Mô phỏng và xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai

Bài viết Mô phỏng và xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai nghiên cứu đánh giá mức độ ngập lụt cho khu vực là vô cùng quan trọng, đây là cơ sở để xây dựng quy trình vận hành hồ chứa, đề ra các biện pháp phòng chống ngập lụt và hạn chế tác động do ngập lụt gây ra; Đồng thời cũng là cơ sở để quy hoạch phát triển kinh tế–xã hội một cách bền vững.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mô phỏng và xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Bài báo khoa học Mô phỏng và xây dựng bản đồ ngập lụt hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai Lê Thanh Quảng1*, La Đức Dũng2, Trần Ngọc Anh3 1 Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Nam Bộ; lequangwru@gmail.com 2 Tổng cục Khí tượng Thủy văn; dunglakttv@gmail.com 3 Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội; tranngocanh@hus.edu.vn *Tác giả liên hệ: lequangwru@gmail.com; Tel.: +84–359285776 Ban Biên tập nhận bài: 15/1/2023; Ngày phản biện xong: 20/2/2023; Ngày đăng bài: 25/3/2023 Tóm tắt: Ngập lụt khu vực hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai chịu tác động bởi 4 nguyên nhân chính: mưa, thủy triều, xả lũ hồ chứa, lũ thượng nguồn bên phía Cam Pu Chia tràn về. Nghiên cứu đã ứng dụng mô hình MIKE FLOOD để mô phỏng và xây dựng bản đồ ngập lụt cho khu vực hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai. Bộ thông số mô hình được hiệu chỉnh và kiểm định với các chuỗi số liệu của các năm lũ lớn 1999 và 2000 cho kết quả tương quan tốt giữa số liệu tính toán và thực đo. Từ đó bộ mô hình được sử dụng để mô phỏng và đánh giá ngập lụt theo các kịch bản ảnh hưởng của tổ hợp các tác nhân gây ngập lụt: xả lũ hồ chứa, lũ thượng nguồn, mưa lớn và triều cường. Dựa trên kết quả tính toán thủy lực và xây dựng bản đồ ngập lụt sẽ xác định được mức độ ảnh hưởng của các tác nhân gây ngập tới từng khu vực cụ thể, từ đó hỗ trợ cho các cơ quan hữu quan đưa ra các giải pháp chống ngập thích hợp cho từng vùng, đồng thời làm cơ sở cho công tác quy hoạch phát triển kinh tế xã hội một cách bền vững. Từ khóa: MIKE FLOOD; Ngập lụt. 1. Đặt vấn đề Khu vực hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai nằm trên địa phận của 5 tỉnh: TPHCM, Đồng Nai, Bình Dương, Tây Ninh, Long An. Khu vực này là nơi tập trung đông dân cư với nhiều đô thị lớn, đồng thời là trung tâm kinh tế của cả nước. Hàng năm khu vực này luôn phải đối mặt và chịu ảnh hưởng của nhiều loại hình thiên tai khác nhau nhưng tiêu biểu nhất là lũ và ngập lụt. Trung bình mỗi năm xảy ra từ 1 đến 2 trận lũ, gây thiệt hại đáng kể cho khu vực. Trận lũ năm 1952 và năm 2000 là hai trận lũ lớn từng xảy ra trong lịch sử, bão lũ đã tàn phá và gây ngập lụt nghiêm trọng cho khu vực Nam Bộ, cuốn trôi nhiều nhà cửa và tài sản của người dân, nghiêm trọng nhất là có nhiều người chết và mất tích do lũ lụt. Hiện tượng ngập lụt do mưa lớn và triều cường ở các khu đô thị xảy ra thường xuyên, gây thiệt hại kinh tế và làm đảo lộn đời sống sinh hoạt của người dân. Hiện nay đã có nhiều biện pháp phòng chống ngập lụt lụt được đề ra, nhiều công trình chống ngập được đầu tư xây dựng; tuy nhiên vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu chống ngập thực tế nên ngập lụt vẫn xảy ra thường xuyên. Vì vậy, việc nghiên cứu đánh giá mức độ ngập lụt cho khu vực là vô cùng quan trọng, đây là cơ sở để xây dựng quy trình vận hành hồ chứa, đề ra các biện pháp phòng chống ngập lụt và hạn chế tác động do ngập lụt gây ra; đồng thời cũng là cơ sở để quy hoạch phát triển kinh tế–xã hội một cách bền vững. Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2023, 747, 9-20; doi:10.36335/VNJHM.2023(747).9-20 http://tapchikttv.vn/ Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2023, 747, 9-20; doi:10.36335/VNJHM.2023(747).9-20 10 Trong những năm gần đây, việc ứng dụng mô hình toán trong dự báo, cảnh báo và đánh giá ngập lụt được áp dụng rất nhiều trên thế giới [1–3], một số mô hình phổ biển hiện đang được sử dụng như: MIKE, HEC, DELFT3D… Ở Việt Nam, việc sử dụng mô hình toán để mô phỏng ngập lụt đã có từ lâu và ứng dụng cho nhiều hệ thống sông [4–13], một số mô hình được xây dựng và phát triển bởi chuyên gia trong nước [9–10], còn lại phần lớn ứng dụng những mô hình nước ngoài để mô phỏng ngập lụt mà tiêu biểu nhất là bộ mô hình MIKE [11–13]; do khả năng ứng dụng rộng rãi cho nhiều bài toán thủy lực, giao diện dễ sử dụng, tốc độ tính toán nhanh nên được sử dụng trong nhiều nghiên cứu về ngập lụt. Hiện nay, đã có một số nghiên cứu ứng dụng mô hình toán để mô phỏng và đánh giá ngập lụt cho khu vực thuộc hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai [14–18]. Tuy nhiên những nghiên cứu trước thường chỉ tập trung mô phỏng ngập lụt trong một phạm vi nhỏ, đồng thời các kịch bản xả lũ hồ chứa không còn quá phù hợp với những quy định mới trong quy trình vận hành liên hồ chứa được ban hành trong những năm gần đây [19–22]. Vì vậy, nghiên cứu đã ứng dụng mô hình MIKE FLOOD để mô phỏng ngập lụt tương ứng với các kịch bản cụ thể, đồng thời sử dụng kết quả đó để đánh giá mức độ ngập lụt cho khu vực hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai. 2. Phương pháp nghiên cứu 2.1. Khu vực nghiên cứu Khu vực hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai là phần lưu vực được giới hạn từ sau hồ Trị An, Dầu Tiếng, Phước Hòa và từ thượng lưu sông Vàm Cỏ Đông, Vàm Cỏ Tây ra tới cửa biển, diện tích khu vực khoảng 14000 km2 thuộc địa phận của 5 tỉnh: TPHCM, Đồng Nai, Bình Dương, Tây Ninh, Long An (Hình 1). Vùng nghiên cứu thuộc khu vực nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, một năm có hai mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô. Mùa mưa thường bắt đầu từ tháng 5 đến hết tháng 11, lũ thường xuất hiện trong giai đoạn mùa mưa từ tháng 8 đến tháng 11; mùa khô từ tháng 12 tới tháng 5 năm sau; lượng mưa trung bình nhiều năm khoảng 2200 mm. Hình 1. Bản đồ khu vực hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai. Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2023, 747, 9-20; doi:10.36335/VNJHM.2023(747).9-20 11 Khu vực nghiên cứu có mạng lưới sông ngòi dày đặc, các sông lớn thuộc khu vực như: sông Đồng Nai, sông Sài Gòn, sông Vàm Cỏ Đông, sông Vàm Cỏ Tây, sông Bé; ngoài vai trò cung cấp nguồn nước, sông ngòi khu vực hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai còn là tuyến đường thủy quan trọng kết nối các khu vực khác ở trong và ngoài nước. Phía thượng lưu là ba hồ chứa lớn: hồ Trị An, hồ Dầu Tiếng, hồ Phước Hòa; các hồ chứa có vai trò đặc biệt quan trọng trong việc cung cấp nước ngọt, phát điện và đẩy mặn trong mùa khô. Vào giai đoạn mùa khô, các sông trên khu vực ch ...