ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐẬP NGĂN MẶN ĐẾN NGẬP LỤT HẠ DU SÔNG TRÀ BỒNG LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hình 2: Vị trí dự kiến xây dựng các tuyến đập Khi xây dựng hệ thống 3 đập dâng trên 3 nhánh sông hạ lưu sông Trà Bồng dẫn đến chế độ thủy văn, thủy lực vùng hạ lưu lưu vực sông sẽ thay đ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN NGỌC QUANG

ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐẬP NGĂN MẶN ĐẾN NGẬP LỤT

HẠ DU SÔNG TRÀ BỒNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY

Đà Nẵng – Năm 2019

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi Các số liệu sử dụng phân tích trong luận án có nguồn gốc rõ ràng, đã công bố theo đúng quy định Các kết quả nghiên cứu trong luận văn là của tác giả và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

TÁC GIẢ

Nguyễn Ngọc Quang

ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐẬP NGĂN MẶN ĐẾN NGẬP LỤT

HẠ DU SÔNG TRÀ BỒNG

Học viên: Nguyễn Ngọc Quang Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy

Mã số: 60.58.02.02 Khóa: K35.CTT Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN

Tóm tắt – Hiện nay, khu vực cửa biển sông Trà Bồng hiện tượng xâm nhập mặn từ biển vào sông

xảy ra thường xuyên vào mùa kiệt Khi lượng nước sông từ thượng nguồn đổ ra biển thấp, thủy triều

từ biển sẽ mang nước mặn lấn sâu vào lòng sông làm nước sông bị nhiễm mặn, ảnh hưởng đến

khoảng 1.400ha đất canh tác của người dân, nguồn cấp nước sinh hoạt và cấp nước khu công nghiệp

Dung Quất Vì vậy, chính quyền địa phương có chủ trương xây dựng hệ thống 3 đập ngăn mặn trên 3

nhánh sông Trà Bồng đổ ra cửa biển Sa Cần Nghiên cứu “Đánh giá tác động của hệ thống đập

ngăn mặn đến ngập lụt hạ du sông Trà Bồng” tập trung đánh giá tác động của hệ thống 3 công trình

đập ngăn mặn được xây dựng trên 3 nhánh sông đổ ra cửa biển Sa Cần đến khả năng ngập lụt hạ du

sông Trà Bồng Sử dụng bộ mô hình MIKE 21 để mô phỏng ngập lụt hạ du sông Trà Bồng khi xây

dựng hệ thống 3 công trình đập ngăn mặn Phân tích kết quả mô phỏng cho thấy: v iệc xây dựng hệ

thống 3 công trình đập ngăn mặn theo phương án UBND tỉnh Quảng Ngãi đã chọn không làm ảnh

hưởng lớn đến mức độ ngập lụt vùng hạ du sông Trà Bồng Đồng thời kết quả mô phỏng cũng cho ta

biết được mức độ ảnh hưởng lũ đối với các phương án lựa chọn cao trình cửa cống các đập dâng Từ

đó, đề xuất các phương án phù hợp giảm thiểu thiệt hại đến mức thấp nhất về người và tài sản cho

người dân trong mùa mưa lũ

Từ khóa: Ngập lụt, Ngăn Mặn, Mô phỏng, sông Trà Bồng

ASSESSING THE IMPACTS OF THE TRAP MELT TOURISM SYSTEM

OF TRA BONG RIVER

Trainee: Nguyen Ngoc Quang Specialized: Technical construction of waterway

Code: 60.58.02.02 Course: K35.CTT Polytechnic University - Danang University

Abstract - Currently, the area of the estuary of Tra Bong river, saline intrusion from the sea to the

river occurs frequently in the dry season When the amount of river water from the upstream to the

sea is low, the tides from the sea will bring saltwater encroachment into the river bed, causing the

river water to be salty, affecting about 1,400ha of cultivated land of the people, domestic water

supply and water supply in Dung Quat industrial park Therefore, the local government has a policy

to build a system of 3 saline prevention dams on 3 tributaries of Tra Bong river to Sa Can estuary

Research on "Assessing the impact of the saline prevention dam system on flooding downstream of

Tra Bong river" focusing on assessing the impact of the system of 3 saline prevention dams built on

3 river branches to Sa Can estuary to the possibility of flooding down the Tra Bong river Use MIKE

21 model to simulate flooding downstream of Tra Bong river when building 3 systems of saline

prevention dams Analysis of simulation results shows that the construction of the system of 3 saline

prevention dams according to the plan selected by the People's Committee of Quang Ngai province

does not significantly affect the extent of flooding in the downstream area of Tra Bong River

Simultaneously, the simulation results also show the level of flood influence on the options for

elevation of the sluice gates Since then, propose suitable plans to minimize damage to people and

assets for people in the rainy season

Keywords: Flooding, saline prevention, Sim simulation, Tra Bong river

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH TRẠNG NGẬP LỤT HẠ DU SÔNG TRÀ BỒNG VÀ CÁC MÔ HÌNH MÔ PHỎNG NGẬP LỤT 5

1.1 Hiện trạng ngập lụt hạ du sông trà bồng 5

1.1.1 Hiện trạng ngập úng 5

1.1.2 Tình hình sạt lở bờ sông, bờ biển 7

1.1.3 Tình Thiệt hại do lũ gây ra 11

1.1.4 Đánh giá tình hình lũ lụt trên lưu vực 13

1.2 Tổng quan các công trình nghiên cứu ngập lụt ở miền trung 14

1.3 Tổng quan về các mô hình mô phỏng ngập lụt 17

1.3.1 Khái niệm về bản đồ ngập lụt 17

1.3.2 Các phương pháp xây dựng bản đồ ngập lụt: 17

1.3.3 Tổng quan về các mô hình thủy văn, thủy lực tính toán ngập lụt 18

CHƯƠNG 2: ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ XÃ HỘI LƯU VỰC SÔNG TRÀ BỒNG 25

2.1 Điều kiện tự nhiên 25

2.1.1 Vị trí địa lí 25

2.1.2 Đặc điểm địa hình 25

2.1.3 Đặc điểm địa chất và thổ nhưỡng 27

2.1.4 Mạng lưới sông ngòi 29

2.1.5 Đặc điểm khí tượng – khí hậu 31

2.1.6 Đặc điểm thủy văn 47

2.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 66

2.2.1 Tổ chức hành chính trên lưu vực 66

2.2.2 Dân cư và lao động 66

2.2.3 Tổ chức quản lý và khai thác nguồn nước lưu vực 67

2.2.4 Nền kinh tế chung 67

2.2.5 Nhận xét 70

CHƯƠNG 3: THIẾT LẬP MÔ HÌNH THỦY VĂN VÀ THỦY LỰC MÔ PHỎNG NGẬP LỤT HẠ DU SÔNG TRÀ BỒNG 72

3.1 phương pháp tiếp cận 72

3.2 Tính toán thủy văn 72

3.3 Mô hình thủy lực MIKE FLOOD 77

3.3.1 Giới thiệu chung 77

3.3.2 Mô hình thủy lực một chiều MIKE 11 78

3.3.3 Mô hình MIKE 21 88

3.3.4 Mô hình MIKE Flood 89

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MIKE 21 MÔ PHỎNG NGẬP LỤT HẠ DU SÔNG TRÀ BỒNG KHI XÉT TÁC ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐẬP NGĂN MẶN THEO CÁC KỊCH BẢN TÍNH TOÁN 95

4.1 Mô phỏng ngập lụt hạ du sông Trà Bồng khi có hệ thống đập ngăn mặn 95

4.1.1 Lựa chọn tần suất và trận lũ để mô phỏng lũ cho lưu vực sông Trà Bồng 95

4.1.2 Kết quả mô phỏng 96

4.2 Nhận xét kết quả mô phỏng 99

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 100

TÀI LIỆU THAM KHẢO 102 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO)

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Kết quả điều tra vết lũ năm 1999, 2009 và 2013 5

Bảng 1.2: Các khu vực sạt lở bờ sông, bờ biển trong vùng dự án 8

Bảng 1.3: Tình hình thiệt hại do thiên tai gây ra trong 05 gần đây trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi 14

Bảng 2.1: Hình thái sông suối chính trong vùng nghiên cứu 30

Bảng 2.2: Thống kê các trạm đo khí tƣợng, mƣa trong vùng 31

Bảng 2.3: Đặc trƣng nhiệt độ trung bình năm 35

Bảng 2.4: Tần suất mƣa năm ở một số trạm 37

Bảng 2.5: Lƣợng mƣa trung bình tháng và t lệ so với lƣợng mƣa năm của một số trạm thuộc vùng nghiên cứu 38

Bảng 2.6: lƣợng mƣa mùa lũ, mùa kiệt và t lệ với lƣợng mƣa năm 38

Bảng 2 7: Đặc trƣng mƣa lớn nhất năm thời đoạn 1, 3, 5 ngày 39

Bảng 2.8: Lƣợng mƣa ngày lớn nhất ở các vị trí 39

Bảng 2.9: Hệ số m tính bình quân cho vị trí trạm đo mƣa 40

Bảng 2.10: T lệ % lƣợng mƣa sinh lũ xuất hiện trong các tháng 40

Bảng 2.11: Bốc hơi piche bình quân tháng trung bình nhiều năm 42

Bảng 2.12: Độ m bình quân tháng trung bình nhiều năm 42

Bảng 2.13: Độ m trung bình thấp nhất tháng 42

Bảng 2 14: Độ m tuyệt đối trung bình nhiều năm 43

Bảng 2 15: Nhiệt độ bình quân tháng, năm vùng nghiên cứu 43

Bảng 2 16: Nhiệt độ không khí tối cao trung bình tháng, năm 43

Bảng 2 17: Nhiệt độ không khí tối thấp trung bình tháng, năm 44

Bảng 2 18: Nhiệt độ không khí tối cao tuyệt đối tháng, năm 44

Bảng 2 19: Nhiệt độ không khí tối thấp tuyệt đối tháng, năm 44

Bảng 2 20: Số giờ n ng bình quân tháng trung bình nhiều năm trạm 44

Bảng 2 21: Tốc độ gió trung bình tháng và lớn nhất 45

Bảng 2.22: Tần suất bão đổ bộ vào quảng ngãi (%) 46

Bảng 2 23: Thống kê các trạm đo thu văn trong vùng 47

Bảng 2 24: Cấp báo động các sông thuộc vùng nghiên cứu 48

Bảng 2 25: Đặc trưng dòng chảy các sông trong vùng 49

Bảng 2 26: Tần suất dòng chảy năm 49

Bảng 2 27: Biến động dòng chảy năm tại trạm sơn giang 49

Bảng 2 28: Biến động dòng chảy tháng, năm trạm sơn giang 49

Bảng 2 29: Hệ số phân phối dòng chảy năm với p% thiết kế 50

Bảng 2 30: Phân phối dòng chảy năm 51

Bảng 2 31: Đặc trưng của đợt lũ tháng II 1986 xảy ra ở miền trung 52

Bảng 2.32: Tổng hợp đặc trưng lũ ngày 25 - 26/XI/2011 55

Bảng 2.33: Lượng mưa lũ do hoàn lưu bão số 15 (tháng 11/2013) gây ra và các trận mưa lớn xuất hiện trong vùng nghiên cứu 58

Bảng 2.34: Đỉnh lũ trên một số sông do bão số 15 năm 2013 gây ra và các trận lũ lớn xuất hiện 58

Bảng 2 35: Lưu lượng lớn nhất, nhỏ nhất 59

Bảng 2 36: % xuất hiện lũ lớn nhất năm vào các tháng trong năm 59

Bảng 2 37: T lệ xuất hiện đỉnh lũ lớn nhất mùa lũ so với đỉnh lũ lớn nhất chuỗi năm tại các trạm trong vùng nghiên cứu (%) 60

Bảng 2.38: Phân bố lũ các tháng có mực nước >6,5m tại Trà Khúc 60

Bảng 2.39: Phân bố lũ các tháng có mực nước >7,0m tại trà khúc 60

Bảng 2.40: Phân bố lũ các tháng có mực nước >7,5m tại trà khúc 60

Bảng 2 41: Đặc trưng lũ tại 1 số vị trí 61

Bảng 2 42: Lũ lớn nhất trong vùng 61

Bảng 2 43: Kết quả tính toán tần suất lưu lượng max tại sơn giang 62

Bảng 2 44: Tổng lượng lũ lớn nhất thời đoạn tại các vị trí 62

Bảng 2 45: Đặc trưng tổng lượng 1, 3, 5, 7 ngày max ứng với các tần suất thiết kế tại Sơn Giang 62

Bảng 2 46: Quan hệ tổng lượng lũ 1,3,5,7 ngày max 64

Bảng 2.47: Đặc trưng dòng chảy kiệt tháng 64

Bảng 2.48: Đặc trưng dòng chảy kiệt ngày 64

Bảng 2 49: Kết quả tính toán tần suất qmin tại các trạm 64

Bảng 2.50: Kết quả tính toán dòng chảy bùn cát tại các trạm 66

Bảng 2.51: Diện tích và đơn vị hành chính vùng nghiên cứu 66

Bảng 2 52: Dân số vùng nghiên cứu 67

Bảng 2.53: Tổng sản ph m trên địa bàn theo giá thực tế 69

Bảng 3.1: Tiêu chu n đánh giá hệ số NSE 7 73

Bảng 3.2: Tiêu chu n đánh giá hệ số tương quan (Theo Moriasi, 2007) 74

Bảng 3.3: Hệ số Nash và tương quan 81

Bảng 3.4: Diện tích các tiểu lưu vực trên sông Trà Bồng (km2) 82

Bảng 3.5: Kết quả tần suất dòng chảy kiệt 82

Bảng 3.6: Chỉ số đánh giá độ tin cậy của mô hình MIKE FLOOD trên lưu vực sông Trà Bồng 92

Bảng 3.7: Chỉ số đánh giá độ tin cậy của mô hình MIKE Flood trên lưu vực sông Trà Bồng 99

Bảng 4.1:Đặc trưng thống kê mực nước lớn nhất trạm Châu Ổ 100

Bảng 4.2: Các kịch bản khi mô phỏng ngập lụt 101

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1: Vị trí lưu vực sông Trà Bồng 1 1

Hình 2: Vị trí dự kiến xây dựng các tuyến đập 2 2

Hình 1.1 Dòng chảy lũ trên sông Trà Bồng tại khu vực Cầu Châu Ổ, lũ 11/2016 6

Hình 1.2 Dòng chảy lũ trên sông Trà Bồng tại khu vực Cầu Trà Bồng, lũ 11/2016 7

Hình 1.3 Dòng chảy lũ trên sông Trà Bồng tại khu vực Cửa Sa Cần, lũ 11/2016 7

Hình 2.1 Vị trí dự kiến xây dựng 3 tuyến đập ngăn mặn 30

Hình 2.2 Bản đồ lưu vực lưới sông Trà Bồng (Nguồn Atlat tài nguyên nước quốc gia 2000) 31

Hình 2.3. Bản đồ mạng lưới trạm khí tượng thủy văn vùng nghiên cứu 33

Hình 2.4 Bản đồ đẳng trị mưa năm vùng nghiên cứu 39

Hình 2.5 Bản đồ đẳng trị mưa 1 ngày max 41

Hình 2.6.Đường quan hệ tổng lượng lũ 1, 3, 5, 7 ngày max tại trạm Sơn Giang 63

Hình 3.1 Sơ đồ cấu trúc mô hình NAM 73

Hình 3.2 Kết quả hiệu chỉnh mô hình lưu vực Sông Vệ 74

Hình 3.3 Bản đồ phân chia các tiểu lưu vực sông Trà Bồng 75

Hình 3.4 Kết quả mô phỏng các tiểu lưu vực sông Trà Bồng 76

Hình 3.5 Bảo toàn khối lượng 79

Hình 3 6 Sơ đồ sai phân ẩn 6 điểm trung tâm 80

Hình 3 7 Nhánh sông với các điểm lưới xen kẽ 80

Hình 3 8 Sơ đồ tính qua công trình 83

Hình 3.9 Thiết lập sơ đồ thủy lực mạng lưới sông Trà Bồng mô hình MIKE 11 HD 84

Hình 3.10 Hiệu chỉnh mô hình trận lũ 2013 85

Hình 3 11 Kiểm định mô hình trận lũ 1999 86

Hình 3 12 Biên lưu lượng tại các nhánh thượng lưu và nhập bên năm 2013

86

Hình 3 13 Biên mực nước hạ lưu năm 2013 87

Hình 3 14 Biên lưu lượng tại các nhánh thượng lưu và nhập bên năm 2009 87

Hình 3 15 Biên mực nước hạ lưu năm 2009 87

Hình 3.16 Bản đồ DEM lưu vực sông Trà Bồng 89

Hình 3.17 Coupling mô hình M E F D cho lưu vực hạ lưu sông Trà Bồng 90

Hình 3.18 Kết quả hiệu chỉnh trận lũ 2013 tại Châu Ổ 91

Hình 3.19 Kết quả ngập lụt sông Trà Bồng trận lũ 2013 91

Hình 3 20 Kết quả kiểm định trận lũ 2009 tại trạm Châu Ổ 92

Hình 3 21 Kết quả ngập lụt sông Trà Bồng trận lũ 2009 92

Hình 4.1 Kết quả trắc dọc đường mực nước dọc sông Trà Bồng qua đập Trà Bồng theo các kịch bản 96

Hình 4.2 Kết quả trắc dọc đường mực nước dọc sông Trà Bồng qua đập Bình Phước theo các kịch bản 97

Hình 4.3 Kết quả trắc dọc đường mực nước dọc sông Trà Bồng qua đập Bình Nguyên theo các kịch bản 98

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Vũng Dung Quất thuộc hạ lưu Sông Trà Bồng tiếp giáp với biển tại cửa Sa Cần có độ dốc địa hình thấp, nên hiện tượng xâm nhập mặn từ biển vào sông xảy

ra thường xuyên vào mùa kiệt Khi lượng nước sông từ thượng nguồn đổ ra biển thấp, thủy triều từ biển sẽ mang nước mặn lấn sâu vào lòng sông làm nước sông

bị nhiễm mặn, ảnh hưởng đến khoảng 1.400ha đất canh tác của người dân, nguồn cấp nước sinh hoạt và cấp nước khu công nghiệp Dung Quất

Hình 1: Vị trí lưu vực sông Trà Bồng

Để giải quyết vấn đề xâm nhập mặn của hạ lưu sông Trà Bồng nêu trên, trong năm 2016 tỉnh Quảng Ngãi đã có chủ trương xây dựng hệ thống 3 đập dâng ngăn mặn trên 3 nhánh sông: Đập Trà Bồng trên sông Trà Bồng; đập Bình Phước trên sông Thái Cân và đập Bình Nguyên trên sông Cáp Đa (vị trí dự kiến xây dựng như hình 1) Mục tiêu xây dựng các đập dâng tạo hệ thống ngăn mặn liên hoàn nhằm ngăn mặn cho khoảng 1.400ha đất canh tác, giữ ngọt, tạo nguồn cấp

nước cho khoảng 200ha đất canh tác và khu công nghiệp Dung Quất, bổ sung nguồn nước ngọt (bao gồm cả nước ngầm) phục vụ sinh hoạt cho khoảng 35.000 dân, phát triển giao thông và cải thiện môi trường vùng dự án

Hình 2: Vị trí dự kiến xây dựng các tuyến đập Khi xây dựng hệ thống 3 đập dâng trên 3 nhánh sông hạ lưu sông Trà Bồng dẫn đến chế độ thủy văn, thủy lực vùng hạ lưu lưu vực sông sẽ thay đổi Để có

cơ sở cho đánh giá tác động của các đập dâng đến môi trường, việc nghiên cứu ảnh hưởng của hệ thống đập dâng đến chế độ dòng chảy lũ phía hạ lưu của sông Trà Bồng khi có và không có các đập dâng này là cần thiết giúp chính quyền địa phương đề xuất các phương án phòng chống thông qua cảnh báo về khả năng và diện tích ngập lụt ứng với các trận lũ khác nhau, từ đó xây dựng kế hoạch hành động cũng như đề ra các giải pháp quy hoạch, quản lý xây dựng cơ sở hạ tầng cho phù hợp

Do vậy, đề tài “Đánh giá tác động của hệ thống đập ngăn mặn đến ngập lụt hạ du sông Trà Bồng” sẽ là cơ sở quy hoạch phòng chống lũ cho cả khu

vực hạ lưu sông Trà Bồng, cũng như làm tài liệu tham khảo cho các nhà hoạch

định chính sách và ra quyết định ở địa phương

2 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là:

- Đề tài này nghiên cứu xây dựng mô hình mô phỏng quá trình ngập lụt khi xây dựng hệ thống 3 công trình đập ngăn mặn: Trà Bồng, Bình Phước và Bình Nguyên (hệ thống đập ngăn mặn) trên các nhánh sông Trà Bồng nhằm đánh giá mức độ ảnh hưởng của các công trình đập ngăn mặn này đối với tình trạng ngập lụt hiện nay ở hạ du sông Trà Bồng

- Trên cơ sở đó đề xuất được các định hướng cho chính quyền địa phương xây dựng kế hoạch hành động cũng như đề ra các giải pháp quy hoạch, quản lý xây dựng cơ sở hạ tầng cho phù hợp với quản lý ngập lụt và thoát lũ

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Mức độ ngập lụt hạ lưu sông Trà Bồng do ảnh hưởng xây dựng hệ thống đập ngăn mặn

- Phạm vi nghiên cứu: Lưu vực hệ thống sông Trà Bồng; Xây dựng mô hình thủy văn, thủy lực – Mô phỏng ngập lụt vùng hạ du sông Trà Bồng và quy mô xây dựng hệ thống các công trình đập ngăn mặn: Trà Bồng, Bình Phước và Bình Nguyên

4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp điều tra, khảo sát thực tế

- Phương pháp xử lý thống kê, phân tích tổng thể

- Phương pháp nghiên cứu lý luận

- Sử dụng phương pháp mô hình toán: Ứng dụng mô hình MIKE cụ thể: + Mô hình NAM được ứng dụng để tính toán lưu lượng nhập bên và lưu lượng vào hồ chứa

+ Mô hình MIKE 11 để tính thủy lực xác định lưu lượng, mực nước

+ Mô hình MIKE FLOOD để mô phỏng ngập lụt

5 Ý nghĩa khoa học và thực ti n của luận văn

Các kết quả của Luận văn có thể được sử dụng như cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc hoạch định các chính sách liên quan tới các hoạt động quy hoạch, quản lý xây dựng cơ sở hạ tầng cho phù hợp với quản lý ngập lụt và thoát lũ của chính quyền và cộng đồng địa phương, góp phần giảm thiểu thiệt hại về người

và tài sản cho người dân vùng ngập lụt

6 Bố cục đề tài

Trên cơ sở các nội dung nghiên cứu, để đạt mục tiêu đề ra và đảm bảo tính logic và chỉnh thể của vấn đề nghiên cứu, ngoài hai phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, luận văn được cấu trúc gồm 4 chương sau đây:

- Chương 1: Tổng quan về tình hình nghiên cứu lũ lụt ở hạ lưu sông Trà Bồng

- Chương 2 Đặc điểm tự nhiên xã hội lưu vực sông Trà Bồng

- Chương 3 Thiết lập mô hình thủy văn – thủy lực mô phỏng ngập lụt hạ

du sông Trà Bồng bằng mô hình MIKE 21

- Chương 4 Ứng dụng phần mềm MIKE 21 mô phỏng ngập lụt hạ du sông Trà Bồng khi xét tác động của hệ thống đập ngăn mặn theo các kịch bản tính toán

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH TRẠNG NGẬP LỤT HẠ DU SÔNG TRÀ BỒNG

VÀ CÁC MÔ HÌNH MÔ PHỎNG NGẬP LỤT 1.1 Hiện trạng ngập lụt hạ du sông Trà Bồng

1.1.1 Hiện trạng ngập úng

Theo thống kê của Chi cục Thủy lợi tỉnh Quảng Ngãi, hàng năm khi mùa mưa lũ về, lũ ngoài sông cùng mưa trong đồng gây ngập lụt trên diện rộng ở vùng hạ lưu sông Trà Bồng

Trong thời kỳ lũ chính vụ từ tháng X đến tháng XI vùng hạ lưu bị ngập khoảng 3.0005.000 ha, với độ sâu bị ngập từ 13 m, thời gian kéo dài từ 23 ngày Diện ngập rộng và sâu, thời gian kéo dài nên trong thời gian này không sản xuất nông nghiệp được, giao thông đi lại cũng như cuộc sống của người dân bị ảnh hưởng

Trong các tháng V, VI, VIII và XII xảy ra lũ tiểu mãn, lũ sớm và lũ muộn Các đợt lũ này thời gian bị ngập thường từ 2 đến 3 ngày, độ sâu ngập chỉ khoảng trên 1m

Qua kết quả điều tra vết lũ và tình hình ngập lụt của trận lũ tháng 12 2009 cho cũng cho thấy sơ bộ tình hình ngập lụt vùng hạ lưu Trà Bồng như sau:

Bảng 1.1: Kết quả điều tra vết lũ năm 1999, 2009 và 2013

Cao độ vết lũ bão số

9 năm

2009 (m)

Cao

độ vết lũ năm

1999 (m)

Cao

độ vết

lũ năm

2013 Kinh độ E Vĩ độ N

5 QNG17

Thôn Bình An Nội, xã Bình Chánh, huyện Bình Sơn 108045’17” 15 0 21’01” 1,360 4,06 3,21

Cao độ vết lũ bão số

9 năm

2009 (m)

Cao

độ vết lũ năm

1999 (m)

Cao

độ vết

lũ năm

2013 Kinh độ E Vĩ độ N

10 QNG62

Thôn Ngọc Trì, xã Bình Chương, huyện Bình Sơn 108041’46” 15 0 15’51” 6,576 6,58 8,66

11 QNG63

Thôn An Điềm I, xã Bình Chương, huyện Bình Sơn 108044’16” 15 0 16’45” 4,542 9,24 6,62

Hình 1.2 Dòng chảy lũ trên sông Trà Bồng tại khu vực Cầu Trà Bồng,

có những nơi lên đến hơn 30m, phần lớn ở các huyện ven biển và sông Trà Bồng

Bảng 1.2 Các khu vực sạt lở bờ sông, bờ biển trong vùng dự án

STT Địa điểm Tuyến đê/bờ

sông/bờ biển

Thời gian xảy ra sạt lở

Quy mô sạt lở Mức độ

ảnh hưởng tới dân sinh, kinh tế

Dài (m)

Rộng (m)

Sâu (m)

Thường

Dân cư + CSHT+ Đất SXNN

2 Xã Bình Minh Bồng - Bờ tả Sông Trà Thường xuyên 4.000 Dân cư +

Đất SXNN

3 Xã Bình Trung Bồng - Bờ tả Sông Trà Thường xuyên 1.200

Dân cư + Đất SXNN

4 Xã Bình Thới

Sông Trà Bồng - Bờ Hữu

Thường

Dân cư + CSHT (đường GTNT)

Bồng - Bờ tả

Thường xuyên 1,000

Dân cư + Đất SXNN

7 Xã Bình Chương

Sông Trà Bồng - Bờ hữu

Thường xuyên 4.500

Dân cư + CSHT+ Đất SXNN

8 Bình Nguyên Sông Dâu - Bờ tả Thường xuyên 500

Dân cư + Đất SXNN

1 TDP 1, TT Trà Xuân

Sông Trà Bồng (bờ

195

Dân cư + đất SXNN

Dân cư + CSHT

3 Thôn Phú Hòa, xã

Trà Phú

Sông Trà Bồng (bờ

1.400

Dân cư + đất SXNN

4 Thôn Phú Long, xã

Trà Phú

Sông Trà Bồng (bờ

600

Dân cư + đất SXNN

STT Địa điểm sông/bờ biển Tuyến đê/bờ

Thời gian xảy ra sạt lở

Quy mô sạt lở Mức độ

ảnh hưởng tới dân sinh, kinh tế

Dài (m)

Rộng (m)

Sâu (m)

hữu)

6 Thôn Phú Tài, xã

Trà Phú

Sông Trà Bồng (bờ

500

Dân cư + đất SXNN

7 Thôn Phú Hòa, xã

Trà Phú

Sông Trà Bồng (bờ

200

Dân cư + đất SXNN

8 Thôn Bình Trung,

xã Trà Bình

Sông Trà Bồng (bờ

300

Dân cư + đất SXNN

9 Thôn Bình Đông, xã

Trà Bình

Sông Trà Bồng (bờ

400

Dân cư + đất SXNN

II SẠT LỞ BỜ BIỂN 1.400

II.1 Huyện Bình Sơn 1.400

1 Thôn Hải Ninh, xã

Bình Thạnh

Hải Ninh (cửa sông Trà Bồng)

(Nguồn: BCH phòng chống thiên tai và tìm kiếm cứu nạn tỉnh Quảng Ngãi)

Hình ảnh một số khu vực sạt lở vùng hạ du sông Trà Bồng

Kè sông Cà Ninh xã Bình Dương – Bình Sơn Điểm nguy cơ sạt lở xã Bình Dương – Bình

Sơn

Khai thác cát tại bãi cát xã Trà Bình – Trà Bồng Điểm sạt lở xã Trà Phú – Trà Bồng

Vết ngập lũ năm 2013 tại xã Bình Minh –

Bình Sơn Vết ngập lũ năm 2013 tại xã Bình Mỹ – Bình Sơn

Đê hữu Trà Bồng xã Bình Trung – Bình Sơn Điểm nguy cơ sạt lở xã Bình Mỹ - Bình

Sơn

1.1.3 Thiệt hại do lũ gây ra

Mỗi năm khi mùa mưa bão về gây ngập lụt, thiệt hại khá lớn về người và tài sản cho vùng Mưa lũ gây chết người, nhà cửa bị ngập, bị sập, các công trình

hạ tầng cơ sở như trường học, bệnh viện bị hư hỏng, đường sá cầu cống công trình thuỷ lợi bị sạt lở, bị vỡ và bồi lấp Diện tích đất trồng trọt bị ngập lâu ngày làm cho lúa, hoa màu và các loại cây trồng khác bị thất thu

Lũ năm 1999 và năm 2009 là các năm lũ đặc biệt lớn xảy ra ở hạ lưu sông Trà Bồng Thiệt hại lũ trên lưu vực sông Trà Bồng một số năm gần đây như sau:

hại: 3 ha (Sơn Tịnh); Lương thực, thóc giống bị thiệt hại: 122 tấn (Sơn Tịnh); Đại gia súc bị chết: 04 con (Sơn Tịnh); Tiểu gia súc bị chết: 1.550 con (Sơn Tịnh: 1.536; Trà Bồng: 14); Gia cầm bị chết: 22.723 con (Sơn Tịnh: 22.223; Trà Bồng: 500); Phân bón bị ướt: 3,7 tấn (Sơn Tịnh)

* Về thủy lợi: Kè bị hư hỏng, sạt lở: 01 cái (Trà Bồng); Kênh mương bị sạt lở, hư hỏng: 1.350 m (Bình Sơn: 450m; Sơn Tịnh: 900 m; Trà Bồng: 05 tuyến); Đập dâng bị sạt lở, bồi lấp: 02 cái (Sơn Tịnh); Trạm bơm bị thiệt hại: 01 cái (Sơn Tịnh); Công trình thủy lợi kiên cố (khác) bị đổ trôi, thiệt hại: 01 cái (Cống tiêu Đồng Có, Sơn Tịnh)

* Về giao thông: Đường giao thông nông thôn bị sạt lở, hư hỏng trên nhiều tuyến đường Huyện Trà Bồng: Sạt lở 26 điểm 13 tuyến Khối lượng đất,

đá khoảng: 153.000 m3; Huyện Bình Sơn: Tuyến giao thông nông thôn trên địa bàn huyện bị sạt lở: 3.100 m3 đất; Cầu, công bị hư hỏng: 02 cái (Trà Bồng)

* Về thủy sản: Diện tích nuôi thủy sản (tôm, cá) bị thiệt hại: 26,8 ha (Sơn Tịnh); Lồng cá bị hư hỏng: 03 cái (Sơn Tịnh)

* Về nước sạch và VSMT: Công trình cấp nước bị hư hỏng: 08 công trình (Trà Bồng)

* Về công nghiệp: Trụ điện cao thế bị gãy đổ: 01 trụ (Sơn Tịnh); Trụ điện

hạ thế bị gãy đổ: 74 trụ (Sơn Tịnh: 71; Trà Bồng: 03); Dây điện hạ thế bị đứt, hư hỏng: 2,3 km (Sơn Tịnh); Cột thông tin bị đổ: 03 cột (Trà Bồng)

Năm 2015:

* Về thủy lợi: Đập bị hư hỏng: 05 cái, gồm: Huyện Bình Sơn 02 cái: Đập

Đá Giăng, đập Vực Bà; Huyện Trà Bồng: 03 cái: Đập nước Nun, Cây Xanh, ông Bổn; Đập bổi bị trôi: 01 cái (Bình Sơn)

* Về giao thông: Đường giao thông nông thôn bị hư hỏng: Tuyến xã Trà Giang - thôn 2, huyện Trà Bồng bị đá sạt lởn, ách tắc giao thông

* Về công nghiệp: Trụ điện trung thế bị sạt lở: 01 trụ (tại Km2+300, tuyến Trà Lâm – Trà Hiệp, huyện Trà Bồng, do sạt lở đất, làm ảnh hưởng trực tiếp đến

01 trụ điện trung thế, có nguy cơ ngã đổ cao)

Năm 2016:

* Về người: Người chết: 01 người (Bình Sơn)

* Về nhà ở: Nhà bị thiệt hại hoàn toàn (trên 70%): 04 cái (Bình Sơn: 02; Sơn Tịnh: 02); Nhà bị thiệt hại rất nặng (từ 50 - 70%): 03 cái (Bình Sơn: 02; Sơn Tịnh: 01); Nhà bị thiệt hại nặng (từ 30 - 50%): 01 cái (Sơn Tịnh); Nhà bị thiệt hại một phần (dưới 30%): 03 cái (Sơn Tịnh); Nhà bị ảnh hưởng do sạt lở phải di dời khẩn cấp: 03 (Trà Bồng);

* Về nông nghiệp: Diện tích lúa thuần bị thiệt hại: 385 ha (Bình Sơn: 288 ha; Sơn Tịnh: 97ha); Diện tích rau màu, hoa màu bị thiệt hại: 864 ha (Bình Sơn:

663 ha; Sơn Tịnh: 180ha; Trà Bồng: 21ha); Số lượng hoa cảnh bị thiệt hại: 36.350 ha (Bình Sơn: 30.000 ha; Sơn Tịnh: 6.350ha); Diện tích cây trồng lâu năm bị thiệt hại: 02 ha (Sơn Tịnh); Diện tích cây trồng hằng năm (mỳ, ngô, mía)

bị thiệt hại: 76,5 ha (Sơn Tịnh: 76; Trà Bồng: 0,5); Diện tích đất canh tác bị sa bồi, thủy phá: 173 ha (Bình Sơn: 11 ha; Sơn Tịnh: 156 ha; Trà Bồng: 06 ha); Diện tích rừng (keo) bị thiệt hại: 100 ha (Bình Sơn: 50 ha; Sơn Tịnh: 50 ha); Hạt giống bị hư hỏng: 11 tấn (Bình Sơn); Lương thực bị ướt, hư hỏng: 17 ha (Bình Sơn: 11; Sơn Tịnh: 06)

* Về chăn nuôi: Gia súc bị chết: Trâu, bò: 12 con (Sơn Tịnh: 02; Trà Bồng: 10); Lợn: 52 con (Sơn Tịnh); Gia cầm bị chết: Gà, vịt: 16.500 con (Bình Sơn: 11.390; Sơn Tịnh: 5.110)

* Về giao thông: Đường giao thông địa phương (huyện, xã); Cầu bị hư hỏng: 01 (Bình Sơn); Cầu tạm bị hư hỏng: 04 (Bình Sơn);

* Về thủy sản: Tàu bị chìm: 01 (Bình Sơn); Thúng bị trôi mất: 01 cái (Bình Sơn); Ngư lưới, dụng cụ bị trôi, mất: 01 (Bình Sơn); Diện tích nuôi trồng thủy sản bị thiệt hại: 01 ha (Bình Sơn)

* Về nước sạch, vệ sinh môi trường: Công trình cung cáp nước bị hư hỏng: 01 (Trà Bồng)

* Về các công trình khác: Tường rào bị ngã đổ: 80 m (Sơn Tịnh)

1.1.4 Đánh giá tình hình lũ lụt trên lưu vực

Do đặc điểm địa hình trong vùng và diễn biến thời tiết phức tạp, trong những năm gần đây lũ lụt đã liên tiếp xảy ra làm ngập lụt đồng bằng hạ lưu sông Trà Bồng gây thiệt hại lớn cho mùa màng, ách tắc giao thông, làm hư hỏng các công trình thuỷ lợi đặc biệt là tính mạng của người dân, nhà cửa, trạm xá bị cuốn trôi

Một số trận lũ lịch sử xảy ra trên địa bàn vùng nghiên cứu:

- Trận lũ năm 1964 do ảnh hưởng 2 cơn bão đổ bộ liên tiếp trong ngày

4 XI 1964 (Iris vào Quy Nhơn) và ngày 8 XI 1964 (cơn bão Joan vào Tuy Hòa) kết hợp với KKL đã gây ra mưa lớn và lũ lụt lịch sử trên các lưu vực sông vùng Nam Trung Bộ, mực nước trên sông Trà Bồng đạt 5,68 m vượt báo động III 1,18

m, gây thiệt hại 80% mùa màng toàn vùng đồng bằng Quảng Ngãi;

- Lũ năm 1987 do ảnh hưởng của áp thấp nhiệt đới, mực nước cao nhất trên báo động III là 1,6 m;

- Lũ năm 2009 do mưa lớn và ảnh hưởng của bão nên mực nước tại cầu Trà Khúc đã lên tới Hmax 5,85 m, vượt báo động III là 1,75 m

Lũ năm 2013 tại tỉnh Quảng Ngãi, lượng mưa trong 3 ngày từ 15-17/XI, lượng mưa phổ biến 500÷600mm, có những nơi đặc biệt lớn như Minh Long 959

mm, Ba Tơ 953 mm Sông Trà Khúc tại cầu Trà Khúc là 8,76m, trên BĐ 3 là 2,26m, cao hơn đỉnh lũ năm 1999 là 40 cm Đỉnh lũ trên sông Trà Bồng tại Châu

2 Người bị thương người 45 7 3 167 7 11 240

3 Nhà sập, cuấn trôi cái 66 15 9 1014 20 7 1.131

Tổng giá trị thiệt hại 474,03 453,38 32,3 1.829,8 15,83 171,39 2.976,73

(Nguồn: QĐ số 980/QĐ-UBND ngày 29/05/2017 Phê duyệt Kế hoạch PCTT đến năm 2020 tỉnh Quảng Ngãi)

1.2 Tổng quan các công trình nghiên cứu ngập lụt ở miền trung

Nước ta là một trong những nước trên thế giới chịu tác động nhiều nhất của sự biến đổi khí hậu toàn cầu Những năm gần đây do ảnh hưởng của sự biến đổi khí hậu, hiện tượng lũ lớn, lũ quét đã xảy ra với tần suất, qui mô và cường độ ngày càng gia tăng, đặc biệt là ở các lưu vực sông miền Trung Theo một số tài liệu điều tra gần đây; mưa lũ năm 1996 gây thiệt hại rất lớn Số người chết và mất tích lên tới 605 người và tổng thiệt hại ước tính lên tới 2.142,117 tỷ đồng Năm 1999, lũ lịch sử ở miền Trung, chỉ trong vòng hơn 1 tháng (từ 1 XI đến

6 XII), đã có 2 đợt lũ, diện rộng hiếm thấy trong lịch sử, làm ngập lụt nghiêm trọng, dài ngày, thiệt hại lớn cho kinh tế, dân sinh, môi trường: hơn 700 người chết, gần 500 người bị thương, hàng 6 vạn hộ gia đình bị mất nhà cửa, tài sản, thiệt hại ước tính lên tới gần 5.000 tỷ đồng

Hiện tượng lũ quét, xói lở, sạt trượt các sườn núi, bờ sông xảy ra rộng khắp

ở các huyện miền núi, đồng bằng ven biển của Quảng Ngãi Lũ lụt miền Trung nói chung và tỉnh Quảng Ngãi nói riêng đã trở thành một tai hoạ tự nhiên thường xuyên đe doạ cuộc sống của người dân trong vùng Nhận thức được vấn đề nghiêm trọng của lũ, lụt các Bộ, ngành và các địa phương đã triển khai một loạt các chương trình, đề tài, đề án điều tra, nghiên cứu vềlũ lụt nhằm đưa ra các giải pháp giảm thiểu thiệt hại do lũ lụt gây ra Có thể nêu một số công trình nghiên cứu tiêu biểu:

KS Hoàng Tấn Liên, 2001 Xây dựng Bản đồ ngập lụt và dự báo nguy

cơ ngập lụt hạ lưu sông Trà Bồng, sông Trà Khúc, sông Vệ Đài KTTV khu vực Trung Trung bộ

TS Nguyễn Lập Dân - Nghiên cứu cơ sở khoa học cho các giải pháp tổng thể phòng tránh lũ lụt ở miền Trung (đề tài KHCN cấp Nhà nước KC-08-12) năm 2001 - 2004 Đề tài đã đưa ra các giải pháp tổng thể phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai lũ lụt ở miền Trung trong đó có các giải pháp trước mắt và lâu dài, các biện pháp công trình và phi công trình; xây dựng được chương trình dự báo lũ trên lưu vực sông Hương và sông Thu Bồn

Đài khí tượng thủy văn Nam Trung Bộ đã xây dựng bản đồ ngập lụt cho tỉnh Bình Định, mục tiêu nghiên cứu xây dựng phương án dự báo lũ ở các sông Lại Giang, La Tinh, Kôn, Hà Thanh và bản đồ nguy cơ ngập lụt khu vực hạ lưu sông trên và đề xuất các giải pháp phương án ứng phó và tiêu thoát lũ do ngập lụt gây ra tại Bình Định

Viện Khoa học thủy lợi Việt Nam 2010 đã nghiên cứu tính toán thủy lực sông Tra Khúc và sông Vệ nhằm đề xuất phương án phòng, chống và tiêu thoát lũ sông Trà Khúc và sông Vệ tỉnh Quảng Ngãi

Năm 2010, Hà Văn Khối, trình bày một số ý kiến cũng như kết quả tính toán sơ bộ về vai trò chống lũ hạ du của hồ chứa A Vương và xem xét khả năng giao thêm nhiệm vụ chống lũ hạ du cho các hồ chứa trên sông Vu Gia – Thu Bồn

Năm 2011, Ngô Lê Long đã áp dụng mô hình MIKE 11, mô phỏng hệ thống liên hồ chứa sông Srêpook với mục đích cắt giảm lũ cho hạ du, tác giả đã ứng dụng kết hợp với mô đun vận hành công trình (SO) mô phỏng vận hành các công trình cửa van

Năm 2011, Nguyễn Hữu Khải, Đã nghiên cứu tính toán điều hành hệ thống

hồ chứa trên lưu vực sông Ba trong mùa lũ và mùa cạn, tác giả đã áp dụng mô hình HEC-RESSIM, MIKE 11 để mô phỏng tính toán thủy văn, điều tiết hồ chứa, thủy lực, các kết quả nghiên cứu làm cơ sở để tác giả đề xuất Quy trình vận hành liên hồ chứa trên lưu vực sông Ba

Năm 2012, Tô Thúy Nga, Lê Hùng, đã nghiên cứu áp dụng mô hình MIKE FLOOD mô phỏng lại trận lũ năm 2009 và đánh giá ảnh hưởng của việc xả lũ hồ

A Vương đến ngập lụt hạ du

Năm 2013 Lê Hùng, Tô Thúy Nga, đã áp dụng mô hình HEC-RESSIM -

mô phỏng hệ thống hồ chứa trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn

Năm 2013, Đặng Thanh Mai, Vũ Đức Long, Vũ Văn Hiếu [8], đã trình bày các kết quả xây dựng công nghệ giám sát, cảnh báo, dự báo lũ, ngập lụt và điều tiết hồ chứa cho hệ thống sông Ba dựa trên việc tích hợp các mô hình thủy văn, thủy lực và điều tiết hồ

Năm 2014, Lê Hùng, Tô Thúy Nga, đánh giá vận hành hệ thống hồ chứa thủy điện trên các lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn sao cho đảm bảo lợi ích mục tiêu phát điện của các hồ chứa, đồng thời giảm thiểu thiệt hại do lũ gây ra cho hạ

du

Năm 2014, TS Tô Thúy Nga đã nghiên cứu mô hình dự báo thời gian thực trên lưu vực Vu Gia - Thu Bồn, đã xây dựng được chương trình điều hành hệ thống hồ chứa thời gian thực trên lưu vực Vu Gia - Thu Bồn dựa trên số liệu dự báo mưa từ 3-5 ngày của Trung tâm Khí tượng thủy văn Trung Trung Bộ

Năm 2018, Viện Quy hoạch Thủy lợi – Bộ NN và PTNT thực hiện Dự án: Lập Quy hoạch phòng chống lũ và chỉnh trị sông Trà Bồng (đoạn từ xã Trà Bình đến cửa Sa Cần) đến năm 2025, định hướng đến năm 2030

Nhìn chung các công trình nghiên cứu ở khu vực miền Trung sử dụng mô hình mô phỏng là công cụ chủ yếu để mô phỏng ngập lụt vùng hạ du các lưu vực sông, cũng như dự báo lũ lụt Kết quả mô phỏng là cơ sở để ứng dụng vào thực tiễn công tác quản lý, điều hành, ứng phó với thiên tai hiện nay

1.3 Tổng quan về các mô hình mô phỏng ngập lụt

1.3.1 Khái niệm về bản đồ ngập lụt

Bản đồ nguy cơ ngập lụt là tài liệu cơ bản, làm cơ sở khoa học cho việc quy hoạch phòng tránh lũ lụt, lựa chọn các biện pháp, thiết kế các công trình khống chế lũ, là thông tin cần thiết để thông báo cho nhân dân về nguy cơ thiệt hại do lũ lụt ở nơi họ cư trú và hoạt động

Bản đồ ngập lụt phải xác định rõ ranh giới những vùng bị ngập do một trận mưa lũ nào đó gây ra trên bản đồ Ranh giới vùng ngập lụt phụ thuộc vào các yếu tố mực nước lũ và địa hình, địa mạo của khu vực đó

- Xây dựng bản đồ ngập lụt dựa vào điều tra các trận lũ lớn thực tế đã xảy ra

- Xây dựng bản đồ ngập lụt dựa vào việc mô phỏng các mô hình thủy văn, thủy lực

Mỗi một phương pháp trên đây đều có các ưu nhược điểm riêng trong việc xây dựng và ước lượng diện tích ngập lụt Bản đồ ngập lụt xây dựng theo phương pháp truyền thống chỉ tái hiện lại hiện trạng ngập lụt, chưa mang tính dự báo nhưng nó vẫn mang ý nghĩa to lớn về nhiều mặt trong công tác điều hành, chỉ huy phòng chống lũ lụt cũng như làm cơ sở để đánh giá, so sánh các nghiên cứu tiếp theo Tuy vậy, phương pháp này tốn công, mất nhiều thời gian, không đáp ứng nhu cầu thực tế và có những điểm người nghiên cứu không thể đo đạc được hoặc không thu thập được số liệu đo đạc

Việc xây dựng bản đồ ngập lụt dựa vào số liệu điều tra, thu thập từ nhiều trận lũ đã xảy ra là đáng tin cậy nhất, tuy nhiên dữ liệu và thông tin điều tra cho các trận lũ lớn là rất ít lại không có tính dự báo trong tương lai, do vậy hạn chế nhiều ưu điểm và tính ứng dụng của bản đồ ngập lụt trong thực tế

Sử dụng công cụ mô phỏng, mô hình hóa bằng các mô hình thủy văn, thủy lực là rất cần thiết và có hiệu quả hơn rất nhiều và cũng là cách tiếp cận hiện đại và đang được sử dụng rộng rãi trong thời gian gần đây cả trên thế giới

và ở Việt Nam trong sự kết hợp với cả các lợi thế của phương pháp truyền thống

Mặt khác, với sự phát triển của máy tính và các hệ thống thông tin, cơ sở

dữ liệu, ngày càng có nhiều ứng dụng phát triển dựa trên nền hệ thông tin địa lý (GIS), mà xây dựng bản đồ ngập lụt là một trong những ứng dụng quan trọng, mang lại nhiều lợi ích thiết thực trong thực tiễn công tác phòng chống lụt bão và giảm nhẹ thiên tai

Do vậy, luận văn này sẽ tập trung giới thiệu và phân tích các nhóm mô hình thủy văn, thủy lực có khả năng ứng dụng trong xây dựng bản đồ ngập lụt, nhằm làm cơ sở lựa chọn phương pháp sử dụng cho khu vực nghiên cứu cùng với việc giới thiệu các quy trình và công cụ xây dựng bản đồ ngập lụt tích hợp kết quả mô phỏng bằng mô hình thủy động lực với hệ thống cơ sở dữ liệu GIS

1.3.3 Tổng quan về các mô hình thủy văn, thủy lực tính toán ngập lụt

a) Các mô hình thủy văn

• Mô hình Ltank: do PGS.TS Nguyễn Văn Lai đề xuất năm 1986 và ThS Nghiêm Tiến Lam chuyển về giao diện máy vi tính trên ngôn ngữ VisualBasic,

là một phiên bản cải tiến từ mô hình Tank gốc của tác giả Sugawara (1956) Mô hình toán mưa rào dòng chảy dựa trên quá trình trao đổi lượng ẩm giữa các tầng mặt, ngầm lưu vực, và bốc hơi ứng dụng tốt cho lưu vực vừa và nhỏ

• Mô hình Hec-HMS: là mô hình mưa dòng chảy của Trung tâm Thủy văn

kỹ thuật quân đội Hoa Kỳ được phát triển từ mô hình HÉC-1, mô hình có những cải tiến đáng kể cả về kỹ thuật tính toán và khoa học thủy văn thích hợp với các lưu vực sông vừa và nhỏ Là dạng mô hình tính toán thủy văn được dùng để tính dòng chảy từ số liệu đo mưa trên lưu vực Trong đó các thành phần mô tả lưu vực sông gồm các công trình thủy lợi, các nhánh sông

Kết quả của Hec-HMS được biểu diễn dưới dạng sơ đồ, biểu bảng tường minh rất thuận tiện cho người sử dụng Ngoài ra, chương trình có thể liên kết với

cơ sở dữ liệu dạng DSS của mô hình thủy lực Hec-RAS

• Mô hình NAM: được xây dựng 1982 tại khoa thủy văn viện kỹ thuật thủy động lực và thủy lực thuộc đại học kỹ thuật Đan Mạch Mô hình dựa trên nguyên tắc các bể chứa theo chiều thẳng đứng và hồ chứa tuyến tính Mô hình tính quá trình mưa - dòng chảy theo cách tính liên tục hàm lượng ẩm trong năm

bể chứa riêng biệt tương tác lẫn nhau Các mô hình thủy văn trên đây cho kết quả là các quá trình dòng chảy tại các điểm khống chế (cửa ra lưu vực) vì vậy tự thân chúng đứng độc lập chưa đủ khả năng để đưa ra các thông tin về diện tích

và mức độ ngập lụt mà phải kết hợp với một số các công cụ khác như GIS, hoặc

là biên cho các mô hình thủy động lực 1-2 chiều khác

b) Các mô hình thủy lực

• Mô hình VRSAP: tiền thân là mô hình KRSAL do cố PGS.TS Nguyễn Như Khuê xây dựng và được sử dụng rộng rãi ở nước ta trong vòng 25 năm trở lại đây

Đây là mô hình toán thủy văn - thuỷ lực của dòng chảy một chiều trên hệ thống sông ngòi có nối với đồng ruộng và các khu chứa khác Dòng chảy trong các đoạn sông được mô tả bằng hệ phương trình Saint-Venant đầy đủ:

+ Phương trình liên tục :

(1.1) + Phương trình động lượng :

(1.2) Trong đó:

Q: lưu lượng (m3

/s) ω: diện tích mặt cắt ướt (m2

) q: lưu lượng gia nhập trên một đơn vị chiều dài (m2

/s) z: cao độ mặt nước (m)

v: vận tốc trung bình trên toàn mặt cắt (m s)

g: gia tốc trọng trường (m s2

)

α: hệ số sửa chữa động năng

α0: hệ số sửa chữa động lượng

C: hệ số Chezy

R: bán kính thuỷ lực (m)

s, t: biến không gian và biến thời gian

Các khu chứa nước và các ô đồng ruộng trao đổi nước với sông qua cống điều tiết Do đó, mô hình đã chia các khu chứa và các ô đồng ruộng thành hai loại chính Loại kín trao đổi nước với sông qua cống điều tiết, loại hở trao đổi nước với sông qua tràn mặt hay trực tiếp gán với sông như các khu chứa thông thường

Tuy nhiên mô hình Vrsap không phải là một mô hình thương mại, mà là

mô hình có mã nguồn mở chỉ thích hợp với những người có sự am hiểu sâu rộng

về kiến thức mô hình; Còn đối với công tác dự báo, cảnh báo nhanh cho một khu vực cụ thể, nhất là khu vực miền Trung thì mô hình tỏ ra chưa phù hợp

• Mô hình KOD-01 và KOD-02 của GS.TSKH Nguyễn Ân Niên phát triển dựa trên kết quả giải hệ phương trình Saint-Venant dạng rút gọn, phục vụ tính toán thủy lực, dự báo lũ

• Mô hình Wendy: do Viện thủy lực Hà Lan (DELFT) xây dựng cho phép tính thủy lực dòng chảy hở, xói lan truyền, chuyển tải phù sa và xâm nhập mặn

• Mô hình Hec-RAS: do Trung tâm Thủy văn kỹ thuật quân đội Hoa Kỳ xây dựng được áp dụng để tính toán thủy lực cho hệ thống sông Phiên bản mới hiện nay đã được bổ sung thêm modul tính vận chuyển bùn cát và tải khuếch tán Mô hình HEC-RAS được xây dựng để tính toán dòng chảy trong hệ thống sông có sự tương tác 2 chiều giữa dòng chảy trong sông và dòng chảy vùng đồng bằng lũ Khi mực nước trong sông dâng cao, nước sẽ tràn qua bãi gây ngập vùng đồng bằng, khi mực nước trong sông hạ thấp nước sẽ chảy lại vào trong sông

Hec-RAS là một tổ hợp các phần mềm được thiết kế dưới dạng thức có thể tương trợ lẫn nhau dùng để phân tích, tính toán các đặc trưng thủy lực Sau khi file dữ liệu hình học được nhập vào Ras, các dự liệu hình học được hoàn chỉnh và kết hợp với số liệu dòng chảy để tính toán mặt nghiêng của bề mặt nước dựa trên các yếu tố thủy lực Sau đó tài liệu mặt nghiêng của bề mặt nước

sẽ được nhập vào Hec-GeoRas để phân tích không gian và diễn toán diện tích và

Q: lưu lượng (m3

/s) q: lưu lượng nhập lưu (m3

/s/m) A: diện tích mặt cắt ngang (m2)

+ Phương trình động lượng: được xây dựng dựa trên nguyên lý tổng hợp lực tác động lên một đơn vị thể tích nước như sau:

(1.4) Trong đó:

Fg: trọng lực (N)

Ff: lực ma sát (N)

Fe: lực cản do co hẹp hay mở rộng đột ngột của mặt cắt ngang trong kênh (N)

Fw: lực ma sát của gió trên mặt nước (N)

Fp: áp suất tại mặt cắt tính toán (N)

• Họ mô hình MIKE: do Viện thủy lực Đan mạch (DHI) xây dựng được tích hợp rất nhiều các công cụ mạnh, có thể giải quyết các bài toán cơ bản trong lĩnh vực tài nguyên nước Tuy nhiên đây là mô hình thương mại, phí bản quyền rất cao nên không phải cơ quan nào cũng có điều kiện sử dụng

- MIKE 11: là mô hình một chiều trên kênh hở, bãi ven sông, vùng ngập

lũ, trên sông kênh có kết hợp mô phỏng các ô ruộng mà kết quả thủy lực trong các ô ruộng là "giả 2 chiều" MIKE11 có một số ưu điểm nổi trội so với các mô hình khác như:

(i) Liên kết với GIS

(ii) Kết nối với các mô hình thành phần khác của bộ MIKE ví dụ như mô hình mưa rào - dòng chảy NAM, mô hình thủy động lực học 2 chiều MIKE 21,

mô hình dòng chảy nước dưới đất, dòng chảy tràn bề mặt và dòng bốc thoát hơi thảm phủ (MIKE-SHE)

(iii) Tính toán chuyển tải chất khuếch tán

(iv) Vận hành công trình

(v) Tính toán quá trình phú dưỡng

Hệ phương trình sử dụng trong mô hình là hệ phương trình Saint-Venant không gian một chiều, với mục đích tìm quy luật diễn biến của mực nước và lưu lượng dọc theo chiều dài sông hoặc kênh dẫn và theo thời gian

Mô hình MIKE 11 đã được ứng dụng tính toán rộng rãi tại Việt Nam và trên phạm vi toàn thế giới Tuy nhiên, MIKE 11 lại không có khả năng mô phỏng tràn bãi nên trong các bài toán ngập lụt MIKE 11 chưa mô phỏng một cách đầy đủ quá trình nước dâng từ sông tràn bãi vào ruộng và ngược lại Để cải thiện vấn đề này bộ mô hình MIKE có thêm mô hình thủy lực hai chiều MIKE

21 và bộ kết nối MIKE-Flood

- MIKE 21 MIKE-Flood: Là mô hình thủy động lực học dòng chảy 2 chiều trên vùng ngập lũ đã được ứng dụng tính toán rộng rãi tại Việt Nam và trên phạm vi toàn thế giới Mô hình MIKE21 HD là mô hình thủy động lực học

mô phỏng mực nước và dòng chảy trên sông, vùng cửa sông, vịnh và ven biển

Mô hình mô phỏng dòng chảy không ổn định hai chiều ngang đối với một lớp dòng chảy

MIKE 21 HD có thể mô hình hóa dòng chảy tràn với nhiều điều kiện được tính đến, bao gồm:

+ Ngập và tiêu nước cho vùng tràn

+ Tràn bờ

+ Dòng qua công trình thủy lợi

+ Thủy triều

+ Nước dâng do mưa bão

Phương trình mô phỏng bao gồm phương trình liên tục kết hợp với phương trình động lượng mô tả sự biến đổi của mực nước và lưu lượng Lưới tính toán sử dụng trong mô hình là lưới hình chữ nhật

Tuy nhiên, MIKE 21 nếu độc lập cũng khó có thể mô phỏng tốt quá trình ngập lụt tại một lưu vực sông với các điều kiện ngập thấp Để có thể tận dụng tốt các ưu điểm và hạn chế những khuyết điểm của cả hai mô hình một chiều và hai chiều trên, DHI đã cho ra đời một công cụ nhằm tích hợp (coupling) cả hai mô hình trên; đó là công cụ MIKE-Flood

MIKE-Flood là một công cụ tổng hợp cho việc nghiên cứu các ứng dụng

về vùng bãi tràn và các nghiên cứu về dâng nước do mưa bão Ngoài ra, Flood còn có thể nghiên cứu về tiêu thoát nước đô thị, các hiện tượng vỡ đập, thiết kế công trình thúy lợi và ứng dụng tính toán cho các vùng cửa sông lớn

MIKE-MIKE-Flood được sử dụng khi cần có sự mô tả hai chiều ở một số khu vực (MIKE 21) và tại những nơi cần kết hợp mô hình một chiều (MIKE 11) Trường hợp cần kết nối một chiều và hai chiều là khi cần có một mô hình vận tốc chi tiết cục bộ (MIKE 21) trong khi sự thay đổi dòng chảy của sông được điều tiết bởi các công trình phức tạp (cửa van, cống điều tiết, các công trình thúy lợi đặc biệt ) mô phỏng theo mô hình MIKE 11 Khi đó mô hình một chiều MIKE 11 có thể cung cấp đều kiện biên cho mô hình MIKE 21 (và ngược lại)

Bộ mô hình MIKE 11 và MIKE 11-GIS của viện thủy lực Đan Mạch (DHI) sử dụng để xây dựng bản đồ ngập lụt cho vùng hạ lưu sông MIKE 11-GIS là bộ công cụ mạnh trong trình bày và biểu diễn về mặt không gian và thích hợp công nghệ mô hình bãi ngập và sông của MIKE 11 cùng với khả năng phân tích không gian của hệ thống thông tin địa lý trên môi trường ArcGIS

MIKE 11-GIS có thể mô phỏng diện ngập lớn nhất, nhỏ nhất hay diễn biến từ lúc nước lên cho tới lúc nước xuống trong một trận lũ Độ chính xác của kết quả tính từ mô hình và thời gian tính toán phụ thuộc rất nhiều vào độ chính xác của DEM Nó cho biết diện ngập và độ sâu tương ứng từng vùng nhưng không xác định được hướng dòng chảy trên đó

Mô hình MIKE-SHE: Mô hình toán vật lý thông số phân bổ mô phỏng hệ thống tổng hợp dòng chảy mặt- dòng chảy ngầm lưu vực sông Mô phỏng biến đổi về lượng và chất hệ thống tài nguyên nước Bao gồm dòng chảy trong lòng dẫn, dòng chảy tràn bề mặt, dòng chảy ngầm tầng không áp, dòng chảy ngầm tầng có áp, dòng chảy tầng ngầm chuyển tiếp giữa tầng có áp và tầng không áp, bốc thoát hơi từ tầng thảm phủ, truyền chất, vận chuyển bùn cát ứng dụng thực tiễn: Đã được ứng dụng tính toán rộng rãi trên phạm vi toàn thế giới Ở Việt

Nam MIKE-SHE được ứng dụng mô phỏng dòng hệ thống dòng chảy ngầm mặt lưu vực

Qua thực tế của việc sử dụng các mô hình thủy văn và thủy lực hiện nay trên thế giới và tại Việt nam, với mong muốn mô phỏng một cách chính xác nhất quá trình ngập lụt trong khu vực nghiên cứu, tác giả nhận thấy sử dụng bộ mô hình MIKE 21 xây dựng bản đồ ngập lụt cho khu vực nghiên cứu với các lý do sau đây:

- Mô hình thủy văn MIKE 21 tính toán các biên đầu vào cũng như biên gia nhập khu giữa dùng để mô phỏng dòng chảy hai chiều ngang tràn bãi Mô hình này rất phù hợp để mô phỏng ngập lụt tại lưu vực sông trên địa bàn thành phố Đà Nẵng nơi thường xuyên xảy ra các trận lũ từ nhỏ đến lớn

- Điều kiện số liệu đo đạc trong khu vực là hạn chế do nhiều nguyên nhân khác nhau,mô hình MIKE 21 của Viện thủy lực Hà Lan có thể đáp ứng được yêu cầu nên việc sử dụng mô hình MIKE 21 để tính toán dòng chảy từ mưa làm biên đầu vào cho mô hình thủy lực là cần thiết

- Mô hình MIKE 21 là một công cụ thích hợp cho việc nghiên cứu các ứng dụng về vùng bãi tràn phù hợp cho vùng trũng nghiên cứu vì có thể thể hiện được cả mức độ ngập lụt lẫn tốc độ và hướng dòng chảy lũ trong vùng ngập lụt

Do vậy, trong luận văn này tác giả quyết định sử dụng mô hình MIKE 21 trong bộ mô hình MIKE của Viện thủy lực Đan Mạch để diễn toán mô phỏng quá trình lũ trên lưu vực sông của thành phố Đà Nẵng

Nhận xét chương 1: Khái quát tổng quan về tình hình mưa lũ, tình trạng

ngập lụt vùng hạ du sông Trà Bồng, đánh giá và phân tích các nguyên nhân gây

ra tình trạng ngập lụt Bên cạnh đó cũng đã giới thiệu các phương pháp xây dựng bản đồ ngập lụt, tổng quan về các mô hình thủy văn, thủy lực tính toán ngập lụt và lựa chọn mô hình MIKE 21 để mô phỏng ngập lụt và đánh giá tác động của hệ thống đập ngăn mặn Trà Bồng đến tiêu thoát lũ

hạ du sông Trà Bồng

CHƯƠNG 2

ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÀ XÃ HỘI

LƯU VỰC SÔNG TRÀ BỒNG 2.1 Điều kiện tự nhiên

2.1.1 Vị trí địa lí

Lưu vực sông Trà Bồng là lưu vực nằm phía Bắc của tỉnh Quảng Ngãi là một trong bốn lưu vực sông chính Sông Trà Bồng có diện tích lưu vực tính đến cửa ra là 626 km2 chiếm 12,15% diện tích tự nhiên của tỉnh Quảng Ngãi

Vùng nghiên cứu có vị trí địa lý:

Từ 15024 ’ đến 15010’ Vĩ độ Bắc

Từ 1080 50’ đến 1080

18’ Kinh độ Đông

Ranh giới lưu vực:

Phía Bắc giáp lưu vực sông Tam Kỳ

tỉnh Quảng Nam

Phía Nam giáp lưu vực sông Trà Khúc

tỉnh Quảng Ngãi

Phía Tây giáp lưu vực sông Vu Gia –

Thu Bồn tỉnh Quảng Nam

Phía Đông giáp Biển Đông

Vùng nghiên cứu gồm 3 huyện (Trà Bồng, Bình Sơn, Sơn Tịnh), với dân

số khoảng 150.140 người chiếm 12,03% dân số toàn tỉnh

2.1.2 Đặc điểm địa hình

Lưu vực Trà Bồng nằm ở sườn Đông của dãy Trường Sơn, có độ cao trung bình khoảng 200 m so với mặt biển Địa hình bị phân hoá rõ rệt thành 2 vùng: núi cao và đồng bằng Phần núi cao có nhiều núi cao như núi Chùa, Hòn

Ba, Ra Lóc, Ra Ngoạn, Tà Cun đều cao trên 1.000 m, các núi này kế tiếp nhau chạy dài ra biển tạo thành những vòng cung đón gió mùa từ biển đông thổỉ vào, hình thành những tâm mưa lớn

Trên bình diện tự nhiên, địa hình lưu vực nghiên cứu phân dị theo 2 hướng chính: địa hình hướng kinh tuyến và địa hình hướng vĩ tuyến Có thể thấy

được sự phân dị này cả ở địa hình vùng núi và đồng bằng Ranh giới địa hình này có thể được lấy theo đứt gãy Trà Khúc - Tà Vi hướng vĩ tuyến Ở phía Bắc, địa hình núi có dạng tuyến rõ ràng theo phương vĩ tuyến Dãy núi Răng Cưa - núi Chùa ở phía Bắc sông Trà Bồng là điển hình của các dãy núi có đường sống răng cưa sắc nhọn và sườn đổ lở trên đá xâm nhập granit Kiểu địa hình này hoàn toàn không thấy ở phía Nam của tỉnh Cũng tại đây, liên quan tới nhân tố thạch học còn xuất hiện dãy núi thấp trên đá xâm nhập phức hệ Trà Bồng ở phía Nam thung lũng Trà Bồng Các đá diorit ở đây phong hóa mạnh, cho lớp vỏ giàu keo sét Cũng theo hai sườn của thung lũng Trà Bồng này, lượng mưa giảm do địa hình Các dòng chảy dạng xương cá của thung lũng Trà Bồng cắt vào dãy núi thường là dòng tạm thời Như vậy, ngoài tính phân bậc của sườn bởi quá trình bóc mòn, tại đây phát triển kiểu sườn đất chảy với độ dốc 8÷20o Địa hình thung lũng ở phía Bắc cũng có những nét cơ bản so với thung lũng ở phía Nam,

đó là sự định hướng khá thẳng theo vĩ tuyến của các thung lũng chính và hướng kinh tuyến của các suối nhánh Các thung lũng đều có dạng chữ V với đáy hẹp

và sườn dốc, không thấy phát triển các bãi bồi rộng và thềm trẻ dạng đồng bằng bằng phẳng như các thung lũng phía Nam

Sự phân dị địa hình theo phương vĩ tuyến chủ yếu được xác lập do sự phân dị của các cấu trúc tân kiến tạo, của thành phần đá gốc và phần nào của điều kiện khí hậu, thì phân dị theo hướng kinh tuyến của địa hình vùng Quảng Ngãi lại phản ánh cường độ chuyển động tân kiến tạo và tính phân nhịp của chuyển động, qua đó mối tương tác giữa lục địa và biển đã thể hiện vai trò thành tạo địa hình qua việc hình thành các bậc địa hình Từ Tây sang Đông, có thể quan sát thấy khá rõ nét 9 bậc địa hình chính tương ứng với từng mức cao như: 1.200÷1.500 m, 900÷1.000 m, 400÷600 m, 200÷300 m, 60÷100 m, 20÷30 m, 10÷15 m, 4÷6 m, 2÷3 m

Từ kinh độ 108o30’ về phía Tây của tỉnh thuộc các huyện Sơn Hà, Sơn Tây, Trà Bồng, hầu hết các khối núi đều có đỉnh cao nhất là 1.200÷1.500 m, phía Đông của kinh độ này, hầu như không thấy các đỉnh núi trên 1.000 m nữa

Địa hình có xu hướng nghiêng dần từ tây sang Đông, từ Bắc xuống Nam tạo thành những thung lũng chạy theo hướng Tây - Đông, hạ thấp nhanh và mở rộng ở phía biển, tạo thành vùng đồng bằng ven biển ở hạ lưu của sông, đồng thời vùng đồng bằng cũng nằm xen kẽ ở những thung lũng bị chia cắt bởi nhiều ngọn núi như bát úp, chia cắt đất đai thành những cánh đồng nhỏ nằm dọc theo các thung lũng, từ vùng núi xuống đồng bằng địa hình đột nhiên hạ thấp đáng

kể, đã hình thành hai bậc địa hình cao thấp nằm kế tiếp nhau, không có khu đệm chuyển tiếp, do đó hàng năm vào mùa mưa lũ vùng đồng bằng thường hay bị lũ lụt gây thiệt hại đáng kể đến đời sống của nhân dân trong vùng Từ đặc điểm địa hình này đã tạo dòng chảy của lưu vực khá bất lợi, về mùa mưa thường gây lũ lụt, còn mùa khô dòng chảy cạn kiệt gây hạn hán Có thể chia địa hình ra làm 4 vùng:

a) Vùng núi

Nằm phía Tây của lưu vực, chiếm một phần lớn diện tích chạy dọc ranh giới tỉnh Kon Tum và tỉnh Quảng Ngãi Đó chính là sườn núi phía Đông hoặc nhánh núi kéo dài của dãy Trường Sơn gồm những đỉnh núi có cao độ trung bình 500 ÷ 700 m, thỉnh thoảng có đỉnh núi cao trên 1000 m mà đỉnh cao nhất là Hòn Bà nằm phía Tây Vân Canh 1146 m Vùng núi phía Bắc có nhiều đỉnh núi cao, nhất là vùng núi Trà Bồng, có những đỉnh núi cao từ 1400 ÷ 1600 m Địa hình phân cách mạnh, sông suối trong khu vực có độ dốc lớn, lớp phủ thực vật khá dày

b) Vùng trung du bán sơn địa

Vùng trung du bán sơn địa gồm các xã phía Tây huyện Bình Sơn giáp huyện Trà Bồng, có nhiều núi đá, đất bazan Đây là địa hình trung gian giữa núi và đồng bằng, độ cao hạ thấp đột ngột gồm nhiều đồi gò nhấp nhô xen kẽ có những đồng bằng khá rộng Độ cao nói chung dưới 200 m, vùng bằng thường có

độ cao 30 ÷ 40m Độ dốc còn tương đối lớn, cây rừng bị tàn phá nhiều

2.1.3 Đặc điểm địa chất v thổ như ng

a) Đ c điểm địa ch t

Theo tài liệu nghiên cứu thì lãnh thổ lưu vực Trà Bồng nằm trên đới cấu tạo Kon Tum, gồm hai loại chính:

- Khối mac ma axit, điển hình là đá granit, thành phần chủ yếu là thạch anh, ngoài ra có mica Đất hình thành trên đá granit thường có thành phần cơ giới nhẹ

- Đá trầm tích thuộc dạng sa thạch, phiến thạch và phiến sa Đất hình thành trên sa thạch, kết cấu thường rời rạc, giữ nước kém

b) Đ c điểm thổ nh ng

Lưu vực nghiên cứu có nhiều loại đất khác nhau, thích hợp cho nhiều loại cây trồng phát triển và sinh trưởng Thượng nguồn của sông là vùng đồi núi cao , đất đai chủ yếu là đất pharatit trên garanit hay phiến pha diệp thạch Tầng đất này mỏng và ít thấm nước vì vậy khi có mưa nước thường chảy tập trung nhanh xuống đồng bằng gây ra lũ quét rất nguy hiểm

Hạ lưu của lưu vực là vùng đồng bằng đất đai chủ yếu là đất phù xa , đất thịt hay đất pha cát, tầng đất dầy, tơi xốp, dễ thấm nước Vì vậy phần hạ lưu sông thường hay bị ngập úng

Đất vùng núi nói chung rất dốc, những vùng còn cây cối có lớp màu khá dày do tích tụ lá cây qua nhiều năm Đất vùng thung lũng hình thành trong quá trình bào mòn từ núi xuống, những chỗ có nước đất thường bị lầy và chua Đất vùng đồi gò bị bào mòn, bạc màu, tầng đất canh tác mỏng chủ yếu tập trung trong các huyện: Sơn Hà, Sơn Tây, Nghĩa hành và Minh Long Vùng đồng bằng chủ yếu là đất phù sa, hàm lượng NPK khá, đây là nhóm đất màu mỡ được hình thành do tích tụ phù sa của các sông rất thích hợp với các loại cây lương thực và hoa màu Loại đất này được phân bố rộng rãi ở hạ lưu sông Trà Bồng, Trà Khúc

và Sông Vệ trong phạm vi các huyện: Bình Sơn, Sơn Tịnh, Tư Nghĩa, Nghĩa Hành, Mộ Đức, Đức Phổ và thị xã Quảng Ngãi Đất cát ven biển phần lớn là đất cát rời rạc, dinh dưỡng kém

c) Đ c điểm thảm phủ thực v t

Lưu vực nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, quanh năm cây phủ xanh trên toàn lưu vực, có nhiều loại gỗ quí như đinh, lim, sến trữ lượng tương đối dồi dào, tập trung ở vùng núi cao, nơi hẻo lánh và trong các thung lũng ven sông Trong thời kì chiến tranh, rừng bị tàn phá nhiều bởi bom đạn và chất độc hoá học Ngày nay rừng cũng bị khai thác nhiều nên diện tích rừng bị giảm đi đáng kể, gây ảnh hưởng nhiều đến sự ngập lụt vùng hạ du lưu vực sông

Thảm phủ thực vật có tác dụng quan trọng trong việc điều hòa khí hậu và điều tiết dòng chảy Đặc biệt rừng có tác dụng làm giảm dòng chảy lũ và tăng lượng dòng chảy mùa kiệt Rừng ở Quảng Ngãi tuy ít so với cả nước, chủ yếu là rừng nghèo và rừng trung bình nhưng trữ lượng rừng rất phong phú và có nhiều loại gỗ quý như gõ, sơn, dổi, và có nhiều quế như ở Minh Long, Ba Tơ, Sơn Tây, Sơn Hà Rừng trong lưu vực chủ yếu tập trung ở vùng thượng nguồn trên các vùng núi cao, độ dốc lớn (50 ÷ 300) Việc trồng cây gây rừng vẫn chưa hàn gắn được những tổn thất về rừng trong thời kỳ chiến tranh và hậu quả của việc khai thác bừa bãi, chưa hợp lý và tệ chặt phá rừng lấy gỗ và làm nương rẫy Hiện nay có xu thế giảm rừng giàu và trung bình, tăng diện tích rừng nghèo Độ che phủ của rừng thấp làm cho xói mòn đất, suy thoái nguồn nước làm cho tình hình lũ lụt hạn hán ngày càng gia tăng

2.1.4 Mạng lư i sông ng i

Sông Trà Bồng nằm ở phía Bắc tỉnh Quảng Ngãi, bắt nguồn từ dãy núi phía Tây của huyện Trà Bồng, chảy qua huyện Bình Sơn ra biển tại cửa Sa Cần Sông dài khoảng 45km, hướng chảy cơ bản từ Tây sang Đông, đoạn cửa sông hướng rẽ hướng Nam- Bắc Phần lớn sông chảy qua vùng địa hình rừng núi có

độ cao 200 ÷ 1.300m, phần còn lại chảy trong vùng đồng bằng xen đồi trọc và bãi cát Phía thượng nguồn của sông Trà Bồng có nhiều phụ lưu gồm nhiều sông suối, đáng kể như suối Nun, suối Cà Đú, sông Trà Bói ở các xã Trà Thủy, Trà Giang Về tới hạ lưu Đông huyện Bình Sơn có thế đất khá cao, nên sông Trà Bồng không còn chảy xiết như đoạn trên Nước chảy lờ đờ, như vậy mà khác với sông Vệ và sông Trà Khúc, xưa kia người ta không thể đặt xe nước trên sông Trà Bồng Đoạn gần cửa sông có những vùng có độ cao 10÷ 40m Sông Trà Bồng có 5 nhánh cấp I Ở vùng hạ lưu còn có các nhánh sông suối nhỏ chảy ngược, hợp nước vào sông chính trước khi đổ ra biển

Nhánh suối sâu (xã Bình Minh, huyện Bình Sơn) bắt nguồn từ núi Đá Miếu (xã Bình An, huyện Bình Sơn) theo hướng Bắc- Nam, gặp sông chính tại

An Phong (xã Bình Mỹ, huyện Bình Sơn), dài 19km

Nhánh sông Bí chảy từ Đông Phước (xã Bình Thanh, huyện Bình Sơn) theo hướng Nam- Bắc, gặp sông chính ở Thượng Hà (xã Bình Thới, huyện Bình Sơn) tiếp giáp với hạ lưu và cửa sông dài 12km

Lưu vực sông Trà Bồng bao gồm hầu hết huyện Trà Bồng và huyện Bình Sơn Diện tích lưu vực khoảng 626km2