Hòa. Đất đen: chiếm 3,5% diện tích, phân bố ở phía nam huyện Tuy An, xã Bình Kiến, huyện Sông Hinh và một phần huyện Sơn Hòa.

Đất đỏ vàng: chiếm 65% diện tích tự nhiên phân bố đều khắp ở vùng đồi núi. Đất mùn vàng đỏ chiếm 2,2% diện tích tự nhiên, phân bố chủ yếu trên núi cao từ 900 -1000m. Đất dốc tụ chiếm 0,3% diện tích tự nhiên, phân bố rải rác ở địa hình thấp. Lớp phủ thực vật Theo thống kê của Chi cục Kiểm lâm tỉnh Phú Yên năm 2002 có 363.948,2ha đất lâm nghiệp chiếm 72% đất tự nhiên, độ che phủ rừng là 32%.

Trong đó rừng tự nhiên 144.664,6ha, rừng trồng 18.324,3ha, đất đồi trọc là 200.959ha, còn lại là đất nông nghiệp canh tác theo thời vụ. Thực vật gồm hai loại chính, thực vật tự nhiên và thực vật trồng. Thực vật tự nhiên đƣợc phân bố trên các kiểu rừng với mật độ và số lƣợng loài khác nhau gồm có: Kiểu rừng nhiệt đới núi thấp có diện tích lớn nhất tỉnh, phân bố ở độ cao dƣới 1000m, nằm trong phạm vi vùng núi huyện Tuy Hòa, Sông Hinh, Sơn Hòa, Đồng Xuân. Đặc điểm kiểu rừng này là rừng xanh quanh năm, ít thay lá tại vùng có địa hình khá cao, rừng thƣa rụng lá và nửa rụng lá phân bố ở vùng thấp hơn.

Kiểu rừng truông gai, cây bụi: đây là kiểu rừng tƣơng đối đặc biệt, hình thành do các yếu tố tổng hợp của khí hậu, đất đai, địa hình, hệ thực vật có tác động mạnh của nhân tố con ngƣời. Đặc điểm kiểu rừng này là phần lớn cây cối gồm các loại cây chịu hạn, có gai, lá nhỏ, thƣờng sống ở vùng có đất đai rất xấu, khô cứng, tầng mỏng, xói mòn mặt, thiếu nƣớc nên mùa hè có hiện tƣợng héo lá khi trời nắng hạn. Loại rừng này phân bố nhiều ở ven biển huyện Sông Cầu, Tuy An, thị xã Tuy Hòa. Kiểu thực vật trên cát có diện tích khoảng 10.000ha, chủ yếu là cỏ, vùng kín gió có một số cây gỗ nhƣ Cóc, Mù U.