Download miễn phí Ứng dụng mô hình MIKE-FLOOD tính toán ngập lụt hạ lưu sông Ba
MIKE FLOOD là một công cụ ghép nối các mô hình một chiều và hai chiều, nhằm mục
đích nghiên cứu kết hợp các loại dòng chảy tự nhiên. Mô hình một chiều có thể ghép nối trong
MIKE FLOOD gồm mô hình thủy lực mạng sông MIKE 11 và mô hình tiêu thoát nước đô
thị MOUSE; mô hình hai chiều gồm mô hình lưới chữ nhật MIKE 21 HD, mô hình lưới cong
MIKE 21 C và mô hình lưới tuỳ ý - lưới tam giác MIKE 21 FM.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, Số 1S (2011) 273-282273
Ứng dụng mô hình MIKE-FLOOD tính toán ngập lụt
hạ lưu sông Ba
Cấn Thu Văn1, Nguyễn Hữu Khải2, Nguyễn Thanh Sơn2,*
1
Trường CĐ Tài nguyên và Môi trường TPHCM, 236B Lê Văn Sĩ, P1, Quận Tân Bình, TPHCM, Việt Nam
2
Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN,
334 Nguyễn Trãi, Hà Nội, Việt Nam
Nhận ngày 29 tháng 4 năm 2011
Tóm tắt. Bài báo giới thiệu một số kết quả tính toán ngập lụt hạ lưu sông Ba thuộc tỉnh Phú Yên
bằng mô hình MIKE FLOOD. Đầu vào mô hình là lưu lượng thực đo tại trạm Củng Sơn. Lượng
gia nhập khu giữa được tính từ lượng mưa sinh dòng chảy bằng mô hình MIKE NAM. Bộ thông
số mô hình kết nối 1-2 chiều được hiệu chỉnh và kiểm định bằng tài liệu thực đo mực nước ba trận
lũ 10/1993, 11/1988 và 12/1986 tại trạm Phú Lâm. Ngoài ra bộ thông số mô hình còn được hiệu
chỉnh từ các vết lũ điều tra sau trận lũ 10/1993. Kết quả mô phỏng tương đối phù hợp với thực đo
chứng tỏ khả năng ứng dụng của mô hình trong công tác xây dựng bản đồ ngập lụt và thông báo lũ
lụt cho hạ lưu sông Ba, đặc biệt là sau khi có sự tham gia điều tiết của hệ thống hồ chứa phía
thượng lưu. Bài báo này được sự hỗ trợ từ đề tài nhóm A ĐHQGHN QGTĐ.10-06 và
KC.08.30/06-10
Từ khóa: mô hình MIKE FLOOD; sông Ba; bản đồ ngập lụt; mô hình MIKE NAM.
1. Mở đầu
Từ xưa tới nay, lũ lụt luôn là mối đe dọa,
gây ra nhiều thiệt hại về người và của. Cùng với
sự tăng trưởng của các ngành kinh tế và sự phát
triển của xã hội, đòi hỏi công tác quản lý,
phòng chống thiên tai lũ lụt nhằm đảm bảo mức
độ an toàn ngày càng cao và hạn chế đến mức
thấp nhất về thiệt hại.
Hàng năm, về mùa lũ, nước sông Ba dồn từ
thượng lưu về gây ngập lụt nghiêm trọng cho hạ
lưu. Lũ đã gây ngập lụt, thiệt hại khá lớn về
người và tài sản trên lưu vực như: nhà cửa bị
ngập, bị sập, các công trình hạ tầng cơ sở như
_______
Tác giả liên hệ. ĐT: 84-4-38584943.
E-mail: [email protected]
trường học…Thống kê một số năm gần đây cho
thấy tình hình lũ lụt trên lưu vực ngày càng
nghiêm trọng với mức độ thiệt hại có xu thế
ngày càng tăng. Để ứng phó với lũ lụt, ngoài
các biện pháp công trình (đê, kè, hồ chứa phòng
lũ…) thì các biện pháp phi công trình (quy
hoạch sử dụng nguồn nước, bố trí khu dân
cư…) cũng đóng vai trò rất quan trọng. Mặt
khác, ứng phó nhanh với lũ lụt bằng các biện
pháp tức thời như cảnh báo, dự báo vùng ngập,
chủ động di dời và sơ tán dân cư đến nơi an
toàn…đã mang lại hiệu quả cao trong việc giảm
nhẹ thiên tai gây ra.
Một trong những biện pháp hạn chế hậu quả
lũ lụt là xây dựng bộ bản đồ ngập lụt ứng với
các tần suất lũ khác nhau nhằm quy hoạch, cảnh
C.T. Văn và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, Số 1S (2011) 273-282
274
báo và dự báo lũ. Hơn nữa, công cụ này có thể
đánh giá thiệt hại mỗi khi có thiên tai.
Mô hình MIKE-FLOOD là mô hình thủy
động lực học dòng chảy kết nối 1-2 chiều có
khả năng mô phỏng mực nước và dòng chảy
trên sông, cửa sông… cũng như mô phỏng dòng
không ổn định hai chiều ngang trên đồng bằng
ngập lụt. Mô hình này kết hợp diễn toán thủy
lực mạng sông (1 chiều) và mô phỏng diện
ngập, trường vận tốc trên đồng bằng ngập lụt (2
chiều) đồng thời được xây dựng trên nền GIS
nên được ứng dụng rộng rãi và mang lại hiệu
quả cao ở nước ta cũng như trên thế giới [1-3].
2. Giới thiệu vùng nghiên cứu
Lưu vực sông Ba nằm ở Miền Trung Trung
Bộ Việt Nam có hình dạng chữ L. Phạm vi lưu
vực ở 12o35’ đến 14o38’ vĩ độ Bắc và 108o00’
đến 109o55 kinh độ Đông. Phía Bắc giáp lưu
vực sông Trà Khúc; phía Nam giáp lưu vực
sông Cái và sông Sêrêpôk; phía Tây giáp lưu
vực sông Sêsan và sông Sêrêpôk; phía Đông
giáp lưu vực sông Kône, sông Kỳ Lộ và Biển
Đông. Diện tích tự nhiên toàn lưu vực là 14.132
km
2
nằm trên địa phận hành chính của 15
huyện, thị thuộc 3 tỉnh Gia Lai, Đak Lăk và Phú
Yên.
Hình 1. Bản đồ hạ lưu sông Ba – tỉnh Phú Yên.
12045’
13000’
13015’
C.T. Văn và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, Số 1S (2011) 273-282 275
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
(H.1) – là phần hạ lưu sông Ba [2, 3].
3. Giới thiệu mô hình MIKE-FLOOD
MIKE FLOOD là một công cụ ghép nối
các mô hình một chiều và hai chiều, nhằm mục
đích nghiên cứu kết hợp các loại dòng chảy tự
nhiên. Mô hình một chiều có thể ghép nối trong
MIKE FLOOD gồm mô hình thủy lực mạng
sông MIKE 11 và mô hình tiêu thoát nước đô
thị MOUSE; mô hình hai chiều gồm mô hình
lưới chữ nhật MIKE 21 HD, mô hình lưới cong
MIKE 21 C và mô hình lưới tuỳ ý - lưới tam
giác MIKE 21 FM... [4, 5].
Dòng chảy trong vùng ngập lụt là dòng
chảy 2 chiều theo phương ngang, vừa có dòng
chảy tập trung trong mạng lưới sông suối vừa
có dòng chảy tràn trên bề mặt. Tuy nhiên dòng
chảy tràn chỉ xuất hiện khi mực nước trong
sông lớn hơn cao trình đê. Vì vậy việc kết hợp
tính toán bằng mô hình 1 và 2 chiều sẽ cho kết
quả nhanh và hiệu quả. Mô hình MIKE FLOOD
sử dụng 4 loại kết nối để kết hợp mô hình 1
chiều và 2 chiều là: kết nối chuẩn (nối sông 1
chiều đổ vào vùng 2 chiều); kết nối bên (khi
nước sông vượt qua đê và xâm nhập vùng
ngập); kết nối công trình (khi có công trình); kết
nối khô (không có dòng chảy). Tuy nhiên trong
khuôn khổ nghiên cứu này chỉ sử dụng modul
mưa rào-dòng chảy NAM để tính toán lượng
nhập khu giữa từ số liệu mưa lưu vực.
4. Ứng dụng MIKE-FLOOD tính toán ngập
lụt hạ lưu sông Ba
4.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu
Dữ liệu địa hình là bản đồ cao độ số độ cao
(DEM) khu vực nghiên cứu được xây dựng với
độ phân giải 40 x 40m từ các tờ bản đồ tỷ lệ
1:10.000; và 27 mặt cắt ngang sông từ Củng
Sơn tới cầu Phú Lâm [2].
Bình đồ vùng hạ lưu đập Đồng Cam tỷ lệ
1/10.000 đo năm 1976 và đã được Sở Thuỷ lợi
tỉnh Phú Yên chỉnh lý năm 1995. Bình đồ được
xây dựng theo cao độ Quốc gia
Để kiểm tra hệ cao độ của DEM 40 x 40,
xây dựng quan hệ cao độ diện tích của một ô
ngập lũ ven sông Ba từ bình đồ tỷ lệ 1/10.000
và từ bản đồ cao độ số DEM 40 x 40 [3].
Dữ liệu khí tượng thủy văn gồm: lưu lượng
giờ tại Củng Sơn 10/1993, 11/1988 và 12/1986;
số liệu mưa tại hai trạm Tuy Hòa và Sơn Hòa;
số liệu mực nước triều (theo trạm thực nghiệm
triều ở Quy Nhơn đã hiệu chỉnh về Đà Rằng);
số liệu mực nước tại Phú Lâm (để hiệu chỉnh và
kiểm định).
Tài liệu điều tra vết lũ 10/1993 thuộc vùng
ngập ven sông để hiệu chỉnh mô hình 2 chiều
cho trận lũ 10/1993.
Tài liệu về các thông số kỹ thuật của...