Hoàn thiện công nghệ dự báo lũ cho hệ thống sông hồng sông thái bình

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC.08/06-10 BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ DỰ BÁO

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC.08/06-10

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ DỰ BÁO LŨ CHO HỆ THỐNG SÔNG HỒNG - SÔNG THÁI BÌNH

MÃ SỐ KC.08.17/06-10

Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Cơ học

8618

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC.08/06-10

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ DỰ BÁO LŨ

CHO HỆ THỐNG SÔNG HỒNG - SÔNG THÁI BÌNH

MÃ SỐ KC.08.17/06-10

Chủ nhiệm đề tài Cơ quan chủ trì đề tài

Ban chủ nhiệm chương trình Bộ Khoa học và Công nghệ

VIỆN KHOA HỌC CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

VIỆN CƠ HỌC

BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I THÔNG TIN CHUNG

1 Tên đề tài: Hoàn thiện công nghệ dự báo lũ cho hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình

Mã số đề tài: KC.08.17/06-10

Thuộc Chương trình Khoa học và công nghệ phục vụ phòng tránh thiên tai, bảo

vệ môi trường và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên mã số KC.08/06-10

2 Chủ nhiệm đề tài:

Họ và tên: Hoàng Văn Lai

Ngày, tháng, năm sinh: 25/12/1949 Nam/ Nữ: Nam

Học hàm, học vị: Phó giáo sư, Tiến sỹ

Chức danh khoa học: Nghiên cứu viên chính

Điện thoại: Tổ chức: 04 38326519 Nhà riêng: 04 37670689 E-mail: hvlai@imech.ac.vn

Tên tổ chức đang công tác: Viện Cơ học

Địa chỉ tổ chức: 264 Đội Cấn, Ba Đình, Hà Nội

Địa chỉ nhà riêng: 79/40 số 11B, Dương Quảng Hàm, Hà Nội

3 Tổ chức chủ trì đề tài:

Tên tổ chức chủ trì đề tài: Viện Cơ học

Điện thoại: 04 38325541 Fax: 04 37622039

Website: www.imech.ac.vn

Địa chỉ: 264 Đội Cấn, Ba Đình, Hà Nội

Họ và tên thủ trưởng tổ chức: GS.TSKH Nguyễn Đông Anh

Số tài khoản: 931.01.086 tại Kho bạc Nhà nước Ba Đình

Tên cơ quan chủ quản đề tài: Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Thời gian (Tháng, năm)

Kinh phí (Tr.đ)

3 Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:

(Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xác định nhiệm vụ, xét

chọn, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực hiện nếu có);

văn bản của tổ chức chủ trì đề tài, dự án (đơn, kiến nghị điều chỉnh nếu có)

Số

TT

Số, thời gian ban hành

6 Số 173/VPCTTĐ-THKH,

ngày 06/4/ 2010

Văn bản về việc điều chỉnh thời gian thực hiện của Đề tài KC.08.17/06-10

4 Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài, dự án:

đã tham gia thực hiện

Nội dung tham gia chủ yếu

Sản phẩm chủ yếu đạt

được

Ghi chú*

Xây dựng công nghệ dự báo lũ hiện đại theo các yếu cầu của nghiệp vụ

dự báo Thử nghiệm đưa công nghệ dự báo lũ lụt

đã xây dựng vào dự báo tác nghiệp cho các mùa

lũ 2008-2009

Báo cáo chuyên đề số 3:

- Xây dựng kịch bản về chế độ điều tiết hồ chứa thượng nguồn

- Nghiên cứu ứng dụng các mô hình số trị dự báo định lượng mưa

- Nghiên cứu ứng dụng phương pháp lọc Kalman

-

Trung tâm Công nghệ Phần mềm Thuỷ lợi

Nâng cao tiện ích các phần mềm đã được xây dựng trên cơ sở kết nối với các công nghệ hiện đại nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho người khai thác cũng như người ra quyết định, cho việc chuyển giao công nghệ

Báo cáo chuyên đề số 5:

- Tìm hiểu phương pháp xây dựng giao diện nhập

số liệu của một số phần mềm nước ngoài được sử dụng phổ biến ở Việt Nam (Mike11 HD, MikeNAM, HEC-RAS, HEC-HMS)

- Nâng cao tiện ích các phần mềm: thuỷ văn Marine, thuỷ lực 1D, thuỷ lực 2D

lý Đê điều và Phòng chống Lụt bão

Xây dựng và thử

nghiêm sử dụng hệ

thống hỗ trợ ra quyết định đánh giá hiệu quả một số phương án điều hành hệ thống kiểm soát

lũ lụt trong bối cảnh phát triển kinh tế xã hội

Báo cáo chuyên đề 4.3: Phân tích và đánh giá trạng thái kỹ thuật của hệ thống kiểm soát lũ lụt sông Hồng - sông Thái Bình hiện nay

- Các giải pháp phòng chống lũ ở đồng bằng Sông Hồng

- Đánh giá chung hiệu quả của công trình thủy điện

Nghiên cứu áp dụng phương pháp đồng nhất hoá số liệu trong việc xây dựng chương trình xác định bộ các thông số của dòng chẩy một chiều và hai chiều nhằm nâng cao độ chính xác khả năng mô phỏng và

dự báo của các mô hình

Báo cáo chuyên đề 2.2: Nghiên cứu áp dụng phương pháp đồng nhất hoá số liệu

- Tổng quan về các phương pháp đồng hoá số liệu

- Các thuật toán tối ưu

- Kết nối mô đun đồng hóa số liệu với các mô hình thủy lực 1D

-

5 Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án:

(Người tham gia thực hiện đề tài thuộc tổ chức chủ trì và cơ quan phối hợp, không quá 10 người kể cả chủ nhiệm)

Nội dung tham gia chính Sản phẩm chủ yếu đạt được chú* Ghi

1 Nguyễn

Văn Điệp Nguyễn Văn Điệp Chủ nhiệm đề tài Xây dựng và bảo vệ Thuyết minh đề tài Chủ nhiệm đề

tài (đến tháng 1/2009) Chỉnh sửa báo cáo tóm tắt

và báo cáo tổng hợp

2 Hoàng Văn

Lai Hoàng Văn Lai Chủ trì Nội dung 2 Phó CN đề tài

Tham gia Nội dung 4, 5

P Chủ nhiệm đề tài Chủ nhiệm đề tài (từ tháng 2/2009) Chủ trì Nội dung 2 Chuẩn bị các báo cáo

3 Hà Ngọc

Hiến Hà Ngọc Hiến Đồng chủ trì Nội Thư ký

dung 4 Tham gia Nội dung 1, 5

Thư ký Chủ trì Nội dung 4 Tham gia Nội dung 1, 5 Chuẩn bị các báo cáo

6 Nguyễn

Lan Châu Nguyễn Lan Châu Chủ trì Nội dung 3 Tham gia Nội

dung 1, 5

Chủ trì Nội dung 3 Tham gia Nội dung 1, 5

7 Nguyễn

Văn Hạnh Nguyễn Văn Hạnh Chủ trì Nội dung 5 Tham gia Nội

dung 1, 2, 4

Chủ trì Nội dung 5 Tham gia Nội dung 1, 2, 4

8 Nguyễn

Hữu Phúc Nguyễn Thế Lương Đồng chủ trì Nội dung 4

Tham gia Nội dung 5

Tham gia Nội dung 4

Đồng chủ trì Nội dung 2

10 Nguyễn

Kim Đan

Nguyễn Kim Đan

Tham gia Nội dung 2, 4

Tham gia Nội dung 2, 4

Ghi chú*

Tham dự Hội nghị Quốc tế và trao đổi hợp tác; năm 2009;

88trvnđ; Pháp và Malta; 01 đoàn; 10 ngày; 01 người

1 Tham dự Hội nghị Quốc tế và

trao đổi hợp tác; năm 2009;

160 tr vnđ; Pháp và Malta; 01

đoàn; 07 ngày; 04 người

Trao đổi hợp tác khoa học và hoàn thành bài báo quốc tế;

năm 2010; 60tr vnđ; Pháp; 01 đoàn; 14 ngày; 01 người

7 Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:

Số

TT

Theo kế hoạch

(Nội dung, thời gian,

kinh phí, địa điểm )

Thực tế đạt được

(Nội dung, thời gian,

kinh phí, địa điểm )

Ghi chú*

1 - Hội thảo 1

(3 buổi*15 người *2 triệu)

Hội thảo chuyên đề do chuyên gia nước ngoài (LeDimet – Pháp) trình bày (5 ngày:24-28/3/2008), với kinh phí là 11 triệu đồng tại Viện Cơ học

2 - Hội thảo 2

(2 buổi*15 người *2 triệu)

Hội thảo chuyên đề do chuyên gia nước ngoài trình bày (Ryoichi FUKAGAWA, Nhật Bản) (3 ngày: 17-19/5/2010), với kinh phí là 6 triệu đồng tại Viện Cơ học

3 Semina nội bộ

(20 buổi *10 người* 1 triệu)

24 Semina của từng nhóm chuyên đề trong thời gian 3 năm với kinh phí là 31,1 triệu đồng tại Viện Cơ học

8 Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:

(Nêu tại mục 15 của thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, điều tra khảo sát trong nước và nước ngoài)

Thời gian

(Bắt đầu, kết thúc)

Người,

cơ quan thực hiện

1 Nội dung 1: Hoàn thiện và phát

triển các mô hình thuỷ văn nhằm

nâng cao độ chính xác và thời gian

dự báo phục vụ kịp thời công tác

điều hành hệ thống kiểm soát lũ

hiện tại và tương lai gần

2 Nội dung 2: Hoàn thiện và phát

triển các mô hình thuỷ lực nhằm

nâng cao độ chính xác và thời gian

dự báo phục vụ kịp thời công tác

điều hành hệ thống kiểm soát lũ

hiện tại và tương lai gần

3 Nội dung 3: Xây dựng công nghệ

dự báo lũ hiện đại theo các yếu

cầu của nghiệp vụ dự báo Thử

nghiệm đưa công nghệ dự báo lũ

lụt đã xây dựng vào dự báo tác

nghiệp cho các mùa lũ 2008-2009

4 Nội dung 4: Xây dựng và thử

nghiêm sử dụng hệ thống hỗ trợ ra

quyết định đánh giá hiệu quả một

số phương án điều hành hệ thống

kiểm soát lũ lụt trong bối cảnh

phát triển kinh tế xã hội

Nguyễn Thế Lương; Tăng Quốc Chính - Cục Quản

lý Đê điều và Phòng chống lụt bão;

5 Nội dung 5: Nâng cao tiện ích các

phần mềm đã được xây dựng trên

cơ sở kết nối với các công nghệ

hiện đại nhằm tạo điều kiện thuận

lợi cho người sử dụng cũng như

III SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI, DỰ ÁN

1 Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:

Thực tế đạt được

Phù hợp tiêu chuẩn quy định trong Quy

phạm Dự báo lũ

Số lượng: 01 công nghệ Chất lượng:

- Sử dụng các phương pháp mới để hoàn thiện công nghệ

dự báo lũ như: mô hình thủy văn phân bố, phương pháp sai phân Gordunov với kỹ thuật HLL, lọc Kalman, đồng hóa số liệu, tính toán song song …

- Mã nguồn của phần mềm được cải tiến thuận lợi cho việc kết nối và sử dụng

- Bổ sung các số liệu mới từ năm 2006 vào cơ sở dữ liệu

- Giao diện được cải tiến thuận lợi cho người sử dụng

- Công nghệ dự báo phù hợp tiêu chuẩn quy định trong Quy phạm Dự báo lũ

…với mô hình kinh

Các mô hình đã hiệu chỉnh, đảm bảo

độ tin cậy Hiện đại

tế trên hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình đảm bảo độ tin cậy cao

Công nghệ đã được thử nghiệm để:

- Dự báo lũ năm 2008, 2009

và 2010 (Văn phòng Ban chỉ đạo PCLBTƯ)

- Xây dựng Quy trình vận hành liên hồ chứa Sơn La, Hòa Binh, Tuyên Quang và Thác Bà năm 2010 (Công ty

tư vấn xây dựng điện I)

- Tính toán các phương án phục vụ xây dựng Quy trình vận hành liên hồ chứa Sơn

La, Hòa Binh, Tuyên Quang

và Thác Bà trong mùa lũ hàng năm (Cục Quản lý Tài nguyên Nước Bộ Thài nguyên và Môi trường)

- Các phần mềm được mô tả chi tiết (cả thuật toán và mã nguồn) Phần mềm được biên dịch và có đầy đủ hướng dẫn sử dụng

- Cơ sở dữ liệu được bổ sung các số liệu mới

- Đánh giá bước đầu của các

cơ quan sử dụng là đạt yêu cầu đã đề ra trong thuyết

minh đề tài

5 Báo cáo tổng

kết đề tài

Đầy đủ các nội dung đã thực hiện

Trình bày rõ ràng các kết quả mới đạt được của đề tài

Đầy đủ các nội dung đã đăng

ký

Trình bày rõ ràng các kết

quả mới đạt được của đề tài

Thực tế đạt được

Số lượng, nơi công bố

(Tạp chí, nhà xuất bản)

1 Tạp chí quốc tế 02 02 (Trình bày trong Báo cáo tóm tắt)

2 Tạp chí trong nước 04 05 (Trình bày trong Báo cáo tóm tắt)

3

Hội nghị chuyên

ngành trong và

ngoài nước

07 18 (Trình bày trong Báo cáo tóm tắt)

d) Kết quả đào tạo:

Số lượng

Số

TT

Cấp đào tạo, Chuyên

được

Ghi chú

(Thời gian kết thúc)

Ghi chú

(Thời gian kết thúc)

1

Đăng ký bảo hộ quyền sở

hữu công nghiệp cho bộ

Phòng lũ cho

hạ du sông Hồng

Nâng cao hiệu quả phát điện

và tích nước của các hồ chứa

2 Đánh giá về hiệu quả do đề tài mang lại:

a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:

(Nêu rõ danh mục công nghệ và mức độ nắm vững, làm chủ, so sánh với trình độ công nghệ so với khu vực và thế giới…)

− Các phương pháp và kỹ thuật sử dụng trong đề tài tương đương với trình độ khoa học và công nghệ của khu vực và thế giới trong những năm gần đây

− Phần mềm được xây dựng đều có mã nguồn, tạo điều kiện thuận lợi trong áp dụng và chuyển giao

b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:

(Nêu rõ hiệu quả làm lợi tính bằng tiền dự kiến do đề tài, dự án tạo ra so với các sản phẩm cùng loại trên thị trường…)

− Góp phần nâng cao khả năng kiểm soát lũ trên hệ thống sông Hồng sông Thái Bình

− Góp phần nâng cao hiệu quả phát điện và tích nước của các hồ chứa lớn trên thượng du sông Hồng

3 Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài, dự án:

Ghi chú

(Tóm tắt kết quả, kết luận chính, người chủ trì…)

I Báo cáo định kỳ

Lần 1 7/8/2008 a/ Về số lượng: Đã thực hoàn thành 50 báo cáo

chuyên đề trong đó có 3 báo cáo bổ sung (không trong đề cương) cần được thực hiện trong năm 2007

và 2008

b/ Về chất lượng: Các sản phẩm đã hoàn thành đạt

chất lượng theo yêu cầu

c/ Về tiến độ thực hiện:.Theo đúng tiến độ trong

Thuyết minh đề tài

d/ Về các nội dung khác:

- Đề tài đã cố gắng áp dụng kết quả nghiên cứu phục vụ công tác phòng chống lụt bào trên hệ thống sông Hồng-sông Thái Bình

- Đề tài đã tiến hành nghiên cứu sâu hơn (so với nội dung đã đăng ký trong Thuyết minh đề tài) về đồng hóa số liệu (mời giáo sư Le Dimet (CH Pháp thuyết trình, tổ chức một số chuyên đề về lọc Kalman, …) Lần 2 25/ 07/2009 a/ Về số lượng: Đã thực hoàn thành 39 báo cáo

chuyên đề trong đó có 2 báo cáo bổ sung (không có trong đề cương)

b/ Về chất lượng: Các sản phẩm đã hoàn thành đạt

chất lượng theo yêu cầu

c/ Về tiến độ thực hiện:.Theo đúng tiến độ trong

Thuyết minh đề tài

d/ Về các nội dung khác:

- Đề tài đã cố gắng áp dụng kết quả nghiên cứu phục vụ công tác phòng chống lụt bão trên hệ thống sông Hồng-sông Thái Bình

- Một số kết quả của đề tài đã đuợc báo cáo trong Hội nghị Cơ học toàn quốc tháng 4 năm 2009 tại Hà Nội và trong Hội thảo Cơ học Thủy khí tháng 7 năm

2009 tại Đà Nẵng

II Kiểm tra định kỳ

Lần 1 7/8/2008 Khối lượng và tiến độ đã hoàn thành theo đúng hợp

đồng Hoàn thành 50 báo cáo chuyên đề (bổ sung thêm 2 báo cáo so với đề cương)

Đây là đề tài mang tính thời sự, chính trị có ý nghĩa khoa học cao, là đề tài trọng điểm của Chương trình, Ban Chủ nhiệm và Bộ rất quan tâm và kỳ vọng vào kết quả nghiên cứu phục vụ công tác

Bình Lần 2 5/8/2009 Khối lượng và tiến độ đã hoàn thành theo đúng hợp

đồng Hoàn thành 39 báo cáo chuyên đề Lần 3 30/8/2010 Khối lượng và tiến độ đã hoàn thành theo đúng hợp

đồng Hoàn thành 31 báo cáo chuyên đề III Nghiệm

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG xx

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ xxiii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 - HOÀN THIỆN VÀ PHÁT TRIỂN CÁC MÔ HÌNH THỦY VĂN 18

1.1 Dự báo lưu lượng đến Yên Bái - sông Thao 48 giờ bằng mô hình thủy văn Imech_Hydrology 21

1.1.1 Mô tả phương pháp 21

1.1.2 Mô tả số liệu đầu vào 24

1.1.3 Xác định bộ thông số cho các mô hình 24

1.1.4 Tính toán kiểm định cho mùa lũ năm 2007 29

1.1.5 Tính toán dự báo cho mùa lũ năm 2009-2010 30

1.2 Dự báo lưu lượng đến Thái Nguyên, Chũ, Cầu Sơn - sông Thái Bình 18 giờ bằng mô hình thủy văn Imech_Hydrology 31

1.2.1 Cập nhật số liệu cho mô hình 33

1.2.2 Lưu lượng dự báo tại 3 trạm Thái Nguyên, Cầu Sơn và Chũ trên sông Thái Bình 33

1.2.3 Lưu lượng dự báo tại trạm Cầu Sơn .34

1.2.4 Lưu lượng dự báo tại trạm Chũ 35

1.3 Kết nối MARINE-IMECH1D để dự báo lưu lượng vào hồ Sơn La 35

1.3.1 Đặc điểm dòng chảy của lũ trên lưu vực sông Đà 35

1.3.2 Lịch sử hình thành các trận lũ lớn có nguồn gốc từ lưu vực Mường Tè đến Tạ Bú 37

1.3.3 Xử lý số liệu 39

1.3.4 Một số kết quả kiểm tra bài toán mẫu của các lưu vực bộ phận trong mô hình kết hợp tính toán lưu lượng vào hồ Sơn La: 44

1.4 Áp dụng MARINE cho lưu vực hồ Tuyên Quang 47

1.4.1 Đặc điểm của lưu vực hồ Tuyên Quang 47

1.4.2 Thu thập và xử lý số liệu lưu vực hồ Tuyên Quang .48

1.4.3 Kiểm tra bài toán mẫu cho lưu vực hồ Tuyên Quang 53

1.5 Khả năng áp dụng mô hình thủy văn MARINE trên thượng du hệ thống

sông Thái Bình 57

1.6 Kết luận về chương 1 58

CHƯƠNG 2 - HOÀN THIỆN VÀ PHÁT TRIỂN CÁC MÔ HÌNH THỦY LỰC 59

2.1 Thu thập, bổ sung và xử lý số liệu để cập nhật thông tin đầu vào cho các mô hình 60

2.1.1 Thu thập, bổ sung và xử lý số liệu mặt cắt .60

2.1.2 Thu thập, bổ sung và xử lý số khí tượng, thuỷ văn .64

2.1.3 Thu thập, bổ sung thêm một số số liệu về địa hình .66

2.2 Xây dựng mô hình thủy lực một chiều tổng quát 67

2.2.1 Mô tả thuật toán xử lý các chế độ dòng chảy theo phương pháp sai phân .68

2.2.2 Mô tả thuật toán xử lý các chế độ dòng chảy theo phương pháp Gordunov với kỹ thuật của HLL 80

2.3 Xây dựng mô hình thủy lực hai chiều tổng quát 82

2.4 Xây dựng bộ chương trình kết nối các mô hình thủy lực 88

2.4.1 Kết nối các môđun xử lý chế độ dòng chảy trong phần mềm IMECH_1D 88

2.4.2 Kết nối phần mềm thủy lực 1D và phần mềm thủy lực 2D 90

2.5 Xây dựng chương trình tính toán song song dòng chảy hai chiều 92

2.6 Kiểm định các mô hình 95

2.6.1 Kiểm định các mô hình thủy lực một chiều 95

2.6.2 Kiểm định mô hình thủy lực hai chiều 109

2.7 Nghiên cứu áp dụng phương pháp đồng hóa số liệu 110

2.7.1 Tổng quan về các phương pháp đồng hoá số liệu 110

2.7.2 Đồng hóa số liệu để xác định các thông số mô hình dòng chảy 1D 112

2.7.3 Xây dựng mô đun đồng hóa số liệu cho bài toán xác định hệ số nhám hình dòng chảy 2D 120

2.7.4 Áp dụng các phương pháp đồng hóa số liệu xây dựng chương trinh tác nghiệp thực tế dự báo lũ bằng mô hình Muskingum 128

2.8 Kết luận về chương 2 .133

CHƯƠNG 3 - XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ DỰ BÁO LŨ HIỆN ĐẠI THEO

CÁC YÊU CẦU CỦA NGHIỆP VỤ DỰ BÁO 135

3.1 Nghiên cứu tính toán thời gian truyền lũ trên các đoạn sông thuộc hệ thống sông Hồng – Thái Bình nhằm xác định thời gian dự kiến của dự báo lũ 135

3.1.1 Phương pháp xác định thời gian truyền lũ được ứng dụng 135

3.1.2 Xác định thời gian truyền lũ trên các đoạn sông thuộc hệ thống sông Hồng – Thái Bình 135

3.1.3 Nhận xét về thời gian truyền lũ 139

3.2 Nghiên cứu thử nghiệm các mô hình số trị dự báo định lượng mưa để xác định lượng gia nhập và kéo dài thời gian dự kiến 140

3.2.1 Nghiên cứu ứng dụng dự báo mưa số trị theo mô hình HRM 140

3.2.2 Nghiên cứu ứng dụng mô hình dự báo thời tiết quy mô vừa ETA phục vụ các mô hình dự báo thủy văn 140

3.2.3 Nghiên cứu ứng dụng mô hình dự báo thời tiết quy mô vừa BOLAM phục vụ các mô hình dự báo thủy văn 141

3.2.4 Kết quả dự báo lũ từ dự báo mưa các mô hình số trị 143

3.2.5 So sánh lựa chọn mô hình dự báo số trị thích hợp 144

3.2.6 Sử dụng mô hình dự báo mưa số trị phù hợp nhất để nghiên cứu giải quyết bài toán kéo dài thời gian dự kiến tại mỗi trạm chính 147

3.2.7 Kết luận về các mô hình số trị dự báo định lượng mưa 149

3.3 Nghiên cứu ứng dụng phương pháp lọc Kalman để hiệu chỉnh dự báo lũ 149

3.3.1.Cơ sở lý thuyết lọc Kalman 149

3.3.2 Ứng dụng Lọc Kalman cho mô hình MARINE, IMECH-1D và IMECH-HYDROLOGY, mô hình 5 ngày 150

3.4 Kết quả dự báo lũ hệ thống sông Hồng-Thái Bình theo các mô hình thủy văn, thủy lực 152

3.4.1 Kết quả ứng dụng mô hình thủy văn MARINE 152

3.4.2 Kết quả ứng dụng mô hình thủy văn IMECH-HYDROLOGY 154

3.4.3 Kết quả dự báo lũ hạ lưu sông Hồng – Thái Bình theo mô hình IMECH-1D 165

3.4.4 Tính toán lượng gia nhập hạ du và xây dựng chương trình gắn kết lượng gia nhập với mô hình thủy lực hạ du 168

3.4.5 Đánh giá ảnh hưởng của hiện tượng nước vật trong thời gian hồ

Hòa Bình, hồ Tuyên Quang tích đầy nước và xây dựng chương

trình liên kết với phần mềm dự báo lưu lượng đến hồ Hòa Bình

và hồ Tuyên Quang 171

3.5 Quy trình dự báo lũ và hướng dẫn sử dụng 179

3.5.1 Xây dựng quy trình dự báo lũ thượng nguồn sông Đà 179

3.5.2 Xây dựng quy trình dự báo lũ thượng nguồn sông Thao 181

3.5.3 Xây dựng quy trình dự báo lũ thượng nguồn sông Lô 181

3.5.4 Xây dựng quy trình công nghệ dự báo lũ hạ du 182

3.5.5 Xây dựng quy trình dự báo lũ thượng nguồn sông Thái Bình 185

3.5.6 Đưa bản tin dạng văn bản và dạng đồ thị lên Website của trung tâm dự báo khí tượng thủy văn trung ương 188

3.6 Kết luận về chương 3 .189

CHƯƠNG 4 - XÂY DỰNG VÀ THỬ NGHIỆM SỬ DỤNG HỆ THỐNG HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH 190

4.1 Tổng quan về hệ thống hỗ trợ ra quyết định quản lý và kiểm soát nguồn nước 191

4.1.1 Tình hình nghiên cứu chung 191

4.1.2 Một số ví dụ về DSS 194

4.2 Nội dung của một HTHTRQĐ phòng chống lũ 207

4.3 Xây dựng hệ thống hỗ trợ ra quyết định cho hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình 208

4.3.1 Xây dựng mô đun quản lý cơ sở mô hình 209

4.3.2 Xây dựng mô đun vận hành tối ưu hệ thống hồ chứa 210

4.3.3 Xây dựng mô đun hiển thị kết quả tính toán 215

4.4 Thử nghiệm áp dụng HTHTRQĐ vận hành hệ thống hồ chứa trên thượng du sông Hồng 226

4.4.1 Kết quả vận hành tối ưu hệ thống hồ chứa cho các kịch bản lũ 226

4.4.2 Kịch bản vỡ đê lũ dạng 1996 chu kỳ 300 năm 232

4.5 Kết luận về chương 4 239

CHƯƠNG 5 - NÂNG CAO TIỆN ÍCH CÁC PHẦN MỀM 240

5.1 Lựa chọn công cụ 241

5.1.1 Giải pháp GIS và đồ họa 242

5.1.2 Một số kết quả về nâng cao tiện ích của các phần mềm 242

5.2 Giao diện mới của mô hình thủy lực 1 chiều 246

5.3 Giao diện mới của mô hình thủy lực 2 chiều 249

5.4 Kết luận về chương 5 .250

Kết luận chung về kết quả thực hiện các nội dung nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ của đề tài KC.08.17/06-10 .250

CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 252

A Các sản phẩm khoa học và công nghệ dạng kết quả I và II 252

A.1 Công nghệ dự báo lũ cho hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình 252

A.2 Hệ thống hỗ trợ ra quyết định phục vụ phòng chống lũ lụt trên hệ thống sông Hồng sông Thái Bình 252

B Các sản phẩm khoa học và công nghệ dạng kết quả III và IV 252

B.1 Các bài báo đã hoàn thành 252

B.2 Kết quả về đào tạo 255

B.3 Các bộ phần mềm 256

C Báo cáo chuyển giao quy trình công nghệ cho các cơ quan sử dụng 256

C.1 Kết quả thử nghiệm và đánh giá sử dụng công nghệ của Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Trung ương: 256

C.2 Đánh giá sử dụng công nghệ của Văn phòng Ban chỉ đạo Phòng chống lụt bão Trung ương 258

C.3 Tham gia xây dựng Quy trình vận hành liên hồ chứa Sơn La, Hòa Bình, Tuyên Quang và Thác Bà năm 2010 258

C.4 Tính toán các phương án phục vụ xây dựng Quy trình vận hành liên hồ chứa Sơn La, Hòa Bình, Tuyên Quang và Thác Bà trong mùa lũ hàng năm 258

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 264

Kết luận 264

Kiến nghị 267

TÀI LIỆU THAM KHẢO 268

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần lượng lũ 8 ngày lớn nhất của nhánh sông Đà, Thao, Lô

so với sông Hồng tại Sơn Tây của một số trận lũ lớn 37Bảng 1.2 Các giá trị của bốn thông số chính của một số loại đất 43Bảng 1.3 Bảng kết quả kiểm tra bài toán mẫu cho lưu vực Quỳnh Nhai 45Bảng 1.4 Các trạm khí tượng thủy văn có thông tin được thu thập 49Bảng 1.5 Bảng so sánh kết quả tính toán và thực đo lưu lượng vào hồ Tuyên

Quang của trận lũ năm 2008 .55Bảng 2.1 Danh sách các sông được đo đạc lại năm 2006 63Bảng 2.2 So sánh các thông số của mặt cắt đo năm 2001 và 2006 63Bảng 2.3 Tiêu chuẩn để áp dụng các mô hình thủy lực .80Bảng 2.4 thống kê hiệu quả tính toán song song của mô hình

IMECH_2DBREAK 94Bảng 2.5 Bảng giá trị tham biến xi và hàm F(x) sau mỗi lần lặp 116Bảng 3.1 Tổng kết thời gian truyền các đoạn sông trên lưu vực sông Đà 136Bảng 3.2 Tổng kết thời gian truyền các đoạn sông trên lưu vực sông Thao 137Bảng 3.3 Tổng hợp kết quả tính toán thời gian truyền lũ các đoạn sông trên

lưu vực sông Lô 138Bảng 3.4 Tổng hợp kết quả tính toán thời gian truyền lũ các đoạn sông trên

lưu vực Cầu 138Bảng 3.5 Tổng hợp kết quả tính toán thời gian truyền lũ các đoạn sông trên

lưu vực sông Thương 138Bảng 3.6 Tổng hợp kết quả tính toán thời gian truyền lũ các đoạn sông trên

lưu vực Lục Nam 138Bảng 3 7 Tổng hợp kết quả tính toán thời gian truyền lũ các đoạn sông trên

lưu vực sông Hồng 139Bảng 3.8 Tổng hợp kết quả tính toán thời gian truyền lũ các đoạn sông trên

lưu vực hạ lưu sông Thái Bình 139Bảng 3.9 Các tùy chọn tham số hóa vật lý của 3 mô hình nghiên cứu 143Bảng 3.10 Trận lũ từ 12-24/VII/2008 144Bảng 3.11 Trận lũ từ 19-27/VII/2008 145Bảng 3.12 Trận lũ từ 1-13/VIII/2008 145

Bảng 3.13 Trận lũ từ 1-12/VII/2008 145Bảng 3.14 Trận lũ từ 12-24/VI/2008 145Bảng 3.16 Kết quả dự báo tác nghiệp bằng mô hình MARINE tại vị trí Hòa

Bình và Tạ Bú trên sông Đà (Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương) 152Bảng 3.17 Kết quả dự báo đỉnh lũ đến hồ Hòa Bình bằng mô hình MARINE

mùa lũ năm 2009 153Bảng 3.18 Kết quả dự báo quá trình lũ đến hồ Hòa Bình bằng mô hình

MARINE mùa lũ năm 2009 153Bảng 3.19 Bộ thông số tối ưu nhất được lựa chọn cho IMECH-Hydrology

trên lưu vực sông Đà 155Bảng 3.20 Kết quả dự báo lưu lượng năm 2008 theo mô hình IMECH-

Hydrology (Viện Cơ học) 155Bảng 3.21 Đánh giá chất lượng mô hình dự báo quá trình lũ sông Đà 2009

theo mô hình IMECH-Hydrology 155Bảng 3.22 Đánh giá chất lượng mô hình dự báo đỉnh lũ trên sông Đà 156Bảng 3.23 Kết quả dự báo lưu lượng theo mô hình IMECH-Hydrology (Viện

Cơ học) 157

Bảng 3.24 Đánh giá chất lượng mô hình dự báo quá trình lũ sông Thao tại

Yên Bái mùa lũ 2009 157Bảng 3.25 Đánh giá chất lượng mô hình dự báo đỉnh lũ trên sông Thao mùa lũ

2009 158Bảng 3.26 Kết quả dự báo lưu lượng theo mô hình IMECH-Hydrology (Viện

Cơ học) 158Bảng 3.27 Đánh giá chất lượng mô hình dự báo quá trình lũ sông Lô 159Bảng 3.28 Đánh giá chất lượng mô hình dự bão đỉnh lũ trên sông Lô 159Bảng 3.29 Kết quả dự báo lưu lượng theo mô hình IMECH-Hydrology (Viện

Cơ học) năm 2008 và 2009 160Bảng 3.30 Kết quả dự báo lưu lượng theo mô hình TANK+Muskingum-

Cunge (Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương) năm 2008 và 2009 160Bảng 3.31 Đánh giá chất lượng mô hình dự báo quá trình lũ sông Thái Bình 161Bảng 3.32 Đánh giá chất lượng mô hình dự báo đỉnh lũ trên sông Thái Bình 161

Bảng 3.33 Kết quả dự báo lưu lượng theo mô hình IMECH-Hydrology (Viện

Cơ học) năm 2008 và 2009 163Bảng 3.34 Kết quả dự báo lưu lượng theo mô hình TANK+Muskingum-

Cunge (Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương) năm 2008 và 2009 163Bảng 3.35 Kết quả dự báo trong mùa lũ 2008 theo mô hình Marine, IMECH-

Hydrology và Tank-Muskingum-Cunge 165Bảng 3.36 Đánh giá chất lượng mô hình dự báo quá trình lũ sông Hồng-Thái

Bình 165Bảng 3.37 Thời điểm bắt đầu xuất hiện trạng thái nước vật tại Tạ Bú 176Bảng 3.38 Thời điểm bắt đầu xuất hiện trạng thái nước vật tại Bắc Mê 177Bảng 4.1 Tổng hợp các mức độ thiệt hại theo độ sâu ngập khi xảy ra vỡ đê

được quy đinh trong quyết định 92/2007/QĐ-TTg 223

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Sơ đồ tổng thể của mô hình thủy văn Imech_Hydrology trên lưu

vực sông Thao 23Hình 1.2 Đường so sánh giữa lưu lượng thực đo và dự báo tại trạm Nguyên

Giang sau khi tìm được bộ thông số vào ngày nước xuống .25Hình 1.3 Đường so sánh giữa lưu lượng thực đo và dự báo tại trạm Nguyên

Giang sau khi tìm được bộ thông số vào ngày nước lên 25Hình 1.4 Đường so sánh dự báo và thực đo lưu lượng tại Nguyên Giang ngày

15/07/2007 26Hình 1.5 Đường so sánh lưu lượng giữa thực đo và dự báo tại trạm Lào Cai

sau khi tìm được bộ thông số vào ngày nước xuống .27Hình 1.6 Đường so sánh lưu lượng giữa thực đo và dự báo tại trạm Lào Cai

sau khi tìm được bộ thông số vào ngày nước lên .27Hình 1.7 Đường so sánh dự báo và thực đo lưu lượng tại Lào Cai ngày

15/07/2007 28Hình 1.8 Đường so sánh lưu lượng giữa thực đo và dự báo tại trạm Yên Bái

sau khi tìm được bộ thông số vào ngày nước lên .29Hình 1.9 Đường so sánh lưu lượng giữa thực đo và dự báo tại trạm Yên Bái

sau khi tìm được bộ thông số vào ngày nước xuống .29Hình 1.10 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại trạm Yên Bái

từ ngày 20/6 đến 12/9/2007 31Hình 1.11 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại trạm Yên Bái

mùa lũ 2009 31Hình 1.12 Đường quá trình mực nước tính toán và thực đo tại trạm Yên Bái

mùa lũ 2010 32Hình 1.13 Sơ đồ mạng sông Thái Bình 32Hình 1.14 Sơ đồ tổng thể mô hình thuỷ văn trên lưu vực sông Thái Bình 33Hình 1.15 Mô hình hóa lưu vực hứng nước của hồ Sơn La trong mô hình

MARINE 39Hình 1.16 Bản đồ phân bố mưa của 26 trạm trong lưu vực 40Hình 1.17 Bản đồ hiện trạng sử dụng đất của lưu vực sông Đà 41

Hình 1.19 Mô hình hóa sông Đà trong IMECH-1D 44Hình 1.20 Kết quả kiểm tra bài toán mẫu cho lưu vực Quỳnh Nhai 45Hình 1.21 Lưu vực Quỳnh Nhai (chính là lưu vực chứa hồ Sơn la) 47Hình 1.22 Vị trí của sông Gâm trên lãnh thổ Việt Nam 48Hình 1.23 Xác định lưu vực hứng nước của hồ Tuyên Quang 50Hình 1.24 Xác định mạng sông suối chảy trong lưu vực 51Hình 1.25 Phân bố mưa xác định theo phương pháp đa giác Thiessen 52Hình 1.26 Kết quả kiểm tra bài toán mẫu 53Hình 1.27 Kết quả tính toán cho mùa lũ năm 2008 sau khi đã hiệu chỉnh 55Hình 2.1 Mặt cắt ngang số 46 trên sông Đà 61Hình 2.2 Mặt cắt ngang số 91 trên sông Hồng 62Hình 2.3 So sánh số liệu năm 2001 và 2006 tại mặt cắt số 91 trên sông Hồng 63Hình 2.4 Số liệu của mặt cắt 91 64Hình 2.5 Lưu lượng vào và xả của hồ Hoà bình từ 15/6 đến 15/9 năm 2007 65Hình 2.6 Mực nước các trạm Tuyên Quang, Sơn Tây, Hà Nội từ 15/6 đến

15/9 năm 2007 66Hình 2.7 Bản đồ đường giao thông và hành chính khu vực Hà Nội 67Hình 2.8 Lưới tính toán trong phần mềm MIKE 11 70Hình 2.9 Địa chỉ trên INTERNET của HEC-RAS 71Hình 2.10 Phạm vi tính toán trong mô hình thủy lực IMECH_1D 73Hình 2.11 Sơ đồ tính toán thủy lực 1D 74Hình 2.12 Độ phức tạp của các mô hình thủy lực 75Hình 2.13 Chia nhỏ đoạn sông 81Hình 2.14 Xấp xỉ thành phần đối lưu 86Hình 2.15 Xấp xỉ thành phần khuếch tán 87Hình 2.16 Mô đun sóng động lưc học 89Hình 2.17 Mô đun sóng khuếch tán 89Hình 2.18 Cách gọi mô hình Prei và SKT 90Hình 2.19 Cách gọi mô hình SDH 90Hình 2.20 Sơ đồ nối 1-2 chiều .91Hình 2.21 Hiệu quả song song của các tỷ lệ song song hóa khác nhau 94Hình 2.22 Đáy kênh trong bài toán mẫu: dòng chảy dừng qua ụ đất .99

Hình 2.23 Kết quả kiểm định Prei cho bài toán mẫu số 1 100Hình 2.24 Kết quả kiểm định SKT cho bài toán mẫu số 1 101Hình 2.25 Kết quả kiểm định HLL cho bài toán mẫu số 1 101Hình 2.26 Kết quả kiểm định SKT cho bài toán mẫu số 1 theo mô hình sóng

khuếch tán 102Hình 2.27 Kết quả kiểm định cả 5 môđun cho bài toán mẫu số 2 103Hình 2.28 Kết quả Prei Hình 2.29 Kết quả SKT 103Hình 2.30 Kết quả SDH Hình 2.31 Kết quả MUSC 104Hình 2.32 Kết quả kiểm định Prei cho bài toán mẫu số 4, trường hợp 2 104Hình 2.33 Kết quả kiểm định HLL cho bài toán mẫu số 4, trường hợp 2 105Hình 2.34 Kết quả kiểm định HLL cho bài toán mẫu số 4, trường hợp 3 105Hình 2.35 Kết quả kiểm định HLL cho bài toán mẫu số 4, trường hợp 4 106Hình 2.36 Vị trí của các trạm thủy văn Hưng Yên và Bến Bình 107Hình 2.37 Kết quả mô phỏng trận lũ năm 1996 107Hình 2.38 Kết quả kiểm định trận lũ năm 2002 108Hình 2.39 So sánh mực nước tại Tuyên Quang 108Hình 2.40 So sánh lưu lượng đến hồ Hòa Bình tháng 07 năm 2006 109Hình 2.41 Kiểm định môđun 2D cho bài toán mẫu số 1 109Hình 2.42 Sơ đồ mạng sông để tính thử nghiệm 117Hình 2.43 Độ cao mực nước theo thời gian tại MC 0, (trường hợp1 độ nhám) 118Hình 2.44 Độ cao mực nước theo thời gian tại MC 0, (trường hợp 8 độ nhám) 119Hình 2.45 Biểu đồ thời gian tính tương ứng với số tham số nhám 119Hình 2.46 Sơ đồ vòng lặp của phương pháp đồng hóa số liệu 123Hình 2.47 Ảnh vệ tinh vùng tính toán 124Hình 2.48 Số liệu mặt cắt đoạn sông thử nghiệm 125Hình 2.49 Lưới tính toán 125Hình 2.50 Nội suy số liệu thực đo tại trạm Ba Lạt 126Hình 2.51: Số liệu mực nước thực đo tại trạm Ba Lạt và tại Quất Lâm 126Hình 2.52: Đoạn số liệu mực nước dùng để thí nghiệm thuật toán 127Hình 2.53 Quá trình lưu lượng tìm được tại biên Q 127Hình 2.54 Sơ đồ quy trình tính toán đồng hóa số liệu xác định tham số mô

Hình 2.55 Sơ đồ thuật tóan truy hồi lọc Kalman tuyến tính 130Hình 2.56 Giao diện chính chương trình dự báo lũ trên sông 131Hình 2.57 Cửa sổ kết quả dự báo khi tính toán 131Hình 2.58 Cửa sổ quá trình mực nước tại trạm đã lựa chọn 132Hình 2.59 Đường quá trình dự báo mực nước tại trạm Hà Nội 132Hình 2.60 Đường quá trình dự báo mực nước tại trạm Tuyên Quang 133Hình 3.1 Thời gian chảy truyền đang được ứng dụng trên lưu vực sông Đà 136Hình 3.2 Thời gian chảy truyền đang được ứng dụng trên lưu lưu vực sông

Thao 137Hình 3.3 Miền tích phân dự báo mưa 5 ngày của các mô hình HRM, ETA và

BoLAM 142Hình 3.4 Trường mưa dự báo tích lũy 24h bắt đầu từ thời điểm 12Z ngày 17

tháng 7 năm 2008 của mô hình HRM 143Hình 3.5 Trường mưa dự báo tích lũy 24h bắt đầu từ thời điểm 12Z ngày 17

tháng 7 năm 2008 của mô hình ETA 144Hình 3.6 Trường mưa dự báo tích lũy 24h bắt đầu từ thời điểm 12Z ngày 17

tháng 7 năm 2008 của mô hình BoLAM 144Hình 3.7 Tổng hợp kết quả dự báo lưu lượng đến hồ Hòa Bình 5 trận lũ theo

mô hình MARINE lấy dữ liệu đầu vào mưa dự báo từ HRM,ETA, BOLAM 145Hình 3.8 Tổng hợp kết quả dự báo đỉnh lũ đến hồ Hòa Bình 5 trận lũ theo mô

hình MARINE lấy dữ liệu đầu vào mưa dự báo từ HRM,ETA, BOLAM 146Hình 3.9 Kết quả dự báo lưu lượng đến hồ Hòa Bình bằng mô hình MARINE

lấy dữ liệu đầu vào mưa dự báo từ HRM,ETA, BOLAM 146Hình 3.10 Kết quả dự báo lưu lượng đến hồ Hòa Bình bằng mô hình

MARINE lấy dữ liệu đầu vào mưa dự báo từ HRM,ETA, BOLAM 146Hình 3.11 Quá trình thực đo và dự báo lưu lượng đến hồ Hòa Bình từ 12-

20/VII/2008 có hiệu chỉnh theo lọc Kalman 150Hình 3.12 Quá trình thực đo và dự báo lưu lượng đến hồ Hòa Bình từ 19-

27/VII/2008 có hiệu chỉnh theo lọc Kalman 150Hình 3.13 Quá trình thực đo và dự báo có sử dụng lọc KALMAN tại Hà Nội 151

Hình 3.14 Đường so sánh dự báo và thực đo lưu lượng tại Lai Châu ngày

1/7/2008 151Hình 3.15 Đường so sánh dự báo và thực đo lưu lượng tại Bản Củng ngày

1/7/2008 151Hình 3.16 Quá trình thực đo và dự báo mực nước có hiệu chỉnh Kalman trạm

Nậm Giàng (dự báo 5 ngày) 152Hình 3.17 Kết quả dự báo trận lũ lớn nhất năm 2009 đến Tạ Bú và hồ Hòa

Bình bằng mô hình MARINE 153Hình 3.18 Biểu đồ tỉ lệ sai số dự báo trạm Hòa Bình 1 ngày 156Hình 3.19 Biểu đồ tỉ lệ sai số dự báo trạm Hòa Bình 2 ngày 156Hình 3.20 Biểu đồ tỉ lệ sai số dự báo trạm Tạ Bú 1 ngày 156Hình 3.21 Biểu đồ tỉ lệ sai số dự báo trạm Tạ Bú 2 ngày 156Hình 3.22 Quá trình thực đo và dự báo trạm Hòa Bình 1 và 2 ngày 156Hình 3.23 Quá trình thực đo và dự báo trạm Tạ Bú 1 và 2 ngày 157Hình 3.24 Biểu đồ tỉ lệ sai số dự báo trạm Yên Bái 1 ngày 158Hình 3.25 Biểu đồ tỉ lệ sai số dự báo trạm Yên Bái 2 ngày 158Hình 3.26 Quá trình thực đo và dự báo trạm Yên Bái 1 và 2 ngày 158Hình 3.27 Biểu đồ tỉ lệ sai số dự báo trạm Tuyên Quang 1 ngày 159Hình 3.28 Biểu đồ tỉ lệ sai số dự báo trạm Tuyên Quang 2 ngày 159Hình 3.29 Quá trình thực đo và dự báo trạm Tuyên Quang 1 và 2 ngày 160Hình 3.30 Quá trình thực đo và dự báo hồ Thác Bà năm 2008 161Hình 3.31 Quá trình thực đo và dự báo hồ Thác Bà năm 2009 161Hình 3.32 Biểu đồ tỉ lệ sai số dự báo trạm Cầu Sơn 1 ngày 162Hình 3.33 Biểu đồ tỉ lệ sai số dự báo trạm Cầu Sơn 2 ngày 162Hình 3.34 Biểu đồ tỉ lệ sai số dự báo trạm Chũ 1 ngày 162Hình 3.35 Biểu đồ tỉ lệ sai số dự báo trạm Chũ 2 ngày 162Hình 3.36 Biểu đồ tỉ lệ sai số dự báo trạm Thái Nguyên 1 ngày 162Hình 3.37 Biểu đồ tỉ lệ sai số dự báo trạm Thái Nguyên 2 ngày 162Hình 3.38 Quá trình mực nước Hà Nội thực đo và dự báo năm 2009 với t=24h 166Hình 3.39 Quá trình mực nước Hà Nội thực đo và dự báo năm 2009 với t=48h 166Hình 3.40 Quá trình mực nước Phả Lại thực đo và dự báo năm 2009 với

t=24h và 48h 166

Hình 3.42 Kết quả tính toán dòng chảy tại Sơn Tây năm 1996 169Hình 3.43 Kết quả tính toán dòng chảy tại Sơn Tây năm 1999 170Hình 3.44 Kết quả tính toán dòng chảy tại Sơn Tây năm 2002 170Hình 3.45 Quá trình mực nước Quỳnh Nhai, Tạ Bú và Hòa Bình 175Hình 3.46 Quá trình mực nước Bắc Mê và Hồ Tuyên Quang từ 1/7-

31/10/2007 176Hình 3.47 Quá trình mực nước Bắc Mê và Hồ Tuyên Quang từ 1/7-

31/10/2008 176Hình 3.48 Quan hệ mực nước Tạ Bú và Hòa Bình khi nước vật 177Hình 3.49 Quan hệ lưu lượng Tạ Bú và Hòa Bình khi nước vật 178Hình 3.50 Quan hệ mực nước Bắc Mê và Hồ Tuyên Quang khi nước vật 178Hình 3.51 Quan hệ lưu lượng nước tại Bắc Mê và Hồ Tuyên Quang khi nước

vật 179Hình 3.52 Giao diện mô hình MARINE tính toán dự báo lũ sông Đà có xử lý

hiện tượng nước vật 179

Hình 3.53 Giao diện tính toán điều hành hồ chứa 184

Hình 3.54 Sơ đồ các trạm biên trên và biên dưới trong mô hình dự báo hạ du

sông Hồng 184Hình 3.55 Đưa kết quả dạng văn bản lên Website của NCHMF 188Hình 4.1 Ví dụ màn hình hiển thị của MDSF và kết quả thiệt hại về tài sản 199Hình 4.2 Màn hình MDSF chỉ ra thiệt hại kinh tế của từng đơn vị 199Hình 4.3 Màn hình MDSF chỉ ra khu vực dân cư có nguy cơ thiệt hại và kết

quả tính toán thiệt hại 199Hình 4.4 Kiến trúc của ANFAS 203Hình 4.5 Sơ đồ khối của MIKE 11 DSS .204Hình 4.6 Sơ đồ tổng quát cho chương trình vận hành tối ưu hồ chứa 215Hình 4.7 Tab hiện thị các thông tin về hồ chứa .216Hình 4.8 Các thông số vận hành tối ưu hồ chứa .217Hình 4.9 Cửa sổ hiển thị kết quả tính toán 218Hình 4.10 Cửa sổ hiển thị kết quả tính toán 218Hình 4.11 Bản đồ ngập lụt của một phương án lũ 220Hình 4.12 Bản đồ hệ thống 278 ô chứa hạ du sông Hồng – Thái Bình 222Hình 4.13 Bản đồ hệ thống 38 vùng theo quyết định 92/2007/QĐ-TTg 222

Hình 4.14 Bản đồ thiệt hại về tài sản cố định 224Hình 4.15 Bản đồ thiệt hại GDP 225Hình 4.16 Các thông số tối ưu cắt lũ 300 năm dạng 1996 227

Hình 4.17 Quá trình mực nước tại Hà Nội và TX Tuyên Quang (cắt lũ 300

năm dạng 1996) 231Hình 4.21 Quá trình lưu lượng và mực nước tại hồ Thác Bà (cắt lũ 300 năm

dạng 1996) 232Hình 4.22 Quá trình ngập lụt tại ô 259 và ô chịu ảnh hưởng trực tiếp vỡ đê

210 233Hình 4.23 Bản đồ ngập lụt 234Hình 4.24 Bản đồ thiệt hại TSCD trên toàn hệ thống 235Hình 4.25 Bản đồ thiệt hại TSCD một số vùng 236Hình 4.26 Bản đồ thiệt hại GDP trên toàn hệ thống 237Hình 4.27 Bản đồ thiệt hại GDP một số vùng 238Hình 5.1 Lớp dữ liệu về mạng sông 244Hình 5.2 Giao diện – Danh sách các sông 245Hình 5.3 Giao diện – Danh sách các mặt cắt 246Hình 5.4 Chọn mặt cắt để hiển thị kết quả 247Hình 5.5 Chọn trạm đo để so sánh kết quả 247Hình 5.6 So sánh kết quả tính toán với số liệu thực đo 248Hình 5.7 Mô phỏng kết quả tính toán 248Hình 5.8 Giao diện quản lý số liệu của mô hình 2 chiều .249Hình 5.9 Thay đổi thông số tính toán 249Hình 5.10 Hiển thị miền tính toán 2D 250

MỞ ĐẦU

Lũ lụt là một loại thiên tai nguy hiểm thường xảy ra ở nước ta nói chung, ở đồng bằng Bắc Bộ nói riêng Do ý nghĩa cực kỳ quan trọng đối với đời sống, kinh tế

xã hội, đặc biệt trong thời kỳ có nhiều biến động phức tạp của khí hậu toàn cầu; vấn

đề nghiên cứu cơ sở khoa học cho việc dự báo, phòng tránh lũ lụt luôn thu hút được

sự quan tâm và đầu tư thích đáng của nhà nước, cũng như các nhà khoa học của các nước trên thế giới

Đồng bằng Bắc Bộ là trung tâm chính trị, kinh tế, xã hội và văn hóa quan trọng của nước ta Trung tâm của đồng bằng Bắc bộ là thành phố Hà Nội, thủ đô của cả nước với bề dày lịch sử hơn 1000 năm tuổi Vì vậy, kiểm soát lũ lụt để bảo đảm an toàn cho đồng bằng Bắc Bộ, an toàn tuyệt đối cho thủ đô Hà Nội, luôn được các cơ quan liên quan quan tâm

Đồng bằng Bắc Bộ nằm ở hạ du của hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình Diện tích của lưu vực sông Hồng - sông Thái Bình trên lãnh thổ Việt Nam chỉ chiếm khoảng 51% diện tích của toàn bộ lưu vực (kể cả phần lưu vực trên lãnh thổ của Trung Quốc) Để nghiên cứu vấn đề lũ lụt ở đồng bằng Bắc Bộ cần nghiên cứu vấn đề lũ lụt trên hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình Đã có nhiều đề tài và dự án được thực hiện liên quan đến kiểm soát lũ lụt trên hệ thống sông Hồng - sông Thái

Bình, trong đó có đề tài: “Nghiên cứu cơ sở khoa học cho các giải pháp tổng thể dự

Chương trình: “Bảo vệ Môi trường và Phòng chống thiên tai”, mã số KC.08 Thời

gian thực hiện đề tài KC.08-13: từ năm 2001 đến năm 2004

Đề tài KC.08-13 đã hoàn thành các công việc theo 3 nhiệm vụ nghiên cứu sau:

- Quy luật hình thành lũ lớn và đặc biệt lớn ở đồng bằng sông Hồng - Thái Bình, nguyên nhân gây ra sự gia tăng lũ lụt do các yếu tố tự nhiên và con người

- Cơ sở khoa học của các mô hình thuỷ văn, thuỷ lực và mô hình đánh giá ảnh hưởng của lũ lụt đối với sự phát triển kinh tế-xã hội

- Sử dụng các mô hình vào việc xây dựng công nghệ dự báo ngắn hạn lũ lụt và

cơ sở khoa học cho các giải pháp tổng thể phòng chống lũ lụt và kế hoạch cứu hộ trong trường hợp khẩn cấp ở đồng bằng sông Hồng - sông Thái bình

Trong quá trình thực hiện các nhiệm vụ trên, đề tài KC.08-13 đã xây dựng một công nghệ dự báo lũ cho hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình Công nghệ bao

gồm: cơ sở dữ liệu, các mô hình thuỷ văn, thuỷ lực và mô hình đánh giá ảnh hưởng của lũ lụt và tài liệu hướng dẫn sử dụng công nghệ Các mô hình thuỷ văn, thuỷ lực của đề tài KC.08-13 được xây dựng thành một hệ thống thống nhất theo sơ đồ sau:

Công nghệ dự báo lũ của đề tài KC.08-13 đã được áp dụng cho hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình trong các mùa lũ từ năm 2002 đến năm 2004 và đã thu được một số kết quả tốt, thí dụ như: kết quả dự báo lũ 24 giờ, kết quả tính toán ngập lụt trong sử dụng đường tràn cứu hộ khẩn cấp, Tuy nhiên, để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao trong kiểm soát lũ lụt trên một lưu vực quan trọng như đồng bằng sông Hồng sông Thái Bình, công nghệ dự báo lũ này cần được hoàn thiện Trọng tâm của việc hoàn thiện là: Nâng cao chất lượng dự báo (tăng thêm thời gian dự báo và độ chính xác của kết quả dự báo), bổ sung các nhân tố mới về kiểm soát lũ lụt (hồ chứa mới, công trình kiểm soát lũ lụt mới, ), xây dựng công cụ hỗ trợ cho người sử dụng

và tạo giao diện thuận lợi cho người sử dụng công nghệ

Tiếp theo giai đoạn 2000 - 2005, giai đoạn 2006 - 2010 Chương trình: “Bảo vệ

Môi trường và Phòng chống thiên tai”, được thực hiện với tên mới là: “Khoa học và công nghệ phục vụ phòng tránh thiên tai, bảo vệ môi trường và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên“, mã số: KC.08/06-10 Đề tài “Hoàn thiện công nghệ dự báo lũ cho hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình“, mã số KC.08.17/06-10 là một trong

những đề tài của chương trình KC.08/06-10 Đề tài KC.08.17/06-10 được lựa chọn

để phát triển kết quả đề tài: “Nghiên cứu cơ sở khoa học cho các giải pháp tổng thể

dự báo phòng tránh lũ lụt ở đồng bằng sông Hồng” đã được thực hiện trong giai

đoạn 2000 - 2005

Mục tiêu của đề tài KC.08.17/06-10 trong giai đoạn 2006 - 2010 là:

- Hoàn thiện công nghệ dự báo lũ cho hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình nhằm nâng cao thêm độ chính xác và kéo dài thời gian dự báo

- Hoàn thiện và thử nghiệm sử dụng hệ thống hỗ trợ ra quyết định phục vụ công tác điều hành hệ thống kiểm soát lũ lụt hiện tại và tương lai gần

- Thử nghiệm công nghệ dự báo trong dự báo tác nghiệp các mùa lũ

2008-2009

- Thử nghiệm đánh giá hiệu quả việc điều hành hệ thống kiểm soát lũ bằng việc khai thác và sử dụng Hệ thống Hỗ trợ ra quyết định

- Chuyển giao quy trình công nghệ và các phần mềm liên quan

Để thực hiện các mục tiêu trên, đề tài đã đăng ký thực hiện 5 nội dung nghiên cứu sau:

Nội dung 1: Hoàn thiện và phát triển các mô hình thuỷ văn nhằm nâng cao độ

chính xác và thời gian dự báo phục vụ kịp thời công tác điều hành hệ thống kiểm soát lũ hiện tại và tương lai gần

Nội dung 2: Hoàn thiện và phát triển các mô hình thuỷ lực nhằm nâng cao độ

chính xác và thời gian dự báo phục vụ kịp thời công tác điều hành hệ thống kiểm soát lũ hiện tại và tương lai gần

Nội dung 3: Xây dựng công nghệ dự báo lũ hiện đại theo các yêu cầu của

nghiệp vụ dự báo Thử nghiệm đưa công nghệ dự báo lũ lụt đã xây dựng vào dự báo tác nghiệp cho các mùa lũ 2008-2009

Nội dung 4: Xây dựng và thử nghiệm sử dụng hệ thống hỗ trợ ra quyết định

đánh giá hiệu quả một số phương án điều hành hệ thống kiểm soát lũ lụt trong bối cảnh phát triển kinh tế xã hội

Nội dung 5: Nâng cao tiện ích các phần mềm đã được xây dựng trên cơ sở kết

nối với các công nghệ hiện đại nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho người khai thác cũng như người ra quyết định, cho việc chuyển giao công nghệ

Nội dung 1 và nội dung 2 được đặt ra để thực hiện mục tiêu đầu tiên của đề tài

là nâng cao thêm độ chính xác kết quả dự báo lũ và kéo dài thêm thời gian dự báo

lũ Nội dung 4 được đặt ra để thực hiện mục tiêu thứ hai của đề tài Cùng với các

kết quả của các nội dung 1, 2 và 4, nội dung 3 và nội dung 5 được đặt ra để thực hiện 3 mục tiêu cuối của đề tài

Đề tài KC.08.17/06-10 đã thực hiện đầy đủ các công việc theo các nội dung trên và đã đạt được các mục tiêu đã dăng ký

Báo cáo tổng hợp này trình bày các kết quả mà đề tài KC.08.17/06-10 đã thực hiện, các sản phẩm khoa học mà đề tài đã tạo ra và một số triển khai và áp dụng công nghệ thành công của đề tài

Báo cáo tổng hợp gồm phần mở đầu, 5 chương, phần mô tả các kết quả của đề tài KC.08.17/06-10, phần kết luận, kiến nghị và tài liệu tham khảo

Phần mở đầu giới thiệu về đề tài KC.08.17/06-10, mô tả tóm tắt một số vấn đề

về lũ lụt ở đồng bằng Bắc Bộ, chú ý đến các vấn đề mới xuất hiện sau năm 2004 (thời điểm kết thúc của đề tài KC.08.13) Các chương chương 1, 2, 3, 4 và 5 trình bày tóm tắt các kết quả khoa học và công nghệ của đề tài theo 5 nội dung đã đăng

ký trong Thuyết minh đề tài

Phần phụ lục bao gồm các mục liên quan đến đề tài như:

- 2 đĩa CD lưu trữ các công nghệ mà đề tài đã xây dựng (Công nghệ dự báo lũ cho hệ thống sông Hồng sông Thái Bình và Hệ thống hỗ trợ ra quyết định phục vụ phòng chống lũ lụt trên hệ thống sông Hồng sông Thái Bình)

- Các bài báo khoa học và các kết quả đào tạo

- Các hợp đồng áp dụng và triển khai công nghệ

-

Các kết quả khoa học và công nghệ trong các chương từ 1 đến 5 được trình bày chi tiết trong các báo cáo chuyên đề của đề tài Các nội dung 1, 3 và 5 được trình bày trong một báo cáo chuyên đề Nội dung 2 được trình bày thành 2 báo cáo chuyên đề vì áp dụng phương pháp đồng hóa số liệu (công việc 2 của nội dung 2) là một trong những công việc liên quan đến triển khai các công nghệ mới của đề tài KC.08.17/06-10 Nội dung 4 cũng được trình bày thành 2 báo cáo chuyên đề vì việc phân tích trạng thái kỹ thuật của hệ thống kiểm soát lũ lụt sông Hồng - sông Thái Bình hiện nay (công việc 3 của nội dung 4) là một công việc quan trọng, liên quan đến tất cả các nội dung khác trong đề tài Các báo cáo chuyên đề có số thứ tự và tên như sau:

- Báo cáo chuyên đề số 1: Hoàn thiện và phát triển các mô hình thuỷ văn

Phụ trách chuyên đề: TS Trần Thu Hà

Cơ quan công tác: Viện Cơ học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

- Báo cáo chuyên đề số 2: Hoàn thiện và phát triển các mô hình thuỷ lực

Phụ trách chuyên đề: PGS TS Hoàng Văn Lai

Cơ quan công tác: Viện Cơ học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

- Báo cáo chuyên đề số 2.2: Nghiên cứu áp dụng phương pháp đồng nhất hoá số liệu

Phụ trách chuyên đề: TS Đặng Thế Ba

Cơ quan công tác: Khoa Cơ học Kỹ thuật và Tự động hóa, Trường Đại học Công nghệ

- Báo cáo chuyên đề số 3: Xây dựng công nghệ dự báo lũ hiện đại theo các yêu cầu

của nghiệp vụ dự báo

Phụ trách chuyên đề: TS Nguyễn Lan Châu

Cơ quan công tác: Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Trung ương, Bộ Tài nguyên và Môi trường

- Báo cáo chuyên đề số 4: Xây dựng và thử nghiêm sử dụng hệ thống hỗ trợ ra

quyết định

Phụ trách chuyên đề: TS Hà Ngọc Hiến

Cơ quan công tác: Viện Công nghệ Môi trường, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

- Báo cáo chuyên đề số 4.3: Phân tích và đánh giá trạng thái kỹ thuật của hệ thống

kiểm soát lũ lụt sông Hồng - sông Thái Bình hiện nay Phụ trách chuyên đề: KS Nguyễn Thế Lương

Cơ quan công tác: Cục Quản lý đê điều và Phòng chống lụt bão, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

- Báo cáo chuyên đề số 5: Nâng cao tiện ích các phần mềm

Phụ trách chuyên đề: PGS TS Nguyễn Văn Hạnh

Cơ quan công tác: Trung tâm Thông tin, Dữ liệu Biển và Hải đảo, Bộ Tài nguyên và Môi trường

A MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CỦA LŨ LỤT TRÊN HỆ THỐNG SÔNG HỒNG - SÔNG THÁI BÌNH LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI

Lũ lụt là một hiện tượng thiên tai nguy hiểm ở đồng bằng Bắc Bộ Vì vậy, hiện tượng thiên tai này được trình bày trong nhiều tài liệu (thí dụ: [2], các tài liệu đã

trích dẫn trong [1], ) trong mục này chúng tôi chỉ mô tả sơ lược về lũ lụt trên hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình

A.1 Đặc điểm tự nhiên:

A.1.1 Lưu vực sông Hồng

Lưu vực sông Hồng có giới hạn từ 20-25,5oN, 100-106oE; phía bắc giáp lưu vực Trường Giang; đông giáp lưu vực sông Kỳ Cùng, Bằng Giang, Thái Bình và vịnh Bắc Bộ; tây giáp lưu vực sông Cửu Long và tây nam giáp lưu vực sông Mã Sông Hồng bắt nguồn từ núi Ngụy Sơn, Vân Nam, Trung Quốc, diện tích lưu vực 155.000 km2 (thuộc Trung Quốc - 53,3%, Việt Nam - 46,7%) là khu vực đông dân cư, có tiềm năng kinh tế lớn Lưu vực sông dài, hẹp ở thượng nguồn, mở rộng ở phần Việt Nam Núi cao, bị chia cắt mạnh tạo địa hình đón gió từ biển gây mưa lớn, dòng chảy phong phú Hệ thống sông Hồng có 3 nhánh chính; sông Đà là nhánh lớn nhất, sau đó là các nhánh sông Thao và sông Lô Mạng lưới sông trên lưu vực khá dày, thường 1-1,5 km/km2; có khoảng 500 sông suối, riêng sông Đà có tới 188 sông suối nhỏ dài trên 10km mỗi sông

Trong vùng nhiệt đới gió mùa, lưu vực sông Hồng nóng, ẩm, mưa nhiều Nhiệt

độ trung bình 15-210C ở phần thuộc Trung Quốc và 16-240C ở phần Việt Nam Mưa

lũ trên lưu vực sông Hồng do nhiều loại hình thế thời tiết gây nên Mỗi loại hình thế thời tiết có ảnh hưởng khác nhau tới từng vùng và do đó tình hình lũ trên sông Hồng phụ thuộc vào diễn biến của các hình thế thời tiết cùng tổ hợp của chúng Lượng mưa lưu vực sông Hồng khá phong phú, trung bình lưu vực là 1500 mm; phân bố không đều, phần thuộc Trung Quốc ít mưa, đạt 750-1036mm, phần ở Việt Nam, lượng mưa trung bình đến Sơn Tây đạt 1925mm Các trung tâm mưa lớn nhất

là Bắc Quang là 4765mm, Mường Tè - 2.800mm, Hoàng Liên Sơn - 3000mm Lượng bốc hơi năm không đều: phía Trung Quốc nhiều hơn (Nguyên Giang - 3010mm, Vân Sơn - 2000mm), phần Việt Nam, bốc hơi ít hơn (Lai Châu - 733mm, Lào Cai - 637mm)

Nguồn nước sông Hồng dồi dào, nhưng phân bố không đều, mùa lũ chiếm trung bình 78% lượng nước năm Tháng VII, VIII là tháng lũ chính vụ, thường xảy

ra lũ lớn nhất năm Mùa lũ bắt đầu từ tháng VI và kết thúc tháng X, trùng với mùa mưa, song, có khi bắt đầu từ tháng V trên thượng lưu Lô, Gâm với tần suất 23-43% (Hàm Yên, Tuyên Quang, Chiêm Hoá) Trên sông Thao, Đà, số năm lũ muộn (tháng VII mới xuất hiện) chiếm 24-33% (Yên Bái, Sơn Tây) và 7-10% (Lai Châu, Hoà

Bình) Lũ kết thúc tương đối đồng bộ, vào tháng X, riêng thượng nguồn sông Đà, Thao, mùa lũ kết thúc muộn, vào tháng XI chiếm 40-52%

A.1.2 Lưu vực sông Thái Bình

Nếu tính đến Phả Lại thì lưu vực sông Thái Bình do 3 sông Cầu, Thương và Lục Nam hợp thành với diện tích là 12.680 km2, trong đó diện tích sông Cầu chiếm 47,6%, sông Thương 28,2% và sông Lục Nam 24,2% Lưu vực nằm gọn trong vùng cánh cung khu Đông Bắc nên hướng sông phụ thuộc vào hướng núi, dạng hình nan quạt xoè rộng Phía tây lưu vực là dãy núi Tam Đảo kéo dài tới cánh cung Ngân Sơn với độ cao trung bình tới 800- 1000 m chạy theo hướng Bắc- Nam Càng dịch

về phía Đông - Nam lưu vực, các hướng núi chuyển dần sang Đông Bắc - Tây Nam

và Đông - Tây, độ cao cũng thấp dần Riêng phía nam - Đông Nam lưu vực có dãy núi Yên Tử cao trung bình từ 500 - 900m

Về địa chất và lớp phủ thực vật: ở thượng nguồn các sông Cầu, Thương và Lục Nam là những dãy đồi núi diệp thạch, sa thạch bị chia cắt bởi những thung lũng hẹp, hướng phức tạp, mạng lưới sông dầy đặc, có nhiều thác ghềnh, độ dốc dòng sông lớn, lớp phủ thực vật khá rậm rạp nhưng hiện nay cũng bị khai phá nhiều Riêng phía bắc lưu vực vùng tiếp giáp giữa sông Cầu – sông Thương là vùng đá vôi Bắc Sơn đồ sộ, có độ cao trung bình 400 - 600m, mạng lưới sông và lớp phủ thực vật thưa thớt Càng về phía hạ lưu, rừng thưa dần, độ dốc lòng sông giảm và độ rộng lòng sông tăng lên, hai bên bờ có đê khống chế

Từ Phả Lại trở đi, sông chảy qua vùng đồng bằng nên dộ dốc lòng sông nhỏ hai bên đều có đê khống chế Phía hạ lưu Phả Lại khoảng 3 km có gia nhập sông Đuống, cách Phả Lại khoảng 5 km sông Thái Bình tách ra thành dòng chính Thái Bình và sông Kinh Thầy Sông Thái Bình đổ ra biển với các cửa Thái Bình, Văn

Úc, Lạch Tray Sông Kinh Thầy đổ ra biển với cửa Cấm và chảy vào sông Bạch Đằng với cửa Nam Triệu

A.2 Đặc điểm lũ lụt

A.2.1 Đặc điểm lũ hệ thống sông Hồng

Dòng chảy lũ trên hệ thống sông Hồng phân bố không đều, tháng đầu và cuối mùa có lượng dòng chảy chiếm 10-15%, các tháng chính vụ (tháng 7, 8), tới 20-35% lượng nước năm Trên các sông chính, tháng 8 có lượng lũ lớn nhất, đạt 20-25% lượng nước năm

Lưu lượng đỉnh lũ lớn, trên sông Hồng tại Sơn Tây đỉnh lũ năm 1971 là 37800

m3/s, mực nước đỉnh lũ cao nhất tại Hà Nội xảy ra vào 19/VIII/1971 là 14,44 (hoàn

nguyên và theo cao độ mới) Sông Đà tại Hòa Bình, năm 1945, lưu lượng lớn nhất

là 21600m3/s (tính toán); năm 1996, lưu lượng lớn nhất đến hồ là 21500m3/s (trong

tự nhiên là 20000m3/s), lũ phức tạp nhất, 3 đỉnh cao liên tiếp, tổng lượng trận lũ lớn nhất từ 1902 đến nay

Tính đồng bộ của lũ trên hệ thống sông Hồng không cao: ít khi xảy ra mưa lớn trên toàn lưu vực và chưa xảy ra trường hợp lũ lớn nhất đồng thời xuất hiện trên toàn bộ các sông nhánh của lưu vực Tổ hợp lũ trong 3 trận lũ lớn tại hạ lưu sông Hồng (1971, 1945, 1996):

+ Lũ lớn nhất trong hơn 100 năm qua là lũ tháng 8/1971, là tổ hợp lũ lớn nhất trên sông Lô và lũ lớn nhất trên sông Thao với lũ lớn trên sông Đà

+ Lũ tháng 8/1945 lớn thứ hai, là tổ hợp lũ lớn nhất trên sông Đà gặp lũ trung bình trên sông Lô và sông Thao

+ Lũ tháng 8/1996 là tổ hợp lũ thuộc loại lớn nhất trên sông Đà với lũ ở mức trung bình của sông Thao và lũ lớn trên sông Lô gây ra lũ lớn thứ 3 trên sông Hồng Mặc dù đến nay chưa thấy xảy ra tổ hợp lũ bất lợi nhất của sông Hồng Tuy nhiên, phải đề phòng khả năng khi cả 3 sông nhánh đều xảy ra đồng thời lũ đặc biệt lớn hoặc lũ lịch sử Với tổ hợp lũ bất lợi trên sẽ xảy ra lũ nguy hiểm ở hạ lưu sông Hồng; nếu công tác điều hành được làm tốt, chắc chắn sẽ giúp giảm thiệt hại

A.2.2 Đặc điểm lũ hệ thống sông Thái Bình

Tác động của nước vật: Do vùng hạ lưu hệ thống sông Thái Bình độ dốc mặt

nước nhỏ, không đều và luôn biến đổi, bồi xói cục bộ mạnh, đáy sông nhiều đoạn có

độ dốc ngược và thấp hơn nhiều so với mực nước biển trung bình nên đã hình thành một khu vực nước vật mạnh Trong hầu hết các trận lũ, sông Hồng chuyển sang sông Thái Bình (qua sông Đuống) một lượng nước rất lớn, chiếm từ 30 đến 80% tổng lưu lượng của cả 3 sông Cầu, Thương, Lục Nam Đặc biệt khi lũ sông Hồng lớn, lũ thượng lưu sông Thái Bình nhỏ thì ảnh hưởng của nước vật rất rõ, tới Chũ, Đáp Cầu, Phủ Lạng Thương Đặc điểm nổi bật của chế độ lũ là: cao độ mực nước tại Phả Lại, Lục Nam, Chũ, Phủ Lạng Thương, Đáp Cầu chênh lệch nhau rất ít, xảy

ra cùng pha với quá trình lũ tại Thượng Cát; thời gian xuất hiện đỉnh lũ ngược với chiều chuyển động của dòng chảy, đỉnh tại Đáp Cầu, Phủ Lạng Thương, Lục Nam xảy ra sau đỉnh Phả Lại; đỉnh tại Chũ xảy ra muộn hơn một chút Khi không có lũ thượng nguồn, lũ hạ lưu sông Thái Bình hoàn toàn bị lũ sông Hồng khống chế; khi

lũ thượng nguồn cao sẽ hạn chế sự tiêu thoát lũ sông Hồng

Tác động của thủy triều: Ngoài ảnh hưởng nước vật sông Hồng, lũ hạ lưu

sông Thái bình rút chậm còn do độ dốc lòng sông nhỏ Vị trí Phả Lại cách biển khoảng 60-70km nên mực nước hạ lưu sông Thái Bình chịu ảnh hưởng thủy triều khá mạnh Vùng chịu ảnh hưởng của nước vật cũng là vùng bị ảnh hưởng của thủy triều Tuy nhiên, mức độ ảnh hưởng mạnh hay yếu tùy thuộc vào cấp mực nước sông tương ứng với thời kỳ triều cường hay triều kém Khi mực nước Phả Lại ở mức 2,5m, đỉnh triều Hòn Dấu từ 3,0 đến 4,0m thì mực nước triều có thể làm gia tăng mực nước tại Phả Lại lên thêm từ 10 đến 20cm Khi mực nước Phả Lại nhỏ hơn 3,0m thì thủy triều có thể ảnh hưởng tới Phúc Lộc Phương (sông Cầu), Chũ (sông Lục Nam) Bến Hồ (sông Đuống) và phía trên trạm Phủ Lạng Thương (sông Thương) Thời gian truyền đỉnh, chân triều từ Hòn Dấu đến Phả Lại biến thiên từ 6 đến 10h Đỉnh triều càng cao thì thời gian truyền triều càng ngắn

B MỘT SỐ VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN LŨ LỤT TRÊN HỆ THỐNG SÔNG HỒNG - SÔNG THÁI BÌNH XUẤT HIỆN SAU NĂM 2004

Đồng bằng Bắc Bộ là một trong những vùng kinh tế trọng điểm của nước ta, trên đồng bằng Bắc Bộ có rất nhiều trung tâm chính trị, văn hóa, khoa học quan trọng Vì vậy, bảo vệ an toàn cho đồng bằng Bắc Bộ trước những rủi ro của thiên tai nói chung, lũ lụt nói riêng luôn được Chính phủ quan tâm Cùng với các biện pháp kiểm soát lũ lụt đã có, từ năm 2004 đến nay nhiều biện pháp kiểm soát lũ lụt trên đồng bằng Bắc Bộ đã và đang được triển khai Chúng tôi xin trình bày ở đây, một

số vấn đề sau liên quan đến đề tài KC.08.17/06-10:

- Các giải pháp phòng chống lũ hiện nay

- Các hồ chứa mới được xây dựng phục vụ kiểm soát lũ

- Không sử dụng các khu phân lũ, chậm lũ

- Ảnh hưởng của điều tiết hồ chứa thượng nguồn hệ thống sông Hồng trên lãnh thổ Trung Quốc

B.1 Các giải pháp phòng chống lũ hiện nay

Sau trận lũ lớn 1971, trên hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình đã xảy ra nhiều trận lũ lớn khác như các năm: 1986, năm 1990, 1996, 2002 và 2008, trong đó năm 1986 đã xảy ra lũ đặc biệt lớn trên hệ thống sông Thái Bình, sông Thương và sông Lục Nam vượt mức lịch sử năm 1971, song hệ thống đê các sông chính đều an toàn