- Nghiên cứu xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Ba. - Abstract: Đánh giá tổng hợp đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội và hệ thống tài nguyên nước trên lưu vực sông Ba. - Áp dụng thành công mô hình EFDC để tính toán, mô phỏng diện ngập, độ sâu ngập và trường vận tốc tại các vị trí thuộc vùng hạ lưu sông Ba. - Qua đó có thể sử dụng mô hình để phục vụ công tác dự báo, cảnh báo và phòng chống lũ. - Xây dựng được các bản đồ cảnh báo cho khu vực nghiên cứu ứng với trận lũ thực năm 2009 và các tần suất lũ và 10%.. - Keywords: Bản đồ. - Sông Ba. - Trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội, việc khai thác tổng hợp tài nguyên nước cho các mục đích khác nhau trên các hệ thống sông thuộc miền Trung nói chung và lưu vực sông Ba nói riêng đã đem lại những giá trị to lớn về của cải xã hội đóng vai trò quan trọng cho các ngành kinh tế trong tỉnh như: du lịch, công nghiệp, thủy lợi, năng lượng, thủy sản, nông nghiệp.... - Sông Ba là một trong những con sông lớn ở miền trung Trung Bộ Việt Nam với tổng diện tích lưu vực 14.132 km 2 nằm trên địa phận 3 tỉnh Gia Lai, ĐakLak và Phú Yên. - Hàng năm, về mùa lũ, nước sông Ba dồn từ thượng lưu về gây ngập lụt nghiêm trọng cho hạ lưu sông Ba. - Lũ đã gây ngập lụt, thiệt hại khá lớn về người và tài sản trên lưu vực. - Theo 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:. - Năm 2009, lưu lượng nước về sông Ba do Trung Tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn tỉnh Phú Yên này đo được gần 15.000 m 3 /s nhưng đã làm cả hạ du ngập trắng, thiệt hại nặng cho vùng hạ du lưu vực sông Ba. - Do tính chất nghiêm trọng của lũ đối với vùng hạ lưu sông Ba, đồng thời hiện nay quy hoạch phòng chống lũ riêng cho lưu vực chưa được xây dựng nên việc cần thiết hiện nay là phải xây dựng cơ sở khoa học và thực tiễn nhằm đưa ra được phương án phòng chống lũ bảo vệ cho vùng hạ lưu sông Ba đồng thời phục vụ phát triển kinh tế xã hội trong vùng.. - Nhằm mục tiêu giảm thiểu các thiệt hại do lũ lụt gây ra, đề xuất các phương án phòng chống thông qua các cảnh báo về khả năng và diện tích ngập lụt ứng với các trận lũ khác nhau, nghiên cứu này tiên hành. - Nghiên cứu xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu lưu vực sông Ba”. - Ý nghĩa của bản đồ ngập lụt. - Bản đồ ngập lụt là một công cụ trực quan cho phép nắm bắt được khả năng ngập lụt khi dự báo được diễn biến mực nước ở một vị trí đặc trưng nào đó trong khu vực ngập. - Bản đồ ngập lụt nhằm:. - Đánh giá nguy cơ thiệt hại hàng năm và việc phân tích chi phí - lợi ích của những dự án công trình phòng chống ngập lụt.. - Việc thiết kế và vận hành các công trình khống chế ngập như hồ chứa, trạm bơm phải dựa vào nhiều tài liệu nghiên cứu, tính toán thuỷ văn, thuỷ lực trong đó bản đồ ngập lụt là tài liệu không thể thiếu.. - Xây dựng bản đồ ngập lụt do ảnh hưởng của trận lũ thực năm 2009 và các bản đồ ngập lụt ứng với các tần suất lũ đặc trưng nhằm trợ giúp cho việc hoạch định các hoạt động kinh tế - xã hội trong trong khu vực hạ lưu sông Ba. - Hiện nay trên thế giới có 2 phương pháp được sử dụng để xây dựng bản đồ ngập lụt, đó là:. - Xây dựng bản đồ ngập lụt dựa vào điều tra các trận lũ lớn thực tế đã xảy ra.. - Xây dựng bản đồ ngập lụt dựa vào việc mô phỏng bằng các mô hình thủy văn, thủy lực.. - Luận văn này sử dụng phương pháp thứ 2, tập trung vào ứng dụng các mô hình thủy văn, thủy lực kết hợp với cơ sở dữ liệu GIS để xây dựng bản đồ ngập lụt.. - CHƢƠNG 1: ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN NGẬP LỤT. - Lưu vực sông Ba nằm ở miền Trung Trung Bộ Việt Nam có hình dạng chữ L. - Phạm vi lưu vực ở đến 14 0 38‟ vĩ độ Bắc và 108 0 00‟ đến 109 0 55‟ 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 bao gồm hầu hết diện tích đất đai các huyện K„bang, An Khê, KonchRô, Mưang Yang, A. - nước sông Ba. - Lưu vực sông Ba có dạng chữ L, phình rộng ở trung lưu và thu hẹp ở hai đầu thượng và hạ lưu. - Chiều rộng bình quân lưu vực 48,6km, có nơi rộng 80 km.. - Diện tích lưu vực sông Ba 14132 km 2 với chiều dài 374 km, mật độ lưới sông 0,22 km/km 2 . - Từ Cheo Reo đến thị trấn Củng Sơn, sông chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam lại nhận thêm nước của phụ lưu sông Krong H , Năng, diện tích lưu vực 1750 km 2 , chiều dài sông 130km, đổ vào bên phải sông Ba tại ranh giới Gia Lai - Phú Yên. - Sông Hinh diện tích lưu vực 932km 2 , dài 85km, bắt nguồn từ dãy núi Chư Mu cao 2051m, đổ vào bên phải Sông Ba tại xã Đức Bình Đông huyện Sông Hinh, đây là vùng mưa lớn nhất trong toàn lưu vực sông Ba.. - Ngoài dòng chính, lưu vực sông Ba có 3 nhánh sông đáng chú ý:. - Sông có diện tích lưu vực 2.950km 2 , độ dài sông 175km.. - Sông có diện tích lưu vực là 1.840km 2 , độ dài là 130km.. - CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT. - Các quá trình mô phỏng bằng mô hình thủy văn và thủy lực trên đây mới chỉ cho chúng ta bức tranh về diện ngập, trường vận tốc, độ sâu ngập dưới dạng các hình ảnh số liệu.. - Với số liệu thô này mới chỉ xây dựng được các bản đồ giấy thể hiện các trận ngập lụt xảy ra mà chưa thể có các dạng thông tin hữu ích cần thiết. - Ngày nay với sự phát triển không ngừng của công nghệ thông tin địa lý thì những số liệu, dữ liệu trên lại là một phần không thể thiếu, là cơ sở dữ liệu để các công cụ GIS tiến hành tính toán, phân tích và triết xuất ra các dạng dữ liệu cần thiết để xây dựng bản đồ ngập lụt.. - Các bản đồ: giao diện trực tuyến với dữ liệu địa lý để tra cứu, trình bày kết quả và sử dụng như là một nền thao tác với thế giới thực;. - Các mô hình xử lý: tập hợp các quy trình xử lý để phân tích tự động;. - Các mô hình dữ liệu: GIS cung cấp công cụ mạnh hơn là một cơ sở dữ liệu thông thường bao gồm quy tắc và sự toàn vẹn giống như các hệ thông tin khác. - Các cơ quan chính phủ dùng GIS trong quản lý các nguồn tài nguyên thiên nhiên, trong các hoạt động quy hoạch, mô hình hoá và quan trắc.. - Các phƣơng pháp GIS xây dựng bản đồ ngập lụt. - Rất nhiều các phần mềm GIS được ứng dụng trong ngành KTTV, đặc biệt hữu ích trong lĩnh vực quản lý lưu vực cũng như xây dựng bản đồ ngập lụt. - dưới đây là quy trình chung khi tiến hành thành lập bản đồ ngập lụt (hình 14).. - Xây dựng quản lý cơ sở dữ liệu. - Các dữ liệu về lưu vực sông nghiên cứu được thu thập, số hóa từ các phần mềm khác nhau như MicroStation, Mapinfo, ArcGIS, sau đó được quản lý thống nhất và lưu lại dưới dạng .TAB file trong Mapinfo.. - Chuẩn bị, phân tích và đánh giá các thông số cho mô hình, vấn đề chuẩn bị dữ liệu và thông số đầu vào cho các mô hình là một trong những vấn đề lớn nhất, đòi hỏi tốn nhiều thời gian và khá phức tạp.. - Sơ đồ xây dựng bản đồ ngập lụt bằng phương pháp GIS. - Trong trường hợp liên kết với mô hình thủy văn - thủy lực, GIS là một hợp phần quan trọng không thể thiếu được. - Tổng hợp và chọn lọc tài liệu như là đầu vào cần thiết cho mô hình thủy văn, thủy lực đặc biệt trong đó là việc phân tích các đặc trưng bề mặt của lưu vực.. - Phân tích, hình dung và đánh giá diện tích và mức độ ngập lụt sử dụng các kết quả tính toán từ mô hình nêu trên.. - Bằng các mô hình hóa tài liệu về các trận mưa dưới các tình huống (lượng mưa, phân bố mưa) khác nhau trong nhóm GIS, chúng ta có thể trả lời hàng loạt câu hỏi dạng “nếu - thì”. - về quan hệ mưa - lũ - ngập lụt trong một thời gian nhanh nhất.. - Cũng cần nhận thấy rằng, do liên kết với mô hình thủy văn - thủy lực nên đòi hỏi tài liệ đầu vào cho GIS cũng sẽ khác với yêu cầu tài liệu đầu vào cho GIS trong các trường hợp thông thường khác. - Quá trình xây dựng đầu vào cho mô hình rất quan trọng vì nó sẽ quyết định mức độ chính xác của việc dự báo. - Dữ liệu về phân chia lưu vực;. - Dữ liệu về vùng không bị ảnh hưởng của ngập lụt;. - Các thông tin đầu vào như trên đều được sử dụng cho toàn bộ quá trình tính toán và mô phỏng ngập lụt. - Kế t quả từ mô hình thủ y lự c. - CHƢƠNG 3: XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU Mô hình mưa rào dòng chảy NAM. - Xác định bộ thông số cho mô hình và hiệu chỉnh mô hình được thực hiện bằng việc thiết lập bộ thông số cho lưu vực phía thượng lưu Củng Sơn, với số liệu lượng mưa ở 3 trạm Sơn Hòa, Yaun và An Khê. - Bộ thông số được lấy từ kết quả hiệu chỉnh con lũ 10/1993 trên lưu vực sông Ba phía thượng lưu trạm Củng Sơn với số liệu của 3 trạm đo mưa trên lưu vực là Sơn Hòa, Ayun và An Khê. - Việc chạy mô hình MIKE NAM để xác định bộ thông số được thực hiện chạy hiệu chỉnh với con lũ 10/1993 và kiểm định với con lũ tháng 11/2003.. - Mô hình EFDC. - Lựa chọn và xây dựng miền mô hình. - Sơ hoạ phạm vi mô phỏng hạ lưu sông Ba. - Miền mô hình được xây dựng thuộc dạng lưới ĐềCác. - Đây là dạng lưới mô hình phù hợp với vùng nghiên cứu vì nó đáp ứng được các đặc điểm về địa hình và dòng chảy trong sông có độ chính xác khá cao so với dòng chảy thực tế.. - Kết quả mô phỏng quá trình ngập lụt bằng mô hình EFDC Kết quả hiệu chỉnh mô hình:. - Kết quả kiểm định mô hình:. - Sau khi hiệu chỉnh, bộ thông số thủy lực đã được chọn sẽ được kiểm định cho con lũ 11/2003 để kiểm định mô hình. - Đây là con lũ có mức độ lớn trung bình thường xuyên xảy ra trên lưu vực. - XÂY DỰNG BẢN ĐỒ NGẬP LỤT. - Quy trình chuyển kết quả của mô hình EFDC sang GIS và xây dựng bản đồ ngập lụt Từ kết quả mô hình EFDC xác định thời điểm ngập lớn nhất của khu vực nghiên cứu, sau đó sử dụng công cụ Export Tecplot trích xuất ra kết quả độ sâu ngập lớn nhất từ mô hình EFDC. - mapinfo để xây dựng lớp thông tin về độ sâu ngập lụt tối đa, sử dụng các công cụ nội - ngoại suy của vertical mapper tạo ra nền DEM từ phép nội - ngoại suy này, sau đó sử dụng công Contour Grid để xác định các đường contour và phân cấp độ sâu ngập lụt, sau đó kết hợp với nền địa hình để hiệu chỉnh, loại bỏ sai số trước khi đưa vào thành lập bản đồ ngập lụt.. - Cơ sở dữ liệu về GIS được thu thập làm bản đồ nền cho khu vực nghiên cứu xây dựng bao gồm các lớp:. - Đường contour địa hình: dạng đường ký hiệu contour.Tab của bản đồ tỉ lệ 1: 200 000. - So với một số mô hình thủy văn, thủy lực khác cho thấy mô hình EFDC cho phép tính toán đồng thời một hệ thống với đầy đủ các thuộc tính đặc trưng của lưu vực.. - Vì vậy có thể sử dụng cho việc mô phỏng, cảnh báo lũ cho vùng hạ lưu sông Ba.. - Để góp phần giảm thiểu nguy cơ ảnh hưởng của lũ lụt luận văn đã xây dựng bản đồ cảnh báo ngập lụt bằng mô hình thủy động lực học kết hợp với công cụ GIS là hướng tiếp cận hiện đại và cho kết quả khả quan.. - Luận văn cũng đã tổng quan được phương pháp thành lập bản đồ nói chung và phương pháp GIS để xây dựng bản đồ nói riêng. - Xây dựng được quy trình thành lập bản đồ ngập lụt kết hợp giữa các tài liệu GIS và kết quả mô phỏng từ mô hình thủy động lực học EFDC.. - Luận văn cũng đã áp dụng thành công mô hình EFDC để tính toán, mô phỏng diện ngập, độ sâu ngập và trường vận tốc tại các vị trí thuộc hạ lưu lưu vực sông Ba. - Luận văn đã xây dựng được các bản đồ cảnh báo cho khu vực nghiên cứu với trận lũ tháng 11/2009 và các trận lũ thiết kế và 10% đạt kết quả tốt, là cơ sở khoa học cho các nhà quản lý có kế hoạch phòng chống lũ cũng như phát triển kinh tế xã hội cho khu vực nghiên cứu.. - Cao độ trên bản đồ DEM còn chưa được hiệu chỉnh thêm chính xác hơn nên việc mô phỏng còn có những sai sót;. - Cần điều tra, tổng hợp và thu thập thêm những số liệu về bãi ngập, cao độ bản đồ DEM.. - Xây dựng mô hình 2 chiều và mô phỏng cho các trận lũ cực lớn nhằm đối phó với khả năng đập có sự cố và chủ động tránh lũ trong nhân dân.. - Trần Ngọc Anh: xây dựng bản đồ ngập lụt các sông Bến Hải và Thạch Hãn tỉnh Quảng Trị.Tạp chí khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 27, số 1S (2011).. - Hoàng Thái Bình (2009), luận văn thạc sĩ: xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu hệ thống sông Nhật Lệ ( Mỹ Trung – Tám Lu – Đồng Hới).. - Cấn Thu Văn (2010), luận văn thạc sĩ: Ứng dụng mô hình MIKE-FLOOD tính toán ngập lụt hạ lưu sông Ba.