T Ổ NG QUAN V Ề CÁC NGHIÊN C Ứ U
Tình hình nghiên c ứ u trên th ế gi ớ i
Tình hình lũ lụt trên thế giới
Trong 15 năm qua, thiên tai đã cướp đi sinh mạng của hơn 6.000 người và ảnh hưởng đến hơn 2 tỷ người trên toàn cầu Tổn thất kinh tế do thiên tai, chủ yếu từ khí tượng thủy văn, ước tính lên tới gần 5 tỷ đô la Mỹ Theo thống kê của Liên hợp quốc, khoảng 90% thiên tai liên quan đến thời tiết, khí hậu và nước, trong đó lũ lụt là một trong những loại thiên tai đặc biệt nguy hiểm, gây thiệt hại nghiêm trọng về người và của Thiệt hại do lũ lụt gây ra đang có xu hướng gia tăng trong những năm gần đây, với nhiều trận lũ lớn xảy ra trên thế giới.
Vào tháng 8 năm 2013, lũ lụt tại Trung Quốc đã khiến 105 người thiệt mạng và 115 người mất tích, trong khi miền Đông Bắc và miền Nam bị ảnh hưởng nặng nề bởi bão Tại Philippines, mưa lớn gây ngập lụt nghiêm trọng ở thủ đô Manila và bốn khu vực khác trên đảo Luzon, ảnh hưởng đến gần 150.000 người Ở Nga, hơn 20.000 người phải sơ tán do lũ lụt ở vùng Viễn Đông, nơi sông Amur tràn bờ sau những trận mưa lớn Tại Pakistan, mưa lớn và lũ lụt đã cướp đi sinh mạng của ít nhất 110 người.
Hình 1.1 Ng ập lụt tại một ngôi làng của Nga tháng 8/2013
Vào tháng 9/2015, Nhật Bản trải qua một trận mưa lớn kéo dài, dẫn đến việc một con sông ở miền trung vỡ bờ, gây ra lũ lụt diện rộng Trận lũ đã phá hủy nhiều nhà cửa, phương tiện và khiến hàng chục nghìn người phải sơ tán Tại tỉnh Tochigi, lượng mưa ghi nhận gần 60 cm từ tối 7/9, ảnh hưởng nghiêm trọng đến cuộc sống của người dân với ít nhất 90.000 người bị ảnh hưởng và 8.200 người phải di dời.
Tỉnh Ibaraki đã ban lệnh sơ tán do mưa lớn làm nước sông Kinugawa dâng cao, gây tràn bờ tại nhiều khu vực như Joso và Chikusei Hàng trăm ngôi nhà đã bị ngập, trong khi một số đoạn đê trên sông Koga và Ibaraki bị vỡ Theo ước tính, đã có 4 người chết, 15 người mất tích và 15.000 ngôi nhà bị phá hủy do lũ quét.
Vào tháng 9 năm 2015, một trận ngập lụt nghiêm trọng đã xảy ra tại khu vực phía Bắc Tokyo, gây ra thiệt hại lớn cho cộng đồng Sự kiện này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc nghiên cứu và phát triển các giải pháp phòng chống lũ lụt, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng gia tăng Các trường đại học, đặc biệt là các cơ sở đào tạo về thủy lợi, cần tập trung vào việc nâng cao nhận thức và ứng dụng công nghệ mới nhằm giảm thiểu rủi ro từ thiên tai.
Vào tháng 7 năm 2015, Myanmar đã trải qua những trận mưa liên tiếp dẫn đến lũ quét, gây ra cái chết của hơn 20 người và nhiều người khác mất tích Bốn khu vực phía tây Myanmar đã phải tuyên bố tình trạng thảm họa do lũ lụt nghiêm trọng trong những ngày mưa liên tiếp.
Rakhine, Shan và vùng Mandalay đang chịu thiệt hại nặng nề do lũ lụt, với hơn 100.000 ha cây trồng và khoảng 15.000 ngôi nhà bị phá hủy Hệ thống giao thông và thông tin liên lạc tại khu vực này đã bị tê liệt hoàn toàn.
Hình 1.3 Tr ận mưa lũ tại Myanmar tháng 7/2015 Nghiên c ứu trên thế giới
Lũ lụt để lại hậu quả lớn về người và ảnh hưởng nặng nề đến cuộc sống của nhân dân Đánh giá thiệt hại kinh tế do lũ, hay bất kỳ thiên tai nào, là một quá trình phức tạp, bị điều khiển bởi nhiều yếu tố như độ sâu, thời gian ngập, vận tốc dòng chảy và phân bố không gian lũ, cùng với các hoạt động kinh tế của người dân trong vùng ngập Trong những thập kỷ gần đây, nhờ sự phát triển của công nghệ, nhiều mô hình mô phỏng dòng chảy lũ đã được phát triển, kết hợp với sự hỗ trợ của các công nghệ mới như GIS và viễn thám Ví dụ, mô hình FLOODIS do Xiuwan thiết kế (1998) và mô hình UFDSM của Heping cùng cộng sự (1998) đã góp phần đánh giá thiệt hại do lũ một cách hiệu quả.
IISDHM của Dutta và cộng sự (1998) đã chỉ ra tầm quan trọng của việc nghiên cứu và ứng dụng trong lĩnh vực thủy lợi Đại học Thủy lợi đóng vai trò quan trọng trong việc đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao cho ngành này Các chương trình học tại đây không chỉ cung cấp kiến thức lý thuyết mà còn chú trọng vào thực hành, giúp sinh viên phát triển kỹ năng cần thiết để giải quyết các vấn đề thực tiễn trong quản lý nước và tài nguyên thủy lợi Sự kết hợp giữa học thuật và thực tiễn là yếu tố then chốt để nâng cao hiệu quả trong công tác thủy lợi.
C ụ th ể trên th ế gi ớ i, Knebla, M.R và nnk (2005) đã xây dự ng mô hình d ự báo lũ cho lưu vự c sông San Antonio (di ệ n tích kho ả ng 10.000 km 2 ) ở bang Texas, Hoa
Kỳ thực chất là sự kết hợp giữa mô hình thủy văn HEC-HMS, HEC-RAS và mô hình dự báo mưa bằng radar NEXRAD, được hỗ trợ bởi công cụ GIS "Map to Map" sử dụng phần mở rộng ArcHydro trong ArcGIS cho khu vực nghiên cứu.
Từ năm 2007, Viện nghiên cứu công chính Nhật Bản PWRI đã giới thiệu hệ thống phân tích lũ tổng hợp (IFAS), một chương trình mô phỏng dòng chảy Hệ thống này thực hiện phân tích dòng chảy dựa trên mô hình thông số phân bố, sử dụng số liệu mưa vệ tinh và mực thực đo bề mặt được nhập vào dưới dạng lưới Đường phân thủy được tạo ra từ số liệu mô hình số độ cao (DEM), và mô hình tính toán được thiết lập dựa trên các thông số như sử dụng đất, lớp phủ, điều kiện địa chất và chất đất Kết quả tính toán có thể được xuất dưới dạng bảng, đồ họa và trên bản đồ Google.
Daniel Jilles và Matthew Moore (20 10) đã sử d ụ ng mô hình th ủ y l ự c MIKE
Nghiên cứu sử dụng mô hình 11 và HEC-RAS để mô phỏng lũ tại Hà Lan, Bỉ và Anh Quốc, nhằm quản lý dòng chảy và duy trì mạng lưới cảnh báo Hệ thống dự báo lũ cấp quốc gia được thiết lập dựa trên các mô hình thủy lực, cho thấy rằng các mô hình thủy lực đơn giản, đặc biệt là mô hình 1 chiều (1D), là công cụ hiệu quả nhất cho công tác dự báo lũ theo thời gian thực.
Năm 2008, P Vanderkimpen đã nghiên cứu mô phỏng lũ bằng mô hình MIKE FLOOD để hỗ trợ công tác di tản dân cư tại khu vực đồng bằng ven biển của Bỉ Qua mô hình thủy lực MIKE FLOOD, các chuyên gia đã xác định được khả năng ảnh hưởng của lũ và diễn ngập có thể xảy ra, từ đó ước tính thiệt hại nhằm thực hiện công tác di tản một cách kịp thời nhất.
Nghiên c ứu lũ gây ra do vỡ đậ p ứ ng d ụ ng mô hình HEC-RAS và công c ụ
HEC – GeoRAS, do Cameron T Ackerman và Gary W Brunner phát triển vào năm 2011, đã chứng minh khả năng tích hợp hiệu quả với mô hình HEC – RAS để xây dựng mô hình vỡ đập và đánh giá các tác động từ lũ Công cụ HEC – GeoRAS truy xuất dữ liệu địa lý từ hệ thống bản đồ địa hình số và chuyển đổi chúng vào mô hình HEC – RAS Mô hình HEC – RAS sau đó mô phỏng dòng chảy không ổn định do quá trình vỡ đập, kết hợp với công nghệ GIS để tạo ra bản đồ mô phỏng ngập lụt, từ đó hỗ trợ công tác chuẩn bị và phòng tránh thiên tai hiệu quả.
M ộ t s ố công trình khác đáng chú ý có thể k ể đến như: Ứ ng d ụ ng mô hình
HEC – RAS nghiên c ứ u b ả o v ệ dòng ch ả y sông Salinas (Laurie Waner Herson và
Mitchell Katzel (2013) đã phát triển mô hình dự báo lũ bằng cách tự động tích hợp thông tin dòng chảy lũ từ mô hình HEC-RAS, góp phần nâng cao độ chính xác trong việc dự đoán và quản lý lũ lụt.
Tình hình nghiên c ứ u ở Vi ệ t Nam
Tình hì nh lũ lụt tại Việt Nam
Theo Viện Khoa học khí tượng thủy văn và môi trường thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường, thiệt hại do thiên tai tại Việt Nam thuộc loại lớn nhất trên thế giới.
Trong 5 năm qua, thiên tai đã gây thiệt hại cho khoảng 500 người mỗi năm và thiệt hại kinh tế lên tới 14.500 tỷ đồng, tương đương 1.2% GDP cả nước Kinh tế trong 5-10 năm tới có thể bị ảnh hưởng nặng nề chỉ từ một trận lũ Những thiệt hại do vỡ đê và vỡ bờ bao đã làm ngập chìm nhiều diện tích nuôi trồng thủy sản, lúa và hoa màu, đồng thời phá hủy các công trình hạ tầng kỹ thuật và gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường.
Vào tháng 11/1997, bão Linda đã đổ bộ vào mũi Cà Mau, khu vực hiếm khi bị bão tấn công, gây thiệt hại nặng nề về người và cơ sở vật chất tại tỉnh Cà Mau Ngoài ra, lũ năm 2000 tại Kiên Giang đã làm ngập 6.512 ha nuôi trồng thủy sản, trong đó có 6.100 ha diện tích nuôi tôm của tỉnh, gây thiệt hại nghiêm trọng.
Đợt lũ lụt miền Trung Việt Nam tháng 11 năm 1999, còn được gọi là Đại hồng thủy 1999, là một trong những trận lũ lụt lớn nhất tại các tỉnh miền Trung Sự kiện này đã gây ra thiệt hại nặng nề về người và tài sản, với tổng thiệt hại ước tính lên đến 77 tỷ đồng Lũ lụt đã ảnh hưởng đến đời sống của hàng triệu người dân, làm mất nhà cửa và tài sản, đồng thời gây ra tình trạng khẩn cấp tại nhiều địa phương Chính quyền và các tổ chức đã triển khai nhiều hoạt động cứu trợ và khắc phục hậu quả để hỗ trợ người dân vượt qua khó khăn.
Vào đầu tháng 11 năm 1999, Trung Việt Nam đã trải qua những trận mưa lớn từ ngày 1 đến 6, do tác động của không khí lạnh, dải áp thấp xích đạo, và áp thấp nhiệt đới Những trận mưa này đã gây ra lũ lụt nghiêm trọng, nhấn chìm nhiều huyện, thị xã, với thiệt hại tài sản lên đến gần 3.800 tỷ đồng và số người chết là
595 T ỉ nh ch ị u thi ệ t h ạ i n ặ ng nh ấ t là Th ừ a Thiên Hu ế
Thi ệ t h ạ i do cơn bão số 2 vào cu ối tháng 7/2005, đổ b ộ vào 4 t ỉ nh Qu ả ng
Mưa lớn tại Ninh, Hải Phòng, Thái Bình và Nam Định đã gây ngập 15.000 ha đất, làm hư hại nhiều hệ thống cống thoát nước và khiến nhiều bè nuôi trồng thủy sản chìm Năm 2005, cơn bão số 7 từ 15-17/9 đã làm thiệt hại 20.706,2 ha nuôi trồng thủy sản, trong đó Nam Định chịu thiệt hại 6.200 ha, Ninh Bình 2.780 ha và Thanh Hóa cũng bị ảnh hưởng nặng nề.
Năm 2007, theo Tổng cục Thống kê, tổng thiệt hại do thiên tai, chủ yếu là sạt lở đất, mưa to và bão lũ, ước tính lên tới hơn 11.600 tỷ đồng, tương đương khoảng 1% GDP, gây ra cái chết cho 435 người và làm hư hại 113.800 ha lúa Thiên tai cũng đã phá hủy hơn 1.300 công trình đập, cống, cuốn trôi 1.500 km đê và kênh mương, cùng với việc làm sập đổ hơn 7.800 ngôi nhà và phòng họp Tình trạng thiếu đói vẫn xảy ra ở những vùng gặp nạn do ảnh hưởng nặng nề của thiên tai Trong năm này, Nhà nước và các tổ chức, cá nhân đã đóng góp hỗ trợ 723.900 lượt hộ với 3.034.500 lượt nhân khẩu trong diện thiếu đói, gặp nạn.
Cơn bão số 9 Ketsana năm 2009 đã gây ra lũ lụt nghiêm trọng tại miền Trung, dẫn đến thiệt hại nặng nề về tài sản Gần 20.000 ngôi nhà bị sập và trôi hoàn toàn, hơn 165.000 ngôi nhà bị tốc mái và hư hỏng, cùng với khoảng 120.000 ngôi nhà bị ngập nước.
Đợt lũ vừa qua đã gây thiệt hại nghiêm trọng tại miền Trung và Tây Nguyên, với 50.000 ha lúa và hoa màu bị mất trắng Gần 13.000 trạm y tế, trụ sở UBND xã, trường học và các công trình công cộng bị hư hỏng nặng Nhiều tuyến giao thông huyết mạch bị cắt đứt, ảnh hưởng đến việc di chuyển và cứu trợ Hệ thống điện lưới cũng bị hư hỏng nặng ở nhiều địa bàn, gây khó khăn cho người dân Mức độ lũ lụt lần này tương đương hoặc đạt đỉnh mới so với đỉnh lũ năm 1999.
Hình 1.3 Lũ lụt miền Trung năm 2009 Tình hình nghiên c ứu tại Việt Nam
Hiện nay, Việt Nam có nhiều mô hình thủy văn và thủy lực được áp dụng trong nghiên cứu lũ, như mô hình NAM và MIKE, phục vụ cho các cơ quan và viện nghiên cứu.
Các mô hình như FLOOD, MIKE 11, HEC-RAS, và WMS đều có những ưu nhược điểm riêng, cho phép các nhà nghiên cứu lựa chọn phù hợp với đề tài của mình Một số nghiên cứu tiêu biểu có thể được nhắc đến bao gồm
Mô hình MIKE 11 đã được áp dụng hiệu quả trong việc tính toán thủy văn và thủy mùa lũ tại lưu vực sông Ba NCS Ths Nguyễn Xuân Phùng đã trình bày chi tiết về quy trình và kết quả của việc sử dụng mô hình này trong nghiên cứu.
MIKE 11 trong tính toán th ủy văn, thủ y l ự c sông Ba để đánh giá mức độ ng ậ p l ụ t đồ ng th ời đánh giá khả năng cắt lũ củ a h ệ th ố ng h ồ ch ứ a hi ệ n tr ạng như dự ki ế n trên lưu vự c sông Ba nh ằ m gi ả m thi ệ t h ại do lũ lụ t gây ra dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai
Phương pháp đánh giá thiệt hại sau thiên tai đã được đề cập trong nhiều nghiên cứu, bài viết và dự án, nổi bật là các tác phẩm của Đinh Đức Trường và Lê Hà Thanh.
2013, “Lượ ng giá thi ệ t h ại môi trườ ng sau thiên tai trong b ố i c ả nh bi ến đổ i khí h ậ u
Nghiên c ứu điể n hình t ạ i Th ừ a Thiên Hu ế ”.ECLAC, “Handbook for Estimating the
Socio-economic and Environmental Effects of Disasters”; UNDAC.2006 “Disaster assetnment”; Cesare Dosi (Department of Economics, University of Padova, Italy),
“Environmemtal values, valuation methods and natural disaster damage assessment” Bài vi ết khái quát hóa khung lượ ng giá thi ệ t h ạ i sau thiên tai c ủ a
ECLAC (2007) bao gồm hai module: module 1 tập trung vào đánh giá nhanh tác động môi trường sau thiên tai, trong khi module 2 chuyên về đánh giá thiệt hại môi trường Bài viết đã áp dụng thành công các phương pháp lượng giá khác nhau để đánh giá thiệt hại môi trường do bão gây ra tại tỉnh Thừa Thiên Huế, với quy trình thực hiện rõ ràng, đầy đủ và dựa trên số liệu cũng như quan sát thực tế.
Tình hình nghiên c ứ u v ề lũ lụ t và thi ệ t h ại do lũ ở lưu vự c sông Vu Gia – Thu B ồ n 13 CHƯƠNG 2 : T Ổ NG QUAN V Ề LƯU VỰ C VÀ MÔ HÌNH NGHIÊN C Ứ U
Tình hình lũ lụt tại lưu vực
Theo đánh giá củ a cán b ộ Ban Ch ỉ Huy phòng ch ố ng bão l ụ t t ỉ nh Qu ả ng
Dòng chảy tại trạm Câu Lâu có mối tương quan chặt chẽ với tình hình lũ và ngập lụt của toàn tỉnh Trong mùa lũ ngắn, các đợt lũ thường xảy ra liên tiếp, tạo nên quá trình lũ với nhiều đỉnh nhô lên Điều này được thể hiện qua các năm có lũ lớn điển hình.
Trận lũ tháng 8/1971 đã gây ra thiệt hại nặng nề khi làm vỡ đê sông Hồng, khiến 100.000 người thiệt mạng Đây là trận lũ lớn nhất trong 250 năm qua ở miền Bắc, với số lượng người mất mát vượt quá sức tưởng tượng, so với khoảng 1.000 người trong các trận lũ lịch sử năm 1999 ở miền Trung và năm 2000 ở miền Nam.
Vào năm 1999, trong khoảng thời gian từ đầu tháng 11 đến đầu tháng 12, đã xảy ra hai đợt lũ đặc biệt lớn Đợt lũ đầu tháng 11 là một trận lũ kép với năm đỉnh lũ, trong đó có bốn đỉnh lũ vượt mức báo động cấp III từ 0,8 đến 2,58m tại Cẩm Lệ Mực nước đỉnh lũ ở Đại học Thủy Lợi cao hơn so với mức nước đỉnh lũ năm 1998 Đến đầu tháng 12/1999, lũ lại tiếp tục xuất hiện.
1 đợt lũ rấ t l ớ n v ới 2 đỉnh lũ, mực nước đỉnh lũ cao nhất vượt báo độ ng c ấ p III t ừ
Vào năm 2009, cơn bão số 9 đã ảnh hưởng đến tỉnh Quảng Nam, suy yếu thành áp thấp nhiệt đới vào ngày 29/9 Cơn bão gây ra mưa lớn trên toàn tỉnh, với lượng mưa ghi nhận trong 24 giờ (từ 19h ngày 28 đến 19h ngày 29/9) đạt từ 400-500mm, và một số khu vực như Đông Giang thậm chí lên tới hơn 600mm.
Mưa lớn tại các khu vực như Trà My (599mm), Quảng Ngãi (672mm) kết hợp với mực nước sông đang ở mức cao đã gây ra trận lũ lớn trên lưu vực sông Vu Gia-Thu Bồn Đỉnh lũ lần này gần đạt mức cao nhất ghi nhận vào năm 1999 và 2007, với mức nước tại Hội Khách vượt lũ 2007 là 76cm, tại trạm Ái Nghĩa là 41cm và tại trạm Giao Thủy là 15cm.
Lũ trong hệ thống sông Vu Gia-Thu Bồn có đặc điểm là lên nhanh và xuống nhanh, với biên độ lũ dao động từ 5 đến 14m Cường suất lũ lớn, trung bình khoảng
20-50cm/h, l ớ n nh ấ t t ớ i 100-140cm/h) ở thượng và trung lưu, lũ lên tương đố i nhanh nhưng rút chậ m ở h ạ lưu do độ d ố c lòng sông nh ỏ (2 o / oo trong đoạ n sông t ừ
Tại khu vực Thành Mỹ đến Ái Nghĩa, lũ có tốc độ lên chậm hơn nhưng rút rất chậm, đặc biệt khi gặp triều cường Mực nước từ Ái Nghĩa đến Câu Lâu đạt 0.08 o/oo và từ Câu Lâu ra biển là 0.04 o/oo Trạm thủy văn Thành Mỹ trên sông Vu Gia ghi nhận tốc độ dòng chảy lũ lớn nhất đạt 3.77 m/s, với biên độ lũ lớn nhất là 15.2 m Thời gian truyền lũ từ Thành Mỹ đến Ái Nghĩa cũng là một yếu tố quan trọng cần lưu ý.
Tại trạm thủy văn Nông Sơn trên sông Thu Bồn, thời gian truyền lũ từ Nông Sơn đến Giao Thủy (26km) dài nhất là 7 giờ và ngắn nhất là 3 giờ, với vận tốc dòng chảy lũ lớn nhất đạt 3.74m/s và biên độ lũ lên đến 12m Từ Giao Thủy đến Câu Lâu (23km), thời gian truyền lũ trung bình là 7.4 giờ, dài nhất 11 giờ và ngắn nhất 6 giờ Lũ tập trung nhanh xuống vùng đồng bằng, nơi có độ dốc nhỏ và lòng sông nông, khiến khả năng thoát lũ kém Do không có đê, đại bộ phận dòng chảy lũ khi đến Ái Nghĩa và Giao Thủy đã chảy tràn bờ, gây lũ lụt cho toàn bộ hạ lưu.
Lũ và ngập lụt đã gây ra thiệt hại nghiêm trọng về người và tài sản trên toàn địa bàn, với số liệu từ năm 1997 đến 2007 cho thấy 589 người chết, 33 người mất tích, 1.550 người bị thương, và tổng thiệt hại về tài sản cơ sở hạ tầng lên tới 9.436,5 tỷ đồng.
Bảng 1.1 Thiệt hại do lũ gây ra từ năm 1997-2009
Năm Ngườ i ch ế t Ngườ i m ấ t tích Ngườ i b ị thương
Ngu ồ n: (Ban Ch ỉ huy phòng ch ố ng l ụ t bão t ỉ nh Qu ả ng Nam)
Theo thống kê, thiệt hại do lũ lụt gây ra ảnh hưởng nghiêm trọng đến con người và kinh tế, tỷ lệ thiệt hại tương ứng với mức độ lớn của lũ Hai năm 2006 và 2007 ghi nhận số người chết và bị thương cao, cùng với thiệt hại kinh tế lần lượt lên đến 1900 tỷ đồng và 2000 tỷ đồng.
Mặc dù thiệt hại về người trong năm 2007 giảm so với năm 2006, nhưng thiệt hại về kinh tế lại cao hơn Đến năm 2009, thiệt hại kinh tế ước tính lên tới 3.500 tỷ đồng Điều này có thể được giải thích bởi sự xuất hiện của thiên tai lớn trong bối cảnh kinh tế đang phát triển mạnh mẽ hơn trước, trong khi chúng ta thiếu một giải pháp quản lý rủi ro thiên tai hiệu quả Kết quả là, thiệt hại về kinh tế và con người sẽ gia tăng.
Tình hình nghiên c ứu trên lưu vực
Lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn hàng năm chịu ảnh hưởng nặng nề từ thiên tai bão lũ, dẫn đến nhiều nghiên cứu về mô phỏng dòng chảy lũ và thiệt hại do lũ Những nghiên cứu này là cơ sở quan trọng cho công tác quản lý lũ, giúp giảm thiểu tác động tiêu cực từ thiên tai.
Nghiên cứu về biến động của thiên tai, cụ thể là lũ lụt và hạn hán, tại tỉnh Quảng Nam trong bối cảnh biến đổi khí hậu đã được thực hiện bởi Vũ Thị Thu Lan và Hoàng Thanh Sơn Đề tài này áp dụng mô hình MIKE 11 – GIS cho lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn, nhằm phân tích và đánh giá tác động của thiên tai trong khu vực.
Nam, mô hình đượ c áp d ụ ng trong quá trình d ự báo, c ả nh báo thiên tai nh ằ m qu ả n lý các r ủ i ro, gi ả m thi ể u thi ệ t h ại do lũ lụ t gây ra ở đây.
“Xây d ự ng b ản đồ ng ậ p l ụ t vùng h ạ lưu sông Vu Gia – Thu B ồ n” Tr ần Văn
Tình, 2013, tác gi ả đã vậ n d ụ ng b ộ mô hình HEC (HEC – HMS, HEC – RAS và
HEC – GeoRAS kết hợp với dữ liệu GIS để mô phỏng diễn biến ngập lụt và độ sâu ngập tại lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn, dựa trên trận lũ năm 2009 và các trận lũ tương ứng với tần suất thiết kế 2%, 2% và 5% Nghiên cứu này nhằm cung cấp cái nhìn sâu sắc về tình hình ngập lụt trong khu vực, giúp các nhà quản lý và quy hoạch có cơ sở để đưa ra các biện pháp phòng ngừa và ứng phó hiệu quả hơn.
T Ổ NG QUAN V Ề LƯU VỰ C VÀ MÔ HÌNH NGHIÊN C Ứ U
Đặc điểm đị a lý t ự nhiên
H ệ th ố ng sông Vu Gia - Thu B ồ n bao g ồ m sông Thu B ồ n và sông Vu Gia
Chúng n ằ m ph ầ n l ớ n trên t ỉ nh Qu ả ng Nam và thành ph ố Đà Nẵ ng Gi ớ i h ạ n t ừ
14 0 54 đế n 16 0 13 vĩ Bắ c và 107 0 13 đế n 108 0 44 kinh Đông Diệ n tích t ự nhiên c ủ a lưu vự c là 10.350 km 2 kho ả ng 87,5% trên t ổ ng di ệ n tích c ủ a Qu ảng Nam và Đà
N ẵ ng là 11.988 km 2 Đường chia nước qua các đỉnh núi cao như đỉ nh A Tu ấ t cao
500m, đỉnh Mang cao 1.708 m, đỉ nh Ba Na cao 1 483m, đỉnh Lĩnh cao 2.598m, đỉnh Hoàn Ba cao 1.358m, đỉ nh Núi Chúa cao 1.362m
- Phía B ắc giáp lưu vực sông Hương.
- Phía Nam giáp lưu vự c sông Trà B ồng, Trà Khúc và lưu vự c sông Mekong
- Phía Tây giáp biên gi ớ i Vi ệ t – Lào
- Phía Đông là cửa sông đổ th ẳ ng ra bi ể n
Khu vực nghiên cứu tỉnh Quảng Nam – Đà Nẵng là một địa điểm quan trọng cho các nghiên cứu về thủy lợi Tại đây, các trường đại học như Đại học Thủy lợi đóng vai trò chủ chốt trong việc phát triển và ứng dụng công nghệ trong lĩnh vực này Nghiên cứu tại khu vực này không chỉ giúp cải thiện hệ thống thủy lợi mà còn góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân địa phương.
2.1.2 Đặc điểm địa hình Địa hình lưu vự c sông Vu Gia - Thu B ồ n n ằ m ở sườn đông dãy Trường Sơn nên có độ d ố c trung bình c ủa lưu vự c khá l ớ n, kho ả ng 25.5% Do vùng núi giáp biên và độ d ố c l ớn nên lưu v ự c h ầu như không có vùng trung lưu Sông sau khi ra kh ỏ i mi ền núi đổ ngay xu ố ng d ải đồ ng b ằ ng h ẹ p, h ầu như nằ m ngang r ồ i tr ự c ti ế p đổ th ằ ng vào bi ển Đông Độ cao trung bình c ủa lưu vự c là 552 m Toàn b ộ lưu vự c có hướ ng d ốc theo hướ ng Tây Nam – Đông Bắ c, nh ấ t là ở phía thượng lưu Xuôi về h ạ lưu hướ ng Tây – Đông rõ rệ t
2.1.3 Đặc điểm địa chất thổ nhưỡng
Lưu vự c sông Vu Gia – Thu B ồ n n ằm trong các đới đị a t ầ ng c ủa 3 đớ i ki ế n t ạo Khâm Đức, A Vương – Sê Công và Nông Sơn.
- Đới A Vương – Sê Công chi ế m ph ầ n l ớ n di ệ n tích phía B ắc lưu vự c hình thành m ộ t n ế p l ớ n có tr ục á vĩ tuyế n Phía B ắc đớ i gi ớ i h ạ n b ởi đứ t g ẫy Sơn Trà – A
Trép, phía Nam b ởi đứ t g ẫ y Tam K ỳ - Phước Sơn
Đới Nông Sơn nằm ở trung tâm vùng nghiên cứu, được bao bọc bởi các đứt gãy địa chất quan trọng Phía Bắc giáp đứt gãy sông Vu Gia, phía Nam là đứt gãy Thăng Bình – Hiệp Đức, và phía Tây là đứt gãy Sông Tranh.
- Đới Khâm Đứ c có c ấ u trúc ph ứ c t ạ p, b ị bi ế n c ả i nhi ề u l ầ n, gi ớ i h ạ n v ớ i các đớ i khác b ởi đứ t g ẫ y Tam K ỳ - Phước Sơn ở phía B ắc, đứ t g ẫy Hương Nhượ ng – Tà
Vi ở phía Nam, đứ t g ẫ y Pô Cô ở phía Tây
Tỉnh Quảng Nam có tổng diện tích 1.040.683 ha, được hình thành từ chín loại đất khác nhau, bao gồm cồn cát, đất cát ven biển, đất phù sa sông, đất phù sa biển, đất xám bạc màu, đất đỏ vàng, đất thung lũng, và đất bạc màu xói mòn trơ sỏi đá.
Trong tổng diện tích 1.040.683 ha, diện tích đất lâm nghiệp chiếm tỷ lệ lớn nhất, cho thấy tầm quan trọng của việc quản lý và phát triển bền vững nguồn tài nguyên rừng Các hoạt động lâm nghiệp không chỉ đóng góp vào kinh tế địa phương mà còn bảo vệ môi trường sinh thái, duy trì đa dạng sinh học và cải thiện chất lượng cuộc sống của người dân Việc khai thác và sử dụng hợp lý diện tích đất lâm nghiệp sẽ mang lại lợi ích lâu dài cho cả cộng đồng và thiên nhiên.
(49.4%), k ế ti ếp là đấ t dành cho s ả n xu ấ t nông nghi ệp, đấ t th ổ cư và đấ t chuyên dùng
Bảng 2.1 Diện tích đất sử dụng tỉnh Quảng Nam
Lo ại đấ t T ổ ng di ệ n tích (ha) T ỷ l ệ (%) Đấ t lâm nghi ệ p 430.033 41.33 Đấ t chuyên dùng 26.133 2.5 Đấ t th ổ cư 6.890 0.67 Đất chưa sử d ụ ng 466.951 44.87
2.1.4 Th ảm phủ thực vật và rừng
Lưu vực sông Thu Bồn có tỷ lệ che phủ cao, đạt trên 50% diện tích Khu vực núi phía đông dãy Trường Sơn rậm rạp, trong khi vùng đồi núi thấp ít hoang vu nhờ đất bazalt đã phong hóa, nơi đây được trồng nhiều cây công nghiệp và cây ăn quả.
T ỉ nh Qu ả ng Nam có 425.921 ha r ừ ng, t ỷ l ệ che ph ủ đạ t 40,9%; tr ữ lượ ng g ỗ c ủ a t ỉ nh kho ả ng 30 tri ệ u m 3 Di ệ n tích r ừ ng t ự nhiên là 388.803 ha, r ừ ng tr ồ ng là
Thành ph ố Đà Nẵ ng Di ện tích đấ t lâm nghi ệp trên đị a bàn thành ph ố là
67.148 ha, t ậ p trung ch ủ y ế u ở phía Tây và Tây B ắ c thành ph ố
2.1.5 H ệ thống sông ngòi trên lưu vực
Sông Vu Gia – Thu B ồ n b ắ t ngu ồ n t ừ vùng núi cao c ủa sườn phía Đông dãy
Trường Sơn là khu vực có nhiều sông ngắn với độ dốc lớn Tại vùng núi, lòng sông hẹp và có nhiều ghềnh thác, thường uốn khúc từ 1 đến 2 lần Ranh giới giữa trung lưu và hạ lưu lòng sông tương đối rộng và nông, với nhiều cồn bãi giữa Ở hạ lưu, lòng sông thường thay đổi, bờ sông thấp nên hàng năm vào mùa lũ, nước thường tràn vào gây ngập lụt đồng ruộng và làng mạc.
Hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn bao gồm hai nhánh chính là Vu Gia và Thu Bồn Tại hạ lưu, hai sông này kết nối với nhau qua sông Quảng Huế, nơi mà một phần dòng chảy của sông Vu Gia được chuyển sang sông Thu Bồn Sông Quảng Huế nằm cách Quảng Huế khoảng 16 km.
Vĩnh Diệ n l ạ i d ẫ n m ột lượng nướ c t ừ sông Thu B ồn đổ l ạ i sông Vu Gia a, Sông Thu B ồn
Sông Thu B ồ n b ắ t ngu ồ n t ừ vùng núi cao trên 2.000m, nơi giáp giớ i 3 t ỉ nh
Qu ả ng Nam, Kon Tum, và Qu ả ng Ngãi Sông ch ảy theo hướ ng Nam – B ắc, đế n
Phước Hội là một con sông chảy ra biển theo hướng Tây Nam - Đông Bắc, và đến Giao Thủy, sông chuyển hướng Tây - Đông để đổ ra biển tại Cửa Đại Tính từ nguồn đến cửa biển, sông có một hành trình dài và phong phú.
Nông Sơn, sông Thu Bồn dài 126 km, có lưu vự c r ộ ng kho ả ng 3.150 km 2 Sông
Thu B ồ n có nhi ều chi lưu đáng kể là:
- Sông Tranh dài 196 km có lưu vự c r ộ ng 644 km2
- Sông Khang dài 57 km có lưu vự c r ộ ng 609 km2
- Sông Trường Giang dài 29 km có lưu vự c r ộ ng 446 km2 b, Sông Vu Gia
Sông Vu Gia g ồ m nhi ề u nhánh sông h ợp thành, đáng kể là các sông Đak Mi
(sông Cái), sông Bung, sông A Vương, sông Con, sông Vu Gia có chi ều dài đế n Ái
Nghĩa là 166 km, sông Cẩ m L ệ là 189 km, đế n c ử a sông t ại Đà Nẵ ng là 204 km
Di ện tích lưu vực đến Ái Nghĩa là 5.180 km 2
Sông Đắc Mi bắt nguồn từ những đỉnh núi cao trên 2.000 m thuộc tỉnh Kon Tum, có chiều dài 129 km, chảy theo hướng Bắc - Nam và đổ vào sông Bung.
Lưu vự c sông Cái r ộ ng kho ả ng 1.900 km 2
- Sông Bung b ắ t ngu ồ n t ừ nh ữ ng dãy núi cao ở phía Tây B ắ c, ch ảy theo hướ ng
Tây - Đông, dài 131 km có lưu vự c r ộ ng 2.530 km 2 Sông Bung có nhi ề u nhánh nh ỏ, đáng kể là sông A Vương dài 84 km, có lưu vự c r ộ ng 898 km 2
- Sông Con b ắ t ngu ồ n t ừ vùng núi cao huy ệ n Hiên ch ảy theo hướ ng chính là
Bắc-Nam là một khu vực dài 47 km với diện tích rộng lớn lên đến 627 km² Nơi đây nổi bật với sự hiện diện của Đại học Thủy Lợi, một cơ sở giáo dục uy tín chuyên đào tạo các chuyên ngành liên quan đến thủy lợi và quản lý tài nguyên nước Đại học Thủy Lợi không chỉ đóng góp vào việc phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao mà còn thúc đẩy nghiên cứu và ứng dụng công nghệ trong lĩnh vực thủy lợi.
Đặc điểm khí tượ ng, th ủy văn
Lưu vực sông Thu Bồn có đặc điểm khí hậu đặc trưng của vùng Quảng Nam – Đà Nẵng, được hình thành chủ yếu do chế độ gió mùa và các biến động thời tiết do bão.
T ổ ng b ứ c x ạ th ự c t ế trong lưu vực hàng năm vào khoả ng t ừ 135 đế n
150kCal/cm 2 , thu ộ c lo ạ i cao ở nướ c ta T ổng lượ ng b ứ c x ạ t ổ ng c ộ ng trong mùa khô
(t ừ tháng I đế n VIII) chi ế m 70 – 73% Cán cân b ứ c x ạ ở Qu ả ng Nam – Đà Nẵ ng cũng thuộ c lo ạ i cao nh ất nướ c ta
Do lượ ng b ứ c x ạ m ặ t tr ờ i phong phú nên t ổ ng nhi ệ t ở lưu vự c và c ả t ỉ nh
Quảng Nam – Đà Nẵng có độ cao trung bình từ 800-1.000m với nhiệt độ đạt đến 7.500 oC Nhiệt độ không khí bình quân hàng năm là 25.5 oC, trong đó tháng VII có nhiệt độ cao nhất với mức trung bình 34.2 oC Ngược lại, nhiệt độ thấp nhất xuất hiện vào tháng XII và tháng I, dao động từ 21.1 oC đến 21.2 oC.
Bảng 2.2 Nhiệt độ không khí bình quân nhiều năm
Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm Đà
Kỳ 21.0 21.8 24.0 26.0 26.7 27.0 26.8 26.8 25.7 24.1 22.3 20.4 24.4 Đơn vị : o C dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai hoc thuy loi dai
Vùng nghiên cứu có số giờ nắng từ 1860 đến 2400 giờ, với tháng có số giờ nắng nhiều nhất là tháng 5 Đối với vùng đồng bằng ven biển, trung bình đạt 260 - 264 giờ/tháng, tương đương 8.4 giờ/ngày Tháng có số giờ nắng ít nhất là tháng 12.
Bảng 2.3 Tổng số giờ nắng tháng, năm trung bình nhiều năm
Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Lượng bốc hơi trong lưu vực có sự biến đổi hàng năm rất nhỏ, ngược lại với lượng mưa Bốc hơi diễn ra mạnh mẽ từ đồng bằng lên miền núi, đặc biệt cao nhất vào các tháng khô nóng từ tháng 5 đến tháng 8, khi độ ẩm thấp và nhiệt độ cao.
Bảng 2.4 Lượng bốc hơi các tháng, năm trung bình nhiều năm
Trạm I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Trà My 38 60 72 81 78 68 75 71 56 43 30 27 699 Đơn vị: mm
2.2.1.5 Độ ẩm Độ ẩm không khí tương đố i c ủa lưu vự c là kho ảng 80% đến 90% Độ ẩ m l ớ n nh ấ t xu ấ t hi ện vào các tháng mùa đông, nhất là các ngày có gió mùa Đông Bắ c ho ạ t động gây mưa lớn Trong các tháng này, độ ẩm tương đối thường cao hơn 85%
Sự chênh lệch độ ẩm không khí giữa mùa khô và mùa mưa thường xuất phát từ các vùng núi có độ ẩm cao, lan tỏa xuống các khu vực ven biển Tháng Bảy được ghi nhận là tháng có độ ẩm thấp nhất trong năm.
Bảng 2.5 Độ ẩm trung bình và thấp nhất trung bình nhiều năm
Trạm Yếu tố I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Năm
Hướng gió đóng vai trò quan trọng trong thiết kế và hoạt động của gió mùa, với tần suất hướng gió thay đổi theo thời gian Sự duy trì hướng gió thường phụ thuộc vào vị trí địa lý và ảnh hưởng của các điều kiện tự nhiên.
Tốc độ gió mạnh thường xảy ra ở đồng bằng ven biển, với mùa đông ghi nhận từ 15 đến 25 m/s theo hướng Bắc và Đông Bắc Trong khi đó, mùa hè, tốc độ gió mạnh có thể đạt đến 20 m/s.
Lượng mưa trên lưu vực sông Thu Bồn rất lớn, đặc biệt ở khu vực thượng lưu, với lượng mưa trung bình đạt khoảng 2000-2200 mm Điều này cho thấy sự phong phú về nguồn nước tại khu vực này.
3000mm Đặ c bi ệ t ở Trà My là tâm mưa lớ n nh ấ t trong khu v ự c Qu ả ng Nam – Đà
N ẵng, lượng mưa lên tớ i 4000mm
Trong lưu vực, mưa có sự phân hóa khá sâu s ắ c theo không gian và th ờ i gian
S ự phân b ố lượng mưa giả m d ầ n v ề phía bi ể n
Chế độ mưa trong lưu vực biến động qua các năm, với lượng mưa hàng năm có thể chênh lệch đáng kể so với trung bình nhiều năm Sự biến đổi này ảnh hưởng đến các hoạt động nông nghiệp và quản lý tài nguyên nước, đòi hỏi sự theo dõi và phân tích liên tục để đảm bảo sự phát triển bền vững trong khu vực.
1.000mm Trong hai tháng mưa lớ n nh ấ t (X – XI), lượng mưa dao độ ng trong ph ạ m vi 500 – 600mm, cá bi ệ t có nh ững năm lên đế n 1.200 – 1.500 mm
Mưa lớn thường xảy ra vào tháng X và tháng XI, với cường độ mưa rất lớn, có thể lên đến 100 mm/h Thời điểm này, các trận mưa thường gây ra lũ lớn trên sông Lượng mưa có xu hướng giảm dần từ miền núi cao xuống ven biển.
H ệ th ố ng sông Vu Gia-Thu B ồ n có hai tr ạ m th ủy văn đo lưu lượ ng: tr ạ m
Nông Sơn nằm trên sông Thu Bồn với diện tích lưu vực khoảng 3.150 km², trong khi trạm Thành Mỹ nằm trên sông Vu Gia có diện tích lưu vực khoảng 1.850 km².
Nghiên cứu dòng chảy chủ yếu dựa vào tài liệu của hai trạm, bắt đầu quan trắc từ năm 1976 Dựa trên tài liệu thực đo, các tham số thống kê được tính toán, từ đó phân tích biến đổi dòng chảy tháng và dòng chảy năm.
Bảng 2.6 Hế số biến động dòng chảy Cv
Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII năm
Dòng chảy lũ ở tỉnh Quảng Nam diễn ra hàng năm từ tháng 10 đến tháng 12, nhưng không ổn định Nhiều năm, lũ bắt đầu từ tháng 9 và có những năm kéo dài sang tháng 1 năm sau Điều này cho thấy tình hình lũ lụt tại Quảng Nam rất phức tạp và khó lường.
Tình hình dân sinh, kinh t ế và xã h ộ i
Tính đến năm 2006, dân số lưu vực Vu Gia-Thu Bồn đạt khoảng 1.873.000 người, chiếm 73.7% tổng dân số của tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng, với mật độ dân số cao.
Năm 2006 số dân trong độ tu ổi lao động toàn lưu vực 908.650 ngườ i, chi ế m
48.5% dân s ố, trong đó ngành nông lâm ngư nghiệ p chi ế m 54.6% (Qu ả ng Nam
75.6%, thành ph ố Đà Nẵ ng 20.34%)
2.3.3 Nông nghi ệp và thủy sản
Tính đến cuối năm 2000, tổng diện tích đất nông nghiệp đang sử dụng trong lưu vực là 83.251 ha, trong đó diện tích đất chưa đưa vào sản xuất nông nghiệp chiếm 7.6% tổng diện tích đất tự nhiên của lưu vực.
Tính đến năm 2006, ngành nuôi trồng thủy sản đã phát triển toàn diện ở cả ba vùng nước ngọt, nước mặn và nước lợ Hiện tại, diện tích nuôi trồng thủy sản trong lưu vực đạt 710 ha, với sản lượng trung bình khoảng 1,05 tấn/ha/năm.
2.3.4 Công nghi ệp và tiểu thủ công nghiệp
T ừ ngày gi ải phóng đế n nay, m ặ t tr ậ n công nghi ệ p và ti ể u th ủ công nghi ệ p
Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng đã có sự phát triển mạnh mẽ trong ngành công nghiệp và xây dựng Từ năm 1996 đến 2000, giá trị sản lượng của ngành này tăng bình quân hàng năm đạt 14.77% Trong giai đoạn 2000 - 2006, tỷ lệ tăng trưởng đạt 15.27% Đặc biệt, tỷ trọng công nghiệp trong GDP đã tăng từ 32.95% vào năm 2000 lên 41.03% vào năm 2006, cho thấy sự chuyển mình rõ rệt của nền kinh tế khu vực.
2.3.5 Du l ịch và dịch vụ
Tỉnh Quảng Nam nổi bật với hơn 125 km bờ biển và nhiều bãi tắm sạch sẽ, thu hút du khách Nơi đây còn có hai di sản văn hóa thế giới là phố cổ Hội An và Thánh địa Mỹ Sơn, cùng với nhiều di tích lịch sử văn hóa phong phú Các hoạt động văn hóa đặc sắc như hát tuồng và hát đối cũng góp phần tạo nên sức hấp dẫn cho du lịch tại Quảng Nam.
Thành ph ố Đà Nẵ ng có b ờ bi ể n dài 30km v ớ i nhi ề u bãi t ắm đẹp như Non
Nướ c, M ỹ Khê Ngoài ra thiên nhiên còn ưu đãi ban cho thành phố các khu b ả o t ồ n thiên nhiên đặ c s ắc như: khu bả o t ồ n thiên nhiên Bà Nà, khu b ả o t ồ n thiên nhiên
Sơn Trà và khu văn hóa lịch sử môi trường Nam Hải Vân không chỉ là những địa điểm nghiên cứu khoa học và phát triển du lịch sinh thái của Đà Nẵng, mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ môi trường và điều hòa khí hậu.
2.3.6 Giao thông Đường bộ: có đườ ng 1A, 14, 14B, 14D, t ổ ng chi ề u dài 413 km Mạng lưới đường bộ nhìn chung lạc hậu, chất lượng kém, nhiều tuyến đường xuống cấp và bị xói lở nghiêm trọng, đặc biệt là khu vực miền núi. Đường sắt: tuy ến đườ ng s ắ t B ắ c - Nam ch ạ y qua vùng nghiên c ứ u kho ả ng 75 km, là đầ u m ố i giao thông xuyên su ố t t ừ B ắc đế n Nam góp ph ầ n v ậ n chuy ể n hàng hóa hành khách trong đị a ph ận lưu vự c, t ỉ nh và bên ngoài Đường thủy: n ằ m ở trung độ c ả nướ c, v ấn đề giao thông đườ ng bi ể n c ủ a thành ph ố khá thu ậ n l ợ i, t ừ đây có các tuyến đườ ng bi ển đi hầ u h ế t các c ả ng l ớ n c ủ a Vi ệ t Nam và trên th ế gi ớ i Đường hàng không: sân bay qu ố c t ế Đà Nẵ ng n ằ m ngay gi ữ a lòng thành ph ố là m ộ t trong 3 sân bay l ớ n nh ấ t c ả nước, sau sân bay Tân Sơn Nhấ t (thành ph ố H ồ Chí
Sân bay Nội Bài, nằm ở Hà Nội, có tổng diện tích khu vực lên đến 842 ha, trong đó diện tích dành cho hàng không dân dụng là 150 ha.
Tình hình s ố li ệu khí tượ ng th ủy văn lưu vự c nghiên c ứ u
Hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn có mạng lưới trạm khí tượng thủy văn phong phú với tổng cộng 24 trạm, bao gồm 3 trạm khí tượng chính tại Đà Nẵng, Tam Kỳ và Trà My, cùng với 11 trạm đo mưa phân bố tại các khu vực như Trao, Khâm Đức, Bà Nà, Sơn Phước, Tiên Sa, Cẩm Lệ, và Quế Sơn.
Thăng Bình, Tiên Phước, Phú Ninh và Đứ c Phú có tổng cộng 9 trạm thuỷ văn, bao gồm 2 trạm đo lưu lượng tại Thành Mỹ và Nông Sơn, cùng với 7 trạm đo mực nước tại Hiệp Đức và Hội An.
Khách, Câu Lâu, Giao Thu ỷ, Ái Nghĩa, Vĩnh Điệ n, H ộ i An), t ạ i 9 tr ạ m thu ỷ văn đề u có đo m ưa
- S ố li ệu lưu lượ ng gi ờ c ủ a tr ạm Nông Sơn trên sông Thu Bồ n, tr ạ m Thành
M ỹ trên sông Vu Gia, s ố li ệu lưu lượng có đượ c t ừ năm 1976 đến năm nay
Số liệu mưa bình quân ngày được sử dụng trong các phép tính toán, bao gồm các trạm mưa tại Thành Mỹ, Nông Sơn, Tam Kỳ, Ái Nghĩa, Câu Lâu, Đà Nẵng, Cẩm Lệ và Hội An.
Các trạm mưa tại Hội An, Khâm Đức, Tiên Phước, Trà My, và Trao (Hiên) đã được ghi nhận dữ liệu từ năm 1976 đến nay Để đảm bảo tính đồng nhất của chuỗi số liệu mưa cho hai trường hợp tính toán thử nghiệm và kiểm định, đã sử dụng chuỗi số liệu quan trắc dài và đầy đủ từ 13 trạm mưa.
L ự a ch ọn phương pháp và các công cụ nghiên c ứ u
2.5.2 L ựa chọn các công cụ nghiên cứu
Các mô hình mưa dòng chả y
• Mô hình Ltank do PGS.TS Nguy ễn Văn Lai đề xu ất năm 1986 và ThS
Nghiêm Tiến Lam đã phát triển giao diện máy tính trên ngôn ngữ VisualBasic, dựa trên mô hình Tank gốc của tác giả Sugawara (1956) Mô hình toán mưa dòng chảy này tập trung vào quá trình trao đổi lượng ẩm giữa các tầng mặt, ngầm lưu vực và bốc hơi Ứng dụng này rất hiệu quả cho các lưu vực vừa và nhỏ.
Mô hình HEC-HMS, phát triển từ HEC-1 bởi Trung tâm Thủy văn Kỹ thuật Quân đội Hoa Kỳ, là công cụ tính toán dòng chảy mưa hiệu quả cho các lưu vực sông lớn và nhỏ Mô hình này tích hợp các cải tiến về kỹ thuật tính toán và khoa học thủy văn, giúp mô phỏng dòng chảy từ số liệu mưa một cách chính xác Các thành phần mô tả lưu vực sông bao gồm các công trình thủy lợi và nhánh sông, với kết quả được thể hiện dưới dạng sơ đồ và bảng biểu dễ hiểu cho người sử dụng HEC-HMS cũng có khả năng kết nối với cơ sở dữ liệu DSS của mô hình thủy lực HEC-RAS, mang lại sự tiện lợi tối đa trong việc phân tích và quản lý tài nguyên nước.
Mô hình NAM được xây dựng vào năm 1982 tại Khoa học Thủy văn Viện Kỹ thuật Thủy động lực và Thủy lực thuộc Đại học Kỹ thuật Đan Mạch Mô hình này dựa trên nguyên tắc các bể chứa theo chiều thẳng đứng và hồ chứa tuyến tính Nó tính toán quá trình mưa – dòng chảy bằng cách sử dụng phương pháp liên tục, cho phép xác định hàm lượng ẩm trong các bể chứa riêng biệt và sự tương tác giữa chúng.
Các mô hình thủy văn chỉ cung cấp kết quả về quá trình dòng chảy tại các điểm khống chế của lưu vực, do đó, chúng không đủ khả năng tự độc lập để đưa ra thông tin về diện tích và mức độ ngập lụt Để có được những thông tin này, cần phải kết hợp với các công cụ khác như GIS hoặc sử dụng các mô hình thủy động lực học hai chiều.
• Mô hình VRSAP ti ề n thân là mô hình KRSAL do c ố PGS.TS Nguy ễn Như
Khuê đã được xây dựng và sử dụng rộng rãi tại Việt Nam trong 25 năm qua, là mô hình tính toán thủy văn – thủy lực cho dòng chảy một chiều trong hệ thống sông ngòi liên quan đến động ruộng và các khu chứa khác Dòng chảy trong các đoạn sông được mô tả bằng phương trình Saint-Venant đầy đủ Các khu chứa nước và ô ruộng trao đổi nước với sông qua cống điều tiết, dẫn đến việc phân chia các khu chứa và ô ruộng thành hai loại chính: loại kín trao đổi nước qua cống điều tiết và loại hở trao đổi nước qua mặt tràn hoặc trực tiếp gắn với sông như các khu chứa thông thường.
Mô hình VRSAP không phải là mô hình thương mại, mà là một mô hình có mã nguồn mở, thích hợp cho những người có kiến thức sâu về đại học thủy lợi Tuy nhiên, đối với công tác dự báo cảnh báo nhanh chóng cho khu vực miền Trung, mô hình này chưa thể hiện tính phù hợp.
• Mô hình KOD-01 và KOD-02 c ủ a GS.TSKH Nguy ễ n Ân Niên phát tri ể n d ự a trên k ế t qu ả gi ả i h ệ phương trình Saint -Venant d ạ ng rút g ọ n, ph ụ c v ụ tính toán th ủ y l ự c, d ự báo lũ…
• Mô hình WENDY do Vi ệ n th ủ y l ự c Hà Lan (DELFT) xây d ự ng cho phép tính toán th ủ y l ự c dòng ch ả y h ở , xói lan truy ề n, chuy ể n t ả i phù sa và xâm nh ậ p m ặ n
Mô hình HEC-RAS, do Trung tâm Thủy văn Kỹ thuật Quân đội Hoa Kỳ phát triển, được sử dụng để tính toán thủy lực cho hệ thống sông Phiên bản mới nhất của mô hình đã được cập nhật với các mô-đun tính toán vận chuyển bùn cát và tải khuếch tán, nâng cao khả năng phân tích và dự đoán các hiện tượng thủy văn.
HEC-RAS được phát triển để mô phỏng dòng chảy trong hệ thống sông, với sự tương tác hai chiều giữa dòng chảy trong sông và dòng chảy vùng đồng bằng lũ Khi mực nước trong sông tăng cao, nước sẽ tràn qua bãi, gây ngập vùng đồng bằng Ngược lại, khi mực nước trong sông giảm, nước sẽ chảy trở lại vào sông.
Mô hình MIKE, được phát triển bởi Viện Thủy lực Đan Mạch (DHI), tích hợp nhiều công cụ mạnh mẽ để giải quyết các vấn đề cơ bản liên quan đến tài nguyên nước Tuy nhiên, đây là một mô hình thương mại với chi phí bản quyền cao, nên không phải cơ quan nào cũng có đủ điều kiện để sử dụng.
MIKE 11 là một mô hình một chiều được sử dụng để mô phỏng các kênh hở, bãi ven sông và vùng ngập lũ Mô hình này cho phép kết hợp các ô ruộng, giúp phân tích và dự đoán kết quả thủy lực trong từng ô ruộng một cách hiệu quả.
Mô hình MIKE 11 nổi bật với nhiều ưu điểm so với các mô hình khác, bao gồm khả năng liên kết với GIS và tích hợp với các mô hình thành phần của bộ MIKE như mô hình mưa rào - dòng chảy NAM, mô hình thủy động lực học 2 chiều MIKE 21, và các mô hình dòng chảy nước dưới đất Nó cũng hỗ trợ tính toán vận chuyển tài khuyết tán, vận hành công trình, và tính toán quá trình phù dưỡng Hệ phương trình sử dụng trong mô hình là hệ phương trình Saint-Venant một chiều không gian, nhằm mục đích tìm ra quy luật diễn biến mực nước và lưu lượng dọc theo chiều dài sông hoặc kênh dẫn theo thời gian.
MIKE 21 và MIKE FLOOD là mô hình thủy động lực học dòng chảy hai chiều, được ứng dụng rộng rãi tại Việt Nam và trên toàn thế giới để tính toán vùng ngập lũ Mô hình MIKE 21 HD chuyên mô phỏng mực nước và dòng chảy trên sông, vùng cửa sông, vị nh và ven biển, cho phép mô phỏng dòng chảy không ổn định theo hai chiều ngang đối với một lớp dòng chảy.
MIKE 21 HD có thê mô hình hóa dòng ch ả y tràn v ớ i nh ững điề u ki ện đượ c tính đế n bao g ồ m: ng ập và tiêu nướ c cho vùng tràn, tràn b ờ , dòng qua công trình th ủ y l ợ i, th ủ y tri ề u và n ước dâng do mưa bão.
MIKE 21, mặc dù có độ chính xác cao, nhưng vẫn gặp khó khăn trong việc mô phỏng quá trình ngập lụt tại các khu vực sông với điều kiện ngập thấp Để tối ưu hóa các ưu điểm và hạn chế nhược điểm của cả hai mô hình một chiều và hai chiều, DHI đã phát triển công cụ MIKE FLOOD để tích hợp cả hai mô hình này.
MIKE FLOOD là m ộ t công c ụ t ổ ng h ợ p cho vi ệ c nghiên c ứ u các ứ ng d ụ ng v ề vùng bãi tràn và các nghiên c ứ u v ề dâng nước do mưa bão Ngoài ra, MIKE
FLOOD còn có th ể nghiên c ứ u v ề tiêu thoát nước đô thị , các hi ện tượ ng v ỡ đậ p, thi ế t k ế công trình th ủ y l ợ i và ứ ng d ụ ng tính toán cho các vùng c ử a sông l ớ n
MIKE FLOOD đượ c s ử d ụ ng khi c ầ n có s ự mô t ả hai chi ề u ở m ộ t s ố khu v ự c
Mô hình MIKE 21 cần được kết hợp với mô hình một chiều MIKE 11 trong các trường hợp mà sự thay đổi dòng chảy của sông được điều tiết bởi các công trình phức tạp như cửa van, ống điều tiết và các công trình thủy lợi đặc biệt Mô hình MIKE 11 có thể cung cấp điều kiện biên cho mô hình MIKE 21 và ngược lại, tạo ra một hệ thống mô phỏng hiệu quả cho việc quản lý và điều tiết dòng chảy.
