Luận văn thạc sĩ " NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE TỪNG BƯỚC HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ DỰ BÁO LŨ SÔNG HỒNG – THÁI BÌNH "

Chia sẻ: Phạm Huy | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:124

Thêm vào BST

Báo xấu

135
lượt xem 42
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Lũ lụt là thiên tai lớn nhất đe dọa nước Việt Nam ta, nhất là ở miền Bắc vì tổn thất nhân mạng có thể đến mức độ khủng khiếp. Trong vòng 100 năm qua, đồng bằng sông Hồng – Thái Bình đã có 26 trận lũ lớn. Các trận lũ lớn này đa số xảy ra vào tháng 8, nhằm vào cao điểm của mùa mưa bão. Đặc biệt cơn lũ vào tháng 8 năm 1971 đã làm vỡ đê Sông Hồng và 100,000 người đã bị thiệt mạng. Đây là cơn lũ lớn nhất trong vòng 250 năm nay ở miền Bắc, và...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn thạc sĩ " NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE TỪNG BƯỚC HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ DỰ BÁO LŨ SÔNG HỒNG – THÁI BÌNH "

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Đặng Thị Lan Phương NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE TỪNG BƯỚC HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ DỰ BÁO LŨ SÔNG HỒNG – THÁI BÌNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÀ NỘI – 2012 i
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Đặng Thị Lan Phương NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE TỪNG BƯỚC HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ DỰ BÁO LŨ SÔNG HỒNG – THÁI BÌNH Chuyên ngành: Thủy văn học Mã số: 604490 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. LƯƠNG TUẤN ANH HÀ NỘI - 2012 ii
MỤC LỤC MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC MÔ HÌNH VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU DỰ BÁO LŨ............................................................................................................... 4 1.1.Giới thiệu chung .................................................................................................... 4 1.2.Một số nghiên cứu dự báo lũ trên thế giới.............................................................. 4 1.3.Một số nghiên cứu dự báo lũ ở Việt Nam .............................................................. 6 1.4. Cơ sở lý thuyết của mô hình ............................................................................... 12 1.4.1. Mô hình MIKE NAM ..................................................................................... 12 1.4.2. Mô hình thủy lực MIKE 11 – HD ................................................................... 19 1.4.3. Mô hình Mike 21 ............................................................................................ 28 CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ LŨ LỤT HỆ THỐNG SÔNG HỒNG – THÁI BÌNH.................................................................................... 30 2.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên ............................................................................... 30 2.1.1. Vị trí địa lý ...................................................................................................... 30 2.1.2. Địa hình ........................................................................................................... 31 2.1.3. Địa chất ........................................................................................................... 34 2.1.4. Thổ nhưỡng ..................................................................................................... 36 2.1.5. Lớp phủ thực vật.............................................................................................. 38 2.2. Nguyên nhân hình thành và một số đặc điểm của chế độ mưa - lũ ...................... 36 2.2.1. Một số hình thế thời tiết chủ yếu gây mưa lớn ................................................. 36 2.2.2. Chế độ mưa ..................................................................................................... 38 2.2.3.Đặc điểm chung về chế độ dòng chảy ............................................................... 39 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH MIKE DỰ BÁO LŨ HỆ THỐNG SÔNG HỒNG – THÁI BÌNH ............................................................................................... 48 3.1. Sơ đồ thủy văn thủy lực trên hệ thống sông Hồng – Thái Bình ........................... 48 3.1.1. Sơ đồ thủy văn................................................................................................. 48 3.1.2. Sơ đồ thủy lực.................................................................................................. 52 3.2. Điều kiện biên và điều kiện ban đầu ................................................................... 57 iii
3.3. Hiệu chỉnh và kiểm nghiệm mô hình thủy văn .................................................... 58 3.4. Hiệu chỉnh và kiểm nghiệm mô hình thủy lực..................................................... 63 3.4.1. Kết quả với phương pháp kiểm tra chéo........................................................... 64 3.4.2. Kết quả với trường hợp phân cấp ..................................................................... 81 3.5. Kết nối mô hình truyền triều và mô hình thủy lực trong sông.............................. 87 3.6. Dự báo thử nghiệm ............................................................................................. 89 3.6.1. Quy trình tiến hành dự báo............................................................................... 90 3.6.2. Cơ sở đánh giá chất lượng dự báo .................................................................... 91 3.6.3. Cập nhật sai số tính toán .................................................................................. 92 3.6.4. Kết quả dự báo thử nghiệm .............................................................................. 95 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................. 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 106 iv
MỤC LỤC HÌNH Hình 1. 1. Sơ đồ lưới trạm dự báo thượng lưu sông Hồng........................................7 Hình 1. 2. Sơ đồ tính toán thủy lực hệ thống sông Hồng – Thái Bình.......................9 Hình 1. 3: Cấu trúc mô hình MIKE........................................................................12 Hình 1. 4. Cấu trúc mô hình NAM.........................................................................14 Hình 1. 5. Nhánh sông với các điểm lưới xen kẽ....................................................21 Hình 1. 6. Hình dạng các điểm lưới xung quanh nút mà tại đó ba nhánh gặp nhau.21 Hình 1. 7. Hình dạng các điểm lưới và các nút trong một mô hình hoàn chỉnh.......22 Hình 1. 8. Ma trận nhánh trước khi khử .................................................................23 Hình 1. 9. Ma trận nhánh sau khi khử ....................................................................24 Hình 1. 10. Giao điểm của ba nhánh sông.............................................................. 24 Hình 2. 1. Lưu vực sông Hồng - Thái Bình – phần Việt Nam ................................ 31 Hình 2. 2. Địa hình lưu vực sông Hồng - Thái Bình - phần Việt Nam....................32 Hình 2. 3. Bản đồ thổ nhưỡng phần thuộc lãnh thổ Việt Nam trên lưu vực sông Hồng-Thái Bình.....................................................................................................38 Hình 2. 4. Bản đồ lượng mưa trung bình nhiều năm lưu vực sông Hồng-Thái Bình phần lãnh thổ Việt Nam.........................................................................................38 Hình 2. 5. Mạng lưới sông ngòi và một số công trình trọng điểm trên sông thuộc lưu vực sông Hồng - Thái Bình....................................................................................41 Hình 3. 1. Bản đồ phân chia các lưu vực bộ phận cho lưu vực sông Hồng – Thái Bình (sơ đồ cũ)......................................................................................................48 Hình 3. 2. Bản đồ phân chia các lưu vực bộ phận cho lưu vực sông Hồng – Thái Bình (sơ đồ mới) ...................................................................................................51 Hình 3. 3. Sơ đồ tính toán thủy văn trên hệ thống sông Hồng – Thái Bình.............51 Hình 3. 4. Các nhánh sông được cập nhật trong sơ đồ tính trên sông Đà................53 Hình 3. 5. Các nhánh sông được cập nhật trong sơ đồ tính trên sông Hồng............53 Hình 3. 6. Các nhánh sông được cập nhật trong sơ đồ tính khu vực Hải Phòng......54 Hình 3. 7. Sơ đồ tính toán thủy lực hệ thống sông Hồng-Thái Bình .......................55 v
Hình 3. 8. Thông số các hồ chứa đã được cập nhật vào mô hình thủy lực ..............56 Hình 3. 9. Đường quá trình mực nước thực đo và tính toán tại trạm Lai Châu, Tạ Bú năm 2007...............................................................................................................60 Hình 3. 10. Đường quá trình mực nước thực đo và tính toán tại trạm Lai Châu, Tạ Bú năm 2009 .........................................................................................................61 Hình 3. 11. Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính toán đến hồ Sơn La, năm 2011 ......................................................................................................................61 Hình 3. 12. Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính toán đến hồ Sơn La, năm 2010 ......................................................................................................................61 Hình 3. 13. Đường quá trình lưu thực đo và tính toán đến hồ Hòa Bình, năm 201162 Hình 3. 14. Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính toán đến hồ Hòa Bình, năm 2010 ......................................................................................................................62 Hình 3. 15. Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính toán đến hồ Tuyên Quang, năm 2011...............................................................................................................62 Hình 3. 16. Đường quá trình lưu lượng thực đo và tính toán đến hồ Tuyên Quang, năm 2010...............................................................................................................63 Hình 3. 17. Kết quả hiệu chỉnh mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (HC2006)..69 Hình 3. 18. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ06-07) .69 Hình 3. 19. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ06-08) .70 Hình 3. 20. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ06-09) .70 Hình 3. 21. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ06-10) .70 Hình 3. 22. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ06-11) .71 Hình 3. 23. Kết quả hiệu chỉnh mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (HC2007)..71 Hình 3. 24. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ07-06) .71 Hình 3. 25. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ07-08) .72 Hình 3. 26. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ07-09) .72 Hình 3. 27. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ07-10) .72 Hình 3. 28. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ07-11) .73 Hình 3. 29. Kết quả hiệu chỉnh mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (HC2008)..73 vi
Hình 3. 30. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ08-10) .73 Hình 3. 31. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ08-07) .74 Hình 3. 32. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ08-09) .74 Hình 3. 33. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ08-10) .74 Hình 3. 34. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ08-11) .75 Hình 3. 35. Kết quả hiệu chỉnh mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (HC2009)..75 Hình 3. 36. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ09-06) .75 Hình 3. 37. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ09-07) .76 Hình 3. 38. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ09-08) .76 Hình 3. 39. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ09-10) .76 Hình 3. 40. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ09-11) .77 Hình 3. 41. Kết quả hiệu chỉnh mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (HC2010)..77 Hình 3. 42. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ10-06) .77 Hình 3. 43. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ10-07) .78 Hình 3. 44. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ10-08) .78 Hình 3. 45. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ10-09) .78 Hình 3. 46. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ10-11) .79 Hình 3. 47. Kết quả hiệu chỉnh mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (HC2011)..79 Hình 3. 48. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ11-06) .79 Hình 3. 49. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ11-07) .80 Hình 3. 50. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ11-08) .80 Hình 3. 51. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ11-09) .80 Hình 3. 52. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại (KĐ11-09) .81 Hình 3. 53. Kết quả hiệu chỉnh mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại, năm 2007- Trường hợp 1.........................................................................................................84 Hình 3. 54. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại, năm 2009- Trường hợp 1.........................................................................................................84 Hình 3. 55. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại, năm 2010- Trường hợp 1.........................................................................................................84 vii
Hình 3. 56. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại, năm 2011- Trường hợp 1.........................................................................................................85 Hình 3. 57. Kết quả hiệu chỉnh mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại, năm 2009- Trường hợp 2.........................................................................................................85 Hình 3. 58. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại, năm 2008- Trường hợp 2.........................................................................................................85 Hình 3. 59. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại, năm 2007- Trường hợp 2.........................................................................................................86 Hình 3. 60. Kết quả hiệu chỉnh mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại, năm 2006- Trường hợp 3.........................................................................................................86 Hình 3. 61. Kết quả kiểm định mực nước tại Sơn Tây, Hà Nội, Phả Lại, năm 2008- Trường hợp 3.........................................................................................................86 Hình 3. 62. Địa hình khu vực Vịnh Bắc Bộ............................................................ 87 Hình 3. 63. Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo các trạm hạ lưu sông Hồng - Thái Bình trận lũ lớn năm 1996 .................................................................88 Hình 3. 64. Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo các trạm hạ lưu sông Hồng - Thái Bình trận lũ lớn năm 2002. ................................................................ 88 Hình 3. 65. Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo các trạm hạ lưu sông Hồng - Thái Bình trận lũ lớn năm 2006. ................................................................ 88 Hình 3. 66. Sơ đồ quy trình dự báo lũ sông Hồng Thái Bình..................................91 Hình 3. 67. Minh họa sai số biên và sai số pha.......................................................94 Hình 3. 68. So sánh kết quả dự báo mực nước hồ Sơn La năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 24 giờ................................................................................................ 97 Hình 3. 69. So sánh kết quả dự báo mực nước hồ Sơn La năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 48 giờ................................................................................................ 97 Hình 3. 70. So sánh kết quả dự báo lưu lượng đến hồ Sơn La năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 24 giờ.........................................................................................98 Hình 3. 71. So sánh kết quả dự báo lưu lượng đến hồ Sơn La năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 48 giờ.........................................................................................98 viii
Hình 3. 72. So sánh kết quả dự báo mực nước hồ Hòa Bình năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 24 giờ.........................................................................................98 Hình 3. 73. So sánh kết quả dự báo mực nước hồ Hòa Bình năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 48 giờ.........................................................................................99 Hình 3. 74. So sánh kết quả dự báo lưu lượng đến hồ Hòa Bình năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 24 giờ.........................................................................................99 Hình 3. 75. So sánh kết quả dự báo lưu lượng đến hồ Hòa Bình năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 48 giờ.........................................................................................99 Hình 3. 76. So sánh kết quả dự báo mực nước hồ Tuyên Quang năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 24 giờ....................................................................................... 100 Hình 3. 77. So sánh kết quả dự báo mực nước hồ Tuyên Quang năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 48 giờ....................................................................................... 100 Hình 3. 78. So sánh kết quả dự báo lưu lượng đến hồ Tuyên Quang năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 24 giờ ...........................................................................100 Hình 3. 79. So sánh kết quả dự báo lưu lượng đến hồ Tuyên Quang năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 48 giờ ...........................................................................101 Hình 3. 80. So sánh kết quả dự báo mực nước trạm Hà Nội năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 24 giờ....................................................................................... 101 Hình 3. 81. So sánh kết quả dự báo mực nước trạm Hà Nội năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 48 giờ....................................................................................... 101 Hình 3. 82. So sánh kết quả dự báo mực nước trạm Phả Lại năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 24 giờ....................................................................................... 102 Hình 3. 83. So sánh kết quả dự báo mực nước trạm Phả Lại năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 48 giờ....................................................................................... 102 Hình 3. 84. So sánh kết quả dự báo mực nước trạm Tuyên Quang năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 24 giờ....................................................................................102 Hình 3. 85. So sánh kết quả dự báo mực nước trạm Tuyên Quang năm 2011 và 2012 – thời gian dự kiến 48 giờ....................................................................................103 ix
MỤC LỤC BẢNG Bảng 2. 1. Các loại đất chính trên lưu vực sông Hồng –Thái Bình .........................36 Bảng 2. 2. Bảng tổng hợp độ che phủ rừng các tỉnh nằm trong hệ thống sông Hồng –Thái Bình (Đơn vị: ha) ........................................................................................35 Bảng 2. 3. Đặc trưng hình thái các lưu vực sông chính .........................................40 Bảng 3. 1. Các đặc trưng lưu vực phần thượng lưu hệ thống sông Hồng-Thái Bình..48 Bảng 3. 2. Các lưu vực bộ phận và trạm mưa được sử dụng để tính toán dự báo thủy văn cho các trạm thượng nguồn hệ thống sông Hồng – Thái Bình .........................49 Bảng 3. 3. Thông số mô hình NAM cho các lưu vực bộ phận ................................ 58 Bảng 3. 4. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm nghiệm mô hình mưa - dòng chảy .............60 Bảng 3. 5. Các trường hợp hiệu chỉnh và kiểm định mô hình MIKE 11 .................64 Bảng 3. 6. Các trường hợp hiệu chỉnh và kiểm định mô hình MIKE 11 theo các trường hợp mực nước tại Hà Nội ...........................................................................64 Bảng 3. 7. Kết quả xác định hệ số nhám trên các sông tương ứng với các năm ......65 Bảng 3. 8. Kết quả đánh giá chỉ số Nash-Sutcliffe tại các trạm trên hệ thống sông Hồng-Thái Bình theo phương pháp kiểm tra chéo..................................................68 Bảng 3. 9. Kết quả xác định hệ số nhám trên các sông ứng với các cấp mực nước.82 Bảng 3. 10. Kết quả đánh giá chỉ số Nash-Sutcliffe tại các trạm trên hệ thống sông Hồng-Thái Bình theo cấp mực nước......................................................................83 Bảng 3. 11. Kết quả đánh giá chỉ số NASH tại một số trạm trên hệ thống..............89 Bảng 3. 12. Tiêu chuẩn sai số dự báo cho phép tại một số vị trí............................. 92 Bảng 3. 13. Kết quả đánh giá ảnh hưởng sai số dự báo mưa đến dòng chảy...........93 Bảng 3. 14. Các tham số cập nhật sai số trong mô hình MIKE 11..........................95 Bảng 3. 15. So sánh kết quả đánh giá dự báo mùa lũ năm 2011 và 2012................96 x
MỞ ĐẦU Lũ lụt là thiên tai lớn nhất đe dọa nước Việt Nam ta, nhất là ở miền Bắc vì tổn thất nhân mạng có thể đến mức độ khủng khiếp. Trong vòng 100 năm qua, đồng bằng sông Hồng – Thái Bình đã có 26 trận lũ lớn. Các trận lũ lớn này đa số xảy ra vào tháng 8, nhằm vào cao điểm của mùa mưa bão. Đặc biệt cơn lũ vào tháng 8 năm 1971 đã làm vỡ đê Sông Hồng và 100,000 người đã bị thiệt mạng. Đây là cơn lũ lớn nhất trong vòng 250 năm nay ở miền Bắc, và số tổn thất nhân mạng vượt quá sức tưởng tượng so với tổn thất chừng 1000 người trong các cơn lũ lịch sử vào năm 1999 ở miền Trung và năm 2000 ở miền Nam. Trận lũ năm 1971 được liệt kê trong danh sách các trận lụt lớn nhất thế kỷ 20. Mưa lớn tập trung vào ngày 20-23/7/1986, tâm mưa lớn 300¸400mm ở trung, hạ lưu sông Lô, Thương và Lục Nam; lũ đặc biệt lớn đã xảy ra trên sông Cầu, Thương và Thái Bình; lũ lịch sử trên sông Lục Nam; lũ lớn trên sông Hồng, gây sạt lở, tràn, vỡ nhiều đê bối, đê địa phương thuộc các tỉnh Phú Thọ, Vĩnh Phúc, Hà Tây, Hà Nội, Bắc Ninh, Bắc Giang, Hải Dương, Hưng Yên,... Năm 1996 lũ đặc biệt lớn xảy ra ở hạ lưu sông Hồng, Thái Bình và Hoàng Long. Đỉnh lũ thực đo tại Hà Nội là 12,43m (hoàn nguyên là 13.30m) lúc 19 giờ ngày 21, vượt BĐ 3 là 0.93m, kéo dài 6 ngày trên BĐ 3; tại Phả Lại là 6,52m (7h/22), vượt BĐ 3 là 1.02m, duy trì trên BĐ 3 trong 7 ngày. Năm 2002: lụt ở Hà Nội, mưa lớn nhiều ngày trong khoảng tháng 8, hệ thống cống thoát đang cải tạo dở dang nên càng không thoát nước nổi, gây ngập úng trong nội thành suốt nhiều ngày liên tục. Năm 2008: ngập trên diện rộng, rất sâu do mưa liên tục với cường độ lớn từ đêm 30/10/2008 trở đi. Năm 2010: Mưa và lũ lớn làm ít nhất 46 người chết và 21 người bị mất tích. Phòng tránh lũ lụt là các biện pháp được lựa chọn nhằm hạn chế lũ lụt hoặc những thiệt hại do lũ lụt gây ra. Trong đó quan trọng nhất vẫn là vấn đề cảnh báo, dự báo lũ từ xa nhằm tránh tổn thất to lớn do lũ gây nên. Trải qua nhiều thời kỳ phát triển, cùng với sự lớn mạnh không ngừng của khoa học công nghệ thông tin nên công tác cảnh báo, dự báo lũ cũng có nhiều phát triển. Hiện nay trong thủy văn học đang tồn tại nhiều mô hình dự báo lũ khác nhau được áp dụng trong các công tác giảng dạy, nghiên cứu và dự báo cho các bộ ngành, địa phương ... Ở Việt Nam, nhiều mô hình đã được 1
xây dựng và áp dụng cho dự báo lũ cho hệ thống sông, có thể kể đến một số mô hình được sử dụng phổ biến như MIKE, SSARR, TANK, NAM, ANN, HEC1, HMS... Đối với lưu vực sông lớn như lưu vực sông Hồng – Thái Bình đã có rất nhiều đề tài nghiên cứu xây dựng công cụ tính toán và dự báo lũ tuy nhiên các đề tài này chưa thành một công nghệ hoàn chỉnh dùng để dự báo tác nghiệp. Còn nhiều vấn đề tồn tại chưa được giải quyết như biên đầu vào của mô hình bị ảnh hưởng bởi các hồ chứa trên các lưu vực bộ phận thuộc Trung Quốc, chưa cập nhật quy trình vận hành liên hồ mới, dự báo biên triều ở các cửa sông ... và vấn đề cập nhật sai số để áp dụng trong dự báo còn chưa được xem xét. Việc gắn kết với các mô hình thủy lực với các mô hình thuỷ văn phía thượng lưu để trở thành một công nghệ dự báo cho toàn hệ thống sông cũng còn là một vấn đề quan trọng trong công tác dự báo. Hiện nay, công tác dự báo lũ cho hệ thống sông Hồng – Thái Bình được thực hiện bởi nhiều cơ quan khác nhau như Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Trung Ương (TT DBKTTV TW), Viện Cơ học, Viện Quy hoạch Thủy lợi, Viện Khoa học Thủy lợi, Trường Đại học Thủy lợi... Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường cũng là đơn vị tham gia dự báo lũ hệ thống sông Hồng – Thái Bình. Trong quá trình công tác tại Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường, học viên đã tham gia vào công tác dự báo thủy văn tác nghiệp trên hệ thống sông Hồng – Thái Bình. Qua quá trình dự báo hàng năm, có thể nhận thấy công tác dự báo tác nghiệp còn tồn tại nhiều vấn đề cần giải quyết như dòng chảy khu giữa tính toán có độ chính xác chưa cao, mạng tính chưa được cập nhật thêm các hồ thủy điện mới xây, dữ liệu mặt cắt sông từ các hồ chứa ngược lên thượng lưu không có. Trước vấn đề thực tế như vậy, luận văn “Nghiên cứu ứng dụng mô hình Mike từng bước hoàn thiện công nghệ dự báo lũ sông Hồng – Thái Bình” đã được hình thành với mục tiêu: Từng bước nâng cao chất lượng dự báo lũ bằng mô hình MIKE 11 cho hệ thống sông Hồng-Thái Bình nhằm bảo đảm độ tin cậy, đáp ứng yêu cầu dự báo tác nghiệp. Với mục tiêu đã đặt ra, luận văn tập trung nghiên cứu các vấn đề sau: 2
(1) Cập nhật, bổ sung dữ liệu địa hình phục vụ cho việc thiết lập sơ đồ thủy lực cho toàn hệ thống sông, cập nhật các thông tin hồ chứa có tính đến quy trình hoạt động liên hồ chứa đã được ban hành (2) Phân chia lại lưu vực bộ phận trong mô hình thủy văn nhằm tăng độ chính xác trong quá trình dự báo lưu lượng đến các hồ. (3) Hiệu chỉnh và kiểm nghiệm mô hình thủy lực để chọn các bộ tham số phù hợp với điều kiện dự báo tác nghiệp. (4) Cập nhật sai số dự báo trong quá trình dự báo (5) Cập nhật, kết nối mô hình truyền triều vào các cửa sông phục vụ tăng cường chất lượng dự báo biên triều. Phạm vi nghiên cứu: - Về thời gian là mùa lũ (15/06-15/09) từ năm 2006 - 2012 - Về không gian: Mạng sông Hồng-Thái bình cùng với các hồ thủy điện lớn Trên cơ sở nội dung thực hiện luận văn ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo được bố cục thành 3 chương: Chương 1: Tổng quan về các mô hình và tình hình nghiên cứu dự báo lũ Chương 2: Đặc điểm điều kiện tự nhiên và lũ lụt hệ thống sông Hồng – Thái Bình Chương 3: Ứng dụng mô hình Mike dự báo lũ hệ thống sông Hồng – Thái Bình Trong quá trình thực hiện nghiên cứu, mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng do giới hạn về mặt thời gian luận văn không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong các thầy cô cùng đồng nghiệp góp ý để luận văn ngày càng có ý nghĩa hơn. 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC MÔ HÌNH VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU DỰ BÁO LŨ 1.1.Giới thiệu chung Việc nghiên cứu và dự báo mưa, lũ, lụt là vấn đề đã được rất nhiều cơ quan và tác giả trong cũng như ngoài nước quan tâm. Các kết quả nghiên cứu đã đạt được là những nền tảng cho công tác qui hoạch lũ và phát triển kinh tế xã hội. Tuy nhiên do những nhu cầu thực tế, đối tượng tiến hành nghiên cứu dự báo của các nghiên cứu có những đặc thù khác nhau như nghiên cứu dự báo lũ cho hệ thống sông chính, nghiên cứu dự báo lũ cho hồ chứa, cho vùng hạ du và nghiên cứu dự báo lũ cho việc quản lý và qui hoạch lưu vực... Những năm gần đây, Nhà nước đã dành sự quan tâm, đầu tư thích đáng đúng với tầm quan trọng của khu vực đồng bằng Bắc Bộ. Kinh tế xã hội phát triển cũng tạo ra nguy cơ thiệt hại do lũ lụt càng lớn. Do đó, việc cảnh báo, dự báo lũ lụt kịp thời và chính xác sẽ góp phần rất quan trọng để giảm thiệt hại về người và tài sản. Mặt khác, việc phát triển kinh tế xã hội cần gắn liền với công tác quy hoạch phòng chống lũ lụt thì sự phát triển đó mới bền vừng và có hiệu quả. 1.2. Một số nghiên cứu dự báo lũ trên thế giới Trên thế giới việc nghiên cứu, áp dụng các mô hình thủy văn, thủy lực cho các mục đích trên đã được sử dụng khá phổ biến; nhiều mô hình đã được xây dựng và áp dụng cho dự báo hồ chứa, dự báo lũ cho hệ thống sông, cho công tác qui hoạch phòng lũ. Một số mô hình đã được ứng dụng thực tế trong công tác mô phỏng và dự báo dòng chảy cho các lưu vực sông có thể được liệt kê ra như sau: Viện Thủy lực Đan Mạch (Danish Hydraulics Institute, DHI) xây dựng phần mềm dự báo lũ bao gồm: Mô hình NAM tính toán và dự báo dòng chảy từ mưa; Mô hình Mike 11 tính toán thủy lực, dự báo dòng chảy trong sông và cảnh báo ngập lụt. Phần mềm này đã được áp dụng rất rộng rãi và rất thành công ở nhiều nước trên thế giới. Trong khu vực Châu Á, mô hình đã được áp dụng để dự báo lũ lưu vực sông Mun-Chi và Songkla ở Thái Lan, lưu vực sông ở Bangladesh, và Indonesia. Hiện nay, 4
công ty tư vấn CTI của Nhật Bản đã mua bản quyền của mô hình, thực hiện những cải tiến để mô hình có thể phù hợp với điều kiện thuỷ văn của Nhật Bản. Wallingford kết hợp với Hacrow đã xây dựng phần mềm iSIS cho tính toán dự báo lũ và ngập lụt. Phần mềm bao gồm các môđun: Mô hình đường đơn vị tính toán và dự báo dòng chảy từ mưa; mô hình iSIS tính toán thủy lực, dự báo dòng chảy trong sông và cảnh báo ngập lụt. Phần mềm này đã được áp dụng khá rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới, đã được áp dụng cho sông Mê Kông trong chương trình Sử dụng Nước do ủy hội Mê Kông Quốc tế chủ trì thực hiện. ở Việt Nam, mô hình iSIS được sử dụng để tính toán trong dự án phân lũ và phát triển thủy lợi lưu vực sông Đáy do Hà Lan tài trợ. Trung tâm khu vực, START Đông Nam á (Southeast Asia START Regional Center) đang xây dựng "Hệ thống dự báo lũ thời gian thực cho lưu vực sông Mê Kông". Hệ thống này được xây dựng dựa trên mô hình thủy văn khu vực có thông số phân bố, tính toán dòng chảy từ mưa. Hệ thống dự báo được phân thành 3 phần: thu nhận số liệu từ vệ tinh và các trạm tự động, dự báo thủy văn và dự báo ngập lụt. Thời gian dự kiến dự báo là 1 hoặc 2 ngày. Viện Điện lực (EDF) của Pháp đã xây dựng phần mềm TELEMAC tính các bài toán thuỷ lực 1 và 2 chiều. TELEMAC-2D là phần mềm tính toán thủy lực 2 chiều, nằm trong hệ thống phần mềm TELEMAC. TELEMAC-2D đã được kiểm nghiệm theo các tiêu chuẩn nghiêm ngặt của Châu Âu về độ tin cậy; mô hình này đã được áp dụng tính toán rất nhiều nơi ở Cộng hòa Pháp và trên thế giới. Ở Việt Nam, mô hình đã được cài đặt tại Viện Cơ học Hà Nội và Khoa Xây dựng - Thuỷ lợi - Thuỷ điện, Trường Đại học Kỹ thuật Đà nẵng và đã được áp dụng thử nghiệm để tính toán dòng chảy tràn vùng Vân Cốc- Đập Đáy, lưu vực sông Hồng đoạn trước Hà Nội, và tính toán ngập lụt khu vực thành phố Đà Nẵng. Trung tâm kỹ thuật thủy văn (Mỹ) đã xây dựng bộ mô hình HEC-1 để tính toán thủy văn, trong đó có HEC-1F là chương trình dự báo lũ từ mưa và diễn toán lũ trong sông. Mô hình đã được áp dụng rất rộng rãi trên thế giới. ở Châu Á, mô hình đã được áp dụng ở Indonesia, Thái Lan. Mô hình cũng đã được áp dụng để tính toán lũ hệ 5
thống sông Thu Bồn ở Việt Nam. Gần đây, mô hình được cải tiến và phát triển thành HMS có giao diện đồ hoạ thuận lợi cho người sử dụng. Trong một nghiên cứu về hệ thống dự báo lũ cho sông Maritsa và Tundzha, Roelevink và cộng sự đã kết hợp sử dụng mô đun mưa - dòng chảy Mike 11-NAM và mô đun thủy lực Mike 11-HD để tiến hành dự báo. Các mô hình này đã được hiệu chỉnh sử dụng số liệu các trận lũ năm 2005 và 2006. Kết quả từ hai mô hình này được kết hợp sử dụng với phần mềm FloodWatch để kết xuất ra mực nước dự báo và các cảnh báo tại các điểm xác định. Kết quả cho thấy rằng, số liệu đầu vào quyết định độ lớn của thời gian dự kiến. Kết quả sẽ chính xác hơn nếu thời gian dự kiến ngắn và ngược lại. Trong nghiên cứu này cũng đã sử dụng chức năng cập nhật mực nước và lưu lượng tính toán theo mực nước và lưu lượng thực đo tại các vị trí biên đầu vào. 1.3. Một số nghiên cứu dự báo lũ ở Việt Nam Một số mô hình thủy lực đã được áp dụng có hiệu quả để diễn toán dòng chảy trong hệ thống sông và vùng ngập lụt ở nước ta. Mô hình SOGREAH đã được áp dụng thành công trong công tác khai thác, tính toán dòng chảy tràn trong hệ thống kênh rạch và các ô trũng; Mô hình MASTER MODEL ứng dụng trong nghiên cứu qui hoạch cho vùng hạ lưu sông Cửu Long vào năm 1988; Mô hình MEKSAL được xây dựng vào năm 1974 để tính toán sự phân bố dòng chảy mùa cạn và xâm nhập mặn trong vùng hạ lưu các sông; Mô hình VRSAP đã được áp dụng cho việc tính toán dòng chảy lũ và dòng chảy mùa cạn cho vùng đồng bằng; Mô hình SAL và mô hình KOD đã có những đóng góp đáng kể trong việc tính toán lũ và xâm nhập mặn đồng bằng cửa sông; Mô hình DHM đã được áp dụng thành công trong tính toán nguy cơ ngập lụt hạ lưu lưu vực Thu Bồn - Vũ Gia, và nghiên cứu thủy lực hạ lưu sông Hồng trong trường hợp giả sử vỡ đập Hoà Bình, Sơn La v.v. Đối với lưu vực sông Hồng-Thái Bình đã có một số nghiên cứu dự báo lũ tiêu biểu như: - Đề tài "Nghiên cứu xây dựng công cụ tính toán và dự báo dòng chảy lũ thượng lưu hệ thống sông Hồng" (Lê Bắc Huỳnh, TT DBKTTVTƯ) 6
Hình 1. 1. Sơ đồ lưới trạm dự báo thượng lưu sông Hồng (Nguồn:TTQGDBKTTVTW) Thành quả: Đã xây dựng được hệ thống dự báo thủy văn cho các lưu vực sông Đà, Thao, Lô, vận hành hồ chứa Hoà Bình và diễn toán lũ về hạ lưu đến trạm Sơn Tây, Hà Nội. Đề tài đã tạo dựng được nền tảng cho việc áp dụng mô hình thủy văn để dự báo lũ, kết quả tính toán của đề tài khá tốt và đã được TTDBKTTVTƯ bổ sung và đưa vào dự báo tác nghiệp. Cần nghiên cứu tiếp: (1) Đề tài có tính nghiên cứu cơ bản, chưa thành một công nghệ hoàn chỉnh để dùng vào dự báo tác nghiệp; (2) vì thiếu số liệu phía Trung Quốc cho nên đã phải xử lý biên trên bằng phương pháp hồi qui, vì thế có hạn chế về độ chính xác; (3) số liệu dùng trong tính toán và hiệu chỉnh mô hình là đến năm 1996, cần được cập nhật số liệu; (4) hơn nữa, nghiên cứu chỉ mới dừng lại ở dự báo thủy văn đến các trạm Sơn Tây và Hà Nội chưa có khả năng áp dụng cho cả hệ thống sông Hồng- Thái Bình. - Đề tài "Ứng dụng một số mô hình thích hợp để dự báo lũ thượng lưu hệ thống sông Thái Bình" (Nguyễn Lan Châu, TT DBKTTVTƯ). 7
Thành quả: Trên cơ sở phân tích các hình thế thời tiết gây mưa và chế độ nước lũ ở thượng lưu sông Thái Bình (sông Cầu, sông Thương, sông Lục Nam), đã nghiên cứu ứng dụng các mô hình TANK, NAM và phương pháp hồi quy bội để tính toán, dự báo quá trình dòng chảy lũ tại Thái Nguyên trên sông Cầu, Phủ Lạng Thương trên sông Thương và Lục Nam trên sông Lục Nam. Kết quả nghiên cứu cho thấy kết quả tính toán và dự báo dòng chảy lũ theo 3 mô hình nêu trên đều cho kết quả tốt. Mô hình đã được TT DBKTTVTƯ bổ sung và đưa vào dự báo tác nghiệp thử nghiệm từ năm 2000. Cần nghiên cứu tiếp: Cũng tương tự như đề tài ở trên, (1) Đề tài có tính nghiên cứu cơ bản, chưa thành một công nghệ hoàn chỉnh để dùng vào dự báo tác nghiệp; (2) gặp khó khăn trong giải quyết nước vật tại trạm Chũ, và chưa xét hết lượng gia nhập khu giữa, hạ lưu của các trạm tính toán; (3) nghiên cứu chỉ mới dừng lại ở dự báo thủy văn đến các trạm Thác Bưởi, Cầu Sơn, Chũ và Phả Lại, chưa có khả năng áp dụng cho cả hệ thống sông Hồng-Thái Bình. - Đề tài "Đánh giá khả năng phân lũ sông Đáy và sử dụng lại các khu phân chậm lũ" do 3 cơ quan cùng thực hiện đồng thời (Viện Khí tượng Thủy văn, Trường Đại học Thuỷ lợi, Viện Quy hoạch Thủy lợi). Thành quả: Đề tài đã giải quyết được phần thủy lực hạ lưu của hệ thống sông Hồng - Thái Bình. Xét đến trường hợp vận hành hồ Hoà Bình, Thác Bà, phân lũ sông Đáy và chậm lũ Tam Thanh, Lương Phú, Lương Phú - Quảng Oai. Đã có tiến hành dự báo thử nghiệm tại Viện Khí tượng Thủy văn, Trường Đại học Thuỷ lợi, Viện Quy hoạch Thủy lợi, tuy nhiên kết quả chưa được đánh giá. Cần nghiên cứu tiếp: (1) Mục tiêu của các đề tài chú trọng vào tính toán mô phỏng lũ để áp dụng cho quy hoạch phòng chống lũ, không chú trọng đến dự báo lũ; (2) Vì đây là mô hình thủy lực không cập nhật được sai số do sự thay đổi địa hình, thay đổi độ nhám lòng sông, cho nên kết quả chưa thể hịên được khả năng dự báo; (3) Không gắn kết với các mô hình thủy văn phía thượng lưu để trở thành một công nghệ dự báo cho toàn hệ thống sông Hồng-Thái Bình. 8
Yªn B¸i Tuyªn Quang Th¸c Huèng CÇu S¬n 1 141 H×nh s¬ ®å tÝnh to¸n thuû lùc 655 430 140 1 461 142 2 252 253 HÖ thèng s«ng Hång - Th¸i b×nh 656 431 s«ng L« 2 244 243 Th¸c Bµ s«ng Th¬ng 3 144 253 138 254 trong trêng hîp Sö dông hÖ thèng khu ph©n chËm lò 432 4 s«ng CÇu s«ng Ch¶y 245 244 145 254 137 5 255 138 139 139 146 Qu¶ng C 140 442 246 701 145 245 669 6 147 § ¸y 756 CÇu B¾c Giang Vô Quang 152 ã 757 670 158 255 256 g Ph Phó Cêng 427 428 429 443 s«n 247 246 LËp Th¹ch 702 671 7 263 699 703 426 161 257 672 448 s«ng Lôc Nam s«ng Cµ Lå s«ng Thao 8 ong 449 H¸t M«n Thîng 751 C ao Ph 677 Cèng V©n Cèc trµn 464 463 453 452 CÇu Th¨ng Long 165 Bèi VÜnh Têng 678 s«ng CÇu H¸t M«n H¹ 700 450 418 424 425 CÇu §uèng 18 170 4 CÇu §¸p CÇu 76 465 7 65 709 tr 19 710 75 3 N inh µ n 75 417 Ph¶ L¹i 19 20 171 Tr 4 Trung Hµ 20 s«ng Hång Ünh un s«ng Hång 466 BÕn M¾m nV gH 43 44 47 172 173 175 176 187 188 22 23 24 25 27 29 tr µ µ 30 31 32 43 47 201 202 48 m 21 26 28 467 ¾ 136 M 48 Cêng Phó trµn 202 203 752 ViÖt Tr× S¬n T©y 49 5 137 Õn Thîng C¸t BÕn Hå s«ng §uèng s«ng Kinh Thµy 75 258 450 Tam Thanh B 698 732 411 CÇu Long Biªn 133 V©n Cèc 516 517 520 522 h 8 697 78 ªn khu 259 50 711 712 468 523 K L¬ng Phó + 129 749 Qu¶ng Oai 718 261 §Ëp §¸y Hµ Néi 51 trµn 260 469 BÕn B×nh 262 698 Cèng L¬ng Phó 128 Chuèc 261 CÇu Ch¬ng D¬ng 470 C¸t Khª 719 52 127 Phó L¬ng s«ng §µ 265 53 477 54 478 579 1 s«ng TÝch 720 45 412 266 455 CÇu Hoµ L¹c CÇu Phó L¬ng 594 413 267 479 268 595 Vu 456 2 269 CÇu §S Phó L¬ng 45 414 270 CÇu Lai Vu 457 480 i 91 596 La 271 89 90 Trµn ®ª bèi 453 415 458 272 CÇu ng 88 thîng lu 459 273 597 89 454 416 CÇu Mai LÜnh 730 s« Mai LÜnh 460 274 602 87 275 394 401 396 399 64 603 BÕn B×nh 731 276 248 247 hå Hoµ B×nh 400 65 488 604 9 40 40 39 7 8 88 40 ChÝ Thuû 363 364 8 7 39 402 279 B¸ Nha 605 40 365 395 40 280 4 365 3 249 248 366 281 67 489 606 40 2 364 42 397 410 282 5 366 367 509 510 4 411 490 3 60 367 42 368 284 3 424 41 s«ng Gïa 41 398 414 368 369 2 287 491 607 5 250 249 42 399 415 369 492 Trung Trang 625 626 69 26 7 370 289 Ba Th¸ 608 42 493 4 400 416 290 609 251 250 401 428 9 292 42 71 s«ng MÝa 41 Hng CÇu TriÒu D¬ng 294 7 430 72 494 611 Khu 402 431 295 252 251 Yªn 495 511 512 612 296 73 Nh©m 418 Ch¬ng Mü - Mü §øc 432 TriÒu Chanh Ch÷ 496 CÇu Tiªn Cùu 433 298 Lang 613 403 43 43 5 299 D¬ng Hng Thi 4 436 300 203 204 222 223 229 370 406 437 438 74 223 497 513 s« n 43 301 204 205 207 211 222 224 229 230 gM 419 9 75 s«ng Luéc s«ng §¸y 302 679 498 514 íi 303 76 QuyÕt ChiÕn 615 KiÕn An 371 440 499 515 304 230 231 680 404 441 305 77 TiÒn TiÕn 231 232 232 372 306 616 44 2 307 s«ng Trµ Lý TX Th¸i B×nh 233 420 44 44 Kinh Khª 77 233 308 s«ng Th¸i B×nh 4 3 617 373 309 78 234 Th¸i B×nh 445 310 405 s«ng Hång 421 618 s«ng V¨n óc 311 235 T©n Lang 312 318 BÕn §Õ Gi¸n KhÈu 503 CÇu NiÖm 378 379 380 385 Phñ Lý 504 79 s«ng Trµ Lý 376 337 688 s«ng Ho¸ 381 382 383 384 446 448 449 447 342 689 505 s«ng Hoµng Long 79 407 408 409 410 CÇu Ninh B×nh 690 691 695 Ninh B×nh 236 622 343 Nam §Þnh 506 392 391 394 386 351 80 386 385 237 507 353 80 623 s«ng §µo 237 352 81 Trùc Ph¬ng 239 238 Trµ Lý Th¸i B×nh V¨n óc 240 83 355 239 238 508 624 83 393 395 396 356 241 LiÔu §Ò 84 kªnh QuÇn Liªu s«ng Ninh C¬ s«ng Hång 358 241 85 s«ng §¸y 357 242 86 242 86 361 363 Nh T©n Ninh C¬ Ba L¹t 362 243 87 Hình 1. 2. Sơ đồ tính toán thủy lực hệ thống sông Hồng – Thái Bình (Nguồn: Viện KH KTTV&MT) - Đề tài "Xây dựng công cụ mô phỏng số phục vụ cho đề xuất, đánh giá và điều hành các phương án phòng chống lũ sông Hồng - Thái Bình" (Viện Cơ học) Thành quả: Đã áp dụng một số các mô hình thủy lực như VRSAP, TL1, TL2, TELEMAC2-D để tính toán thuỷ lực cho hạ lưu hệ thống sông Hồng - Thái Bình, phân lũ sông Đáy và chậm lũ Tam Thanh, Lương Phú, Lương Phú - Quảng Oai. Đề tài đã thử nghiệm các mô hình rất công phu bằng các bài toán mẫu (test cases) để đảm bảo được khả năng áp dụng của các mô hình. Cần nghiên cứu tiếp: Tương tự như trường hợp ở trên, (1) như tên của đề tài đã nêu rõ, đề tài chỉ chú trọng vào tính toán mô phỏng lũ để áp dụng cho quy hoạch phòng chống lũ, không phải là mô hình dự báo lũ; (2) vì đây là mô hình thủy lực, do đó không cập nhật được sai số do sự thay đổi địa hình, thay đổi độ nhám lòng sông, cho nên kết quả chưa thể hiện được khả năng dự báo; (3) không gắn kết với các mô hình thủy văn phía thượng lưu để trở thành một công nghệ dự báo cho toàn hệ thống sông Hồng-Thái Bình. 9
- Đề tài "Đánh giá các hình thế thời tiết sinh lũ lớn phục vụ dự báo và cảnh báo trước khả năng có lũ lớn, lũ cực hạn trên hệ thống sông Hồng - Thái Bình" (Nguyễn Ngọc Thục, TT DBKTTVTƯ) Thành quả: Đề tài đã xây dựng công nghệ dự báo sớm lũ lớn; bước đầu sử dụng thông tin vệ tinh địa tĩnh xác định trường mưa trên lưu vực sông Hồng-Thái Bình phục vụ dự báo lũ trên hệ thống sông Hồng-Thái Bình; ứng dụng các thông tin Sinốp trong dự báo định lượng mưa và dự báo dòng chảy lũ thượng nguồn sông Hồng-Thái Bình. Đề tài đã có đóng góp lớn trong dự báo KTTV, đã đúc kết những kinh nghiệm tích lũy được trong công tác dự báo để thành một qui trình dự báo tương đối hoàn chỉnh. Kết quả của đề tài có thể áp dụng để tính toán cảnh báo mưa lớn áp dụng cho công nghệ dự báo lũ lớn hệ thống sông Hồng-Thái Bình. - Đề tài cấp Nhà nước “Nghiên cứu công nghệ tính toán kiểm soát lũ đồng bằng Bắc Bộ” (Viện Khoa học Thủy lợi) Đề tài này đang được thực hiện với các nội dung và đặc điểm sau: Xây dựng sơ đồ bố trí mạng lới thu thập thông tin, truyền tin phục vụ kiểm soát lũ; Xây dựng công nghệ truyền tin từ các điểm đo về trung tâm tính toán dự báo, giải mã, tính toán dự báo cho các trạm thượng nguồn; Tính toán thủy lực hạ lưu sông Hồng - Thái Bình. - Đề tài cấp Bộ “Xây dựng công nghệ tính toán dự báo lũ lớn hệ thống sông Hồng – Thái Bình” do PGS. TS. Trần Thục (Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường) làm chủ nhiệm. Đề tài bước đầu đã xây dựng công nghệ hoàn chỉnh cho tính toán dự báo lũ tác nghiệp cho toàn hệ thống sông Hồng - Thái Bình. Mô hình MIKE 11 được nghiên cứu áp dụng để tính toán dự báo lũ lớn cho hệ thống sông Hồng-Thái Bình với 25 sông chính và chia thành 52 nhánh sông bao gồm 792 mặt cắt. Một số tồn tại khi ứng dụng các kết quả của đề tài trong dự báo lũ trên hệ thống sông Hồng – Thái Bình: • Hiện tại trên hệ thống sông Hồng – Thái Bình đã có thêm một số hồ chứa đi vào hoạt động như hồ Tuyên Quang (2007) và hồ chứa Sơn La (2011), sơ đồ mô phỏng mạng sông trong hầu hết các đề tài đã thực hiện không còn phù hợp. Do 10