Nghiên cứu phương pháp cảnh báo lũ quét cho lưu vực nhỏ miền núi và áp dụng thử nghiệm tại Nậm Ly và Nà Nhùng, Hà Giang

• Chuyên ngành: Phương pháp cảnh báo lũ quét
• Đề tài: Phương pháp cảnh báo lũ quét hiệu quả cho lưu vực nhỏ miền núi - Áp dụng thử nghiệm tại Nậm Ly và Nà Nhùng, Hà Giang
• Loại tài liệu: luận án
• Địa điểm: Hà Giang

• MỞ ĐẦU
• Tính cấp thiết đề tài
• Mục tiêu nghiên cứu
• Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• Phương pháp nghiên cứu
• Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
• Kết cấu của luận án
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ LŨ QUÉT VÀ CẢNH BÁO, DỰ BÁO LŨ QUÉT
• 1.1. Một số khái niệm sử dụng trong Luận án
• 1.1.1. Khái niệm về lũ quét
• 1.1.2. Khái niệm về tràn bờ, lưu lượng tràn bờ
• 1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu
• 1.2.1. Tổng quan nghiên cứu dự báo, cảnh báo lũ quét
• 1.2.2. Tổng quan nghiên cứu về lưu lượng tràn bờ
• 1.3. Khoảng trống trong nghiên cứu dự báo, cảnh báo lũ quét theo thời gian thực và định hướng nghiên cứu của Luận án
• 1.3.1. Khoảng trống trong nghiên cứu
• 1.3.2. Định hướng nghiên cứu của luận án
• 1.4. Kết luận Chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP CẢNH BÁO LŨ QUÉT CHO LƯU VỰC NHỎ SÔNG MIỀN NÚI
• 2.1. Cơ sở khoa học xây dựng phương trình thực nghiệm tính toán lưu lượng tràn bờ
• 2.1.1. Xác định ngưỡng tràn bờ từ dấu hiệu nhận biết trên thực địa
• 2.1.2. Xây dựng tương quan giữa mực nước và lưu lượng cho các vị trí điều tra khảo sát
• 2.1.3. Xây dựng phương trình thực nghiệm tính toán lưu lượng tràn bờ
• 2.2. Xây dựng mô hình toán mưa - dòng chảy kết hợp với dữ liệu lượng mưa theo thời gian thực để tính toán cập nhật liên tục hiện trạng của lưu vực
• 2.2.1. Cấu trúc mô hình toán (CTM)
• 2.2.2. Giới thiệu ngôn ngữ lập trình
• 2.2.3. Phương pháp tính toán ngưỡng mưa định hướng có khả năng sinh lũ quét (FFG) và chỉ số mức độ nguy cơ xảy ra lũ quét (FFT)
• 2.2.3.1. Xác định ngưỡng mưa FFG
• 2.2.3.2. Xác định chỉ số FFT (Mức độ nguy cơ đe dọa lũ quét)
• 2.3. Kết luận Chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP CẢNH BÁO LŨ QUÉT CHO LƯU VỰC NẬM LY VÀ NÀ NHÙNG TỈNH HÀ GIANG
• 3.1. Kết quả xây dựng phương trình thực nghiệm xác định lưu lượng tràn bờ cho 2 lưu vực sông miền núi Nậm Ly và Nà Nhùng tỉnh Hà Giang
• 3.1.1. Khảo sát xác định mực nước tràn bờ và lưu lượng tràn bờ tương ứng
• 3.1.2. Xây dựng phương trình thực nghiệm xác định lưu lượng tràn bờ
• 3.1.3. Nhận xét kết quả
• 3.2. Kết quả xây dựng mô hình toán thủy văn cho lưu vực nghiên cứu
• 3.2.1. Giao diện, công cụ mô hình
• 3.2.2. Khối tính toán
• 3.2.3. Số liệu đầu vào mô hình
• 3.2.4. Kết quả của mô hình
• 3.2.5. Đánh giá độ tin cậy của mô hình
• 3.2.6. Ứng dụng mô hình CTM cho lưu vực nghiên cứu Nậm Ly và Nà Nhùng
• 3.3. Kết quả đánh giá sự phù hợp của mô hình mưa dự báo GEM cho lưu vực nghiên cứu
• 3.4. Ứng dụng các kết quả nghiên cứu để cảnh báo thử nghiệm lũ quét cho lưu vực Nậm Ly và Nà Nhùng
• 3.4.1. Giao diện chính công cụ cảnh báo cho lưu vực nghiên cứu
• 3.4.2. Trạm đo mưa tự động
• 3.4.3. Kết quả dự báo thử nghiệm
• 3.4.4. Kết luận Chương 3
• 3.5. Những kết quả đạt được
• 3.6. Những đóng góp mới
• 3.7. Tồn tại và hướng đề xuất
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan tình hình nghiên cứu lũ quét và cảnh báo lũ quét

Chương này tổng hợp các nghiên cứu về lũ quét và cảnh báo lũ quét trên thế giới và tại Việt Nam. Các khái niệm về lũ quét được phân tích từ nhiều góc độ, bao gồm định nghĩa của WMO, AMS, và các tổ chức khác. Lũ quét được mô tả là hiện tượng lũ xảy ra nhanh, bất ngờ, với đỉnh lũ cao, thường gây thiệt hại lớn. Các nghiên cứu cũng chỉ ra khoảng trống trong việc dự báo và cảnh báo lũ quét theo thời gian thực, đặc biệt là ở các lưu vực nhỏ miền núi.

1.1 Khái niệm về lũ quét

Lũ quét được định nghĩa là hiện tượng lũ xảy ra nhanh, bất ngờ, với đỉnh lũ cao, thường gây thiệt hại lớn. Các định nghĩa từ WMO, AMS, và các tổ chức khác đều nhấn mạnh tính chất bất ngờ và tốc độ lan truyền nhanh của lũ quét. Đây là cơ sở quan trọng để xây dựng các phương pháp cảnh báo hiệu quả.

1.2 Khái niệm về tràn bờ và lưu lượng tràn bờ

Tràn bờ là hiện tượng dòng sông tràn lên vùng đồng bằng lũ lụt. Lưu lượng tràn bờ (Q bankfull) là yếu tố đặc trưng cho hiện tượng này. Các nghiên cứu của Wolman, Woodyer, và Nixon đã làm rõ khái niệm này, giúp xác định ngưỡng cảnh báo lũ quét dựa trên lưu lượng tràn bờ.

II. Nghiên cứu phương pháp cảnh báo lũ quét cho lưu vực nhỏ miền núi

Chương này trình bày cơ sở khoa học và phương pháp xây dựng phương trình thực nghiệm tính toán lưu lượng tràn bờ. Các phương pháp điều tra thực địa, phân tích thống kê, và mô hình toán được sử dụng để xác định ngưỡng mưa sinh lũ quét (FFG) và chỉ số mức độ nguy cơ lũ quét (FFT). Mô hình toán mưa - dòng chảy được phát triển để tính toán liên tục trạng thái lưu vực, giúp nâng cao độ chính xác của cảnh báo.

2.1 Xây dựng phương trình thực nghiệm tính toán lưu lượng tràn bờ

Phương trình thực nghiệm được xây dựng dựa trên dữ liệu khảo sát thực địa và phân tích thống kê. Các yếu tố như mực nước tràn bờ và lưu lượng tràn bờ được xác định để thiết lập mối quan hệ toán học, làm cơ sở cho việc cảnh báo lũ quét.

2.2 Xây dựng mô hình toán mưa dòng chảy

Mô hình toán mưa - dòng chảy được phát triển để tính toán liên tục trạng thái lưu vực. Dữ liệu lượng mưa theo thời gian thực được sử dụng để cập nhật hiện trạng lưu vực, giúp nâng cao độ chính xác của cảnh báo lũ quét.

III. Kết quả nghiên cứu phương pháp cảnh báo lũ quét cho lưu vực Nậm Ly và Nà Nhùng

Chương này trình bày kết quả áp dụng phương pháp cảnh báo lũ quét cho hai lưu vực nhỏ miền núi là Nậm Ly và Nà Nhùng, tỉnh Hà Giang. Phương trình thực nghiệm và mô hình toán được áp dụng để xác định ngưỡng mưa sinh lũ quét (FFG) và chỉ số mức độ nguy cơ lũ quét (FFT). Kết quả cho thấy phương pháp này có độ tin cậy cao và có thể áp dụng rộng rãi cho các lưu vực miền núi khác.

3.1 Kết quả xây dựng phương trình thực nghiệm

Phương trình thực nghiệm được xây dựng thành công cho hai lưu vực Nậm Ly và Nà Nhùng. Kết quả khảo sát thực địa và phân tích thống kê cho thấy mối quan hệ rõ ràng giữa mực nước tràn bờ và lưu lượng tràn bờ, làm cơ sở cho việc cảnh báo lũ quét.

3.2 Ứng dụng mô hình toán thủy văn

Mô hình toán thủy văn được áp dụng để tính toán ngưỡng mưa sinh lũ quét (FFG) và chỉ số mức độ nguy cơ lũ quét (FFT). Kết quả mô hình cho thấy độ tin cậy cao, giúp nâng cao hiệu quả cảnh báo lũ quét cho hai lưu vực nghiên cứu.