Tài liệu Mô phỏng ngập lụt hạ du lưu vực sông thác ma, tỉnh quảng trị

ii MÔ PHỎNG NGẬP LỤT HẠ DU LƯU VỰC SÔNG THÁC MA, TỈNH QUẢNG TRỊ Tóm tắt: Việc nghiên cứu lũ và ngập lụt do mưa lũ gây ra ở hạ du lưu vực sông Thác Ma, tỉnh Quảng Trị là rất cần thiết. Kết quả nghiên cứu là mô hình mô phỏng thuỷ lực hạ du lưu vực sông Thác Ma, tỉnh Quảng Trị. Mô hình được sử dụng để đánh giá ngập lụt trên đoạn sông này ứng với lũ điển hình và các tần suất lũ thiết kế 20%, 10%, 5%, 3%, 1% . Kết quả nghiên cứu đã thể hiện được diện tích ngập và mức độ ngập ứng với các tần suất thiết kế trên tại khu vực nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu này là cơ sở để tính toán xây dựng kế hoạch hàng năm và 5 năm về việc xây dựng các công trình phòng chống và thoát lũ, chỉnh trị; nhằm duy trì sự phát triển bền vững các ngành kinh tế, cảnh quan, môi trường sinh thái và cuộc sống của cộng đồng. Từ Khoá: Ngập lụt; Sông Thác Ma; lũ điển hình; Mike-Flood DEMONSTRATION OF THE RIVERSIDE RIVER SYSTEM, QUANG TRI PROVINCE Abstract: The study of floods and inundation caused by floods in downstream of Thac Ma River, Quang Tri Province is very necessary. The research results are the model of hydrographic simulation downstream of Thac Ma river basin, Quang Tri province. The model used to assess flooding in this river section corresponds to typical floods and design flood frequencies of 20%, 10%, 5%, 3% and 1%. The results show the flooded area and the flooding frequency corresponding to the design frequencies in the study area. The results of this study are the basis for calculating the annual and five-year plans for the construction of flood control and flood control and control works; To maintain the sustainable development of economic sectors, landscapes, ecological environment and life of the community. Keywords: Flood; Thac Ma River; Typical floods; Mike-Flood iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU.........................................................................................................................1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH TRẠNG NGẬP LỤT Ở VIỆT NAM VÀ HẠ DU SÔNG THÁC MA, HUYỆN HẢI LĂNG ......................................................3 1.1. Tổng quan về ngập lụt ở Việt Nam và hạ du sông Thác Ma........................... 3 1.1.1. Tổng quan về ngập lụt ở Việt Nam và Miền Trung .................................3 1.1.2. Các nghiên cứu về ngập lụt lưu vực sông ở miền Trung Việt Nam..3 1.1.3. Hiện trạng ngập lụt trong những năm qua ở hạ du sông Thác Ma ..5 1.2. Tổng quan về các mô hình mô phỏng ngập lụt ...................................................... 6 1.2.1. Khái niệm về bản đồ ngập lụt ..........................................................................6 1.2.2. Các phương pháp xây dựng bản đồ ngập lụt: ...........................................6 1.2.3. Tổng quan về các mô hình thuỷ văn, thuỷ lực tính toán ngập lụt ....7 CHƯƠNG 2 ĐẶC ĐIỂM VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KHÍ TƯỢNG VÀ THUỶ VĂN LƯU VỰC SÔNG THÁC MA .............................................................16 2.1. Vị trí địa lý.................................................................................................................................16 2.2. Đặc điểm địa hình .................................................................................................................16 2.3. Đặc điểm khí hậu...................................................................................................................17 2.4. Đặc điểm thuỷ văn ................................................................................................................20 CHƯƠNG 3 THIẾT LẬP MÔ HÌNH THỦY LỰC CHO HẠ DU SÔNG THÁC MA BẰNG MÔ HÌNH MIKE FLOOD.....................................................................23 3.1. Xây dựng bản đồ ngập lụt bằng mô hình Mike Flood ........................................24 3.1.1. Giới thiệu chung ................................................................................................. 24 3.1.2. Các nguyên tắc kết nối trong mô hình MIKE FLOOD .......................... 24 3.1.3. Cơ sở lý thuyết mô hình MIKE 11 ............................................................... 26 3.1.4. Cơ sở lý thuyết của mô hình MIKE 21:...................................................... 28 3.1.5. Phân tích lựa chọn mô hình........................................................................... 32 3.2. Xây dựng bản đồ ngập lụt cho hạ du lưu vực sông Thác Ma, huyện Hải Lăng.33 3.2.1. Thiết lập mô hình............................................................................................... 33 3.2.2. Xác định các trường hợp lũ tính toán: ...................................................... 33 3.2.3. Thu thập số liệu, khảo sát, xây dựng cơ sở dữ liệu.............................. 33 3.2.4. Xây dựng bản đồ thông tin địa lý, địa hình và thủy văn .................... 33 3.2.5. Thiết lập mô hình một chiều MIKE 11 ...................................................... 35 3.2.6. Thiết lập mô hình một chiều MIKE 21 ...................................................... 39 iv 3.2.7. Kết quả mô hình MIKE FLOOD..................................................................... 41 CHƯƠNG 4 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MIKE FLOOD MÔ PHỎNG NGẬP LỤT HẠ DU LƯU VỰC SÔNG THÁC MA THUỘC XÃ HẢI SƠN VÀ HẢI CHÁNH ........................................................................................................................44 4.1. Các trường hợp tính toán mô phỏng: .......................................................................44 4.2. Kết quả mô phỏng ứng với các kịch bản cụ thể: .................................................45 4.2.1. Kết quả mô phỏng ứng tần suất mưa 1% ................................................ 45 4.2.2. Kết quả mô phỏng ứng tần suất mưa 3% ................................................ 46 4.2.3. Kết quả mô phỏng ứng tần suất mưa 5% ................................................ 47 4.2.4. Kết quả mô phỏng ứng tần suất mưa 10% ............................................. 49 4.2.5. Kết quả mô phỏng ứng tần suất mưa 20% ............................................. 50 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................................................52 v MỤC LỤC BẢNG Số hiệu 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 3.1 3.2 3.3 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 Tên Bảng Nhiệt độ không khí bình quân tháng, năm tại trạm đo Đông Hà Số giờ nắng hàng tháng (giờ) tại trạm đo Đông Hà Độ ẩm trung bình và thấp nhất tại trạm đo Đông Hà Lượng bốc hơi bình quân tại trạm đo Đông Hà Tốc độ gió bình quân tại trạm đo Đông Hà Phân phối lượng mưa trong năm trung bình nhiều năm Trạm Thạch Hãn Đỉnh lũ lớn nhất đã quan trắc được tại các trạm thuỷ văn (2005-2017) Phân tích hiệu quả hiệu chỉnh mô hình MIKE 11 trận lũ từ ngày 27/9/2009 đến ngày 02/10/2009 Phân tích kiểm định mô hình MIKE 11 trận lũ từ ngày 02/10/2010 đến 04/10/2010 Bảng so sánh độ sâu ngập lụt thực đo và theo mô phỏng năm 2009 Đặc trưng mưa 1 ngày Max tại trạm đo Hải Sơn Bảng hệ số thu phóng mưa tính toán tại trạm đo Hải Sơn Độ sâu ngập ứng với lũ 1% tại trạm đo trong khu vực tính toán Độ sâu ngập ứng với lũ 3% tại trạm đo trong khu vực tính toán Độ sâu ngập ứng với lũ 5% tại trạm đo trong khu vực tính toán Độ sâu ngập ứng với lũ 10% tại trạm đo trong khu vực tính toán Độ sâu ngập ứng với lũ 20% tại trạm đo trong khu vực tính toán Trang 15 15 15 16 16 17 20 35 36 40 41 41 43 44 45 47 48 vi MỤC LỤC HÌNH Số hiệu Tên Hình Trang 2.1 Bản đồ hành chính huyện Hải Lăng 13 2.2 2.3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 Mạng lưới sông suối, trạm KTTV tỉnh Quảng Trị Lưu vực hạ du sông Thác Ma 19 20 21 24 28 31 32 32 33 34 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 Các thành phần theo phương X và y Mô tả mực nước và lưu lượng phương pháp sai phân hữu hạn Các thành phần theo phương x và y Bản đồ hiện trạng sử dụng đất huyện Hải Lăng năm 2015 Sơ đồ tính toán thủy lực hạ lưu sông Thác Ma Mặt cắt ngang để tính toán thủy lực hạ lưu sông Thác Ma Quá trình lưu lượng (Q~t)được tính toán từ mô hình thủy văn Số liệu thực đo tại trạm Hải Sơn trên sông Thác Ma Kết quả hiệu chỉnh mô hình MIKE 11trận lũ từ ngày 27/9/2009 đến ngày 02/10/2009 Kết quả kiểm định mô hình tại trạm đo Hải Sơn từ ngày 02/10/2010 đến 04/10/2010 Miền tính, lưới tính thuỷ lực hai chiều của khu vực nghiên cứu Bản đồ số độ cao vùng nghiên cứu Sơ đồ duỗi thẳng các biên Sơ hoạ liên kết giữa mô hình Mike 11 và Mike 21 Kết quả phân bố cao trình ngập lụt lớn nhất trận lũ 27/9-02/10/2009 Kết quả tổng chiều sâu ngập lụt lớn nhất trận lũ 27/9-02/10/2009 Kết quả phân bố cao trình ngập lụt lớn nhất ứng với tần suất 1% Kết quả phân bố độ sâu ngập lụt lớn nhất ứng với tần suất 1% Kết quả phân bố cao trình ngập lụt lớn nhất ứng với tần suất 3% Kết quả phân bố độ sâu ngập lụt lớn nhất ứng với tần suất 3% Kết quả phân bố cao trình ngập lụt lớn nhất ứng với tần suất 5% Kết quả phân bố độ sâu ngập lụt lớn nhất ứng với tần suất 5% Kết quả phân bố cao trình ngập lụt lớn nhất ứng với tần suất 10% Kết quả phân bố độ sâu ngập lụt lớn nhất ứng với tần suất 10% Kết quả phân bố cao trình ngập lụt lớn nhất ứng với tần suất 20% Kết quả phân bố độ sâu ngập lụt lớn nhất ứng với tần suất 20% 35 36 37 37 38 39 39 40 42 42 43 44 45 45 46 46 47 48 vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TB: Trung bình TBNN: Trung bình nhiều năm X: Mưa H: Mực nước KTTV: Khí tượng thủy văn UHM: Mô hình đường đơn vị BĐ: Báo động 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Huyện Hải Lăng, tỉnh Quảng Trị là đơn vị hành chính cấp huyện ở phía nam, địa hình nghiêng từ Tây là đồi núi sang Đông là đồng bằng thấp trũng và ven biển là huyện bị ảnh hưởng nghiêm trọng nhất bởi thiên tai (bão, lũ lụt, xâm nhập mặn, vv) và thời tiết khắc nghiệt (thời tiết cực nóng, mưa lớn, vv), đặc biệt ảnh hưởng nghiêm trọng của lũ lụt ở lưu vực sông Ô Lâu – Thác Ma do địa hình ngắn, dốc, lưu vực khá lớn nên thường xuyên xảy ra lũ lên nhanh làm thiệt hại về kinh tế xã hội đối với nhân dân khu vực hạ du của sông Thác Ma. Qua đánh giá của ngân hàng thế giới (WB) thì Việt Nam là một trong những quốc gia sẽ chịu nhiều tác động của Biến đổi khí hậu, do đó tần suất và cường độ của các thảm hoạ diễn ra ngày càng gay gắt và phức tạp hơn, trong đó bão và lũ lụt là hai thiên tai nguy hiểm nhất đối với vùng hạ du lưu vực sông Thác Ma nếu chúng ta không tính toán các kịch bản để có biện pháp nhằm thích ứng và ứng phó kịp thời. Để đáp ứng được yêu cầu về phòng chống thiên tai đặc biệt là lũ lụt do mưa lớn gây ra trên lưu vực sông Thác Ma là rất cần thiết. Với kết quả nghiên cứu này là cơ sở để tính toán xây dựng kế hoạch ứng phó với lũ lụt hàng năm và 5 năm nhằm đảm bảo phát triển các ngành kinh tế bền vững, bảo vệ cảnh quan, môi trường sinh thái và cuộc sống của cộng đồng người dân. Đây là cơ sở để cơ quan quản lý nhà nước các cấp xây dựng phương án phòng chống thiên tai và cảnh báo cho người dân chủ động ứng phó với lũ lụt một cách kịp thời và hiệu quả, đó là lý do tôi chọn đề tài “Mô phỏng ngập lụt hạ du lưu vực sông Thác Ma, tỉnh Quảng Trị”. 2. Mục đích nghiên cứu Áp dụng mô hình mô hình thuỷ văn – thuỷ lực MIKE UHM, MIKE FLOOD để mô phỏng một số kịch bản ngập lụt hạ du sông Thác Ma thuộc xã Hải Sơn và Hải Chánh huyện Hải Lăng. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: mức độ ngập lụt hạ du sông Thác Ma thuộc xã Hải Sơn và Hải Chánh huyện Hải Lăng. - Phạm vi nghiên cứu: do hạn chế về thời gian nên phạm vi nghiên cứu của đề tài chủ yếu chỉ giới hạn ở hạ du sông Thác Ma thuộc xã Hải Sơn và Hải Chánh huyện Hải Lăng. 4. Cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu a) Cách tiếp cận: - Cách tiếp cận lịch sử: 2 Sưu tập các tư liệu về lý thuyết cũng như các giải pháp xử lý, các mô hình toán về tính toán thuỷ văn hiện đang sử dụng rộng rãi trong nước cũng như thế giới liên quan để tham khảo, chọn lọc. Sưu tập các số liệu đo đạc về thuỷ văn, các bản đồ địa hình, sông ngòi, thảm phủ thực vật, quy hoạch sử dụng đất… đã có của khu vực nghiên cứu. - Tiếp cận theo phương pháp nghiên cứu lý thuyết, tổng hợp kinh nghiệm kết hợp số liệu thực đo để kiểm định. b) Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp thống kê. - Phương pháp kinh nghiệm thực tế trên cơ sở phân tích số liệu hiện trạng, quy hoạch được duyệt. - Phương pháp mô hình toán: Ứng dụng mô hình thuỷ văn MIKE UHM, Mô hình thuỷ lực MIKE FLOOD. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài: Xây dựng được bản đồ ngập lụt hạ du lưu vực sông Thác Ma giúp cho cơ quan chức năng trong việc tham mưu, chỉ đạo, điều hành và có quyết định đúng đắn, kịp thời khi mưa lũ lớn xảy ra trên hạ du sông Thác Ma, góp phần giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản cho nhà nước và nhân dân trong vùng ngập lụt. 6. Bố cục của luận văn bao gồm: Mở đầu Chương 1: Tổng quan về tình trạng ngập lụt hạ du sông Thác Ma, huyện Hải Lăng Chương 2: Đặc điểm về điều kiện khí tượng và thuỷ văn sông Thác Ma Chương 3: Thiết lập mô hình thuỷ văn - thuỷ lực cho hạ lưu sông Thác Ma (huyện Hải Lăng, tỉnh Quảng Trị) Chương 4: Mô phỏng ngập lụt hạ du sông Thác Ma theo các kịch bản ngập lụt Kết luận và kiến nghị Tài Liệu tham khảo 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH TRẠNG NGẬP LỤT Ở VIỆT NAM VÀ HẠ DU SÔNG THÁC MA, HUYỆN HẢI LĂNG 1.1. TỔNG QUAN VỀ NGẬP LỤT Ở VIỆT NAM VÀ HẠ DU SÔNG THÁC MA 1.1.1. Tổng quan về ngập lụt ở Việt Nam và Miền Trung Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, một trong năm ổ bão của khu vực Châu Á - Thái Bình Dương thường xuyên phải đối mặt với các loại hình thiên tai. Trong những năm qua, thiên tai xảy ra ở khắp các khu vực trên cả nước, gây ra nhiều tổn thất to lớn về người, tài sản, các cơ sở hạ tầng về kinh tế, văn hoá, xã hội, tác động xấu đến môi trường. Theo báo cáo mới nhất của Chương trình Lương thực Thế giới (FAO), Việt Nam là một trong 5 quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề nhất từ thiên tai, đặc biệt là mưa bão và lũ lụt. Việt Nam nằm trong vành đai nội chí tuyến, quanh năm có nhiệt độ cao, lượng mưa và độ ẩm lớn. Các khối khí di chuyển qua biển đã mang cho nước ta lượng mưa lớn, trung bình năm từ 1500 đến 2000mm. Ở những sừn núi đón gió biển và các khối núi cao, lượng mưa trung bình năm có thể lên đến 3500 - 4000mm. Số ngày mưa ở Việt Nam cũng nhiều, trung bình trên 100 ngày, có những nơi có thể trên 150 ngày, đặc biệt là Hòn Ba mưa tới 250 ngày. Lượng mưa lớn và tập trung theo mùa là nguyên nhân chính gây lũ lụt ở nước ta. Mùa đông mưa ít có tháng không mưa giọt nào, còn mùa mưa chiếm đến 80 - 85% lượng mưa năm và tháng mưa ít nhất cũng phải từ 100mm trở lên, còn tháng mưa nhiều nhất thì có thể tới 300 - 600mm. Trên cả nước, mùa mưa và mùa khô trong các vùng không khớp hẳn với nhau. Ở miền Trung, mùa mưa lũ bắt đầu từ tháng VIII đến tháng XII, có nơi thêm mưa tiểu mãn vào tháng V - VI. Tháng mưa cực đại ở ở Bắc Trung Bộ là tháng IX, ở Trung Trung Bộ và Nam Trung Bộ là tháng X - XI. Nước lũ do mưa sinh ra nên mùa lũ thường đi đôi với mùa mưa. Thời gian xuất hiện lũ theo đó cũng có sự khác nhau giữa các vùng. Mùa lũ ở Bắc Trung Bộ từ tháng 6 - 7 đến tháng 10 - 11, Trung và Nam Trung Bộ: tháng 10 – 12. Tuy vậy đầu mùa mưa cũng có thể có lũ sớm, như lũ "tiểu mãn", thường xảy ra vào "tiết tiểu mãn" (tháng 5) hàng năm ở vùng núi phía bắc nước ta. Song mùa lũ hàng năm cũng biến động cùng với mùa mưa, thậm chí sớm muộn 1 - 2 tháng so với trung bình nhiều năm. 1.1.2. Các nghiên cứu về ngập lụt lưu vực sông ở miền Trung Việt Nam Trong thời gian qua, nhiều đề tài, dự án nghiên cứu về lĩnh vực này đã được triển khai trên phạm vi toàn quốc nói chung, khu vực miền Trung nói riêng. Các nghiên cứu điển hình như: - Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường đã thực hiện đề tài độc lập cấp Nhà nước: "Điều tra, nghiên cứu và cảnh báo lũ lụt, phục vụ phòng tránh thiên tai 4 ở các lưu vực sông miền Trung". Đề tài này góp phần quan trọng trong hoạt động nghiên cứu của ngành khí tượng thuỷ văn phục vụ phòng chống thiên tai cho khu vực này, là cơ sở cho các nghiên cứu chi tiết tiếp theo. Năm 2000-2001 - Viện Khoa học Khí tượng thuỷ văn và Môi trường cũng đã thực hiện đề tài: "Nghiên cứu vận dụng mô hình thuỷ động lực mưa - dòng chảy phục vụ tính toán và dự báo dòng chảy lũ" - Năm 2001-2004. Đề tài này đã thực hiện được các nội dung nghiên cứu cơ bản sau: + Nghiên cứu tổng quan về các mô hình thủy động lực tương đối có hệ thống, thông tin tương đối được cập nhật. + Đã khai triển được phương pháp phần tử hữu hạn sóng động học một chiều cho một lưu vực sông cụ thể, với thuật toán rõ ràng, có chất lượng cao. + Kết hợp được mô hình phần tử hữu hạn sóng động học 1 chiều với phương pháp SCS đồng thời, đã xử lý được một lượng lớn các thông tin về địa hình, thổ nhưỡng, sử dụng đất để thể hiện được tính khả thi của việc ứng dụng mô hình thủy động mô tả quá trình mưa-dòng chảy cho một lưu vực sông cụ thể. Mô hình đã thể hiện được mối quan hệ tương tác mưa- địa hình- thổ nhưỡng- sử dụng đất- dòng chảy. - Trường Đại học Khoa học tự nhiên đã thực hiện đề tài: Nghiên cứu đánh giá tai biến lũ lụt lưu vực sông Thu Bồn trên cơ sở ứng dụng phương pháp địa mạo và công nghệ GIS. Năm 2008 - Định hướng qui hoạch lũ miền Trung. Viện Quy hoạch Thuỷ lợi. TS. Tô Trung Nghĩa, 2001. - Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn phối hợp với UNDP thực hiện dự án: Bản đồ ngập lũ lịch sử năm 1999, Năm 2004.[1] - Nhóm tác giả Trần Thục, Hoàng Minh Tuyển, Huỳnh Lan Hương, Đặng Quang Thịnh, Trần Anh Phương đã thực hiện đề tài: Ứng dụng mô hình Mike 11 GIS tính toán cảnh báo ngập lụt hạ du sông Hương.[2] - Khoa Khí tượng Thủy văn và Hải dương học, Trường Đại học khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội đã thực hiện đề tài: Đề tài xây dựng bản đồ ngập lụt hạ du các sông Bến Hải và Thạch Hãn, tỉnh Quảng Trị.[3] - Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Quảng Trị đã thực hiện đề tài: Xây dựng bản đồ khôi phục tình trạng ngập lụt ở lưu vực sông Bến Hải và sông Thạch Hãn theo trận lũ lịch sử tháng 11 năm 1999, năm 2005 - Dự án: Rà soát, bổ sung quy hoạch phòng chống lũ các tỉnh từ Quảng Bình đến Bình Thuận (trong đó có hợp phần rà soát quy hoạch phòng chống lũ trên các sông thuộc tỉnh Quảng Trị). Dự án này do Viện Quy hoạch Thuỷ lợi thực hiện 5 - Viện Địa lý, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã thực hiện đề tài: Thành lập bản đồ cảnh báo lũ hạ lưu các lưu vực sông Thạch Hãn và Bến Hải tỉnh Quảng Trị, năm 2012 [4]. Đề tài này đã thực hiện được các nội dung nghiên cứu cơ bản sau: + Bổ sung các bản đồ với số liệu địa hình chi tiết và cập nhật + Bổ sung các thông tin từ bản đồ tỷ lệ 1/10.000 cho bề mặt các đồng bằng ngập lụt + Cập nhật và nâng cấp cơ sở dữ liệu và mô hình kết nối 2 chiều + Ứng dụng mô hình và trích xuất thông tin ngập lụt tương ứng với các cấp báo động lũ khác nhau. + Trích xuất thông tin ngập lụt trên hệ thống sông ứng với các cấp báo động lũ (I, II, III, III+1m) tại các điểm kiểm soát thuộc tỉnh Quảng Trị: Hiền Lương trên sông Bến Hải; Đông Hà và Thạch Hãn trên sông Thạch Hãn; và Hải Tân trên sông Ô Lâu. + Xây dựng bộ bản đồ ứng với các cấp báo động lũ. 1.1.3. Hiện trạng ngập lụt trong những năm qua ở hạ du sông Thác Ma Theo số liệu thống kê từ năm 1999 đến nay, hàng năm trên địa bàn huyện Hải Lăng xuất hiện trung bình 2-3 đợt lũ với đỉnh lũ ở mức xấp xỉ báo động 3. Lũ lụt đã gây ra thiệt hại nặng nề về người và tài sản của nhà nước và nhân dân, làm chết 58 người và 96 người bị thương. Điển hình một số năm: Lũ năm 1999 đã làm cho 29 người chết, 20 người bị thương, sập đổ, cuối trôi 1.867 ngôi nhà, ngập nặng 16.207 ngôi nhà, hạ tầng cơ sở vật chất bị thiệt hại nặng nề; lũ lụt năm 2004 đã làm cho 3 người chết, 4 người bị thương, sập đổ, cuối trôi 479 ngôi nhà, ngập nặng 16.399 ngôi nhà; lũ lụt năm 2009 làm cho 6 người chết, 46 người bị thương, sập đổ, cuối trôi 1.992 ngôi nhà, ngập nặng 11.584 ngôi nhà. Riêng đợt lũ xảy ra vào 1983 đã làm chết 35 người 1.1.4. Đánh giá tình hình ngập lụt hạ du sông Thác Ma trên địa bàn huyện Hải Lăng, tỉnh Quảng Trị do các trận lũ (năm 2009, 2010, 2012, 2016).[5] a) Trận lũ lớn năm 2009 Đây là trận lũ lụt lớn, so với trận lũ năm 1999, mực nước lũ ở khu vực phía Nam và phía Đông (các xã vùng trũng) thấp hơn đỉnh lũ năm 1999 khoảng 0,7 mét; mực nước ở khu vực phía Bắc cao hơn đỉnh lũ năm 1999 khoảng 0,5 mét. Đỉnh lũ tại Hải Sơn là 6,81m (lúc 22h ngày 29/9/2009), tại Hải Tân là 3,59m (lúc 24h ngày 29/9/2009) b) Trận lũ lớn năm 2010 Cao độ mực nước đỉnh lũ tại Hải Sơn là 5,20m (lúc 12h ngày 03/10/2010), tại Hải Tân là 3,24m (lúc 13h ngày 03/10/2010) c) Trận lũ lớn năm 2012 6 Cao độ mực nước đỉnh lũ tại Hải Sơn là 4,52m (lúc 10h ngày 07/10/2012), tại Hải Tân là 2,88m (lúc 13h ngày 07/10/2012) d) Trận lũ lớn năm 2016 Cao độ mực nước đỉnh lũ tại Hải Sơn là 5,88m (lúc 07h ngày 14/10/2016), tại Hải Tân là 3,01m (lúc 10h ngày 14/10/2016) 1.1.5. Một số nguyên nhân gây ngập lụt - Do biến đổi khí hậu lượng mưa tăng và tập trung làm cho lũ lên nhanh. - Địa hình lưu vực dốc, việc khai thác, chặt phá rừng không tuân thủ quy hoạch làm cho thảm phủ thực vật nghèo nàn, vận tốc dòng chảy tăng, lưu lượng tăng đột ngột. 1.2. TỔNG QUAN VỀ CÁC MÔ HÌNH MÔ PHỎNG NGẬP LỤT 1.2.1. 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. 1.2.2. Các phương pháp xây dựng bản đồ ngập lụt: Hiện nay trên thế giới có ba phương pháp thường được ứng dụng để xây dựng bản đồ ngập lụt, đó là: - Phương pháp truyền thống: xây dựng bản đồ ngập lụt dựa vào điều tra thuỷ văn và địa hình. - Xây dựng bản đồ ngập lụt dựa vào điều tra các trận lũ thực tế đã xảy ra. - Xây dựng bản đồ ngập lụt dựa vào việc mô phỏng các mô hình thuỷ văn, thuỷ lực. Trong mỗi phương pháp trên 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 nhiều công sức và thời gian, không đáp ứng được 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. 7 Bản đồ ngập lụt xây dựng 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 và không có tính dự báo cho tương lai, do vậy có nhiều hạn chế và tính ứng dụng của bản đồ ngập lụt trong thực tế không cao. Bản đồ ngập lụt sử dụng công cụ mô phỏng, mô hình hoá bằng các mô hình thuỷ văn, thuỷ lực là rất cần thiết và có hiệu quả hơn rất nhiều, đồng thời là cách tiếp cận hiện đại và đang được sử dụng rộng rãi[6] trong những năm gần đây cả trên thế giới và ở Việt Nam. 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 công tác phòng chống lụt bão và giảm nhẹ thiên tai của nhiều địa phương. Vì vậy, trong luận văn này sẽ tập trung giới thiệu và phân tích các mô hình thuỷ văn, thuỷ 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 với các quy trình và công cụ xây dựng bản đồ ngập lụt tích hợp kết quả mô phỏng bằng mô hình thuỷ động lực với hệ thống cơ sở dữ liệu GIS. 1.2.3. Tổng quan về các mô hình thuỷ văn, thuỷ lực tính toán ngập lụt 1.2.3.1. Các mô hình thuỷ 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 Thuỷ văn kỹ thuật quân đội Hoa Kỳ được phát triển từ mô hình HEC-1, mô hình có những cải tiến đáng kể cả về kỹ thuật tính toán và khoa học thuỷ văn thích hợp với các lưu vực sông vừa và nhỏ. Là dạng mô hình tính toán thuỷ 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 thuỷ 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 thuỷ lực Hec-RAS. • Mô hình NAM: được xây dựng 1982 tại khoa thuỷ văn viện kỹ thuật thuỷ động lực và thuỷ 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 8 chảy theo cách tính liên tục hàm lượng ẩm trong năm bể chứa riêng biệt tương tác lẫn nhau. Các mô hình thuỷ 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. • Mô hình đường đơn vị (UHM): Được sử dụng để thay thế cho mô hình NAM để mô phỏng lũ lụt ở các khu vực, nơi không có hồ sơ dòng chảy lũ. Mô-đun này bao gồm một số mô hình thủy văn đơn giản để ước lượng các sự kiện đơn lẻ. Các mô hình phân chia lượng mưa trong lượng mưa dư thừa (hoặc nước chảy tràn) và mất nước (hoặc xâm nhập). Mô hình này có thể điều chỉnh lưu vực và dòng chảy cơ bản thông qua hệ số điều chỉnh địa hình (khác với 1,0) nếu cường độ mưa lưu vực mô phỏng khác với chuỗi số liệu lượng mưa thực đo. Về thủy văn: Sự phân bố dòng chảy trong thời gian có thể được mô tả bằng các phương pháp khác nhau: Đường đơn vị dạng tam giác có thứ nguyên Là thời gian để đỉnh được giả định là một nửa thời gian của lượng mưa dư thừa cộng với thời gian trễ tl. Đường đơn vị không thứ nguyên Từ các lưu vực có kích cỡ và vị trí khác nhau. Các giá trị dòng chảy được thể hiện trong Q/Qp, trong đó Qp là lượng xả đỉnh, và thời gian trong T/Tp, trong đó Tp là thời gian từ khi bắt đầu tăng đến đỉnh. Đường quá trình người dùng định nghĩa Nên được chỉ định ở dạng vô lượng của chúng, tức là Q/Qp theo chức năng của T/Tp, như đối với đường đơn vị không thứ nguyên trên. Trong mô hình này được thiết lập sáu phương pháp khác để mô tả thủy văn có sẵn. Về tổn thất: Tổn thất liên tục: Sự thâm nhập được mô tả như một sự mất mát ban đầu theo sau là sự thâm nhập liên tục Tổn thất tỷ lệ: Hệ số dòng chảy được xác định bằng tỷ số dòng chảy vào lượng mưa. Về thời gian trễ: Có thể được chỉ định trực tiếp trong giờ hoặc được tính bằng công thức: Ba tham số được chỉ định: Chiều dài, độ dốc và đường cong thủy lực. Sử dụng nút 'tính toán' để tính thời gian trễ thực tế. 9 Mô hình đường đơn vị được cơ quan bảo vệ thổ nhưỡng Hoa Kỳ (1972) đã phát triển một phương pháp để tính tổn thất dòng chảy từ mưa gọi là phương pháp đường cong số. Mục đích là thành lập một hệ thống phân loại đất để sử dụng trong bản đồ dùng đất trên toàn quốc. Ta đã thấy, trong một trận mưa, độ sâu mưa hiệu dụng hay độ sâu dòng chảy trực tiếp Pe không bao giờ vượt quá độ sâu mưa P. Tương tự như vậy, sau khi quá trình dòng chảy bắt đầu, độ sâu nước bị cầm giữ có thực trên lưu vực Fa bao giờ cũng nhỏ hơn hoặc bằng một độ sâu nước cần giữ tiềm năng tối đa S nào đó. Ta còn có một lượng mưa Ia bị tổn thất hết nên không sinh dòng chảy, đó là lượng tổn thất ban đầu trước thời điểm sinh nước đọng trên bề mặt lưu vực. Do đó, ta có lượng dòng chảy tiềm năng là P – Ia. Trong phương pháp SCS, người ta giả thiết rằng: tỷ số giữa hai đại lượng có thực Pe và Fa thì bằng với tỷ số giữa hai đại lượng tiềm năng P – Ia và S. Vậy ta có: Fa Pe  S P  Ia (1.1) Từ nguyên lý liên tục, ta có: P = Pe + Ia + Fa (1.2) Kết hợp (1.1) và (1.2) để giải: Pe   P  I a 2 (1.3) P  Ia  S Đó là phương trình cơ bản của phương pháp SCS để tính độ sâu mưa hiệu dụng hay dòng chảy trực tiếp từ một trận mưa. Qua nghiên cứu các kết quả thực nghiệm trên nhiều lưu vực nhỏ, người ta đã xây dựng được qua hệ kinh nghiệm: Ia = 0,2*S (1.4) Do đó: Pe 2  P  0,2S   P  0,8S (1.) Lập đồ thị quan hệ giữa P và Pe bằng các số liệu của nhiều lưu vực, người ta đã tìm ra được họ các đường cong. Để tiêu chuẩn hoá các đường cong này, người ta sử dụng số liệu của đường cong CN làm thông số. Đó là một số không thứ nguyên, lấy giá trị trong khoảng (0  100). Đối với bề mặt không thấm nước hoặc mặt nước, CN = 100; đối với bề mặt tự nhiên, CN < 100. Theo phương pháp này, lưu vực được chia thành các ô nhỏ và CN được tính toán cho từng ô nhỏ, sau đó lấy giá trị trung bình cho toàn lưu vực: 10 n  A CN i CN ( II )  i i 1 (1.6) n A i i 1 Trong đó: CN(II) : Là độ ẩm thời kỳ trước của đất trong điều kiện bình thường; Ai : Là diện tích của từng ô tính toán trên lưu vực; CNi : Là độ ẩm của từng ô tính toán; n : Là số ô tính toán. Số hiệu của đường cong CN và S liên hệ với nhau qua phương trình: S = hoặc 1000 - 10 * CN CN - 254 * CN S = 25400 CN (hệ Anh) (1.7) (hệ mét) (1.8) Độ ẩm của đất trước trận mưa đang xét được gọi là độ ẩm kỳ trước. Độ ẩm này được chia thành ba nhóm: độ ẩm kỳ trước trong điều kiện bình thường (ký hiệu là AMC II), trong điều kiện khô (AMC I) và trong điều kiện ướt (AMC III). Đối với điều kiện khô (AMC I) hoặc điều kiện ướt (AMC III), các số liệu đường cong tương đương có thể được suy ra như sau: CN ( I )  4.2 * CN ( II ) 10  0.0568 * CN ( II ) (1.9) 23 * CN ( II ) 10  0.13 * CN ( II ) (1.10) CN ( III )  Các số hiệu của đường cong CN đã được cơ quan bảo vệ thổ nhưỡng Hoa Kỳ lập thành bảng tính sẵn dựa trên phân loại đất và tình hình sử dụng đất. Đất được phân thành 4 nhóm theo định nghĩa sẵn như sau: Nhóm A: Cát tầng sâu, hoàng thổ sâu và phù sa kết. Nhóm B: Hoàng thổ nông, đất mùn pha cát. Nhóm C: Mùn pha sét, mùn pha cát tầng nông, đất có hàm lượng chất hữu cơ thấp và đất pha sét cao. Nhóm D: Đất nở ra rõ rệt khi ướt, đất sét dẻo nặng và đất nhiễm mặn. Nếu lưu vực tạo thành bởi nhiều loại đất và có nhiều tình hình sử dụng đất khác nhau, ta có thể tính một giá trị hỗn hợp của CN. 11 1.2.3.2. Các mô hình thuỷ 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 nhập lưu (m3/s/m) 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. 12 • 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 độ sâu ngập lụt. Hệ phương trình cơ bản bao gồm phương trình liên tục và phương trình động lượng: + Phương trình liên tục: được xây dựng dựa trên định luật ‘‘bảo toàn khối lượng’’ (1.3) Trong đó: 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) 13 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 14 + 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, MIKE-Flood còn có thể nghiên cứu về tiêu thoát nước đô thị, các hiện tượng vỡ đập, thiết kế công trình thủy lợi và ứng dụng tính toán cho các vùng cửa sông lớn. 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 điều 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